● 포(泡, bubble) 소화약제
1. 포 소화약제 개념
- 물에 의한 소화방법으로 효과가 적거나 화재가 확대될 우려가 있는 위험물 화재시 사용하는 설비
- 폼을 방사하여 화언의 표면을 덮음으로 유류표면에 물로 형성된 층은 물과 기름의 엷은 막을 만들며 곧 공기차단 효과를 나타내기도 하고 일반적으로 연소의 확대 우려가 큰 가연성 액체의 화재 등에 사용하는 설비로서 연소의 4요소 중 산소를 공급하는 물질을 차단하여 소화하는 방법이다
- 포의 생성원리에 따라 화학포와 기계포로 분류하며 기계포는 다시 단백포, 수성막포, 합성계면활성제포, 불화단백포 등으로 재분류할 수 있다.
- 포소화약제는 소화성능, 독성, 환경영향성, 물성, 안전성, 경제성 측면에서도 분류할 수 있다
1) 포의 성질
- 소화성능은 포의 성질인 단친매성과 양친매성 성질에 의해 내유성, 내열성, 유동성, 점착성, 안전성 등으로 구분할 수 있다.
- 단친매성: 불소를 함유하고 있는 물질(불화단백포, 수성막포)로서 물 하고만 친하므로 유동성이 좋고 내유성이 좋다. -> SSI 방식 사용
- 양친매성: 물과 기름 모두 친하므로 점착력이 좋아 Drainage Time이 길고 입체적 화재에 효과적(합성계면활성제포)
2) 포 소화약제의 구비조건
• 내열성 : 화염·화열에 대한 내력이 강해야 화재시 포가 파괴되지 않으며 A급 화재의 경우 물의 냉각에 의존하나 B급 화재의 경우는 포의 내열성이 중요한 요소가 된다.
• 내유성 : 포가 유류에 오염되어 파괴되지 않아야 하므로 내유성이 중요하다.
• 유동성 : 포가 연소하는 유면 위를 자유로이 유동하여 확산되어야 소화가 원활해지므로 유동성은 매우 중요하다.
• 점착성 : 포가 표면에 잘 흡착되어야 질식효과를 극대화시킬 수 있으며 점착성이 불량할 경우, 바람에 의해 쉽게 포가 날아가게 된다.
3) 포 소화약제의 적응화재
- 비행기 격납고, 자동차 정비공장, 차고 등 주로 기름을 사용하는 장소
- 특수가연물을 저장 취급하는 장소
- 위험물시설 : 제1류(알칼리금속 제외), 제2류(금속분 제외), 제3류(금수성 제외), 제4류, 제5류, 제6류
2. 포 소화약제의 종류
1) 생성원리에 따른 분류
(1) 화학포 소화약제 - 질식, 냉각작용
- 화학포는 2가지의 소화약제가 화학반응을 일으켜 생성되는 기체(이산화탄소)를 핵으로 하는 포
- A약제: 탄산수소나트륨 (중조, 중탄산나트륨, NaHCO3)
- B약제: 황산알루미늄 [Al2(SO4)3]
- 화학반응에 의하여 발생한 이산화탄소 가스의 압력에 의하여 포가 발생한다
- 보통 잘 사용하지 않는다.
(2) 기계포(공기포) 소화약제 - 질식, 냉각, 유화, 희석작용
- 포소화약제와 물을 기계적으로 교반시키면서 공기를 흡입하여 공기를 핵으로 하여 발생 시킨 포로 일명 기계포라 함
- 단백계와 계면활성제계로 나누어짐
- 단백계: 단백포 (Protein foam, P), 불화단백포 (Fluoro Protein foam, FP)
- 계면성제계: 합성계면활성제포, 수성막포, 내알코올형포
- 종류
① 단백포 소화약제
- 동물성 단백질 (동물의 피, 뿔, 발톱 등)의 가수분해 생성물을 기제로 하고 안정제 (제1철염)와 부동액 (에틸렌글리콜 등 )등을 첨가하여 만든 흑갈색의 특이한 냄새가 나는 끈끈한 액체의 소화약제이다.
- 양친매성으로 물과 기름 모두 친하므로 점착력이 좋아 유동성이 작아서 소화시간이 길어져 화재 진압이 느리다.
- 양친매성으로 환원시간이 길어져 포의 안전성이 커져 내열성이 좋고 제연방지효과가 우수하다.
- 사용 농도 : 3%, 6%
- 방호대상: Pool Fire, 제4류 위험물의 옥외탱크, 석유화학 플랜트 등
② 불화단백포 소화약제(Fluoroprotein foaming agents, FP)
- 단백포 소화약제에 불소계 계면활성제를 첨가하여 단백포와 수성막포의 단점을 보완한 약제
- 단친매성으로 물 하고만 친하므로 유동성이 좋아 화재를 신속하게 제어 소화할 수 있고 내유성이 좋아 기름에 오염이 되지 않아 표면 하 주입방식에 효과적이다.
- 수성막포의 단점을 개선한 것으로 내열성이 좋고 단백포의 제1철염을 줄여 침전물이 거의 생기지 않아 비교적 장기보관이 가능하다.
- 단백포보다 고가이고 국내에서는 사용의 예가 별로 없다
- 사용 농도 : 3%, 6%
- 방호대상: Pool fire, 석유화학 플랜트 등
③ 합성계면활성제포(Synthetic foaming agents, S)
- 계면활성제를 주성분으로 하여 안정제 등을 첨가한 것으로 단백질처럼 쉽게 변질되지는 않음
- 저팽창에서 고팽창까지 팽창 범위가 넓어 고체 및 기체 연료 등 사용 범위가 큼
- 기포성, 유동성이 좋은 반면에 내유성이 약하고 포가 빨리 소멸되는 단점이 있으며 내열 성, 봉쇄성이 떨어짐
- 유동성이 좋아 소화 속도가 빠르고 유출된 유류 화재에 적합하며 반영구적임
- 사용 농도 : 저발포형(3%, 6%), 고발포형(1%, 1.5%, 2%) 양쪽에 사용
- 방호대상: 고압가스, 액화, 화학플랜트, 위험물 저장소, 항공기 격납고 등
④ 수성막포(Aqueous Film Forming Foam agents, AFFF)
- 불소계 습윤제를 주성분으로 하여 안정제 등을 첨가한 것
- 화학적으로 안정되어 보존성, 내약품성, 유동성이 우수함
- 거품에서 환원된 불소계 계면활성제 수용액이 기름 표면에 얇은 수성막을 형성하여 유면으로부터 가연성 증기 발생을 억제시키는 재착화를 방지한다고 하여 수성막포(AFFF)라 고 불림
- 최대 특징은 유동성이 우수한 불소계 계면활성제에서 생성된 거품이 화염 유류면을 덮어서 화염을 억제할 뿐만 아니라 제어 시간도 짧음. 따라서 흘러나오는 유출된 유류와 같이 유층이 얇은 화재에 뛰어난 소화 효과를 발휘함
- 거품의 내열성, 봉쇄성은 단백포 약제에 뒤떨어지나 내유염성(포가 기름으로 오염되기 어려운 성질)이 좋아서 불화 단백포 소화약제와 같이 기름 탱크의 표면 아래 주입 방식에 사용할 수 있음
- 대형 화재 또는 고온 화재 시 표면막 생성이 곤란한 단점이 있음
- 표면장력이 낮아 링파이어 현상이 나타난다.
- 사용 농도 : 3%, 6%
- 불소계 계면활성제를 주성분으로 드라이케미컬과 혼합시 소화력이 7~8배 상승효과를 갖는 소화약제
- 무독성 불소계 계면활성제를 주성분으로 하며 표면하주입방식에 가능하다.
- 방호대상: Pool fire, 화학 플랜트 항공기 유출화재 등
⑤ 내알코올형포(Alcohol Resistant foam agents, AR)
- 단백질 가수분해물이나 합성 계면활성제 중에 지방산 금속염이나 타 계통의 합성 계면 활성제 또는 고분자 겔 생성물 등을 첨가한 소화약제
- 사용할 때에 물과 혼합하므로 불용성의 금속염을 형성시켜서 포막 위에 부착하여 거품의 수용성 용제에 의한 피복을 방지함. 액면을 거품으로 덮을 수 있는 소위 금속 비누형 단백포 소화약제가 사용되고 있음
- 포 약제의 단점으로서 포 약제와 물을 혼합하고 나서 거품이 생성되기까지의 시간(Transit Time)에 제한이 있으며, 이를 초과하면 거품의 생성 전에 금속염이 형성되어 그 침전은 거품의 생성 및 설비상에 장해를 발생시킴. 더욱이 거품이 생성되기까지의 시간은 사용하는 물의 온도, 경도에 영향을 받음
- 이 때문에 이 포 약제는 사용되지 않는 경향이 있음
- 사용 농도 : 6%
- 제4류 위험물 중 알코올류, 아세톤, 에스테르류, 에테르류, 케톤류 등 수용성 위험물에 사용할 수 있는 소화약제
2) 팽창비에 따른 분류
- 팽창비 = 발포 후 포의 체적 / 발포 전 포 수용액의 체적
- 저팽창포에는 기계포의 모든 소화약제가 사용되며 고팽창포에는 합성계면활성제포가 사용됨
① 저발포 (3, 6%)
- 6배 이상 20배 이하
- B급 화재
② 고발포 (1, 1.5, 2%)
- 제1종 기계포: 80배 이상 250배 미만
- 제2종 기계포: 250배 이상 500배 미만
- 제3종 기계포: 500배 이상 1000배 미만
- A, B급 화재
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