[기고] 안전 배기 밸브 선택을 위한 5가지 핵심 가이드라인

산업 환경에서 공압 라인에 의해 작업자 및 라인 자체와 공압 라인에 의해 가동되는 구성 요소 등 관련 장비가 상당한 위험에 노출될 수 있다.

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공압 시스템은 이러한 위험을 최소화하고 의도치 않은 시동 또는 기계 내 움직임을 방지하기 위해 공기압 에너지의 분산을 규정하는 두 개의 ISO 안전 표준(EN ISO 13849 및 ISO 13118:2000)에 부응하기 위해 발전을 거듭해 왔다.

안전 배기 밸브를 규정할 때 고려해야 할 몇 가지 중요 사항을 알아본다.

고장 상태에서 배기 시간 측정
안전 밸브가 고장 상태일 때 (정상 작동을 상정한) 표준 배기 시간이 적용되지 않는, 워스트 케이스(worst-case) 시나리오를 이해하기 위해 시간을 투자해야 한다. 이런 상황인 경우, 밸브가 고장 났거나 또는 제어 시스템과 배기 흐림이 제한돼 배기 시간이 늘어난다.

스위칭 시간
가드, 라이트 버튼 또는 다른 존재 감지 센서를 기계에 더 가까이 설치할 수 있을수록, 기계가 빨리 정지할 수 있다. 스위칭 오프는 안전 정지 거리 계산에 영향을 미치고, 스위칭 온 시간은 기계를 채우기 위한 랙 타임(lag time)에 영향을 미친다.

제품 디자인
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직렬-병렬 흐름 디자인의 안전 배기 밸브를 선택한다는 것은 직렬과 병렬 배열 모두의 장점을 활용해, 공기를 다운스트림으로 공급하도록 두 밸브 요소(중복 설계)의 전환을 보장한다는 의미다.

이러한 배열로 인해 배기 흐름 용량이 증가하고, 고장 시 잔류 압력이 매우 낮다. 기계로 유입되는 잔류 에너지 위험이 제거된다. 결과적으로 두 배기 밸브를 직렬로 사용하는 경우, 제1 밸브로의 공기 공급이 제2 밸브를 통과한 후 다운스트림으로 흐른다. 배기 모드인 경우, 이같은 디자인은 대부분의 배기 가스가 제2 밸브를 통과하게 해 배기 시간에 랙을 형성한다.

B10값 알기
밸브의 B10 값은 스위칭 사이클의 기대 수명이며 B10 테스트(샘플의 10%가 고장 나는 시점)을 기반으로 한다. 이는 MTTFd를 결정할 때에 고려해야 할 중요 사항이다. 구성 요소의 품질이 높을수록, 밸브를 장착하는 기계의 B10 수명이 길어진다. 높은 진단 커버리지가 필요한 카테고리 4 어플리케이션에 고려해야 할 중요 사항이다.

모니터링
최고 수준의 진단 커버리지를 달성하기 위해서는, 여유도(이중 채널 회로) 및 제어 시스템의 결함 또는 고장을 감지하고 단락 사고를 점검하기 위한 모니터링 등 안전 회로 아키텍처의 가장 우수한 측면을 이용하는 것이 중요하다. 안전 시스템의 모니터링 부분은 매번 밸브 양쪽이 함께 이동하는지 확인해야 한다. 이는 일반적으로 펄스 테스트 모니터링을 수행할 수 있는 대부분의 버전의 안전 릴레이 및 안전 PLC에서 실시한다.

이런 유형의 안전 릴레이 및 안전 PLC는 진단 커버리지가 높은 매우 안정적인 시스템, 특히 이중 채널 시스템의 단락 오류를 방지합니다. 정교한 제어 및 모니터링을 보장하는 밸브를 사용하는 것이 실용적이다.

안전은 실수를 용납하지 않는다. 위험 평가에 공압 시스템에 대해 PLC 이상의 안전 등급이 필요한 경우, 중복되는 이중 안전 배기 밸브가 필요한 안전 수준을 달성하기 위한 간단하고 비용 효율적인 방법을 제공한다.

[기고=Parker Korea Team]
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