자동차정비소, 자동차학과, 자동차정비기사 등 자동차정비사업 요점정리 45. 안전관리 19

45. 안전관리 19

 

2. 폭발의 위험성

가. 폭발 형태

폭발이란 급격한 압력이 발생하여 가스가 음향(폭음)을 수반해 심하게 팽창하는 현상
으로 넓은 의미로는 연소도 포함하여 사용되는 경우도 있다. 폭발한계 또는 폭발 범위
라 하는 것은 연소한계 또는 연소 범위와 같은 뜻이다.
폭발은 화재보다 더욱 치명적인 인명과 재산상의 피해를 주는 경우가 종종 있으며 파괴
잠재력에 있어서 일반적인 화재보다 더 큰 것으로 알려져 있다.

(1) 에너지 형태에 의한 분류
폭발은 에너지의 순간적인 격렬한 방출로 정의된다. 따라서 폭발의 잠재력은 에너지
의 방출 속도에 의존한다. 폭발을 일으키는 에너지는 대체적으로 다음과 같은 3가지의
기본적 형태가 있다.
● 물리적 에너지

● 화학적 에너지
● 원자 에너지

물리적 에너지로는 다음과 같은 것들이 있다. 첫째 형태는 가스, 금속 재료 및 전기 에
너지에 대한 초과 압력이다. 즉 물리적 에너지의 격렬한 방출은 고압가스에 의한 용기
의 폭발 또는 취성파괴(brittle fracture)에 기인한 용기의 순간적인 파열 등이 있다. 또
다른 형태는 열에너지의 전이이다.
예컨대 수증기 폭발과 같이 고온의 고체 또는 액체가 에너지를 전이시켜 물을 기화시
킴으로 상(phase) 변화에 의한 것, 가압하는 과열된 가연성 액체가 상압으로 압력이 저
하되면서 인화되는 것 등이 이에 속한다.
화학적 에너지는 화학반응으로부터 기인한다. 화학 폭발은 균일 폭발과 전파 폭발로
구분된다. 용기 내 폭발은 대체적으로 균일 폭발에 속하며 긴 파이프 내에서의 폭발은
전파폭발을 유발시킨다. 화학 에너지를 수반하는 폭발은 반응폭주(reaction runaway),
분해반응 및 종합반응 등이 있다.

(2) 폭연(deflagration)과 폭굉(detonation)
폭발은 그 현상에 의해 폭연과 폭굉으로 구분된다. 폭연은 가연성 혼합기체가 상대
적으로 서서히 연소되는 것을 의미한다. 탄화수소, 공기, 혼합가스의 폭연속도는 약 1
㎧ 정도이다.

폭굉은 화염 진화속도가 음속(0℃에서 340㎧) 이상의 것을 의미하며 탄화수소, 공기,
혼합 가스의 경우는 2,000~3,000㎧ 정도에 달한다.

나. 폭발의 종류

화재와의 구분은 명확하지 않지만 일반적으로 폭음을 생성하기도 하고 유리 파괴 등
폭풍효과를 동반하는 경우를 말한다.
(1) 고압용기의 파열
과압 또는 취성파괴 등 물리적 요인 또는 내부 이상반응 등 화학적 요인에 의해 용기
가 급격히 파괴되어 고압가스가 주변에 급팽창하여 폭풍을 생성하기도하고 파편을 날
리는 경우에 해당한다.
(2) 가스의 분해 폭발
아세틸렌류, 산화에틸렌, 사플루오트화에틸렌, 일산화염소, 피드라진류, 프로파디엔
보란 류 등 그 자신이 분해폭발을 일으키는 경우를 말한다.
(3) 가스 폭발
가연성 가스와 공기 그 외 기타 산화성가스와의 혼합물의 폭발을 말한다.
(4) 분무 폭발
액적과공기의 혼합물의 폭발로 대개는 가스폭발과 공존한다.
(5) 증기운 폭발
액체가 흰구름 상태로 넓혀져서 공기와 혼합하여 폭발하는 경우로 대개는 가스폭발,
분무폭발을 수반한다.
(6) 분진 폭발
금속, 탄수화물, 합성고분자 물질 등 미립자가 공기 중에 부유하고 있는 곳을 전해주
는 폭발을 말한다.
(7) 증기 폭발
액화가스가 가압하에서 저장되어 있을 때 또는 보일러처럼 과열 수증기가 고압으로 존재하고 있을 때에는 급격히 개구부가 생겨서 압력이 급히 저하하면 돌비상태가 되고
폭발적 증발이 일어나는 일이 있다. 저온 액화가스가 수면 등에 낙하 할 때도 같은 현
상이 일어나는 일이 있다. 화염을 생기지 않게 하는 물리적 폭발의 종류이지만 폭풍을
수반한다. 증기폭발 후에는 발화되어 불기둥을 형성하는 일도 있고 증기운 폭발이 되는
일도 있다.
(8) 수증기 폭발
용융금속 또는 슬래그를 수중에 투하할 때 일어나는 폭발을 말한다. 또한 나트륨을 수
면에 투입할 때에도 화학반응을 수반하는 폭발이 발생한다. 증기폭발의 일종이라 생각
할 수 있으나 화학반응을 수반하는 경우도 많기 때문에 별도 분류하기도 한다.
(9) 고체 또는 액체의 폭발
액체오존, 니트로메탄, 보크사이트류, 화약류, 산화제와 환원성 또는 가연성 물질과
의 혼합물의 폭발을 말한다.
(10) 전선 폭발
전선에 대전류가 흐르고 폭음을 발해서 전선이 기화하여 폭풍을 생성하는 현상으로
낙뢰나 절연파괴 또는 단락 등에 의해 생성된다.