● 할론 소화약제
1. 할론(할로겐화합물) 소화약제
- 지방족 탄화수소인 메탄(CH4), 에탄 (C2H6)등의 수소 일부 또는 전부가 주기율표 VII족 원소 (F, Cl, Br, I 등 )으로 치환된 화합물을 말하며, Halon15)이라고 부르고 있다.
- 연소의 요소 중의 하나인 연쇄반응을 억제시켜 소화하는 부촉매 효과를 이용한 것으로 화학적 소화에 해당된다.
- 상온 상압에서 기체(할론1301, 할론1211) 또는 액체상태(할론2402)로 존재하나 저장하는 경우에는 액화시켜 저장하며 일반적으로 유류화재 (B급) , 전기화재(C급)에 적합하나 전역방출과 같은 밀폐상태에서는 일반화재 (A급)에도 사용할 수 있다.
※ 모든 위험물에 적응이 가능하지는 않다.
1) 할론 소화약제의 소화효과
① 질식효과 : 공기 중의 산소농도를 15% 이하로 저하 소화
② 냉각효과 : 액상 할로겐화합물의 기화 등에 의한 소화
③ 부촉매효과(억제효과) : 연쇄반응 억제 소화(주 소화효과)
2) 장점
- 공기비중이 5.1배 이상 심부까지 침투용이
- 전기적 부도체로 C급 화재에 효과적
- 저농도 소화 가능하며 질식의 우려가 없음
- 금속에 대한 부식성 적음
- 독성이 비교적 적음
- 진화 후 소화약제에 의한 오손이 없음
3) 단점
- CFC계열의 물질로 오존층 파괴 원인물질
- 사용제한으로 안정적 수급이 불가능
- 가격이 매우 고가
2. 할론 소화약제 명명법
- Halon 소화약제는 탄화수소의 수소원자를 주기율표 VII족의 할론 원소로 치환한 것
- 할론원소: F, Cl, Br, I
- C(Carbon;탄소)를 맨 앞에 두고 할로겐 원소를 주기율표 순서대로 F → Cl → Br → I의 원자수만큼 해당하는 숫자를 부여하며 맨 끝의 숫자가 0일 경우는 이를 생략한다.
- 전기음성도, 안전성 : F > Cl > Br > I
-> 다른 물질과 결합할 경우 결합에 관여한 전자를 강하게 끌어당기기 때문에 결합길이도 짧고 결합력도 강해지므로 안정성(Stability)이 좋아진다.
- 부촉매소화효과, 독성 : F < Cl < Br < I
-> 소화약제 방사 후 Halon 물질이 열분해 되어 연쇄반응을 억제하여 소화하는 작용으로 화합물이 빨리 분해되어야만 소화작용이 시작되므로 부촉매에 의한 소화의 강도는 안정성과 반대의 순서가 된다.
- 오존파괴지수(ODP) : 할론1301 > 할론 2402 > 할론 1211 > IG-541 > CO2
- 증기비중 = 분자량 / 29
3. 할론 소화약제의 종류
1) Halon 1301 (CF3Br)
- 상온 상압에서 기체로 존재하며 무색,무취 비전도성으로 공기보다 약 1.5배 정도 무겁다.
- 상온에서는 기체 상태이나 액화(25℃ 에서 약 1.5MPa로 압력을 가함)시켜서 고압용기 내에 액체 상태로 보존한다 (임계온도인 67℃까지 압축하여 액화 사용 가능)
- 소화약제의 용도 이외에도 저온 냉매 또는 저온 유체로도 사용된다.
- 전체 할론 중에서 가장 소화효과가 크고 독성이 가장 적다.
- 전역방출방식 등 고정식 설비에 주로 사용한다.
- 열분해 시 미량의 독성물질이 발생되나 인체에 대한 안전성은 매우 높은 편이다.
2) Halon 1211 (CF2ClBr)
- 상온 상압에서 기체로 존재하며 무색,무취 비전도성으로 공기보다 약 5.7배 정도 무겁다
- 증기압이 낮아 낮은 압력(25℃ 에서 0.2MPa) 에도 쉽게 액화시켜 저장할 수 있다
- Halon 1301보다 독성이 높은 관계로 밀폐된 소규모 공간에서의 사용이 제한된다
- ABC급의 소화기에 주로 사용한다
3) Halon 2402 (C2F4Br2)
- 상온, 상압에서 액체로 존재하며 주로 국소방출방식으로 사용한다.
- 독성이 있기 때문에 주로 사람이 없는 옥외 시설물 등 옥외위험물 탱크에 국한되어 사용한다.
- 독성문제로 ISO및 NFPA에서는 소화약제에 관한 기준에서 삭제되었다.
4) Halon 104 (CCl4)
- 공기보다 무겁고 독성이 강하며 특유한 냄새가 난다.
- 불꽃에 접촉하면 열분해되어 맹독성인 포스겐 가스나 염화수소 가스를 발생하기 때문에 법적으로 사용을 금지하고 있는 소화약제이다.
4. 할론 소화약제의 적응성과 비적응성
1) 적응성
- B, C급뿐만 아니라 밀폐 시 A급도 가능
- 통신기기실, 전산기기실, 변전실 등 전기설비
- 도서관, 미술관, 박물관, 자료실
- 제4류 위험물, 특수 가연물
- 부촉매 효과로 CO2보다 심부화재 더 효과적
2) 비적응성
- 제5류 위험물을 저장 취급하는 장소
- 금속물질(Na, K 등) 저장 취급하는 장소
- 금속의 수소 화합물(LiH, NaH) 저장 취급 장소
5. 인체에 미치는 영향
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