드럼통(drum)의 위험성과 설계압력

사업장에서 주로 사용되는 드럼통(drum)의 위험성 에 대해 알아보겠습니다. 드럼의 재질은 철제로 제작되기도 하며, 플라스틱으로 제작되기도 합니다. 드럼통에 담은 화학물질은 대부분이 액상이며, 일부 고상으로 포장, 운반되기도 합니다. 선박 이송 과정에서 취급 부주의로 인한 사고가 발생할 수 있으며, 사업장에서 보관 중, 사용 중일 때도 과압에 의한 화재 폭발의 위험성도 있습니다. 제조업의 경우 이 드럼통은 화학설비가 아니므로 기술적 기준이나 법률적 기준이 미약한 분야입니다. 이러한 이유로 대관청의 점검 시에 소외되는 분야이기도 합니다. 단순히 MSDS와 경고표지 스티커 부착 여부만 확인하는 정도만 확인하고 넘어가는 항목입니다. 

실제 드럼을 이용하여 화학물질을 취급하는 사업장이 많을 것입니다. 또한, 액상의 폐기물은 드럼에 보관하여 배출합니다. 액상의 화학물질을 드럼에 담아 보관, 취급, 폐기하는 과정에서의 위험성을 충분히 인지하는 것이 중요하다고 생각됩니다. 환경안전인들은 알아야 그 위험성이 보이고 개선해 나갈수 있습니다.

드럼통(drum)의 위험성

드럼을 지게차로 운반하거나, 운송하는 과정에서 떨어뜨림, 추돌 등의 위험성도 있겠습니다. 사업장에서 취급 과정중에 물리화학적 측면에서 본다면 공 DRUM 절단 작업중 폭발하는 사고, 폐유 보관 DRUM에서의 증기압 상승으로 드럼이 찢어지거나 누출되는 사고, 액상물질을 질소 가압으로 이송에서 과압에 의한 사고 등이 있겠습니다.  

드럼통(drum)의 정의와 규격

🔹 드럼통(drum)
벌크 화물을 수송하기 위해 사용되는 원통 모양의 용기이다. 드럼통은 강철, 촘촘한 판지(섬유 드럼/fiber drum), 플라스틱으로 만들 수 있으며 액체와 파우더의 수송 및 저장을 목적으로 보통 사용된다. 드럼통은 위험물의 수송을 위해 인증을 받기도 한다. 수송되는 물건들은 관련 규제를 따르는 드럼통에 적재되어야 한다. 드럼통은 일반적인 용도에서는 간단히 통, 배럴(barrel)이라고도 한다.

🔹 국제 표준 크기
200리터 드럼(미국에서는 55-gallon drum, 영국에서는 44-gallon drum)은 보통 200리터(55 US 또는 44 imp gal)의 용적을 지니는 원통형의 용기이다. 정확한 용적은 제조업체, 사용 목적, 기타 요인에 따라 다양하다. 표준 드럼통은 572 밀리미터(22.5인치)의 내부 직경에 851 밀리미터(33.5 인치) 높이로 되어 있다. 이 규모를 기준으로 대략 218,681 cm3, 218.681 리터(57.8 US gal; 48.1 imp gal)를 담을 수 있지만 약 200리터까지만 채우는 것이 보통이다.
200리터 드럼의 외부 직경은 상하단 테 부분에서 일반적으로 584 밀리미터(23인치)이며 튀어나온 부분은 597 밀리미터(23.5인치) 직경을 지니며, 높이는 876 밀리미터(34.5인치이다. 정확한 크기는 ANSI MH2에 규정되어 있다.
🔅 규격 : ISO규격, ANSI MH2, KS규격 KS T 1076

🔹 KS규격
ISO규격과 ANSI MH2은 유료로 판매되고 있어 찾아 볼수 없었습니다. KS규격에서 액체용 강제드럼 (STEEL DRUMS FOR LIQUID)에 제작과 시험에 관한 규격이 KS T 1076에 기술되어 있습니다.

T_1076_20150707.hwp

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KS T 1076

KS T 1076 : 액체용 강제드럼 (STEEL DRUMS FOR LIQUID) 이 규격은 액체 위험물 및 액체 비위험물의 수송 및 저장 용기로 사용하는 호칭용량 50ℓ에서 200ℓ까지의 강제 드럼에 대하여 규정한다. (2015년  07월  07일 개정)

제품시험 : 내용 겉모양 / 구조 / 모양, 치수, 무게, 용량 / 기밀성 / 낙하강도 / 내수압성 / 적재강도 / 표시

* KS T 1076 기밀시험 (위험물의 경우)
용기의 기밀시험은 용기에 내부 공기압력을 준 상태에서 폐쇄구와 용기를 5분 동안 수중에 담그고 실시한다. 용기의 유지 방법은 시험 결과에 영향을 미치지 아니하는 것으로 할 것. 상기 이외의 시험방법도 좋으나 동등 이상의 유효성이 있어야 함. 적용하는 공기 압력(게이 지압)은 다음과 같다.  

포장등급1	포장등급2	포장등급3
30kPa	20kPa	20kPa

KS T 1076 인증서

🔹 위험물 선박운송 기준
위험물 선박운송 기준 제22조에 의거  [별표 26] 용기 및 포장의 시험기준에 액체용 강제드럼 (STEEL DRUMS FOR LIQUID)의 시험기준이 기술되어 있습니다. 다만 드럼의 시험기준이 낙하시험, 기밀시험, 수압시험 등 다양하게 언급되어 있지만 압력에 대해서만 논의해 보겠습니다.[별표 26] <표 2-4> 성능시험의 종류, 시험방법 및 판정기준에 따르면 기밀시험과 수압시험이 있습니다.

용기 및 포장의 시험기준 등.hwp

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(1) 기밀시험
용기의 기밀시험은 용기에 내부 공기압력을 준 상태에서 폐쇄구와 용기를 5분 동안 수중에 담그고 실시한다. 용기의 유지방법은 시험결과에 영향을 미치지 아니하는 것으로 할 것. 상기이외의 시험방법도 좋으나 동등이상의 유효성이 있어야 함. 적용하는 공기 압력(게이지압)은 다음과 같다. 

용기등급1	용기등급2	용기등급3
30kPa(0.3 bar) 이상	20kPa(0.2 bar) 이상	20kPa(0.2 bar) 이상

(1) 수압시험 

1. 시험의 적용을 받는 용기 : 액체를 수납하는 모든 금속용기, 플라스틱 용기 및 복합용기는 수압시험을 실시할 것. 다만, 결합용기의 내장용기는 그러하지 아니한다.

2. 시험용 용기의 개수 : 설계사양 및 제조자가 동일한 용기에 대하여는 3개로 한다.

3. 시험용 용기의 준비 : 가스방출마개는 가스방출공이 없는 유사한 마개로 교체하든가 또는 가스 방출공을 밀봉할 것.

4. 시험방법 및 적용압력   금속용기 및 복합용기(유리재 또는 도자기재)는 폐쇄구를 포함하여 5분간 시험압력을 가한다.  플라스틱용기 및 복합용기(플라스틱재)는 폐쇄구를 포함하여 30분간 시험압력을 가한다.   용기의 유지방법은 시험결과에 영향을 미치지 아니하는 것으로 할 것. 시험압력은 연속적으로 또한 균일하게 가하여 시험 중 일정하여야 한다. 수압시험에 사용되는 최소시험압력은 다음의 방법 중 하나로 결정할 것.

1) 용기 내의 온도를 55℃로 하여 계산된 총게이지압(즉, 위험물의 증기압과 기상부의 부분압을 더한 값에서 100kPa를 뺀 값)에 안전계수 1.5를 곱한 압력. 이 총게이지압은 내용물을 주입할 때의 온도를 15℃로 하여, 55℃에서 충전 액체의 체적이 용기 체적의 100% 넘지 않도록 설정된 최고 충전율을 기준으로 계산되어야 한다.

2) 운송하게 될 위험물의 55℃에서의 포화증기압(절대압력)에 1.5를 곱한 값에서 0.1MPa을 감한 압력과 0.1 MPa의 압력 중 높은 압력

3) 운송하게 될 위험물의 50℃에서의 포화증기압(절대압력)에 1.75를 곱한 값에서 0.1MPa을 감한 압력과 0.1 MPa의 압력 중 높은 압력.

4) 수납하는 위험물의 용기등급이 1인 것은 0.25MPa의 압력.    ※ 준비 : 적용압력은 용기 및 포장의 표시기준에 의하여 표시하는 값이다.

 

드럼통(drum)의 증기압력과 관리 방안

1. 드럼의 최대사용압력의 확인
먼저 취급하는 드럼의 최대사용압력을 알아야 합니다. 드럼의 최대사용압력이 표기되어 있다면 가장 좋겠습니다만, 그렇지 않은 경우 제조사에 문의해야 합니다. 만약 두가지 방법으로 확인이 여려운 경우 보수적인 관점에서 용기등급2 기준으로 최대 0.2bar(약 2000mmH2O=150mmHg)가 최대사용압력으로 가정하십시오.

2. 취급 화학물질의 증기압력의 확인
취급하는 화학물질의 최대 증기압력을 확인해야 합니다. 온도에 따라 증기압력이 달라지는데요. 해상 운송의 경우 최대 55℃로 가정을 하였습니다. 일반적으로 사업장 창고에 외부에 보관할 때에도 복사열로 인하여 50℃ 까지 상승하는 것을 볼수 있으니 안전율을 고려하여 55℃에서 증기압을 확인하시는 것을 권고합니다.

3. 관리 방안
아래의 그래프는 디에틸에테르, 에탄올, 물 세가지 물질에 대한 증기압력 그래프입니다. 

내용a	증기압 곡선	내용a
물	55℃에서 증기압력이 150mmHg → 0.2 bar이하	용기등급2,3 사용가능
에탄올 (100%)	55℃에서 증기압력이 300mmHg → 0.2 bar이상	용기등급1 사용 불가
디에틸에테르 (100%)	55℃에서 증기압력이 300mmHg → 0.2 bar이상	용기등급1 사용 불가

 

드럼에 보관하고자 하는 화학물질이 해당온도에서 증기압력이 드럼의 사용최대 압력이하인지 확인하고! 
만약 증기압력이 높다면 드럼이 아닌 압력용기에 담아 보관, 이동, 취급을 해야 합니다.   

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