지게차 배터리의 안전보건관리 (산안법, 화관법)

지게차 배터리의 안전보건관리 (산안법, 화관법)

 

전동식 지게차는 산업현장에서 주로 사용되는 지게차 입니다. 전동식 지게차에는 대용량의 배터리가 장착되어 있습니다. 지게차 배터리는 차량 내부에 장착되어 있어 배터리 점검 또는 교체를 할 경우에만 육안으로 확인할 수 있습니다. 

 

이번 포스팅에서는 지게차에 장착되어 있는 배터리의 안전보건 관계법규에 대해 알아보겠습니다.

 

 

​ 1  배터리의 구조

 

먼저 지게차 배터리의 구조에 대해 간단히 이해해 보겠습니다. 지게차용 배터리는 2차전지로써 납축전지를 주로 사용합니다.

 납축전지란? 

 

• 밀도가 1.25 g/mL 정도인 황산 용액에 (-)극 활물질로 Pb판을, (+)극 활물질로 산화납(PbO2)을 입힌 금속판을 넣어 만든 전지 

• 1개당 기전력 약 2.1V.  여러  개를 직렬로 연경하여 12V, 24V로  만들어 사용

• 납축전지는 이차전지로서 충전과 방전을 500회 이상 연속적으로 반복 사용이 가능한 반영구적 화학전지이다.
• 이차전지로는 납축전지 외에 니켈-카드뮴전지, 니켈수소전지, 리튬계 이차전지(리튬 금속이차전지, 리튬이온 이차전지, 리튬이온 폴리머 이차전지) 등이 있음]

• 방전: (+)극과  (-)극에서 모두 불용성 물질인 PbSO4이 생성되며, 황산 용액의 농도가 묽어 짐
• 충전(전기분해 반응):  축전지의 전압이 1.8V 이하로 떨어지기 전에 외부에서 직류전원을 인가하면 역반응이 진행되어 기전력 회복, 황산의 농도가 진해짐
• 납축전지의 방전여부는 황산의 밀도(비중)를 측정하여 확인 가능(방전과정에서 황산이 소모 되므로)

• 겨울철에 온도가 내려가면 전해질의 점도가 상승하고, 이온의 이동이 느려져서 정상작동 되지 않음 (겨울철 자동차 시동이 잘 걸리지 않는 이유)

 

대구가톨릭대학교 에너지신소재공학과 자료 인용

납축전지의 기전력을 생성하는 화학반응식

 

• 전동지게차용은 대부분 48V 배터리가 많습니다. 1개의 셀은 2.1V를 만들며 24조의 셀을 직렬로 연결하여 48V를 생성합니다. * 2V × 24개(직렬연결) = 48V

 

 

​ 2  충전과 방전

​
• 방전 : 배터리에 축적된 전기를 사용하는 것으로 방전이 될때는 황산의 농도가 낮아지며, 

• 충전 : 배터리에 전기를 생성하는 것으로 충전이 될때는 황산의 농도가 증가하게 된다. 이때 전해액 중에 물이 전기분해되어 음극에 수소가스가 발생됩니다. 이러한 이유로 충전중에는 화기작업이 금지됩니다. 

 

음극면  :  Pb  +  HSO42-  →  PbSO4  +  H+  +2e

양극면  :  PbO2  +  HSO4-  +  3H+  +e-  →  PbSO4  +  2H2O

방전상태  :  Pb  +  PbO2  +  2HSO4  +  2H+→  2PbSO4  +  2H2O  +  energy

 

 

​ 3  배터리 증류수액 보충작업

 

• 배터리를 사용할때 화학반응으로 발생하는 열로 인하여 수분이 증발하게됩니다. 증발한 만큼 증류수를 보충해 주어야 합니다.

• 배터리의 방전량은 전해액의 농도를 비중을 측정해서 확인할 수 있습니다.

• 일반적으로 사업장에서는 비중을 측정하지 않고 증류수만 보충하는 작업을 하게됩니다. 이때 증류수를 과 보충하면 면 충전 후 전해액이 흘러 넘쳐 전기 숏트의 원인이 됩니다.​

• 사용자는 절대로 황산을 보충하면 안됩니다. 

 

충전상태에서 배터리 전해액의 변화
충전상태	비중	빙점 (℃)
100%	1.260	-60
75	1.230	-41
50	1.200	-28
25	1.170	-19
방전	1.100	-8

• 배터리 전해액의 증류수는 증발하기 때문에 주기적으로 보충을 해 주어야 합니다.

증류수가 충분한 상태	증류수가 부족한 상태

 

• 배터리 증류수 보충

 

• 배터리가 과충전 되었을 경우 배터리 전해액의 온도가 상승하게됩니다. 이때 전해액의 황산과 증류수가 증발하게됩니다. 또한 온도가 높을때 증류수 보충을 위해 캡을 열때 황산을 포함한 증기가 소량 배출되기도 합니다. 이 경우 산안법 측면에서 볼때 '취급'으로 볼수가 있습니다. 근로자가 황산을 포함한 증기를 흡입할 수 있기 때문이다. 또한, 증류수 보충작업 중 전해액이 튀어 근로자의 눈 또는 피부에 접촉이 될 수도 있습니다. 

 

 

​ 4  납축전지 배터리의 화학물질

 

배터리는 MSDS가 없다고 하시는 분들이 있습니다? 배터리 전해액도 화학물질이기 때문에 MSDS가 있습니다. 

 

세방전지 전해액 MSDS.pdf

0.24MB

<A사 지게차 배터리 MSDS>

 

CRTA 화학물질 규제판단기로 프로그램을 돌려 보았습니다.

Antimony 물질은 함량기준이 1% 미만이고 Polypropylene / PP Resin은 고분자 물질이므로 주요 법적 규제에 해당되지는 않습니다. Lead(납)과 Sulfuric Acid(황산)은  화관법, 산안법(보건)에서 법적 규제를 많이 받고 있는 물질입니다. 

 

 산업안전보건법 

산업안전보건법에서 작업환경측정대상 물질, 특수건강진단 대상물질, 관리대상.특별관리물질에 해당됩니다. 작업환경측정대상 물질, 특수건강진단 대상물질의 기준은 '취급'을 하느냐? 하지않느냐? 이다. 배터리 증류수 보충작업을 주기적으로 하기 때문에 '취급'으로 볼수 있다고 판단됩니다. 

 

이러한 이유로 증류수 보충작업을 할때에는 보안경, 보호장갑 정도는 착용을 해야 합니다. 

특별관리물질 취급할 경우 챙겨야 할 사항은 다음의 포스팅을 참조바랍니다. 

 

https://ulsansafety.tistory.com/2175

특별관리물질을 취급하면 챙겨야 할 사항 정리 - 산안법 보건

 

 

 화학물질관리법 

 

 

화학물질확인 제외기준 [환경부고시]
제1조(목적) 이 고시는 「화학물질관리법」(이하 "법"이라 한다) 제9조제2항에 따라 화학물질확인에서 제외되는 화학물질의 기준을 정함을 목적으로 한다.
제2조(화학물질확인 제외 기준) 법 제9조제2항에 따라 화학물질확인에서 제외되는 기준은 다음 각 호와 같다.
1. 특정한 고체 형태로 일정한 기능을 발휘하는 제품에 함유되어 그 사용과정에서 함유된 화학물질이 유출되지 않는 경우
2. 기계에 내장되어 수입되는 화학물질 및 시험운전용으로 기계 또는 장치류와 함께 수입되는 화학물질에 해당하는 경우(단, 별도로 화학물질 그 자체로 수입하는 경우는 제외한다)
3. 다른 화학물질을 제조하는 과정에서 생성되어 그 화학공정에서 전량 사용되는 화학물질로서 제조되는 설비로부터 의도적으로 제거·분리되지 않는 경우
4. 공기, 수분, 미생물 또는 햇빛과 같은 환경적 요인에 노출되어 우발적으로 일어나는 화학반응으로부터 생성되는 경우
5. 자연에 존재하는 물질 등「등록 또는 신고 면제대상 화학물질」(환경부고시)의 별표 1에서 정하는 물질인 경우(단, 별표 1에 해당하는 화학물질의 수화물 및 유해화학물질인 경우는 제외한다)
6. 포도당, 녹말 등 「등록 또는 신고 면제대상 화학물질」(환경부고시)의 별표 2에서 정하는 물질인 경우(단, 별표 2에 해당하는 화학물질의 수화물 및 활성탄 [Activated charcoal ; 64365-11-3, Activated carbon ; 7440-44-0]은 제외한다)
7. 개인이 일상생활에서 소비할 목적으로 수입하는 경우(단, 유해화학물질인 경우는 제외한다)

 

배터리의 납 성분은 고체 성분으로 유출의 우려가 없고, 기계나 장치내에서 분리해서 사용할 수 없는 경우에 해당되기 때문에 화관법 적용에서 제외됩니다. 실제로 화평법에서도 기계 안에 내장되어있는 물질은 제외됩니다. 

 

따라서, 장외영향평가 대상에서 제외됩니다. 설치검사 기관에 문의해 보니 설치검사 대상에서도 제외된다고 합니다.

 

 

 

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