훈 소 및 액체의 인화점과 발화점

훈 소

 훈 소란, 공기 중에 존재하는 산소와 고체 표면 간에 발생하는 상대적으로 느린 연소 과정으로 연료 표면에서는 반응이 일어나고 산소는 그 표면으로 확산, 훈 소시에 고체 표면에는 작열과 탄화 현상이 발생

 

(1) 훈 소의 형태

 1) 가구, 매트리스 위에 버려진 담뱃불은 고체 표면으로의 산소 확산으로 매우 느리게 연소
 2) 연료 표면에서는 작열이 일어나고, 반응으로 탄화층이 형성
 3) 훈 소는 다공질의 고체, 혼합 연료, 불 침윤성 고체, 고체연료 폐기장 등에서 발생하기 쉬움

 

(2) 훈 소의 특징

 1) 작열 현상으로 그 표면은 1,000℃ 이상의 고온

 2) 불꽃이 없는 연소 과정이며, 따라서 실내 온도의 상승도 느림

 3) 훈 소에서 연료 면으로 공기 유입이 많아지면 불꽃 연소로 전환

 4) 훈 소에서는 CO의 발생량이 많아 연료량의 10% 이상이 CO로 전환, 이에 따라 인체에 매우 치명적

 5) 훈 소의 과정은 매우 느리며, 산소를 많이 필요하지 않음 (훈 소의 속도 : 0.001 ~ 0.1cm/s 정도)

 

(3) 훈 소의 위험성

 1) 훈 소는 불꽃 연소에 비해 CO 등과 같은 많은 독성 물질을 발생

 2) 많은 산소를 필요하지 않고, 고온이므로 질식 및 억제 소화 등이 유효하지 않음

 3) 진행 과정이 매우 느리고 불꽃이 없으며, 액체 미립자계 연기를 발생, 차동식 열감지기, 불꽃 감지기, 이온식 감지기 등은 부적합 

  - 온도 상승률이 낮음 : 차동식 열감지기 부적합

  - 불꽃이 없음 : 불꽃 감지기 부적합함

  - 액체 미립자계 연기 : 연기 입자가 커서 이온화식보다 광전식 연기 감지기가 적합함

 4) 고온이어서 불꽃 화재 발생의 에너지원이 될 수 있음

 

(4) 훈 소의 소화대책

 1) Soaking Time의 유지 및 충분한 냉각

 2) Wetting Agent를 물에 첨가하여 고체 내부로의 침투성능을 향상

 3) 화재 감지를 위해서는 광전식 Spot 형 감지기가 적합함

 

인화점

 인화점이란 액면 위의 가연성 혼합기에 점화원을 가했을 때 발화될 수 있는 액체의 최저온도라 정의 되며 물질에 따라 그 값이 다름, 액체는 인화점 이상이더라도 연소점보다 낮은 온도에서는 발화가 되어도 연소를 지속하지 못함

 

(1) 인화점의 개념

 1) 점화원 존재 시 발화가 일어날 수 있는 최소온도, 즉 불붙을 위험성을 표현한 온도
 2) 가연물의 종류에 따라 인화점이 다르며, 인화성 및 가연성 액체는 인화점에 따라 구분
 3) 위험물에서 점화원 관리에 도입

 

(2) 인화점 측정방법

 태그 밀폐식 시험, 세 타 밀폐식 시험, 클리블랜드 개방식 시험 등

 

(3) 인화점에 따른 가연성 액체의 연소특성

 1) 고 인화점 액체
   ㄱ. 연소 초기에는 액상 지배형 화염전파 형태를 나타내고 일정 시간 후 전면 연소
   ㄴ. 연소 형태 : 표면온도가 인화점 이상이 될 때까지 기다렸다가 연소가 확대
   ㄷ. 소화 방법 : 인화점이 높은 고 인화점 액체는 액운을 인화점 미만으로 만드는 조치가 필요

 2) 저 인화점 액체
   ㄱ. 상온에서도 인화점 이상이므로 연소 초기부터 전면 연소하는 기상 지배형 화염 전파가 이루어짐
   ㄴ. 연소 형태 : 양론 농도까지는 액체 온도 상승에 따라 연소 속도가 증가하다가 점차 일정한 연소 속도를 보임
   ㄷ. 소화 방법 : 인화점이 낮아 액운을 인화점 미만으로 만들기 어려우므로 기상 부를 단열 화염온도 한계 이하로 만들어야 함

 

연소점

(1) 연소점의 개념

 1) 점화원 제거해도 연소 지속하는 최저 온도
 2) 연소 지속을 위해 가연성 가스를 지속해 발생하는 온도
 3) 일반적으로 인화점보다 5~10℃ 높음
 4) 인화점 이상의 온도로서 연소 하한계 이상 농도로 예 혼합 가스를 형성하고 점화원이 가해져 액면 상부의 가연성 혼합기를 모두 소모

 

(2) 발화 이후

 1) 연소점 이하 : 가연성 증기 발생률이 너무 낮아 표면으로 열 손실에 의해 화염이 유지되지 못함
 2) 연소점 이상
   ㄱ. 화염이 안정되고 연료 표면을 충분히 가열함으로써 가연성 증기 발생률이 증가
   ㄴ. 확산화염으로 성장하여 액체의 표면온도가 그 액체의 비점 가까이 상승하여 연소가 지속

 

 

발화점

(1) 발화점의 개념

 1) 물질을 가열할 때 점화원 없이 스스로 발화하여 연소를 시작하는 최저 온도이며 착화점, 점화점, 자연 발화 온도로 표현
 2) 불꽃이나 직접적인 점화원이 없어도 발화가 되는 온도
 3) 물질이 연소하려면 발화점까지 가열해야 하며, 화재 시에 물체의 온도를 발화점 이하로 냉각시켜야 함

 

(2) 발화점 영향 인자

 발화 지연시간, 농도, 압력, 전도도, 분자량, 부피, 산소 농도, 촉매 물질(M : 발 농약, 전량, 부산 촉)

 

발화 지연 시간(Time log) : log t = A / T + B (단, T : 자연 발화 온도(K), A, B : 상수 )

 

점화원 제거 시 불꽃이 없어지는 이유

 1) 연소점 이하

   가연성 증기 발생률이 너무 낮아 표면에서의 열 손실에 의해 화염이 유지 되지 못함

 

 2) 연소점 이상 

   ㄱ. 화염이 안정되고 연료 표면을 충분히가열함으로서 가연성 증기 발생률을 높임

   ㄴ. 가연성 액체의 경우 확산 화염으로 성장하여 액체의 표면 온도가 그 액체의 비점 가까이 상승, 이 때가 연소의 최고점 온도

   

 3) 예열형 전파

  스스로의 화염에 의해서 미연소 액면을 예열시키지 못 하므로 불꽃이 없어짐