폭발의 원인과 방지 대책: 안전을 위한 필수 지침

폭발의 원인과 방지 대책: 안전을 위한 필수 지침

 

1. 폭발 정의
폭발이란 급격한 화학 반응이나 기계적 팽창으로 인해 압력파나 충격파가 발생하여 에너지가 급격히 방출되는 현상

 

 

2. 폭발의 원인
  1) 화염의 가속
    - 화염 전파 속도가 증가하면서 격렬한 연소로 전환
    - 가속된 연소가 폭발로 이어질 수 있음
  2) 발화 및 가연 조건
    - 발화점 이상으로 가열되거나 발화에너지가 가해지면 폭발 가능
    - 발화점: 물질이 스스로 연소를 시작할 수 있는 최소 온도
  3) 연소반응
    - 열 발생 속도가 방열 속도를 초과하는 비정상 연소 조건
    - 이로 인해 에너지가 축적되고 폭발로 이어짐
  4) 발생 속도
    - 화학 반응이 일어나는 속도로, 높은 발생 속도는 폭발로 이어짐
    - 정의: 단위 시간 내 방출되는 에너지의 양
  5) 방열 속도
    - 물질이 열을 주변으로 방출하는 속도
    - 정의: 단위 시간 내 제거되는 열의 양

 

 

 

3. 폭발 범위
  1) 온도와 폭발 범위의 관계
    - 온도가 100도 증가할 때 연소 하한계(LFL)는 8% 감소, 상한계(UFL)는 8% 증가

 

LFL (Lower Flammable Limit, 연소 하한계)
  - 공기 중에서 연소가 발생할 수 있는 가연성 물질의 최저 농도
  - 이 농도 이하에서는 점화원이 있어도 폭발이 발생하지 않음

 

UFL (Upper Flammable Limit, 연소 상한계)
  - 공기 중에서 연소가 발생할 수 있는 가연성 물질의 최고 농도
  - 이 농도 이상에서는 산소 부족으로 폭발이 발생하지 않음

 

최소 산소 농도
  - 폭발이 발생하기 위해 필요한 공기 중 산소의 최소 농도
  - 산소 농도가 이 수준 이하로 떨어지면 연소 반응이 중단됨

 

최소 점화 에너지
  - 가연성 혼합물을 점화시키기 위해 필요한 가장 낮은 에너지
  - 정전기, 전기 스파크 등이 주요 점화원이 될 수 있음

 

 

 

4. 폭발 주요 원인
  1) 정전기
    - 정전기 방전으로 인해 점화원이 생성되고 폭발 유발
  2) 누출 및 누설
    - 가스나 액체 상태의 가연성 물질이 누출되어 폭발 가능성 증가
  3) 고온 표면
    - 고온의 표면에 가연성 물질이 닿아 발화
  4) 압력 상승
    - 밀폐된 공간에서 압력이 과도하게 증가하여 폭발 발생

 

 

 

5. 폭발 방지 대책
  1) 정전기 관리
    - 정전기 발생을 줄이기 위해 접지 및 방전 장치 설치
  2) 가연성 물질 관리
    - 가연성 물질의 누출 방지 및 적절한 보관
  3) 환기 시스템 설치
    - 폭발 가능성을 줄이기 위해 적절한 환기 유지
  4) 온도 및 압력 관리
    - 장비의 온도와 압력을 적정 수준으로 유지
  5) 점화원 제거
    - 작업 중 불꽃, 스파크 발생을 방지
  6) 폭발 방호 장치 설치
    - 폭발 방지 밸브, 화염 차단기 등 설치