1. 이산화탄소 소화약제
▣ 이산화탄소(CO2)는 화학적으로 안정된 무기물로 공기보다 무거운 불연성 기체이다.
※ 공기보다 1.51배 무겁다.
▣ 이산화탄소를 방사하면 공기중의 산소농도를 저하시켜 질식작용에 의한 소화작용과
-78 [℃]의 드라이 아이스 방사에 의한 냉각작용이 있다.
가. 이산화탄소 소화약제의 성상
① 대기압, 상온에서 기체이여 화학적으로 안정되어 있다.
② 기체상태의 가스비중은 1.51로 공기보다 무겁다.
③ 31 [℃]에서 액체와 증기가 동일한 밀도를 가진다.
④ 무색, 무취이며 전기적으로 비전도성이다.
나. 이산화탄소가 소화약제로 사용되는 이유
① 화학적으로 안정되어 있다.
② 불연성이다.
③ 전기절연성이 우수하다.
④ 비전도성이다.
⑤ 장시간 저장이 가능하다.
⑥ 소화약제에 의한 오손이 없다.
⑦ 무색이고 무취이다.
다. 이산화탄소 소화설비의 장단점
1) 장점
① 화재 진화 후 깨끗하다.
② 공기 비중 보다 커서 (무거워서) 심부화재에도 적응성을 가진다.
③ 증거보전이 양호하여 화재원인조사가 쉽다.
④ 전기의 부도체로서 전기절연성이 높다. (전기설비에 사용 가능)
⑤ 값이 싸고 저장이 반영구적이다.
⑥ 기계로 방사되므로 구석까지 잘 침투되어 소화효과가 좋다.
⑦ 기화잠열이 커서 냉각효과가 크다.
⑧ 한랭지에서도 사용이 가능하다.
⑨ 자체 압력으로도 방사가 가능하다.
2) 단점
① 소화시 공간 내 산소농도 저하로 인체의 질식이 우려된다. (체적 팽창률 534배)
② 질식을 주체로 하므로 사람이 거주하는 장소에는 사용할 수 없다.
③ 소화약제의 방사시 시야를 방해한다.
④ 소화약제의 방출시 기화되므로 인체에 닿으면 동상이 우려된다.
⑤ 방사시 소리가 크다. (저장용기가 터질 경우 총소리에 가깝게 소리가 난다.)
⑥ 지구온난화에 영향을 준다.
라. 소화효과
① 질식효과 : 이산화탄소를 방사하면 공기의 산소농도를 15[%]이하로 낮추어 소화한다.
② 냉각효과 : -78[℃] 드라이아이스 방사에 의한 냉각 효과
③ 피복효과 : CO2 는 공기보다 무거우므로 하단에 있는 가연물을 펖게 된다.
마. 적용화재
① 적용화재 : B급, C급 화재
② 소화설비 : A급 (7분), B급 · C급 (1분)
※ CO2 - 할론 소화기 설치 금지 장소
⊙ 지하층, 무창층, 밀폐된 거실로서 바닥면적 합계 20 [㎡] 미만인 장소
바. 이산화탄소 소화설비의 적용 대상
① 가연성 기체와 액체류를 취급하는 장소 (가솔린 등)
② 발전기, 변압기 등의 전기설비
③ 박물관, 문서고 등 소화약제로 인한 오손이 문제되는 대상
④ 인화성 고체 위험물
사. 이산화탄소의 물성
|
구 분
|
물 성
|
구 분
|
물 성
|
|
임계압력
|
72.75 [atm]
|
승화점(비점)
|
-78.5 [℃]
|
|
임계온도
|
31 [℃]
|
허용농도
|
0.5 [%]
|
|
3중점
|
-56.3 [℃] (약 -57[℃]
|
수분
|
0.05 [%] 이하
(함량 99.5 [%] 이상)
|
아. 이산화탄소 소화약제의 충전비
|
저 장 용 기
|
기동용기 (소화기용 용기)
|
|
|
저압식
|
1.1 ~ 1.4 이하
|
1.5 이상
|
|
고압식
|
1.5 ~ 1.9 이하
|
|
※ 체적 변환식
자. CO2의 농도 (이론 소화 농도)
2. 할론 소화약제
▣ 대표적인 지방족 포화탄화수소 계열 (메탄, 에탄, 프로판, 부탄)의 탄화수소분자에 포함
된 수소분자 일부 또는 전부를 할로겐 원소로 치환한 것을 할로겐화물이라 한다.
할로소화약제란 지방족 포화탄화수소분자 중 수소원자가 불소, 염소, 취소(브롬), 옥소
(요오드)의 할로겐원자로 치환되어 생성된 소화약제를 말한다.
가. 할론 소화약제의 특성
① 전기의 불량도체이다. (전기절연성이 크다)
② 무색투명이고 특이한 냄새가 난다.
③ 휘발성이 크고 부식 · 손상 우려가 없다.
④ 알코올, 에테르에는 녹으나 물에 녹지 않는다.
⑤ 질식의 우려가 없다.
⑥ 화학적 부촉매 효과에 의한 연소억제작용이 뛰어나 소화능력이 크다. (CO2의 3배)
⑦ 가연성 액체 화재에 대하여 소화속도가 매우 크다.
⑧ 인체에 대한 독성이 심한 것도 있고 적은 것도 있다.
⑨ 연소 연쇄반응을 억제한다. (가연물과 산소의 화학반응을 억제한다.)
⑩ 화학적으로 안정하여 소화 후 잔존물이 없다.
⑪ Halon 104는 소화효과도 약하고 독성도 약하다.
⑫ Halon 2402는 에탄의 유도체이다.
나. 할론 소화제의 구비조건
① 증발잔유물이 없어야 한다.
② 기화되기 쉬워야 한다.
③ 저비점 물질이어야 한다.
④ 불연성이어야 한다.
다. 할론 소화약제의 성상
① 할로겐화합물인 F, Cl, Br, I 등은 화학적으로 안정되어 있으며, 소화성능이 우수하여
할론 소화약제로 사용된다.
② 소화약제는 할론 1011, 할론 104, 할론 1301, 할론 2402 등이 있다.
라. 할론 소화약제의 명명법
마. 할론 소화약제의 종류
|
종류
|
분자식
|
상온·상압 하
|
충 전 비
|
|
Halon 1011
|
CH2ClBr
|
액체
|
-
|
|
Halon 104
|
CCl4
|
액체
|
-
|
|
Halon 1211
|
CF2ClBr
|
기체
|
0.7 ~ 1.4 이하
|
|
Halon 1301
|
CF2Br
|
기체
|
0.9 ~ 1.6 이하
|
|
Halon 2402
|
C2F4Br2
|
액체
|
0.51 ~0.67 미만 (가압식)
|
|
0.67 ~ 2.75 이하 (촉압식)
|
① 소화성능 : 할론 1301 > 할론 1211 > 할론 2402
② 독성 : 할론 2402 > 할론 1211 > 할론 1301
③ 오존파괴지수 : 할론 1301 > 할론 1211 > 할론 2402
<참고>
|
① 부촉매효과(소화능력) 크기 : I > Br > Cl > F
② 전기음성도(친화력) 크기 : F > Cl > Br > I
|
바. 할론 1211의 성질
① 약간 달콤한 냄새가 난다.
② 전기의 전도성이 없다.
③ 공기보다 무겁다.
④ 증기압이 크지 않아서 휴대용 소화기로 사용한다.
⑤ 상온, 상압에서 기체이며, 무색이다.
⑥ 액체 할론 1211의 부식성이 큰 순서 : 알루미늄 > 청동 > 니첼 > 구리
사. 할론 1301의 성질
① 소화성능이 가장 좋다.
② 독성이 가장 약하다.
③ 오존층 파괴지수 (ODP)가 가장 높다.
④ 비중은 공기의 약 5.17배이다.
⑤ 무색, 무취의 비전동성이며 상온에서 기체이다.
※ 할론 1301의 열분해 생성 가스
HF, HBr, Br2, COF2, COBr2
3. 분말 소화약제
가. 분말 소화약제의 종류
▣ 분말약제의 가압용 가스로는 질소(N2)가 사용된다.
|
종별
|
소화약제
|
약제의
착색
|
화학반응식
|
적응
화재
|
|
제1종
|
탄산수소나트륨
(NaHCO3)
|
백색
|
2NaHCO3→NA2CO3+CO2+H2O
|
BC급
|
|
제2종
|
탄산수소칼륨
(KHCO3)
|
담자색
(담회색)
|
2KHCO3→K2CO3+CO2+H2O
|
|
|
제3종
|
제1인산암모늄
(NH4H2PO4)
|
담홍색
|
NH4H2PO4→HPO3+NH3+H2O
|
ABC
급
|
|
제4종
|
탄산수소칼륨+요소
(KHCO3+(NH2)2CO
|
회(백)색
|
2KHCO3+(NH2)2CO
→ K2CO3+2NH3+2CO2
|
BC급
|
<참고> 비누화 현상
|
에스테르가 알칼리에 의해 가수분해되어 알코올과 산의 알칼리염이 되는 반응으로 주방
의 식용유 화재시에 나트륨이 기름을 둘러 싸 외부와 분리시켜 질식소화 및 재발화 억제
효과를 나타낸다.
|
<참고> 충전가스 (압력원)
|
① 질소(N2) : 분말소화설비(축압식), 할론소화설비
② 이산화탄소 (CO2) : 기타 설비
|
나. 제1종 분말소화약제의 성상
① 적응 화재
⊙ BC급(금속비누를 생성하는 비누화 효과 때문에 식용류화재에 적응성을 가진다.)
② 열분해 반응식
㉠ 270 [℃] : 2NaHCO3 + 열 ⇒ Na2CO3 + CO2 + H2O
㉡ 850 [℃] : 2NaHCO3 + 열 ⇒ Na2O + 2CO2 + H2O
③ 열분해 생성물 : Na2CO3 (탄산나트륨), CO2, H2O
다. 제2종 분말 소화제의 열분해 반응식
① 190 [℃] : 2KHCO3 + 열 ⇒ K2CO3 + CO2 + H2O
② 590 [℃] : 2KHCO3 ⇒ K2O + 2CO2 + H2O
라. 제3종 분말소화약제의 소화작용
① 적응화재
㉠ ABC급 분말소화약제로 차고, 주차장에 적응성을 가진다.
㉡ 수성막포(AFFF)와 분말소화약제를 겸용하여 사용 가능한데 이를 트윈에이전트 시스템
(Twin agent system)이라 하며, 소화성능이 향상된다.
② 열분해 반응식
㉠ 190 [℃] : NH4H2PO4 + 열 ⇒ NH3 + H3PO4 (올소인산)
㉡ 215 [℃] : 2H3PO4 + 열 ⇒ H2O + H4P2O7 (피로인산)
㉢ 300 [℃] 이상 : H4P2O7 + 열 ⇒ H2O + 2HPO3 (메타인산)
NH4H2PO4 + 열 ⇒ HPO3 + NH3 + H2O
㉣ 250 [℃] 이상 : 2HPO3 + 열 ⇒ H2O + P2O5 (오산화린)
③ 열분해 생성물에 따른 소화효과
㉠ H2O(수증기)에 의한 질식, 냉각작용, 열차단 및 암모니아 이온에 의해 부촉매 소화효과를 가진다.
㉡ HPO3(메타인산)은 춫 등에 융착하여 유리상의 피막을 형성하여 방진(차단)하므로
재연소를 방지하는데 비누화 현상과 비슷하며 이와 같은 특성으로 A급 화재에 적응성
을 가진다 (차고, 주차장 등에 사용)
㉢ 불활성 탄소화 및 탈수작용 : H3PO4 (올소인산)
4. 할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제
|
구 분
|
소화약제
|
상품명
|
화학식
|
최대허용
설계농도
[%]
|
|
할로겐
화합물
|
퍼블포오로부탄
(FC-3-1-10)
|
CEA-410
|
C4F10
|
40
|
|
하이드로클로로
플루오르카본
혼화제
(HCFC BLEND A)
|
NAF
S - Ⅲ
|
HCFC - 123
(CHCl2CF3) : 4.75 [%]
|
1.0
|
|
|
클로로테트라
플루오르에탄
(HCFC-124)
|
FE-241
|
CHClCF3
|
1.0
|
|
|
펜타플루오르에탄
(HFC-125)
|
FE-25
|
CHF2CF3
|
11.5
|
|
|
헵타플루오르프로판
(HFC-227ea)
|
FM-200
|
CF3CHFCF3
|
10.5
|
|
|
트리플루오르메탄
(HFC-23)
|
FE-13
|
CHF3
|
30
|
|
|
헥사플루오로프로판
(HFC-236fa)
|
|
CF3CH2CF3
|
12.5
|
|
|
트리플루오르
이오다이드
(FIC-1311)
|
|
CF3I
|
0.3
|
|
|
도데카플루오르-2
-메틸펜탄-3-원
(FK-5-1-12)
|
|
CF3CF2C(O)CF(CF3)2
|
10
|
|
|
불활성
기체
|
불연성 · 불활성
기체 혼합가스
(IG-01)
|
|
Ar
|
43
|
|
불연성 · 불활성
기체 혼합가스
(IG-100)
|
|
N2
|
43
|
|
|
불연성 · 불활성
기체 혼합가스
(IG-541)
|
Inergen
|
N2(질소) : 52 %
Ar (아르곤) : 40 %
CO2(이산화탄소) : 8 %
|
43
|
|
|
불연성 · 불활성
기체 혼합가스
(IG-55)
|
|
N2(질소) : 50 %
Ar (아르곤) : 50 %
|
43
|
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