실험실 안전 및 생산성 향상

적절한 가스 분배가 실험실 작업 최적화에 필수인 이유

스웨즈락 선임 필드 엔지니어, Wouter Pronk

여러분 본인이 실험실 기술자라고 가정해 보십시오. 여러분은 원하는 테스트 또는 분석을 수행할 때 특정 가스의 사용 지점에 접근할 것입니다. 원하는 가스를 확보하기 위해 장치를 활성화시키지만, 유량과 압력이 목표치보다 낮을 수 있습니다.

이는 다음과 같이 여러 가지 이유로 문제가 될 수 있습니다.

• 수행하려는 테스트의 정확도를 신뢰할 수가 없게 되고, 이로 인해 테스트를 전혀 진행할 수 없게 될 수 있음
• 문제의 근본 원인을 찾으려는 문제 해결 과정에는 시간과 비용이 소요되기 마련인데, 그 정도가 얼마나 되는지 파악하기 어려움
• 누설로 인해 이와 같은 유량 문제가 생긴다면 이와 관련된 안전 문제 역시 발생할 수 있으며, 이 때는 안전 문제를 가장 우선적으로 해결해야 함

실험실이 연구 시설에 있든, 화학 정제 시설에 있든, 혹은 기타 산업용 공장에 있든 관계 없이, 이러한 파급 효과는 국부적 작동에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 이 파급 효과로 인해 주요 사용 지점에 대한 가스 공급을 일관적이고 안정적으로 유지해야 하는 중요성이 드러납니다.

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실험실 직원 및 운영진은 특정하 날에 무수히 많은 중요 작업을 우선적으로 처리해야 하며, 이러한 우선순위 목록의 1번에 가스 분배가 들어가는 경우는 드뭅니다. 그러나 잘 설계된 가스 분배 시스템은 어떤 실험실 환경에서든 일관성, 정확도, 생산성 및 안전성을 지속적으로 제공하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 그 이유는 다음과 같이 몇 가지가 있습니다.

모든 가스는 잠재적인 위험을 초래합니다

특정 가스는 다른 가스에 비해 더 큰 잠재적 위험을 수반합니다. 유독 가스(예: 암모니아, 이산화황, 염화수소)가 누설되면 실험실 안전이 즉시 위험에 처하게 됩니다. 해당 가스에 직접 노출되는 것은 매우 위험하므로 이를 철저하게 예방해야 합니다.

그러나 어떤 가스든 분배 시스템에서 새어 나온다면 안전 위험을 초래할 가능성이 있다는 점을 명심해야 합니다. 예를 들어, 산소 또는 수소도 충분한 양이 실험실이나 공장의 대기에 유입되면 가연성이 매우 높아질 수 있습니다. 시스템에서 새어 나온 질소는 대기 중의 산소 수치를 변화시켜, 밀폐된 공간에서 잠재적으로 위험한 환경을 만들어낼 수 있습니다. 프로판과 부탄처럼 더 무거운 가스는 아래로 하강하여 낮은 높이의 틈 및 엔클로저에 스며들어 폭발 위험을 초래할 수 있습니다.

산소, 수소 및 질소 등의 가스를 언제나 유독 가스와 동일한 수준으로 주의 깊게 취급하지는 않으므로, 작업자들이 누설의 발생을 알아채지 못할 만큼 작은 규모의 누설이 실험실에서 발생할 수도 있습니다. 이는 무엇보다도 중요한 안전 위험을 초래합니다. 누설된 가스는 낭비된 가스이기도 하므로 막대한 금전적 비용을 수반할 수 있습니다.

여러분의 시설에서 모든 가스를 적절한 수준의 주의를 기울여 취급한다는 점을 어떻게 보장하시겠습니까? 전문가 평가는 미확인 누설을 파악하는 것은 물론, 안전성 극대화에 도움이 되는 분배 시스템 설계 전략을 밝혀내는 데에도 효과적인 방법입니다.

압력 및 유량: 생산성에 매우 중요한 요소

안전 위험을 항상 드러내지는 않을지라도, 부적절한 실험실 가스 압력 및 유량 수치는 실험실 작업을 가능한 한 효율적이고 정확하게 수행하는 능력에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어, 압력 및 유량 수치가 낮아지면 주어진 시간 안에 완료할 수 있는 테스트의 수가 제한될 수 있습니다. 압력 및 유량 수치가 낮아지면 테스트 장비의 기능이 저하될 수도 있습니다.

비최적 상태의 압력 및 유량 수치는 시스템 설계의 비효율에서 비롯되는 경우가 흔합니다. 한 가지 흔한 예가 바로 시스템 과설계로, 이 경우 밸브 또는 레귤레이터의 과도한 개수로 인해 공급원에서 사용 지점까지 이동하는 압력이 제한됩니다. 올바른 가스 분배 시스템 설계는 밸브와 레귤레이터를 필요한 만큼만 통합시켜, 사용 지점에서 사용자의 수요를 충족시킵니다. 모든 경우에서 “더 많은 것”이 “더 나은 것”을 의미하지는 않는다는 점을 명심하십시오.

또한 과설계의 경우에는 더 작은 가스 이동 라인을 선택하여 추가 밸브 또는 레귤레이터의 비용을 상쇄하는 게 일반적입니다. 추가 밸브와 더 작은 라인의 조합으로 인해 사용 지점에서의 최대 압력 및 유량이 크게 제한되고, 이로 인해 실험실의 테스트 생산성이 제한될 수 있습니다. 게다가 작은 라인을 미리 선택하면 시스템의 최대 유량이 제한되어, 요건이 변경될 경우 문제를 야기할 수 있습니다.

다시 한번 말씀드리자면 이런 경우에 전문가 평가가 도움이 될 수 있습니다. 가스 분배 전문가들은 설계 개선이 필요한 영역을 파악하도록 도와 드릴 수 있고, 나아가 향후 더 높은 수치가 필요한 경우, 압력과 유량을 인위적으로 제한하지 않으면서 원하는 사용 지점 요건을 달성하도록 도와 드릴 수 있습니다.

시스템을 개선하는 방법 또는 전문가 평가가 실험실에 어떤 이점을 제공하는지에 대해 자세히 알아보고 싶으십니까? 당사의 가스 분배 전문가에게 문의하여 여러분의 문제를 상담하고, 안정적인 가스 공급 시스템을 구축하는 방법에 대해 인사이트를 얻으십시오.

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