PSM에서 가스 폭발위험장소를 구분할 때 가장 많이 사용하는 기준이 Zone 0, Zone 1, Zone 2입니다.

세 Zone의 차이는 단순히 “위험한 곳, 조금 덜 위험한 곳”으로 나누는 것이 아닙니다.

가장 중요한 기준은 폭발성 가스 분위기가 정상적인 상태에서 얼마나 자주, 얼마나 오래 존재할 가능성이 있는가입니다.

기본적인 개념은 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

구분	폭발성 분위기 존재 가능성
Zone 0	연속적·장시간 또는 빈번하게 존재
Zone 1	정상운전 중 때때로 발생 가능
Zone 2	정상운전에서는 발생 가능성이 낮으며 발생해도 짧은 시간

하지만 실제 현장에서 Zone을 결정할 때는 이것만으로 부족합니다.

누출원(Source of Release) → 누출등급(Grade of Release) → 누출량 → 환기 → 가스 확산 → Zone과 위험범위

순서로 검토해야 합니다.

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1. Zone 구분의 기본 원리

Zone은 폭발성 가스 분위기가 존재할 가능성과 지속성을 기준으로 구분합니다.

즉, 설비 자체의 위험도가 아니라 주변 공간에 가연성 가스가 어느 정도 존재할 수 있는지를 평가합니다.

예를 들어 동일한 가연성 액체를 취급하더라도,

• 탱크 내부
• 정상적으로 증기를 방출하는 Vent 주변
• 정상상태에서는 누출되지 않는 Pump Seal 주변

은 모두 다른 Zone으로 평가될 수 있습니다.

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2. Zone 0의 정의

Zone 0은 폭발성 가스 분위기가 연속적으로 존재하거나 장시간 또는 빈번하게 존재하는 장소입니다.

세 Zone 가운데 폭발성 분위기가 존재할 가능성이 가장 높은 영역입니다.

대표적으로 다음과 같은 위치가 검토될 수 있습니다.

위치	Zone 0 검토 이유
가연성 액체 저장탱크 내부 증기공간	가연성 증기 지속 존재 가능
밀폐된 공정용기 내부	가연성 분위기 지속 가능
가연성 액체가 존재하는 설비 내부	정상적으로 증기 존재 가능
특정 밀폐 Process 내부	폭발범위 농도 지속 가능

즉, Zone 0은 일반적으로 설비 내부 공간에서 많이 나타납니다.

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3. Zone 0의 실제 적용 사례

예를 들어 휘발성 가연성 액체가 저장된 탱크를 생각해 보겠습니다.

액체 위의 증기공간에는 정상적인 저장상태에서도 가연성 증기가 존재할 수 있습니다.

이 경우 탱크 내부 증기공간은 Zone 0으로 검토될 수 있습니다.

하지만 탱크 외부 전체가 Zone 0이 되는 것은 아닙니다.

탱크 외부에서는 Vent를 통해 방출된 증기의 누출특성과 환기조건을 별도로 평가하여 Zone 1 또는 Zone 2 등의 위험장소를 결정합니다.

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4. Zone 1의 정의

Zone 1은 정상운전 중 폭발성 가스 분위기가 발생할 가능성이 있는 장소입니다.

Zone 0처럼 지속적으로 존재하지는 않지만 정상적인 공정운전이나 작업 중 가연성 가스가 방출될 수 있습니다.

대표적인 사례는 다음과 같습니다.

위치	검토 이유
정상적으로 방출되는 Vent 주변	정상운전 중 가스 방출
Sampling Point	시료채취 중 가연성 증기 발생
개방형 공정작업 위치	정상작업 중 방출
Tank Vent 근접부	호흡손실 등 발생
주기적으로 개방되는 설비	정상적인 작업에서 누출 가능

Zone 1의 중요한 특징은 이상사고가 발생하지 않아도 정상운전 과정에서 폭발성 분위기가 형성될 수 있다는 점입니다.

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5. Zone 1 실제 적용 사례 – Tank Vent

가연성 액체 저장탱크의 Vent를 예로 들어보겠습니다.

탱크의 액위가 상승하거나 온도가 증가하면 내부의 가연성 증기가 Vent를 통해 정상적으로 배출될 수 있습니다.

따라서 Vent 자체는 중요한 누출원이 됩니다.

위치	검토 방향
Tank 내부	Zone 0 가능
Vent 출구 바로 주변	Zone 1 가능
Vent에서 더 떨어진 영역	Zone 2 가능
충분히 멀리 떨어진 위치	비위험장소 가능

실제 범위는 Vent의 방출량, 위치, 압력, 가스특성 및 자연환기 등을 이용하여 결정해야 합니다.

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6. Zone 2의 정의

Zone 2는 정상운전에서는 폭발성 가스 분위기가 발생할 가능성이 낮고, 발생하더라도 짧은 시간 동안만 존재하는 장소입니다.

대표적인 검토대상은 다음과 같습니다.

• Pump Mechanical Seal
• Compressor Seal
• Valve Packing
• Flange
• 일부 배관 연결부

이러한 위치는 정상적인 상태에서는 가연성 물질이 외부로 누출되지 않아야 합니다.

그러나 Seal이나 Packing의 열화 등으로 예상하지 못한 누출이 발생할 가능성이 있으므로 Zone 2로 검토할 수 있습니다.

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7. Zone 2 실제 적용 사례 – Pump Seal

가연성 액체를 이송하는 원심펌프를 예로 들어보겠습니다.

정상적인 Mechanical Seal에서는 공정유체가 외부로 누출되지 않아야 합니다.

따라서 Pump 주변이 정상적으로 항상 폭발성 분위기가 되는 것은 아닙니다.

하지만 Seal 열화 또는 작은 이상으로 누출될 수 있습니다.

상태	가연성 분위기
정상 Seal	외부 누출 없음
미세 Seal 누출	주변에 증기 발생 가능
대량 Seal 파손	사고상황
환기 양호	누출가스 빠른 희석 가능

따라서 Pump Seal 주변은 실제 평가결과에 따라 Zone 2 등의 위험장소로 설정되는 경우가 있습니다.

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8. Flange가 있다고 무조건 Zone 2는 아니다

현장에서 흔히 발생하는 오해 중 하나입니다.

“가연성 배관 Flange 주변은 전부 Zone 2이다.”

라고 기계적으로 적용하는 것은 적절하지 않습니다.

Flange가 실제 누출원으로 어떻게 평가되는지는 적용기준과 설계조건에 따라 달라질 수 있습니다.

다음을 함께 검토해야 합니다.

검토항목	내용
정상운전 누출	실제 예상되는가?
압력	누출량에 미치는 영향
유체	가스·액체
온도	증기 생성 가능성
설비위치	실내·옥외
환기	누출가스 희석조건
유지관리	Flange 신뢰성

따라서 “설비 종류 = Zone”이라는 방식으로 결정하지 않는 것이 중요합니다.

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9. 누출등급과 Zone의 관계

Zone을 이해하려면 누출등급을 함께 봐야 합니다.

누출등급	설명	대표적인 Zone 관계
연속누출	지속적·장시간·빈번한 누출	Zone 0
1차 누출	정상운전 중 간헐적 누출	Zone 1
2차 누출	정상운전에서는 예상되지 않음	Zone 2

하지만 이것은 기본적인 관계입니다.

실제 Zone 결정에서는 환기조건이 반드시 함께 고려되어야 합니다.

따라서,

Continuous = 무조건 Zone 0

Primary = 무조건 Zone 1

Secondary = 무조건 Zone 2

라고 단순하게 적용하지 않는 것이 좋습니다.

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10. 환기에 따라 Zone이 달라질 수 있다

같은 누출원이라도 설치환경이 다르면 결과가 달라질 수 있습니다.

예를 들어 동일한 Pump Seal을 비교해 보겠습니다.

구분	Pump A	Pump B
설치	완전 개방 옥외	밀폐 Pump Room
자연환기	매우 양호	낮음
누출원	Mechanical Seal	Mechanical Seal
가스체류	낮음	높을 수 있음
위험범위	상대적으로 제한 가능	확대 가능

따라서 Zone을 결정하려면 누출이 발생한 뒤 가스가 얼마나 빠르게 희석되는지를 확인해야 합니다.

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11. Zone과 위험범위는 서로 다른 개념

Zone 1 또는 Zone 2가 결정됐다고 해서 위험범위가 자동으로 결정되는 것은 아닙니다.

예를 들어 Pump가 Zone 2라고 평가됐다고 해도 다음 질문이 남습니다.

Pump Seal에서 0.5 m인가?

1 m인가?

3 m인가?

이것이 위험범위(Extent of Hazardous Area) 평가입니다.

구분	의미
Zone	폭발성 분위기가 얼마나 자주 존재하는가
Extent	위험장소가 공간적으로 어디까지 형성되는가

따라서 Zone 2라는 정보만으로 방폭구역 도면을 완성할 수 없습니다.

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12. 위험범위에 영향을 주는 요소

위험범위는 누출원의 실제 방출특성을 고려하여 결정합니다.

요인	위험범위 영향
누출압력	높을수록 분출거리 증가 가능
누출구 크기	커질수록 누출량 증가
유체상태	Gas·Liquid·Two Phase
운전온도	증발량 변화
증기압	기화 가능성
환기	희석속도
상대밀도	가스 이동방향
장애물	가스체류 가능
실내·옥외	확산조건 차이

따라서 동일한 Pump라도 운전조건이 다르면 위험범위가 달라질 수 있습니다.

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13. 공기보다 무거운 가스의 Zone 적용

가스의 상대밀도도 실제 Zone 적용에서 중요합니다.

LPG 등 공기보다 무거운 가스는 누출 후 지면 방향으로 이동할 수 있습니다.

특히 다음 장소를 확인해야 합니다.

• Pit
• Trench
• Drain
• Dike
• 지하층
• 낮은 공간

예를 들어 Pump 주변의 주된 위험장소는 Zone 2로 평가되더라도 가까운 Pit에서는 가연성 가스가 체류하면서 더 불리한 위험조건이 형성될 가능성을 별도로 검토해야 합니다.

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14. Zone 0·1·2를 거리 순서로 이해하면 안 된다

Zone을 다음과 같이 단순하게 이해하는 경우가 있습니다.

누출원 바로 옆 = Zone 0

조금 떨어지면 = Zone 1

더 멀어지면 = Zone 2

항상 그렇지는 않습니다.

Zone은 기본적으로 거리의 개념이 아니라 폭발성 분위기의 존재 빈도와 지속시간에 대한 개념입니다.

예를 들어 정상적인 Pump Seal 누출원이 2차 누출등급이라면 Seal 바로 근처라고 해서 자동으로 Zone 0이 되는 것이 아닙니다.

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15. 실제 사례 – 가연성 액체 저장탱크

다음과 같은 저장탱크를 생각해 보겠습니다.

• 가연성 액체 저장
• 고정지붕
• 대기 Vent
• 옥외 설치
• 자연환기 양호

개념적인 Zone 적용은 다음과 같이 검토할 수 있습니다.

위치	검토 방향
Tank 내부 증기공간	Zone 0 가능
Vent 방출부 근접 영역	Zone 1 가능
Vent 주변 외곽	Zone 2 가능
충분히 떨어진 옥외	비위험장소 가능

다만 실제 거리와 형상은 해당 설비의 조건을 이용한 위험장소 구분기준으로 결정해야 합니다.

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16. 실제 사례 – Pump Room

가연성 액체 Pump가 실내에 설치된 경우입니다.

다음 조건을 가정하겠습니다.

• Pump Mechanical Seal 존재
• 2차 누출 가능
• 자연환기 부족
• 강제환기 Fan 설치

이 경우 중요한 것은 Fan이 정상적으로 작동하는 경우뿐 아니라 Fan 고장 시 상태입니다.

상태	위험성
환기 정상	누출가스 빠른 제거
환기 성능 저하	농도 상승 가능
Fan 정지	가스축적 가능
환기감시 없음	고장 인지 지연

따라서 위험장소 구분에서는 강제환기설비의 가용성과 신뢰성까지 고려해야 합니다.

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17. 실제 사례 – Sampling Point

가연성 액체 Sampling Point에서는 정상적인 시료채취 과정에서 공정유체가 외부로 노출될 수 있습니다.

따라서 Pump Seal과 다른 누출특성을 가집니다.

비교	Pump Seal	Sampling Point
정상운전 누출	원칙적으로 없음	Sampling 시 발생 가능
누출등급	2차 가능	1차 가능
Zone 방향	Zone 2 가능	Zone 1 가능
작업자 개입	낮음	높음

즉, 동일한 가연성 물질이라도 정상운전 중 의도적으로 개방되는가가 Zone 구분에 중요한 차이를 만들 수 있습니다.

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18. Zone 결정 후 방폭기기 적합성 확인

Zone이 결정되면 해당 영역에 설치되는 전기·계장기기를 검토합니다.

대표적인 설비는 다음과 같습니다.

• Motor
• Local Control Station
• Junction Box
• Lighting
• Solenoid Valve
• Transmitter
• Limit Switch
• Gas Detector

단순히 “방폭제품”이라고 되어 있다는 이유만으로 적합한 것은 아닙니다.

최소한 다음을 함께 확인해야 합니다.

확인항목	검토내용
Zone	해당 장소에 설치 가능한가?
Equipment Protection Level	요구 보호수준 충족 여부
Gas Group	IIA·IIB·IIC
Temperature Class	T1~T6
인증	적용 인증 적합 여부
설치방법	Cable Gland·Seal 등 적합 여부

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19. MOC에서 Zone을 다시 확인해야 하는 경우

폭발위험장소 구분도는 한 번 작성했다고 끝나는 자료가 아닙니다.

다음과 같은 변경이 발생하면 Zone이나 위험범위가 달라질 수 있습니다.

변경사항	영향
취급물질 변경	증기압·가스그룹 변화
운전압력 상승	누출량 증가 가능
운전온도 상승	증기발생량 증가
Pump 추가	신규 누출원
Sampling Point 추가	신규 1차 누출원 가능
Vent 위치 변경	위험범위 이동
건물 신설	자연환기 감소
환기 Fan 변경	희석조건 변화
Dike·벽 설치	가스체류 가능

따라서 MOC에서는 단순히 P&ID만 변경하지 말고 폭발위험장소 구분도에 영향이 있는지 확인해야 합니다.

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20. 정리

Zone 0·1·2를 구분할 때 가장 중요한 것은 설비 종류나 누출원과의 거리가 아니라 폭발성 분위기의 존재 가능성과 지속성입니다.

구분	판단기준	대표적인 적용 개념
Zone 0	연속적·장시간·빈번	Tank/Vessel 내부
Zone 1	정상운전 중 발생 가능	Vent·Sampling 주변
Zone 2	정상운전 중 가능성 낮고 발생 시 단시간	Pump Seal 등

실제 적용절차는 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

단계	검토내용
①	가연성 물질 확인
②	P&ID에서 잠재 누출원 확인
③	현장에서 실제 누출원 확인
④	연속·1차·2차 누출등급 평가
⑤	누출압력·누출량 확인
⑥	자연·강제환기 평가
⑦	가스의 상대밀도와 확산특성 확인
⑧	Zone 0·1·2 결정
⑨	위험범위 결정
⑩	Pit·Trench 등 가스체류부 별도 확인
⑪	Gas Group·Temperature Class 확인
⑫	방폭기기 적합성 검토
⑬	현장과 위험장소 구분도 비교
⑭	MOC 발생 시 재평가

실무에서 특히 피해야 하는 방식은 “Pump 주변은 무조건 Zone 2, Tank Vent는 무조건 Zone 1, 설비에서 몇 m까지”라는 식으로 먼저 결론을 정하는 것입니다.

같은 Pump라도 취급유체, 압력, 온도, Seal 방식, 실내·옥외 여부와 환기조건에 따라 결과가 달라질 수 있습니다. Tank Vent 역시 방출특성과 설치환경에 따라 위험범위가 달라집니다.

따라서 PSM에서는 먼저 누출등급을 평가하고, 실제 누출량과 환기조건을 확인한 뒤 Zone과 위험범위를 결정하는 순서로 접근해야 합니다.

결국 Zone 0·1·2 구분은 단순한 방폭 전기기기의 등급을 정하는 작업이 아니라 공정에서 가연성 물질이 어떤 경로로 외부에 방출되고, 어디에서 폭발성 분위기를 형성할 수 있는지를 체계적으로 판단하는 공정안전 검토라고 이해하는 것이 좋습니다.