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. 위험물 저장 기준

1. 저장·취급의 공통기준

  ① 제조소등에서 허가 및 신고와 관련되는 품명 외의 위험물 또는 이러한 허가 및 신고와 관련되는 수량 또는 지정수량의 

       배수를 초과하는 위험물을 저장 또는 취급하지 아니하여야 한다.

  ② 위험물을 저장 또는 취급하는 건축물 그 밖의 공작물 또는 설비는 당해 위험물의 성질에 따라 차광 또는 환기를 실시

       하여야 한다.

  ③ 위험물은 온도계, 습도계, 압력계 그 밖의 계기를 감시하여 당해 위험물의 성질에 맞는 적정한 온도, 습도 또는 압력을

       유지하도록 저장 또는 취급하여야 한다.

  ④ 위험물을 저장 또는 취급하는 경우에는 위험물의 변질, 이물의 혼입 등에 의하여 당해 위험물의 위험성이 증대되지

       아니하도록 필요한 조치를 강구하여야 한다.

  ⑤ 위험물이 남아 있거나 남아 있을 우려가 있는 설비, 기계·기구, 용기 등을 수리하는 경우에는 안전한 장소에서 위험물

       을 완전하게 제거한 후에 실시하여야 한다.

  ⑥ 위험물을 용기에 수납하여 저장 또는 취급할 때에는 그 용기는 당해 위험물의 성질에 적응하고 파손·부식·균열 등이

       없는 것으로 하여야 한다.

  ⑦ 가연성의 액체·증기 또는 가스가 새거나 체류할 우려가 있는 장소 또는 가연성의 미분이 현저하게 부유할 우려가 있는

       장소에서는 전선과 전기기구를 완전히 접속하고 불꽃을 발하는 기계·기구·공구·신발 등을 사용하지 아니하여야 한다.

  ⑧ 위험물을 보호액중에 보존하는 경우에는 당해 위험물이 보호액으로부터 노출되지 아니하도록 하여야 한다.

 

2. 위험물의 유별 저장·취급의 공통기준

  ① 제1류 위험물은 가연물과의 접촉·혼합이나 분해를 촉진하는 물품과의 접근 또는 과열·충격·마찰 등을 피하는 한편,

       알카리금속의 과산화물 및 이를 함유한 것에 있어서는 물과의 접촉을 피하여야 한다.

  ② 제2류 위험물은 산화제와의 접촉·혼합이나 불티·불꽃·고온체와의 접근 또는 과열을 피하는 한편, 철분·금속분·마그네

       슘 및 이를 함유한 것에 있어서는 물이나 산과의 접촉을 피하고 인화성 고체에 있어서는 함부로 증기를 발생시키지

       아니하여야 한다.

  ③ 제3류 위험물 중 자연발화성물질에 있어서는 불티·불꽃 또는 고온체와의 접근·과열 또는 공기와의 접촉을 피하고,

       금수성물질에 있어서는 물과의 접촉을 피하여야 한다.

  ④ 제4류 위험물은 불티·불꽃·고온체와의 접근 또는 과열을 피하고, 함부로 증기를 발생시키지 아니하여야 한다.

  ⑤ 제5류 위험물은 불티·불꽃·고온체와의 접근이나 과열·충격 또는 마찰을 피 하여야 한다.

  ⑥ 제6류 위험물은 가연물과의 접촉·혼합이나 분해를 촉진하는 물품과의 접근 또는 과열을 피하여야 한다.

 

3. 저장의 기준

  ① 저장소에는 위험물 외의 물품을 저장하지 아니하여야 한다. 다만, 다음 1에 해당하는 경우에는 그러하지 아니하다

     ㉮ 옥내저장소 또는 옥외저장소에서 다음의 규정에 의한 위험물과 위험물이 아닌 물품을 함께 저장하는 경우. 이 경우

          위험물과 위험물이 아닌 물품은 각각 모아서 저장하고 상호간에는 1m 이상의 간격을  두어야 한다.

       ㉠ 위험물(제2류 위험물 중 인화성고체와 제4류 위험물을 제외한다)과 영 별표 1에서 당해 위험물이 속하는 품명란에

            정한 물품(동표 제1류의 품명란 제11호, 제2류의 품명란 제8호, 제3류의 품명란 제12호, 제5류의 품명란 제11호 및

            제6류의 품명란 제5호의 규정에 의한 물품을 제외한다)을 주성분으로 함유한 것으로서 위험물에 해당하지 아니하

            는 물품

       ㉡ 제2류 위험물 중 인화성고체와 위험물에 해당하지 아니하는 고체 또는 액체로서 인화점을 갖는 것 또는 합성 수지

            류(「소방기본법 시행령」 별표 2 비고 제8호의 합성수지류를 말한다) 또는 이들중 어느 하나 이상을 주성분으로

            함유한 것으로서 위험물에 해당하지 아니하는 물품

       ㉢ 제4류 위험물과 합성수지류등 또는 영 별표 1의 제4류의 품명란에 정한 물품을 주성분으로 함유한 것으로서 위험

            물에 해당하지 아니하는 물품

       ㉣ 제4류 위험물 중 유기과산화물 또는 이를 함유한 것과 유기과산화물 또는 유기과산화물만을 함유한 것으로서 위험

            물에 해당하지 아니하는 물품

       ㉤ 위험물에 해당하지 아니하는 화약류(「총포·도검·화약류 등 단속법」에 의한 화약류에 해당하는 것을 말한다)

       ㉥ 위험물과 위험물에 해당하지 아니하는 불연성의 물품(저장하는 위험물 및 위험물외의 물품과 위험한 반응을 일으

            키지 아니하는 것에 한한다)

​   ② 옥내저장소에 있어서 위험물은 용기에 수납하여 저장하여야 한다. 다만, 덩어리 상태의 황과 제48조의 규정에 의한

        위험물에 있어서는 그러하지 아니하다.

  ③ 옥내저장소에서 동일 품명의 위험물이더라도 자연발화할 우려가 있는 위험물 또는 재해가 현저하게 증대할 우려가

       있는 위험물을 다량 저장하는 경우에는 지정수량의 10배 이하마다 구분하여 상호간 0.3m 이상의 간격을 두어 저장하

       여야 한다. 다만, 제48조의 규정에 의한 위험물 또는 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기에 수납한 위험물에 있어

        서는 그러하지 아니하다(중요기준).

  ④ 옥내저장소에서 위험물을 저장하는 경우에는 다음 각목의 규정에 의한 높이를 초과하여 용기를 겹쳐 쌓지 아니하여야

       한다.

    ㉠ 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기만을 겹쳐 쌓는 경우에 있어서는 6m

    ㉡ 제4류 위험물 중 제3석유류, 제4석유류 및 동식물유류를 수납하는 용기만을 겹쳐 쌓는 경우에 있어서 4m

    ㉢ 그 밖의 경우에 있어서는 3m

  ⑤ 옥내저장소에서는 용기에 수납하여 저장하는 위험물의 온도가 55℃를 넘지 아니하도록 필요한 조치를 강구하여야

       한다.

. 위험물 취급의 기준

1. 위험물의 취급 중 제조에 관한 기준

  가. 증류공정에 있어서는 위험물을 취급하는 설비의 내부압력의 변동 등에 의하여 액체 또는 증기가 새지 아니하도록

        할 것

  나. 추출공정에 있어서는 추출관의 내부압력이 비정상으로 상승하지 아니하도록 할 것

  다. 건조공정에 있어서는 위험물의 온도가 부분적으로 상승하지 아니하는 방법으로 가열 또는 건조할 것

  라. 분쇄공정에 있어서는 위험물의 분말이 현저하게 부유하고 있거나 위험물의 분말이 현저하게 기계·기구 등에 부착

        하고 있는 상태로 그 기계·기구를 취급하지 아니할 것

2. 위험물의 취급중 용기에 옮겨 담는데 대한 기준

  가. 위험물을 용기에 옮겨 담는 경우에는 Ⅴ에 정하는 바에 따라 수납할 것

3. 위험물의 취급 중 소비에 관한 기준

  가. 분사도장작업은 방화상 유효한 격벽 등으로 구획된 안전한 장소에서 실시할 것

  나. 담금질 또는 열처리작업은 위험물이 위험한 온도에 이르지 아니하도록 하여 실시할 것

  다. 버너를 사용하는 경우에는 버너의 역화를 방지하고 위험물이 넘치지 아니하도록 할 것

4. 알킬알루미늄등, 아세트알데하이드등 및 다이에틸에터등(다이에틸에터 또는 이를 함유한 것을 말한다) 의 저장기준은

    제1호 내지 제20호의 규정에 의하는 외에 다음과 같다(중요기준).

  가. 옥외저장탱크 또는 옥내저장탱크 중 압력탱크(최대상용압력이 대기압을 초과하는 탱크를 말한다.)에 있어서는 알킬

        알루미늄등의 취출에 의하여 당해 탱크내의 압력이 상용압력 이하로 저하하지 아니하도록, 압력탱크 외의 탱크에

        있어서는 알킬알루미늄등의 취출이나 온도의 저하에 의한 공기의 혼입을 방지할 수 있도록 불활성의 기체를 봉입

        것

  나. 옥외저장탱크·옥내저장탱크 또는 이동저장탱크에 새롭게 알킬알루미늄등을 주입하는 때에는 미리 당해 탱크안의

        공기를 불활성기체와 치환하여 둘 것

  다. 이동저장탱크에 알킬알루미늄등을 저장하는 경우에는 20㎪ 이하의 압력으로 불활성의 기체를 봉입하여 둘 것

  라. 옥외저장탱크·옥내저장탱크 또는 지하저장탱크 중 압력탱크에 있어서는 아세트알데하이드등의 취출에 의하여 당해

        탱크내의 압력이 상용압력 이하로 저하하지 아니하도록, 압력탱크 외의 탱크에 있어서는 아세트알데하이드등의 취출

        이나 온도의 저하에 의한 공기의 혼입을 방지할 수 있도록 불활성 기체를 봉입할 것

  마. 옥외저장탱크·옥내저장탱크·지하저장탱크 또는 이동저장탱크에 새롭게 아세트알데하이드등을 주입하는 때에는 미리

        당해 탱크안의 공기를 불활성 기체와 치환하여 둘 것

  바. 이동저장탱크에 아세트알데하이드등을 저장하는 경우에는 항상 불활성의 기체를 봉입하여 둘 것

  사. 옥외저장탱크·옥내저장탱크 또는 지하저장탱크 중 압력탱크 외의 탱크에 저장하는 다이에틸에터등 또는 아세트알데

        하이드등의 온도는 산화프로필렌과 이를 함유한 것 또는 다이에틸에터등에 있어서는 30℃ 이하로, 아세트알데하이드

         또는 이를 함유한 것에 있어서는 15℃ 이하로 각각 유지할 것

  아. 옥외저장탱크·옥내저장탱크 또는 지하저장탱크 중 압력탱크에 저장하는 아세트알데하이드등 또는 다이에틸에터등의

        온도는 40℃ 이하로 유지할 것

  자. 보냉장치가 있는 이동저장탱크에 저장하는 아세트알데하이드등 또는 다이에틸에터등의 온도는 당해 위험물의 비점

        이하로 유지할 것

  차. 보냉장치가 없는 이동저장탱크에 저장하는 아세트알데하이드등 또는 다이에틸에터등의 온도는 40℃ 이하로 유지할

        것

【위험물의 저장온도】

위험물의 종류
옥외저장탱크 · 옥외저장탱크
지하저장탱크
이동저장탱크
압력탱크외
압력탱크
보냉장치 ×
보냉장치
아세트알데하이드 등
아세트
알데하이드
15 ℃ 이하
40 ℃ 이하
비점 이하
산화프로필렌
30 ℃ 이하
디에틸에테르 등
30 ℃ 이하

#위험물 #제조소 #아세트알데하이드 #온도 #압력 #산화프로필렌 #보냉장치 #비점

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1. #발화점 (Ignition point) = #착화점 = 착화온도

  ▣ 점화원을 가하지 않아도 스스로 착화될 수 있는 최저 온도 발화점이 낮을 수록 위험하다.

   ① 가연성 물질에 불꽃을 접하지 아니하였을 때 연소가 가능한 최저온도

   ② 공기중에서 스스로 타기 시작하는 온도

   ③ 점화원이 없이 가연물에 가열된 열에 의하여 스스로 연소가 시작되는 최저온도

        ※ 고체물질 중 발화온도가 가장 높은 물질 : 인견

        ※ 발화점, 인화점, 폭발범위는 아무런 연관성이 없다.

        ※ 식용류는 발화점이 450[℃] 정도된다. 후라이팬에 달구어 놓고 식용류를 뿌리면 불이 붙는다.

            발화점은 가연물이 스스로 불이 붙는 온도를 말한다.

        ※ 황린은 제3류 위험물이다. 발화점이 34[℃]이다. 일반적인 위험물 중에서 발화점이 가장 낮은 물질이다.

            황린은 고체이다. 일반적으로 기온은 공기의 온도인데 고체는 햇볕을 받으면 쉽게 기온이 상승한다.

            기온이 낮더라도 발화점에 도달할 수 있다.

       ※ 발화점에 영향을 주는 인자

            ㉠ 가연성 가스와 공기의 혼합비          ㉡ 공간의 형태와 크기

            ㉢ 가열속도와 지속시간                       ㉣ 기벽의 구조와 촉매효과

            ㉤ 점화원의 종류와 에너지 수열 방법

       ※ 발화점이 낮아질 수 있는 조건

            ㉠ 산소와의 친화력이 클수록              ㉡ 압력이 높을 수록

            ㉢ 탄소수가 많을 수록 (인화점과 발화점은 반대방향으로 움직인다. )

        ⊙ 탄소수가 많으면

           ◈ 발화점이 낮다.  ◈ 발열량이 크다.  ◈ 분자구조가 복잡하다.  ◈ 증기압이 낮다.  ◈ 분자량이 크다.

             ※ 발화점 가솔린 300℃, 등유 220℃ 경유 200℃

2. #인화점 (Flash point)

  ▣ 가연성 기체와 공기가 혼합된 상태에서 외부의 직접적인 점화원에 의해 불이 붙을 수 있는 최저 온도, 인화점이

       낮을 수록 위험성이 크다. 그러므로 인화점 아래에서는 불씨, 불꽃 등을 가하여도 연소현상이 진행되지 않는다.

   ① 휘발성 물질에 불꽃을 접하여 연소가 가능한 최저 온도

   ② 가연성 증기 발생시 연소범위의 하한계에 이르는 최저온도

   ③ 가연성 증기를 발생하는 액체가 공기와 혼합하여 기상부에 다른 불꽃이 닿았을 때 연소가 일어나는 최저 온도

   ④ 액체 가연물의 화재 위험성 기준의 척도

   ⑤ 가연성 액체의 발화와 깊은 관계가 있다.

   ⑥ 연료의 조성, 점도, 비중에 따라 달라진다.

       ◈ 점화원에 의해 불이 붙을 수 있는 최저 온도

         ⊙ 탄소수가 적은 물질 < 탄소수가 많은 물질

              ∴ 탄소수가 적을 수록 인화의 위험이 크다.

         ⊙ 인화점은 최저온도 이므로 보통의 경우 인화점에서는 인화되지 않는다.

    ※ 가솔린 인화점 : -43[℃] ~ -20[℃], 연소범위 1.4 ~ 9.6 [%]

           등유 인화점 : 50 ~ 60 [℃]

           벤젠 인화점 : - 11 [℃]

※ 물질의 #인화점#착화점

물 질
인화점 [℃]
착화점 [℃]
프로필렌
- 107
497
에틸에테르, 디에틸에테르
- 45
180
가솔린 (휘발유)
- 43
300
산화프로필렌
- 37
465
이황화탄소
- 30
100
아세틸렌
- 18
335
아세톤
- 18
560
벤젠
- 11
562
메틸에틸케톤
- 9
404
톨루엔
4.4
480
메틸알코올
11
464
에틸알코올
13
423
아세트산
40
-
등유
43 ~ 72
210
경유
50 ~ 70
200
적린
-
260

 

3. #연소점 (Fire point)

  ▣ 연소상태를 5초 이상 유지하기 위한 최저 온도로 인화점보다 10[℃] 정도 높다.

   ① 인화점 보다 5 ~ 10 [℃] 높으며 연소를 5초 이상 지속할 수 있는 온도

   ② 어떤 인화성 액체가 공기 중에서 열을 받아 점화원의 존재하에 지속적인 연소를 일으 킬 수 있는 온도

   ③ 가연성 액체에 점화원을 가져 가서 인화된 후 점화원을 제거하여도 가연물에 계속 연소되는 최저 온도

 

【 연소범위(연소한계 】 = 폭발범위 (폭발한계)

   ▣ 1기압, 25[℃] 공기중에서 측정

   ▣ 연소가 가능한 폭발성 혼합가스 (가연성 기체 + 공기) 중 가연성 기체의 체적 %

   ▣ 하한값이 낮을 수록, 범위가 넓을 수록 위험하다.

   ▣ 주변의 변화에 따라 연소범위는 변화한다.

 <연소범위의 변화>

   ㉠ 온도가 높아지면 넓어진다.

   ㉡ 압력이 높아지면 넓어진다. (수소와 일산화탄소는 좁아진다)

   ㉢ 공기중의 산소의 농도가 높아지면 넓어진다.

   ㉣ 불활성기체를 투입하면 연소범위는 좁아진다.

 

4. 위험도

  ▣ 위험도는 폭발범위를 활용하여 가연물의 연소위험성을 가름할 수 있는 계산값으로 위험도가 클수록 가연물의

      연소 위험성이 커진다.

    ◈ 아세틸렌 (C2H2)의 연소범위 : 2.5 ~ 81 [%]

         * 지구상에서 아세틸렌이 폭발범위가 가장 넓다.

    ◈ 이산황화탄소 (CS2)의 연소범위 : 1.2 ~ 44 [%]

        ※지구상에서 가장 위험도가 큰 물질

5. 비중 (Specific gravity)

  ▣ 물 4 [℃]를 기준으로 했을 때의 물체의 무게 (고체, 액체)

    ※ 기체 : 표준상태 0 [℃], 1기압 공기의 비중 1

                   프로판, 부탄 > 1, 메탄 < 1

6. 비점 (Boiling point), 끓는 점, 비등점

  ▣ 액체가 끓으면서 증발이 일어날 때의 온도

     ※ 적은 양의 액체가 기체로 되는 것을 증발이라고 하고 대량으로 되는 것을 비등, 끓는다고 한다.

  ▣ 어떤 물질의 증기압이 대기압과 같아질 때의 온도를 #비점 · 비등점이라고 한다.

  ▣ 비등점은 물질의 물리적인 특성값으로 고유의 값을 갖는다.

  ▣ 물의 비점이 100[℃] 인 것은 주변압력이 대기압일 때이며 주변압력이 다를 경우 비점은 달라 진다.

  ▣ 비등점이 낮은 가연물은 증기압이 커서 기체가 되기 쉬우므로 화재위험이 크다고 볼 수 있다.

7. 비열 (Specific heat)

  ▣ #비열 이란 어떤 물질의 단위 질량을 1[℃] 높이는데 필요한 열량이다.

     ⊙ 가연물에 비열이 크면 온도 상승이 어려워 화재 위험성이 감소한다. 또한 비열이 큰 소화액제는 소화효과가 크다.

          (에너지 흡수가 크다)

     ⊙ 비열 : [kcal / kg · ℃], [cal / g · ℃]

       ◈ 물 : 1 [cal / g · ℃] , 수증기 : 0.44 [cal / g · ℃] , 얼음 : 0.5 [cal / g · ℃] ,  사안화탄소 0.2 [cal / g · ℃]

    ① 1 [cal] : 1 [g]의 물을 1 [℃] 만큼 온도를 상승시키는데 필요한 열량

    ② 1 [BTU] : 1 [lb]의 물을 1 [°F] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

    ③ 1 [chu] : 1 [lb]의 물을 1 [℃] 만큼 온도 상승시키는데 필요한 열량

        ※ 1 파운드 [lb] = 0.452592 [kg]

        ※ 1 [kcal] = 4.184 [kJ], 1[cal] = 4.184 [J]

        ※ 열용량은 어떤 물질을 1[℃] 높이는데 필요한 열량을 말하며 단위는 [kcal/℃]이다.

              #열용량 = 비열 × 무게 [㎏]

8. #융점 (Melting point)

   ▣ 대기압 하에서 고체가 용융하여 액체가 되는 온도

9. #용해도

  ▣ 용해도란 용매 100[g]에 녹을 수 있는 용질의 [g] 수를 말한다.

  ▣ 고체, 액체, 기체의 용해도가 있다.

    ① 기체의 용해도는 기체가 액체가 되는 것을 말한다.

        ⊙ 액체 → (고온, 저압) → 기체 * 이상 기체 상태로 되는 것

            기체 → (저온, 고압) → 액체 * 응축한다고 한다.

    ② 액체의 용해도는 용매와 섞이는 것을 말한다.

       ⊙ 액체의 용해도는 온도, 압력과는 무관하다.

       ⊙ 액체는 극성이 같을 때 용해가 일어난다.

     ③ 고체의 용해도는 압력에는 무관하고 온도에 비례한다.

        ※ 소금(NaCl)의 용해도는 온도와 무관하다.

10. 잠열 (Latent heat)

   ※ latent [ leɪtnt ] 잠재하는, 잠복해 있는 latent disease 잠복중인 병

  ▣ 잠열이란 온도의 변화없이 상태 변화에 필요한 열량

  ▣ 어떤 물질이 고체, 액체, 기체로 상태를 변화하기 위해 필요로 하는 열

       ◈ 고체 → 액체 (융해잠열) : 얼음 0[℃] → 물 0[℃] : 80 [kcal/kg]

       ◈ 액체 → 기체 (기화잠열) : 물 100[℃] → 수증기 100[℃] : 539 [kcal/kg]

      ※ 잠열 Q = kcal / kg × kg = kcal

【 물의 #잠열

① 80 [cal / g] : 융해 잠열
② 539 [cal / g] : 기화(증발) 잠열
③ 639 [cal] : 0 [℃]의 물 1 [g]이 100 [℃]의 수증기로 되는데 필요한 열량
④ 719 [cal] : 0 [℃]의 얼음 1 [g]이 100 [℃]의 수증기로 되는데 필요한 열량

[ex] -5[℃]의 얼음 10 [kg]을 150[℃]의 수증기로 만들기 위해 필요한 열량은 몇 [kcal] 인가 ?

  <풀이> 0.5×10×5 + 80×10 +10×100 + 10×539 + 0.44×50×10 = 7,435 [kcal]

11. #현열 : 감열

  ▣ 상태의 변화없이 물질의 온도변화에 필요한 열

     ◈  -5 [℃]의 얼음 → - 2 [℃]의 얼음

     ◈  20 [℃]의 물 → 50 [℃] 의 물

     ◈  100 [℃]의 수증기 → 150 [℃]의 수증기

         ※ 현열 Q = kcal / kg·℃ × kg = kcal

12. #점도 (Viscosity)

  ▣ 액체의 점착과 응집력의 효과로 인한 흐름에 대한 저항을 측정하는 기준

     ※ 점도가 크다는 것은 탄소수가 많다는 것으로 쉽게 연소하지 않는다.

         점도가 큰 물질은 화재안전도 면에서 좋다.

13. 증기압 (Vaper pressure) = #대기압

 가. 정의

    ① 어떤 물질이 일정한 온도에서 열평형 상태가 되는 증기의 압력

    ② 증기가 액체와 평형상태에 있을 때 증기가 새어 나가려는 압력

 나. 증기압의 특성

    ① 기압계에 수은을 이용하는 것이 적합한 이유는 증기압이 낮기 때문

    ② 쉽게 증발하는 휘발성 액체는 증기압이 높다.

    ③ #증기압 은 밀폐된 용기 내의 액체 표면을 탈출하는 증기의 양이 액체 속으로 재 침투하는 증기의 양과 같은 때의

         압력

    ④ 유동하는 액체 내부에서 압력이 증기압 보다 낮아지면 액체가 기화하는 공동현상 (cavitation) 발생

    ⑤ 증기분자의 질량이 작을 수록 큰 증기압이 나타난다.

    ⑥ 분자운동이 커지면 증기압이 증가한다.

    ⑦ 액체의 온도가 상승하면 증기압이 증가한다.

    ⑧ 증발과 응축이 평형상태일 때의 압력을 포화증기압이라 한다.

    ⑨ 증기압의 단위

        atm, ㎜Hg, kg/㎠, mH2O, mAq, PSI, lb/in2, kPa, N/㎠, mbar

14. 증기비중 (Vaper Specfic Gravity)

  【 비중 (Specific Gravity)】

  ▣ 공기분자량 (29 [g])에 대한 가스 #분자량 의 비

     ⊙ 화재의 위험성을 판단하는 매우 중요한 요소이다.

 

【 밀도 (Density)】

   ⊙ 물의 밀도 : 1 [㎏/ℓ]

   ⊙ 수은의 밀도 : 13.6 [㎏/ℓ]

 ② 표준상태 기체의 밀도 (0[℃], 1기압)인 경우

15. #아보가드로 의 법칙

  ▣ 표준상태 (0[℃], 1기압)에서 모든 기체 1 [mol (1kmol)] 이 차지하는 부피는 22.4 [ℓ (㎥)] 이다.

    ⊙ mol → g → ℓ

    ⊙ kmol → ㎏ → ㎥

  ▣ 1 [mol]의 질량 = 분자량 [g]

  ▣ 1 [kmol]의 질량 = 분자량 [㎏]

 ▣ 표준상태가 아닌 기체의 밀도

              ρ : 밀도 [㎏/㎥], P : 압력 [N/㎡], M : 분자량 [㎏/kmol], K : 절대온도 [K],  R : 기체상수 [N·m/kmol,K]

16. 증기 - 공기 밀도 (Vaper-Air Density)

  ▣ 어떤 온도에서 액체와 평형상태에 있는 증기와 공기의 혼합가스의 밀도이다.

    ⊙ 증기- 공기 밀도가 1보다 크면 공기보다 무거우므로 대기중에서는 낮은 곳에 표류하여 인화될 위험이 증대된다.

      ※ 기체 액체 #평형 상태

 
 
 

17. 증기 #밀도 (Vaper Density)

   ▣ 액체나 고체에서 발생된 증기가 일정한 체적에서 차지하는 증기의 #질량

 

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1. 산소공급원으로서 가능한 물질 = 산소를 함유하고 있는 물질

   가. 제1류 위험물 (산화성 고체 : 질산나트륨)

   나. 제5류 위험물 (자기반응성 물질)

   다. 제6류 위험물 (산화성 액체 : 과산화 수소)

   라. 지연성(조연성) 가스 : 자신은 연소하지 않고 연소를 도와주는 가스 (산소, 불소, 염소, 온존 등)

   마. 공기 (압축공기)

※ 위험물의 종류 (위험물안전관리법 시행령 [별표 1])

유형
성 질
품 명
제1류
산화성 물질
▣ 산화성 고체로 무색 결정, 백색 분말, 비중은 1보다 큼,  대부분 물에 녹음, 불연성 물질, 산소를
     함유한 강산화제
반응성 풍부, 가열 · 충격 · 마찰에 의한 산소발생, 조연성 물질 · 가연성 물질과
     혼합하면 연소 또는 폭발 위험
⊙ 아염소산류, 염소산 염류, 과염소산염류, 무기과산화물, 브룸산 염류, 진산염류, 요오드산염류,
     과망간산염류,
중크롬산 염류
제2류
#가연성 물질
▣ 낮은 온도에 착화하는 가연성 물질, 강한 환원성을 가진 고체, 비중이 1보다 큼, 산화제와
     접촉·마찰로 인해 착화
되면 급격히 연소, 철분, 마크네슘, 금속분류, 물과 산의  접속시 발열하고
     유독가스 발생, 가능한 한 점화원으로
부터 멀리 보관 필요, 가열금지
유황, 철분, 금속분 (알칼리금속, 알칼리로류 금속, 철 및 마그네슘 외의 금속분말), 마그네슘,
     인화성 고체
제3류
자연발화성물질
금수성 물질
▣ 자연발화성 물질 (공기와 접촉시 연소 또는 가연성 가스 발생), 금수성 물질은 물과 접촉하여
     가연성 가스를 발생
하는 물질, 발화의 위험이 굉장히 높음, 대부분 고체
칼륨, 나트륨, 알킬나트륨, 알킬리튬, 황린
제4류
#인화성 액체
▣ 불꽃, 스파크, 정전기 등에 의해 인화되기 쉬움, 착화온도가 낮음, 증기는 공기보다 무거움
     (HCN) 제외, 증기는
공기와 약간의 혼합에 의해 연소 가능, 일반적으로 상온에서 액체
제1석유류(아세톤, 휘발유), 알코올류, 제2석유류 (등유·경유), 제3석유류 (중류, 클레오소르유),
     제4석유류(
기어류, 실린더유), 동식물유류
제5류
#자기반응성
물질
▣ 산소를 함유한 물질로 자기연소가능, 연소속도가 매우 빠르며 폭발성 있음, 가열·마찰·충격 등에
     의해 폭발할
수 있음, 장시간 노출에 의한 산화반응, 산화반응에 의한 열분해로 자연발화 위험
유기과산화물, 질산에스테르류, 니트로화합물, 니트로소화합물, 아조화합물, 디아조화합물,
     히드라진유도체,
히드록실아민, 히드록실아민염류, 금속의 아지화합물, 질산구아니딘
제6류
산화성 액체
▣ 불연성 물질, 강산화제, 산소함유 (할로겐 간 화합물 제외), 비중 1보다 크고 물에 잘 녹음, 물과
     접촉하면 발열
반응, 가연물·유기물과 반응 산화 및 착화로 인해 유독 가스 발생, 부식성을 가진
     물질
과염소산, 과산화수소, 질산, 할로겐 화합물, 삼불화브롬 (BrF3), 오블화브롬 (BrF5),
     오블화요오드(BrF
5)

 

2. 연소범위 = 연소한계 = 폭발범위

 가. 가연성 기체라 하더라도 점화원의 존재 하에 산소와 연소 범위 내에 있을 때 발화하며 연소범위가 넓을 수록 위험하다.

    ① 연소하한계 : 연소가 일어나는 하한

    ② 연소상한계 : 연소가 일어나는 상한

  【 연소범위(연소한계 】 = 폭발범위 (폭발한계)

    ▣ 1기압, 25[℃] 공기중에서 측정

    ▣ 연소가 가능한 폭발성 혼합가스 (가연성 기체 + 공기) 중 가연성 기체의 체적 %

    ▣ 하한값이 낮을 수록, 범위가 넓을 수록 위험하다.

    ▣ 주변의 변화에 따라 연소범위는 변화한다.

  <연소범위의 변화>

     ㉠ 온도가 높아지면 넓어진다.

     ㉡ 압력이 높아지면 넓어진다. (수소와 일산화탄소는 좁아진다)

     ㉢ 공기중의 산소의 농도가 높아지면 넓어진다.

     ㉣ 불활성기체를 투입하면 연소범위는 좁아진다.

 

  【위험도】

   ▣ 위험도는 폭발범위를 활용하여 가연물의 연소위험성을 가름할 수 있는 계산값으로 위험도가 클수록

        가연물의 연소 위험성이 커진다.

     ◈ 아세틸렌 (C2H2)의 연소범위 : 2.5 ~ 81 [%]

         * 지구상에서 아세틸렌이 폭발범위가 가장 넓다.

     ◈ 이산황화탄소 (CS2)의 연소범위 : 1.2 ~ 44 [%]

     ※ 이산황화탄소는 지구상에서 가장 위험도가 큰 물질

나. 물질별 연소 범위

가 스
하한계 [vol%]
상한계 [vol%]
아세틸렌 (C2H2)
2.5
81
수소 (H2)
4
75
일산화탄소 (CO)
12.5
74
에테르 (C2H5OC2H5)
1.9
48
이황화탄소 (CS2)
1.2
44
에틸렌 (C2H4)
2.7
36
암모니아 (NH3)
15
28
메탄 (CH4)
5
15
에탄 (C2H6)
3
12.4
프로판 (C3H8)
2.1
9.5
부탄 (C4H10)
1.8
8.4
휘발유 (C5H12~C9H20)
1.4
7.6

다. 폭발 한계와 위험성

    ① 하한계가 낮을 수록 위험하다.

    ② 상한계가 높을 수록 위험하다.

    ③ 연소범위가 넓을 수록 위험하다.

    ④ 연소범위의 하한계는 그 물질의 인화점에 해당한다.

    ⑤ 연소범위는 주위온도와 관계가 깊다.

    ⑥ 압력상승시 하한계는 불변, 상한계만 상승한다.

3. 위험도 (Degree of hazards)

   ▣ U - L을 폭발하한계(L)로 나누는 것이므로 하한이 낮거나 연소범위가 넓을 수록 위험도는 커진다.

 

4. 혼합가스의 폭발하한계

   ▣ 가연성 가스와 혼합되었을 때 폭발하한계는 르 샤틀리에 법칙에 의하여 다음과 같이 계산된다.

 

   ▣ 혼합가스의 폭발범위의 계산에는 한계가 있다.

     ⊙ 성질이 비슷한 혼합 가스의 혼합계에만 적용이 가능하다.

     ⊙ 각 성분간에 반응이 일어나면 적용이 곤란하다.

     ⊙ 냉연현상을 수반하는 경우에는 적용이 불가능하다.

【르 샤틀리의 폭발범위 계산】

  예제1) ⊙ 혼합가스 조성 : 메탄 30%, 에탄 25%, 프로판 45%

             ⊙ 각 가스의 폭발범위 : 메탄 : 5~15%, 에탄 : 3~12.4%, 프로판 : 2.1~9.5%

             ⊙ 혼합가스의 하한 값 계산

  예제2) ⊙ #혼합가스 조성 : 메탄 120ℓ, 에탄 100ℓ, 프로판 180ℓ

             ⊙ 각 가스의 폭발범위 : 메탄 : 5~15%, 에탄 : 3~12.4%, 프로판 : 2.1~9.5%

             ⊙ 혼합가스의 하한 값 계산

 

【 출제예상문제 】

1. 물질의 연소시 산소 공급원이 될 수 없는 것은 ? ①

     ① 탄화칼슘          ② 과산화나트륨            ③ 질산나트륨            ④ 압축공기

  ※ 산소공급원

    ① 제1류 위험물 ( #산화성 고체 : #질산나트륨 )

    ② 제5류 위험물 ( #자기반응성 물질)

    ③ 제6류 위험물 (산화성 액체 : #과산화수소 )

    ④ #지연성 ( #조연성 ) 가스 : 자신은 연소하지 않고 연소를 도와주는 가스 (산소, 불소, 염소, 오존 등)

    ⑤ 공기 (압축공기)

2. 다음 가스에서 공기 중 연소범위가 가장 넓은 것은 ? ④

   ① 메탄            ② 프로판            ③ 에탄                  ④ #아세틸렌

※ 연소범위

가스
하한계 [vol %]
상한계 [vol %]
아세틸렌(C2H2)
2.5
81
메탄 (CH4)
5
15
에탄 (C2H6)
3
12.4
프로판 (C3H8)
2.1
9.5

3. 메탄 80 [vol %], 에탄 15 [vol %], 프로판 5 [vol %]인 혼합가스의 공기 중 폭발하한계는 약 몇 [vol %]인가 ?

     (단, 메탄, 에탄, 프로판의 공기중 폭발하한계는 각각 5.0 [vol %], 3.0 [vol %], 2.1 [vol %] 이다.) ④

   ① 3.23          ② 3.61                ③ 4.02                  ④ 4.28

 

4. 다음 물질 중 공기에서의 위험도 (H)값이 가장 큰 것은 ? ①

   ① #에테르         ② 수소              ③ 에틸렌                 ④ #프로판

※ 위험도

 

5. 화재의 위험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 ? ③

   ① 인화점 및 착화점이 낮을 수록 위험하다.

   ② 착화에너지가 작을 수록 위험하다.

   ③ 비점 및 융점이 높을 수록 위험하다.

   ④ #연소범위 는 넓을 수록 위험하다.

※ 위험도는 증기압이 클수록, #비점#융점 이 낮을 수록 위험하다.

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