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1. 전기화재 및 폭발의 예방대책
1.1. 연소의 개요, 형태 및 생성물
연소는 가연물이 공기 중의 산소나 산화제와 반응해 열, 빛을 내면서 산화하는 현상이다. 연소는 완전연소와 불완전연소로 구분할 수 있다. 완전연소는 연소된 뒤 가연성분이 전혀 남지 않은 상태이며, 불완전연소 상태에서는 CO나 H2, C처럼 더 연소를 일으킬 수 있는 가연성 성분이 남아 있다. 연소는 연소의 형태에 따라서도 구분할 수 있는데, 가연성 기체를 이용한 기체연소, 액체로 인해 연소가 일어나는 증발연소, 고체로 인해 촉발되는 표면연소, 증발연소, 분해연소, 자기연소 등으로 구분할 수 있다. 연소 과정에서 생성물이 발생하게 되는데, 이는 화재가 일어난 후에 새롭게 생긴 물질을 말한다. 이산화탄소나 일산화탄소, 황화수소, 포스겐 같은 연소 가스가 그것이며, 대부분 유독성을 가지고 있어 화재 발생 시 인명 피해의 주요 원인이 되고 있다. 특히 이산화탄소와 일산화탄소가 대표적인 연소 가스라 할 수 있다.
1.2. 화재의 특성과 종류 및 연소생성물
화재는 일반화재, 유류 가스 화재, 전기화재, 금속화재로 구분할 수 있다. 일반화재는 나무, 솜, 종이, 고무 등의 일반 가연성 물질로 인한 화재로 물로 소화할 수 있지만, 연소 이후에 재가 남는 특징이 있다. 유류 가스 화재는 석유나 벙커씨유, 타르, 페인트, 가스 등이 누설되어 연소하거나 폭발하는 경우를 말하며, 물을 이용한 액체 냉각작용으로 소화할 수 있다. 그러나 일반적인 물만으로는 소화시킬 수 없고, 연소 후에 재가 남지 않는다. 전기화재는 전기 합선이나 단락, 과부하로 인해 발생하며, 질식소화를 시켜야 하기 때문에 특수 소화기가 필요하다. 물을 이용하면 감전의 위험이 있다. 금속화재는 철분이나 마그네슘, 칼륨 같은 금속물질이 폭발하면서 화재가 일어나는 경우를 말한다. 마른 모래로 질식하거나 특수 소화기를 써야 하며, 물을 이용하면 폭발 위험이 있다.
화재가 발생하면 연소생성물이 생긴다. 연소생성물은 화재가 일어난 후에 새로운 물질로 생산된 것으로, 이산화탄소나 일산화탄소, 황화수소, 포스겐 같은 연소 가스가 대표적이다. 연소 가스는 완전연소이든 불완전연소이든 모두 발생하며, 대부분 유독성이기 때문에 화재 발생 시 인명 피해의 원인이 되는 것이 이 연소가스이다. 특히 이산화탄소와 일산화탄소가 대표적이다.
1.3. 소화약제의 종류와 특성
분말소화약제에는 BC/ABC분말소화약제 같은 것이 있다. 분말 소화약제는 불이 빨리 꺼지고, 값이 상대적으로 저렴하다는 데 장점이 있다. 그러나 소화 후에 불씨가 남아있으면 다시 연소가 일어날 수 있다는 점에서 문제가 있다. 여기에는 중탄산나트륨 분말소화약제, 중탄산칼륨 분말소화약제, 인산암모늄 분말소화약 같은 것이 있다.
액체계 소화약제의 경우 화학작용으로 반응이 일어난 거품으로 소화를 하는 약제인데 조작이 간편하다는 장점이 있으나 충진된 약제가 영하 5도 전후에서 동결되는 것이 문제이다. 그래서 추운 겨울에는 이것을 쓸 수 없다. 여기에는 황산알루미늄, 중탄산나트륨, 기계포 소화약제, 강화액 소화약제, 침윤제 소화약제 같은 것이 있다.
끝으로 가스계 소화약제를 대표하는 것은 할론 소화약제인데, 성능이 뛰어나지만 환경 오염 문제로 인해 오늘날에는 거의 사용하지 않는다. 크린 소화약제의 경우에는 가격대가 높지만, 소화 후에 잔유물이 남지 않기 때문에 통신실, 정밀기기, 서버실 같은 밀폐된 공간에서 사용하기에 적합하다.
1.4. 소화설비
물계 소화약제에는 물과 포소화약제가 있다. 물은 냉각시켜서 불을 끄는 작용을 하고, 포는 질식과 냉각으로 불을 끄는 작용을 한다. 둘 다 소화 속도가 느린 대신 냉각 효과는 크다. 일단 한 번 소화되면 재발화의 위험성이 낮다. 그러나 물계 소화약제를 쓰면 사용 후에 오염이 심하다.
가스계 소화약제는 이산화탄소 소화약제와 할로겐화합물 소화약제, 그리고 분말 소화약제로 구분할 수 있다. 이산화탄소 소화약제는 질식 소화를, 할로겐화합물은 부촉매 소화를 도와주는 약제이다. 둘 다 소화 속도가 빠른 대신 냉각 효과가 적고, 재발화의 가능성이 있다는 점이 단점이다. 일반적으로 소형 화재에 적합하다. 이산화탄소 소화약제는 사용 후에 거의 없는 데 반해 할로겐화합물은 오염이 있을 수도 있다. 그러나 물계 소화약제와 비교하면 오염이 거의 없다고 보아도 무방하다. 둘 다 전기화재와 금속화재에 사용할 수 있다. 분말 소화약제는 부촉매와 질식 효과 둘 다 나타난다. 소화속도가 빠른 대신 냉각 효과가 극히 드물어서 재발화 위험이 높다. 사용 후에 분말 가루가 남기 때문에 오염이 일어난다고 할 수 있다. 자연화재와 전기화재, 금속화재에 사용할 수 있다.
1.5. 물리적 폭발, 화학적 폭발
물리적 폭발은 화염과 연소를 동반하지 않는 폭발로 단순히 물리적인 변화를 야기하는 폭발이다. 수증기 폭발, 보일러 폭발, 고압용 용기 폭발 같은 것이 여기에 해당한다. 이것은 주로 액체가 기화되면서 갑자기 부피가 커졌을 때 용기가 부피를 감당하지 못해 폭발하는 현상이다.
화학적 폭발은 화염과 연소를 동반하기 때문에 폭발 피해가 크다. 가스 폭발, 분진 폭발, 화약류 폭발 등이 여기에 속한다. 이때 원인물질과 생성물질은 폭발마다 다르다. 화학적 폭발은 연소 과정으로 인해 큰 피해를 발생시킨다.
물리적 폭발과 화학적 폭발은 폭발 형태와 발생 메커니즘에서 차이가 있다. 물리적 폭발은 단순한 부피 팽창으로 인한 폭발인 반면, 화학적 폭발은 연소 반응으로 인한 폭발이다. 따라서 화학적 폭발이 더 큰 폭발력과 피해를 동반한다고 할 수 있다.
1.6. 분진폭발
분진폭발은 미세해서 눈에 잘 보이지 않는 가연성 분진 입자가 대기 중에 부유하면서 폭발 범위를 형성하다가 점화원과 만났을 때 폭발하는 현상이다. 분진 폭발을 잘 일으키는 물질로는 밀가루, 쌀가루, 커피가루, 금속분말, 불에 잘 타는 비금속 물질 중에 톱밥가루나 CHO인 물질, MTS인 물질 등이 있다. 이에 반해 시멘트나 탄산칼슘, ...
