원심분리기 안전성 개선에 관한 연구 = (A) Study on the Improvement of Centrifuge Safety

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 원심기에 대한 안전성 개선을 위하여 원심분리기에 관한 현황을 조사하고 국내원심분리기 제조업체의 제조기술을 파악하며, 원심분리기로 인한 재해를 조사하였다. 또한 잠재적 위험을 내재하고 있는 재료의 재질과 용접부의 인장 및 피로 실험을 하였다. 본 연구의 주된 내용은 아래와 같다.
첫째, 원심분리기의 사용과 재해율은 높지 않지만, 사고의 강도율이 매우 높아 사망재해가 많다. 재해는 주로 재료의 투입 및 취출 작업에서 대부분 발생하고 있다. 그리하여 이에 대한 재해방지 대책으로 많은 안전장치(덮개, 비상정지장치, 진동감지센서, 자동제어반 등)가 개발되어 제품의 설계시부터 안전을 고려하여 제작되고 있다. 그러나 잠재적인 위험요인의 원인들을 발견하지 못하거나 이를 인지하고 있음에도 불구하고 이를 무시하며 제작 또는 사용하고 있다. 이러한 잠재적 위험 요인들 중 빼놓을 수 없는 것이 제품의 재질 및 용접부위의 결함이다.
본 연구의 목적이자 동시에 실험의 목적은 국내원심기제조에 사용되고 있는 재질과 용접부가 초고속 회전으로 물질을 분리하는 원심기의 강한 회전력에 충분한 강도를 가지고 있는가이다. 실험을 통하여 나타난 결과로 재질과 용접부가 충분한 강도를 가지고 있는가를 확인하였고, 그 결과는 충분한 강도가 나타났다. 하지만, 재질의 균일성 및 용접 기술자의 능력 및 적합한 용접방법 등이 큰 변화를 가져올 수 있으므로 사전점검 과 용접기술자에 대한 철저한 관리 교육 등이 필요할 것으로 판단된다.
둘째, 현재 원심기에 대하여 개발 중인 안전인증기준(안)은 EN규격 및 ISO규격 등과 같이 국제 수준에 뒤 떨어지지 않는 인증기준이 개발 되어야 한다고 사료됩니다. 현재 개발 중인 기준에서 안전에 관련한 안전요구조건에서 재질과 용접부에 관한 부분을 더욱 강조하여 잠재적인 위험요소를 조금 더 감소할 수 있다. 또한, 원심분리기의 안전성이 개선된 한층 더 발전한 품질 및 안전한 제품으로 생산되어서 사용자의 안전성 확보와 선진 기술과의 대응을 할 수 있는 기반을 마련하게 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study is about improving centrifuge usage safety by using good materials and proper welding techniques. Based on the research on centrifuge manufacturing companies in Korea, I have come to the realization that regulations are needed. I have researched the potential hazards due to welding materials and techniques for construction.
Most companies used stainless steal, which is adequate within the usage limits. On the other hand, companies are not required to use a specific type of material and sometimes alloy metals are used. When low quality materials are used, tiny air bubbles may be locked inside. During usage, these bubbles will cause the centrifuge to break.
In addition to the quality of materials used being in question, the welding is not checked. Many of the companies researched tested well in terms of elasticity, but there is no standard put in place. Anyone, not only qualified personnel, can perform the welding on centrifuges. If the welding is not done correctly, then the centrifuge may disassemble while spinning at high velocity. Furthermore, it is of utmost importance the designate standards for the welding of the spinning chamber. If the spinning chamber does not fit snuggly inside the container, then the spinning chamber might break at high velocity causing material from inside the chamber to leak.
Currently, accident rates from centrifuge usage are low, but the accidents incurred are grave, often resulting in death or permanent injury. Most of the accidents occur during the beginning and end phases of the usage process. In order to combat this, many companies have created safety precautions: centrifuge cover, emergency stop button, vibration sensor.
However, there is no regulation stating the standard for materials used in manufacturing nor are there welding inspections. In Korea, there are laws and requirements dealing with centrifuge manufacturing, but these two areas are not dealt with.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 요 약문 = ⅰ
• 표목차 = ⅱ
• 그림목차 = ⅲ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구필요성 및 목적 = 1
• 2. 연구의 내용 및 범위 = 2
• 3. 연구방법 = 3
• Ⅱ. 원심분리기의 현황 = 4
• 1. 원심분리기의 개요 = 4
• 2. 원심분리기의 종류 = 6
• 3. 원심분리기의 국내 현황 = 12
• 4. 원심탈수기에 의한 재해 = 14
• 5. 원심분리기의 방호장치 = 17
• 6. 원심분리기 국내외 관련 기준 = 20
• Ⅲ. 원심분리기 재료의 시험 = 30
• 1. 재료 및 시험편 = 30
• 2. 시험 방법 = 33
• 3. 시험 결과 = 35
• 3-1. 정적인장 특성 평가 = 35
• 3-2. 피로 특성 평가 = 41
• Ⅳ. 시험결과 및 고찰 = 46
• Ⅵ. 결론 및 제언 = 47
• 참고 문헌 = 49
• Abstract = 50