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“포소화약제“란 주원료에 포 안정제, 그 밖의 약제를 첨가한 액상의 것으로 물(바다물을 포함한다. 이하 같다)과 일정한 농도로 혼합하여 공기 또는 불활성 기체를 기계적으로 혼입시킴으로써 거품을 발생시켜 소화에 사용하는 소화약제를 말한다.
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최근 인화성 액체에 수용성 여부에 따라 적응성 있는 포소화약제가 다름에도 불과하고 수용성 위험물을 취급하는 위험물제조소등에서 알콜형포가 아닌, 수성막포소화약제를 저장하고 있는 사례가 확인되었습니다.
이에따라 국립소방연구원에서는 알콜류 수용성 인화성 액체(에탄올)에 대한 수성막포소화약제의 소화력을 확인하기 위한 실험을 실시하였습니다.
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제3장 포 소화약제 – 네이버 블로그
포 소화약제는 포가 유류의 표면을 덮어서 질식시키기 때문에 유류화재의 소화에 가장 효과적이나 일반화재에도 사용할 수 있다.
Source: m.blog.naver.com
Date Published: 6/15/2022
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포소화설비
동물성 단백질 가수분해물에 염화제일철염(FeCl2)의 안정제를 첨가해 물에 용해하여 수용액으로 제조된 소화약제이며 동결방지제로는 Ethylene Glycol, 염화나트륨, …
Source: www.eom.co.kr
Date Published: 10/30/2022
View: 6709
[FPN-소방방재신문] [이택구의 쓴소리 단소리] 포소화약제 …
우리나라 포소화약제 기술기준은 일본 규정을 그대로 도입했다. 문제는 국제적인 흐름과 동떨어진 기준이다 보니 비정상적이며 현실과 맞지 않다는 점 …
Source: www.fpn119.co.kr
Date Published: 2/23/2022
View: 7893
포소화약제 – MASTECO
포소화약제. 수성막포 (UL) · 알콜포 (UL) · 첫 페이지로 1 마지막 페이지로. (주)마스테코. 영업본부인천광역시 남동구 앵고개로 490번길 173; 인천공장인천광역시 …
Source: www.masteco.co.kr
Date Published: 4/16/2021
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주제에 대한 기사 평가 포 소화 약제
- Author: 국립소방연구원
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- Date Published: 2021. 11. 22.
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포소화약제의 변질 성능저하 및 성능시험에 관하여
포소화약제의 변질 성능저하 및 성능시험에 관하여
1 개요
모든 소화약제가 그러하듯 화재가 발생하지 않는 한 포소화약제는 사용하지 않습니다. 일반적으로 포소화약제는 길게는 10년, 20년간 폼탱크에 보관됩니다. 포 소화약제의 소화 효과는 포가 인화성 물질의 표면을 덮는 질식 효과와 수분에 의한 냉각 효과로 화재를 진압합니다. 포는 얇은 막의 형태로 점착성과 내열성이 좋아 인화성 증기의 발생을 억제하는 역할도 합니다. 포소화약제의 종류에는 단백포, 불화단백포, 계면활성제포, 수성막포가 있으며 각 포소화약제 특성에 따라 다르게 적용하며 그 대상은 다음의 표와 같습니다.
구분 단백포 불화단백포 계면활성제포 수성막포 저장탱크 화재 ● ● 저장탱크 화재 (SSI용) ● ● 유출화재 ● ● ● ●
* SSI (Subsurface Injection System) – 표면하포 주입방식
2 용어의 정의
1. “소화약제”란 소화설비에 사용되는 소화성능이 있는 고체, 액체 및 기체의 물질을 말한다.
2. “포소화약제”란 주원료에 포 안정제, 그 밖의 약제를 첨가한 액상의 것으로 물(바다물을 포함한다. 이하 같다)과 일정한 농도로 혼합하여 공기 또는 불활성 기체를 기계적으로 혼입시킴으로써 거품을 발생시켜 소화에 사용하는 소화약제를 말한다.
3. “단백포소화약제”란 단백질을 가수분해한 것을 주원료로 하는 포소화약제를 말한다.
4. “합성계면활성제 포소화약제”란 합성계면활성제를 주원료로 하는 포소화약제(제5호에서 정하는 것은 제외한다)를 말한다.
5. “수성막포소화약제”란 합성계면활성제를 주원료로 하는 포소화약제중 기름표면에서 수성막을 형성하는 포소화약제를 말한다.
6. “알콜형포소화약제”란 단백질 가수분해물이나 합성계면활성제중에 지방산금속염이나 타계통의 합성계면활성제 또는 고분자 겔 생성물 등을 첨가한 포소화약제로서 「위험물안전관리법 시행령」 별표1의 위험물 중 알콜류, 에테르류, 에스테르류, 케톤류, 알데히드류, 아민류, 니트릴류 및 유기산등(이하 “알콜류”등이라 한다)수용성용제의 소화에 사용하는 약제를 말한다.
7. “포수용액”이란 포소화약제에 물을 가한 수용액을 말한다.
8. “수치 %형”이란 포수용액에 있어서 포소화약제의(수치)용량의 % 농도를 말한다.
9. “변질시험후의 포소화약제”란 포소화약제를 (65 ± 2) ℃ 온도로 216시간 유지한 후 실온으로 환원하고, 다시 (-18 ± 2) ℃ 온도로 24시간 유지한 후 실온으로 환원시키는 시험을 실시한 소화약제를 말한다.
10. “변질시험후의 포수용액”이란 제9호에서 정하는 시험을 실시한 포소화약제의 포수용액을 말한다.
11. “방수포용 포소화약제”란 대용량포방수포등(압축공기포소화장치를 포함한다)에 사용하는 포소화약제를 말한다.
13. ” 저발포용 포소화약제 “란 제4조제11호제가목에서 규정하는 별표2의 표준발포노즐에 의해 발포시키는 경우 포팽창율이 6배(수성막포소화약제는 5배) ~ 20배 이하인 포소화약제를 말한다.
14. ” 고발포용 포소화약제 “란 제4조제11호제나목에서 규정하는 별표3의 표준발포노즐에 의해 발포시키는 경우 포팽창율이 500배 이상인 포소화약제를 말한다.
3 포소화약제의 변질
포소화약제는 소방법상 형식인증은 받게 되지만 사용 중에 검사 확인하는 절차가 없습니다. 포소화약제는 여러 가지 이유로 변질되기도 하는데요 이 경우 발포 등의 성능이 저하되어 소화능력이 떨어지거나 상실되기도 합니다. 일반적으로 포소화약제가 변질되는 이유는 다음과 같습니다.
• 포 소화약제는 오랜기간 동안 보관을 할 경우 성분이 변질되어 소화 역할을 저해할 수 있습니다.
• 내알코올포는 일반포와 병용하면 소화능력이 저하되기 때문에 주의해야 합니다.
• 같은 종류의 포소화약제인 경우에도 제조사가 다른 경우 혼합을 할 경우 성분이 변할 수 있으므로 금지됩니다.
• 수분이 유입될 경우 포 소화약제가 변질될 수 있습니다.
4 포소화약제 성능 기준
형식인증
제4조(포소화약제) 포소화약제는 다음 각 호에 적합하여야 한다.
1. 성상은 다음 각 목에 적합하여야 한다.
가. 균질이어야 한다.
나. 변질방지를 위한 유효한 조치가 강구되어야 한다.
다. 발생된 거품은 석유류 등 가연성 액체의 표면에 흘러서 고르게 퍼지는 것이어야 하며, 목재 등 고체 표면에 달라붙는 것이어야 한다.
2. 설계된 사용온도범위에서 사용할 경우 성상, 발포 성능 및 소화성능의 기능이 유효하게 발휘되어야 한다. 다만, 사용 온도는 5 ℃ 단위로 구분하여야 한다.
3. 비중은 KS M 0004(화학제품의 비중측정방법)의 비중 부액계 또는 비중병을 사용하여 20 ℃온도에서 측정한 경우 설계값의 ±0.02이내이어야 하며, 포소화약제의 종류에 따라 다음 표와 같아야 한다.
4. 점도는 KS M 2014(석유제품 동점도 및 점도시험방법) 또는 B형 점도계로 사용온도범위에서 측정한 경우 설계값의 ±30 %이내이어야 하며, 각각의 값은 200 ㎟/s(cSt) (단백포소화약제는 400 ㎟/s(cSt), 알콜형포소화약제는 3,500 ㎟/s(cSt)) 이하이어야 한다.
5. 유동점은 KS M 2016(석유제품 유동점 시험방법)에 따라 측정한 경우 제4조의 사용 하한온도보다 2.5 ℃이하이어야 한다.
6. 수소이온농도는 (20 ± 2) ℃인 포소화약제를 KS M 0011(수용액의 pH측정방법)에 따라 측정한 경우 설계값의 ±0.4 이내이어야 하며, 종류에 따라 다음 표와 같아야 한다.
7. 포소화약제의 침전량은 다음 각 목에 적합하여야 한다.
가. (20 ± 2) ℃인 포소화약제를 원심분리용 시험관에 넣고 상대원심력을 분당회전수 600∼700으로 원심 분리하여 생기는 침전물이 0.1 vol % 이하이어야 한다.
나. 가목의 측정 후 포소화약제의 상등액을 포수용액으로 하여 그 침전량을 가목의 규정에 따라 측정한 경우 0.05 vol %(합성계면활성제 포소화약제는 0.2 vol %)이하이며, 백탁 또는 부유하는 생성물이 눈금크기 180 ㎛(80 mesh)의 비철금망을 쉽게 통과하여야 한다.
다. 변질시험후의 포소화약제의 침전량은 가목의 규정에 따라 측정한 경우 0.2 vol % 이하이어야 한다.
8. 인화점은 KS M 2010(원유 및 석유제품 인화점 시험방법)의 클리블랜드 개방식 방법에 적합한 인화점 시험기로 측정한 경우 60 ℃ 이상이어야 한다.
9. 강철·황동 및 알루미늄(이하 “강철등”이라 한다)을 (38 ± 2) ℃인 포소화약제 속에 21일간 놓아둔 경우 강철 등의 중량손실이 각각 1일에 3 ㎎/20 ㎠ 이하 이어야 한다.
10. 수성막포소화약제의 확산계수는 (20 ± 2) ℃인 포수용액을 싸이크로헥산을 사용하여 절삭유제 시험방법으로 측정한 경우 3.5이상이어야 한다. 변질시험후의 포수용액에 있어서도 또한 같다.
11. 포수용액(방수포용 포소화약제를 제외한다)의 발포성능은 용도별로 다음 각 목에 적합하여야 한다.
가. 저발포용 소화약제 : (20 ± 2) ℃인 포수용액을 수압력 0.7 ㎫, 방수량이 매분 10 L인 조건에서 별표2의 표준발포노즐을 사용하여 거품을 발생(이하”발포”라 한다)시키는 경우 그 거품의 팽창율(포수용액의 용량과 발생하는 거품의 용량과의 비를 말한다. 이하 같다)이 6배(수성막포소화약제는 5배)이상 20배 이하이어야 하며, 발포 전 포수용액 용량의 25 %인 포수용액이 거품으로부터 환원되는데 필요한 시간은 1분 이상이어야 한다. 변질시험후의 포수용액에 있어서도 또한 같다.
나. 고발포용 포소화약제 : (20 ± 2) ℃인 포수용액을 수압력 0.1 ㎫, 방수량 매분 6 L, 풍량 매분 13 ㎤인 조건에서 별표3의 표준발포장치를 사용하여 발포시키는 경우 거품의 팽창율은 500배 이상이어야 하며, 발포전 포수용액 용량의 25 %인 포수용액이 거품으로부터 환원되는데 필요한 시간이 3분 이상이어야 한다. 변질시험후의 포수용액에 있어서도 또한 같다.
12. 방수포용 포소화약제의 (20 ± 2) ℃인 포수용액을 수압력 0.7 ㎫, 방수량이 매분 10 L로 1.075 m 높이에 수평으로 고정된 별표4의 표준발포노즐을 사용하여 발포하고 포가 자연낙하하는 지점에 별표5의 포수집장치 및 포수집용기에 포를 받은 경우에 포팽창율이 6배(수성막포소화약제는 5배)이상 10배 미만이어야 하며, 발포 전 포수용액 용량의 25 %인 포수용액이 포로부터 환원되는데 필요한 시간은 2분 이상이어야 한다. 변질시험후의 포수용액에 있어서도 또한 같다.
소화약제의 형식승인 및 제품검사의 기술기준
4 포소화약제 성능 기준
소방법, 위험물법에서 포소화약제의 성능을 주기적으로 검사 확인하는 절차는 없지만 포소화약제 성능을 주기적으로 확인할 필요가 있습니다. 일반적인 사업장은 5년 주기로 검사를 실시하며, 안전 우수 사업장의 경우 2~3년 주기로 확인을 하고 있습니다. 개인적인 견해로는 제조사별로 약간씩 차이가 있는 것으로 판단됩니다.
포소화약제의 성능을 확인할 때 다음의 항목을 검사합니다.
검사 항목 : 비중, pH(at. 20℃), 점도(at. 20℃), 유동점, 침전량, 인화점, 확산계수 (수성막포에 한함), 포배율, 25% 환원시간
• 비중 : 약제와 물의 혼합 시 분리현상방지
• 수소이온농도(20℃) : 부식 및 독성방지
• 점도(20℃) : 약제 방출 불량 방지 및 변질 여부 확인
• 유동점 : 저온 저장성 확인
• 침전량 : 장기 저장 성능 확인 및 변질 여부 확인
• 확산계수 : 포의 유지 및 유동성 확인(수성막포에 한함)
• 발포시험 (포배율, 25% 환원시간) : 실제발포를 시뮬레이션 한 것으로 포의 형성과 포의 유지 능력 판단
적합
부적합
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제3장 포 소화약제
제 3 장 포 소화약제
제 1 절 개요
물에 약간의 첨가제(포 소화약제)를 혼합한 후 여기에 공기를 주입하면 포(foam)가 발생된다. 이와 같이 생성된 포는 유류보다 가벼운 미세한 기포의 집합체로 연소물의 표면을 덮어 공기와의 접촉을 차단하여 질식 효과를 나타내며 함께 사용된 물에 의해 냉각 효과도 나타난다. 즉, 포 소화약제는 질식 효과와 냉각 효과에 의해 화재를 진압한다.
포에는 두 가지 약제의 혼합시 화학반응으로 발생하는 이산화탄소를 핵으로 하는 화학포와 포 수용액과 공기를 교반․혼합하여 공기를 핵으로 하는 기계포(일명 공기포라고도 함)가 있다. 전자는 현재 사용되지 않으며 일반적으로 포라 하면 후자의 기계포를 의미한다.
포 소화약제는 포가 유류의 표면을 덮어서 질식시키기 때문에 유류화재의 소화에 가장 효과적이나 일반화재에도 사용할 수 있다. 일반적으로 물만으로는 소화 효과가 약하든지, 주수에 의하여 오히려 화재가 확대될 우려가 있는 가연성 액체의 소화에 사용한다.
제 2 절 포 소화약제의 종류
포 소화약제는 발포 기구(mechanism)에 의해 크게 화학포 소화약제와 공기포 소화약제로 나누어진다. 화학포(chemical foam)는 산성액과 알칼리성액의 화학 반응에 의해 발생되는 탄산가스를 핵으로 한 포이고, 공기포(air foam)는 물과 약제의 혼합액의 흐름에 공기를 불어넣어서 발생시킨 포이다. 화학포는 화학 반응에 의해 만들어진 포인 반면에 공기포는 기계적으로 발생시켰기 때문에 기계포(mechanical foam)라고도 부른다. 이상과 같이 포를 성상에 의해 분류하면 화학포와 공기포로 나눌 수 있으며, 기계포는 팽창비 에 따라 저팽창포, 중팽창포, 고팽창포로 나눌 수 있다.
우리나라는 팽창비가 20미만인 저팽창포와 80이상인 고팽창포의 2가지로 구분하고 있다. 저팽창포에는 단백포, 불화단백포, 합성계면활성제포, 수성막포, 내알코올포가 있고, 고팽창포에는 합성계면활성제포가 있다.
[표 5] 팽창비에 의한 기계포 소화약제의 분류종류 팽창비 한국, 일본(소방법) 미국(NFPA*기준) 유럽 저팽창 20 이하 20 미만 6 이상 50 미만 중팽창 – 20 이상 200 미만 50 이상 500 미만 고팽창 80 이상 250 미만(제1종) 250 이상 500 미만(제2종) 500 이상 1,000 미만(제3종) 200 이상 1,000 미만 500 이상 1,000 미만
* NFPA : National Fire Protection Association(미국방화협회)
1. 화학포
가. 개요
화학포는 2가지의 소화약제가 화학 반응을 일으켜 생성되는 기체(이산화탄소)를 핵으로 하는 포이다. 우리나라에서는 이 약제를 사용한 소화기가 가장 먼저 보급되었다. 이 소화기는 구조가 간단하고 고장이 없고, 조작이 간편하여 사용하기 쉽고, 소화 효과가 우수하기 때문에 널리 보급되어 사용되었으나 동결이 잘 되고(응고점 : -5℃) 약제의 부식성, 발포 장치의 복잡성 등의 문제점 때문에 소방시설의설치․유지및위험물제조소등의기준등에관한규칙(내무부령 제419호, 1984. 8. 16)에 의해 사용을 인정하지 않고 있다.
나. 성분 및 특성
화학포는 A약제인 탄산수소나트륨(중조 또는 중탄산나트륨, NaHCO₃)과 B약제인 황산알루미늄(Al₂(SO₄)₃)의 수용액에 발포제와 안정제 및 방부제를 첨가하여 제조한다.
이들 두 약제의 화학 반응식은 다음과 같다.
6NaHCO₃＋ A1₂(SO₄)₃․18H₂O → 6CO₂＋ 3Na₂SO₄＋ 2A1(OH)₃＋ 18H₂O
두 가지 수용액을 혼합하면 화학 반응에 의해 다량의 이산화탄소가 발생되어 소화기 내부가 고압 상태가 되고 그 압력에 의하여 반응액이 밖으로 밀려나가 방사된다. 방사되는 순간에 이산화탄소를 핵으로 하는 포가 불꽃을 덮어서 불이 꺼지게 된다.
위의 반응에 의해 생성된 수산화알루미늄은 끈적끈적한 교질상으로 여기에 A약제에 포함된 수용성 단백질이 혼합되면 점착성이 좋은 포가 생성되어 가연물 표면에 부착되어 불꽃을 질식시킨다.
다. 소화 효과
화학포는 점착성이 커서 연소물에 부착되어 냉각과 질식 작용으로 화재를 진화한다. 특히 유류화재에 대해서는 액면을 포로 덮어서 내화성이 강한 층을 형성하기 때문에 우수한 소화 효과를 나타내나, 가격이 비싸고, 발생과 사용이 어렵고, 생성된 포막은 대단히 견고하여 일단 구멍이 생기면 쉽게 막을 수 없고, 포의 질이 용액의 온도에 크게 좌우되는 등의 단점도 있다.
2. 공기포(기계포)
공기포는 포 소화약제와 물을 기계적으로 교반시키면서 공기를 흡입하여(공기를 핵으로 하여) 발생시킨 포로 일명 기계포라고도 한다. 이 소화약제는 화학포 소화약제보다 농축되어 있기 때문에 약제 탱크의 용량이 작아질 수 있는 큰 장점이 있다. 이 약제는 크게 단백계와 계면활성제계로 나누어지며 단백계에는 단백포 소화약제, 불화단백포 소화약제, 계면활성제계에는 합성계면활성제포 소화약제, 수성막포 소화약제, 내알코올포(수용성액체용포) 소화약제가 있다.
제 3 절 공기포 소화약제
1. 단백포 소화약제(protein forming agents)
동물성 단백질인 동물의 피, 뿔, 발톱을 알칼리(수산화나트륨, 수산화칼슘)로 가수 분해시키면 최종적으로 아미노산이 된다. 이 과정의 중간 정도 상태에서 분해를 중지시킨 것이 이 소화약제의 주성분으로 흑갈색의 특이한 냄새가 나는 끈끈한 액체이다. 여기에 내화성을 높이기 위하여 금속염인 염화철 등을 가한 것이 이 약제의 원액이다. 원액은 6%형(원액 6%에 물 94%를 섞어서 사용하는 형)과 이를 다시 농축시킨 3%형이 있으며 현재는 3%형이 주류를 이루고 있다. 주로 팽창비 10이하의 저팽창포로 사용되며 원액의 비중은 약 1.1, pH는 6.0～7.5 정도이다. 단백질의 농도는 3%형이 40wt% 전후, 6%형이 30wt% 전후로 3%형이 6%형을 약 1.5배 정도 농축한 것이다. 이 원액은 수용액으로 보존하면 가수 분해가 진행되어 변질되기 때문에 사용시에 규정 농도의 수용액으로 제조하여 사용해야 한다. 이 약제의 저장수명은 개략 3년 정도이지만 이것은 저장 환경에 따라 크게 달라질 수 있다. 즉, 산화를 방지하기 위하여 원액 탱크를 단열하거나, 질소 등을 봉입하거나, 햇빛을 차단하거나 하면 약제의 수명은 연장된다. 유효 기간이 지난 약제는 변질되어 악취가 발생하므로 저장 및 취급에 주의해야 한다.
2. 불화단백포 소화약제(fluoroprotein foaming agents)
단백포 소화약제에 불소계 계면활성제를 첨가하여 단백포와 수성막포의 단점을 보완한 약제로, 유동성과 내유염성(耐油染性 : 포가 기름으로 오염되기 어려운 성질)이 나쁜 단백포의 단점과 표면에 형성된 수성막이 적열된 탱크벽에 약한 수성막포의 단점을 개선한 것이다. 또한 불소계 계면활성제를 첨가함으로써 안정제인 철염의 첨가량을 줄였기 때문에 침전물이 거의 생성되지 않아 장기 보관(8～10년)이 가능하다.
그리고 계면활성제를 첨가했기 때문에 유류와 친화력을 갖지 않고 겉돌게 되므로 유류를 오염시키지 않는다. 따라서 불화단백포는 수성막포와 함께 표면하 포주입방식(subsurface injection system)에 적합한 포 소화약제로 알려져 있다. 표면하 포주입방식은 포가 유류 하부로부터 부상하는 방식이기 때문에 기름을 오염시키지 않는 불화단백포 소화약제나 수성막포 소화약제를 사용해야 한다. 이 방식은 포가 바닥에서 액면으로 부상하면서 탱크 아래 부분의 차가운 기름을 상부로 이동시켜 상부층을 냉각시켜 주기 때문에 소화를 촉진시킬 수 있는 장점도 있다.
표면포 방출방식은 포 방출구가 탱크의 윗부분에 설치되어 있기 때문에 화재시 폭발이나 화열에 의하여 파손되기 쉽지만 표면하 포주입방식은 포 방출구가 탱크 하부에 설치되어 있어서 이의 파손 가능성이 적으므로 설비에 대한 안정성이 크다.
3. 합성계면활성제포 소화약제(synthetic foaming agents)
합성 세제의 주성분과 같은 종류의 계면활성제에 안정제, 부동제, 방청제 등을 첨가한 약제이다. 이 중에서 불소계 계면활성제를 기제로 한 수성막포 소화약제는 따로 분류한다.
물에 어떤 물리적인 충격을 가해 주면 물결이 생기면서 물이 부분적으로 솟아올라 ‘U’자 모양이 되고 이것이 더 발달하면 ‘O’자 모양의 거품이 된다. 이때 순수한 물은 표면장력(20℃에서 72.75dyne/cm)이 커서 솟아 오른 언저리와 언저리가 서로 닿기 전에 원래 상태로 되돌아가 평평한 수면이 된다. 그 중 일부가 거품이 되었다 하여도 거품을 형성한 물분자가 서로 당겨 수축하기 때문에 거품은 지속되지 못하고 곧 파괴되어 물로 환원된다. 그러나 물에 표면장력을 약 30dyne/cm 정도까지 떨어뜨릴 수 있는 계면활성제를 첨가하면 표면장력이 감소되어 쉽게 거품이 형성되고, 거품 안의 물이 밑으로 빠지는 속도도 반 정도로 줄게 되어 거품의 수명도 길어지게 된다.
이 약제 역시 단백포 소화약제와 마찬가지로 물과 혼합하여 사용한다. 3%, 4%, 6%의 여러 가지 형이 있으나 3%형과 6%형이 가장 많이 사용된다. 대부분의 소화약제가 팽창비 10이하의 저팽창포로 사용되나 이 약제는 저팽창포로부터 고팽창포까지 넓게 사용되고 있다. 고팽창포로 사용하는 경우는 사정 거리(포의 방출구에서 화재 지점까지 포를 도달시킨 거리)가 짧은 것이 문제점이다.
이 약제는 유동성은 좋은 반면 내열성, 유면 봉쇄성이 좋지 않기 때문에 다량의 유류화재 특히, 가연성 액체 위험물의 저장탱크 등의 고정소화설비에는 그다지 효과적이지 못하다. 단백포 소화약제에 비하여 저장 안정성은 매우 우수하나 합성계면활성제가 용이하게 분해되지 않기 때문에 세제공해와 같은 환경 문제를 일으킨다.
4. 수성막포 소화약제(aqueous film foaming agents)
불소계 계면활성제를 주성분으로 한 것으로 역시 물과 혼합하여 사용한다. 수성막포는 합성 거품을 형성하는 액체로서 일반 물은 물론 해수와도 같이 사용할 수 있다. 물과 적절한 비율로 혼합하여 기존의 포방출구로 방사하면 물보다 가벼운 인화성 액체 위에 물이 떠 있도록 하는 획기적인 약제이다.
기름의 표면에 거품과 수성의 막(aqueous film)을 형성하기 때문에 질식과 냉각 작용이 우수하다. 대표적으로 미국 3M사의 라이트 워터(Light Water)라는 상품명의 제품이 많이 팔리고 있는데 유면상에 형성된 수성막이 기름보다 가벼운 것처럼 보이기 때문에 만들어진 상품명이다.
유류화재에 우수한 소화효과를 나타낸다. 3%, 6%, 10%형이 있으나 주로 3%, 6%형이 많이 사용된다. 장기 보존성은 원액이든 수용액이든 타 포원액보다 우수하다. 약제의 색깔은 갈색이며 독성은 없다.
5. 내알코올(수용성액체용) 포소화약제(alcohol-type foaming agents)
물과 친화력이 있는 알코올과 같은 수용성 액체(극성 액체)의 화재에 보통의 포 소화약제를 사용하면 수용성 액체가 포 속의 물을 탈취하여 포가 파괴되기 때문에 소화 효과를 잃게 된다. 이와 같은 현상은 액체의 온도가 높아지면 더욱 뚜렷이 나타난다. 내알코올포 소화약제는 이와 같은 단점을 보완한 약제로 여러 가지의 형이 있으나 초기에는 단백질의 가수분해물에 금속비누를 계면활성제로 사용하여 유화․분산시킨 것을 사용하였다.
이것은 물에 녹지 않기 때문에 여기에 물을 혼합하여 사용한다. 일명 수용성 액체용 포 소화약제라고도 하며 알코올, 에테르, 케톤, 에스테르, 알데히드, 카르복실산, 아민 등과 같은 가연성인 수용성 액체의 화재에 유효하다.
포는 개략 94～97%가 물이기 때문에 포가 수용성 액체와 접하면 포에 함유된 수분이 급속히 수용성 액체 쪽으로 녹아 들어가 포가 탈수되어 순간적으로 소멸된다. 이와 동시에 수용성 액체는 거꾸로 포 쪽으로 이동하여 수분과 수용성 액체가 서로 자리바꿈 하는 치환 현상이 일어나고 포 쪽으로 이동된 수용성 액체는 포를 이루고 있는 유기물질을 응고시켜 결국 포는 깨지고 만다. 이 치환현상은 순식간에 일어나서 마치 끓는 물에 눈을 넣는 것처럼 포는 사라진다. 따라서 이러한 현상을 방지하려면 수분과 수용성 액체와의 치환현상을 막아야 한다.
따라서 보통의 포 소화약제는 비극성 탄화수소(휘발유, 등유, 경유 등) 화재에만 유효하나 이 약제는 극성 용매는 물론 비극성 탄화수소의 화재에도 사용할 수 있다.
이 약제는 단백질의 가수분해물에 불용의 지방산 금속염을 분산시켰기 때문에 장시간 저장하면 이들이 침전되는 단점이 있다. 따라서 물과 혼합한 후에는 2～3분 이내에 사용하지 않으면 포가 생성되기 전에 수류 중에 금속염의 침전이 생겨 소화 효과가 떨어지고 설비상에도 장애가 생기게 된다.
이 소화약제(단백질의 가수 분해물에 금속비누를 첨가한 형태)는 소화 후 재연소 방지에는 효과가 우수하나 위와 같은 단점 때문에 잘 사용되지 않으며 현재는 이와 같은 단점을 보완한 고분자겔 생성형이나 불소단백형의 내알코올포 소화약제가 개발되어 사용되고 있다. 그러나 이 약제가 모든 수용성 액체에 완벽하게 적응되는 것은 아니다.
수용성 액체는 극성도(極性度), 관능기(官能基), 탄소수에 따라 연소성, 반응성 등이 달라지기 때문에 액체의 종류에 따라 소화 효과가 각각 다르게 나타난다. 예를 들면 메탄올(CH 3 OH), 에탄올(C 2 H 5 OH)과 같이 극성이 크고 탄소수가 작은 것은 소화가 용이하나, 부탄올(C 4 H 9 OH) 이상의 고급 알코올은 극성이 작고 연소열이 크기 때문에 소화가 곤란할 수 있다. 또한 알데히드류와 같이 반응성이 큰 것은 소화약제와 반응하여 소화 불능의 상태가 되는 경우도 있다. 그러므로 현재까지는 모든 수용성 액체에 만능인 내알코올포 소화약제는 없는 실정이다.
제 4 절 소화 효과 및 적응 화재
1. 소화 효과
포 소화약제의 주된 소화 효과는 포가 가연물질의 표면을 덮기 때문에 나타나는 질식 효과와 상당량의 수분에 의한 냉각 효과이다. 이것 이외에도 고발포 포의 경우는 포가 차지하는 체적이 매우 크기 때문에 대류와 복사에 의한 열의 이동 차단, 주변 공기의 배출, 가연성 증기의 생성 억제 등의 소화 효과도 기대할 수 있다.
포는 얇은 막으로 이루어져 있지만 점착성이 좋고 내열성이 있기 때문에 이상과 같은 소화 효과를 나타내게 된다.
2. 적응 화재
포 소화약제의 주된 소화 원리는 포에 의한 질식 작용과 물에 의한 냉각 작용이다. 이외에도 고체 가연물의 화재시 합성 계면활성제 계통의 약제를 사용하면 계면활성제가 침투제(wetting agent) 역할을 하기 때문에 포가 갖는 소화 효과 이외에도 침투제가 갖는 소화 특성을 살릴 수 있다. 이와 같은 특성을 이용하여 포 소화약제는 비행기 격납고, 자동차 정비공장, 차고, 주차장 등 주로 기름을 사용하는 장소, 특수 가연물을 저장, 취급하는 장소, 위험물 시설(제 1, 2, 3류 위험물의 일부와 제4, 5, 6류 전부)에 사용되고 있다.
그러나 포 소화약제는 소화 후의 오손 정도가 심하고, 청소가 힘든 결점 등이 있고 또한 감전의 우려가 있어 전기화재나 통신 기기실, 컴퓨터실 등에는 부적합하다. 이외에도 특별한 경우를 제외하고는 다음과 같은 경우에도 사용할 수 없다.
① 제5류 위험물과 같이 자체적으로 산소를 함유하고 있는 물질
② Na, K 등과 같이 물과 반응하는 금속
③ 인화성 액화가스
가. 적응 구분과 특수한 사용법
유류화재를 대별하면 ① 저장 탱크 등 유층이 깊은 경우의 화재와, ② 평면상으로 유출된 화재가 있다(압력에 의해 분출되는 유류화재는 포로 소화할수 없기 때문에 여기서는 제외한다). 어떠한 경우도 시간이 지나면 유류의 온도는 상승되어 화세가 격해지지만 특히 ①의 경우는 저장 탱크의 측벽이 화염에 노출되어 고온이 되기 때문에 고온에서도 파괴되지 않는 내열성 포를 사용하는 것이 바람직하다. 반면 ②의 경우는 내열성은 조금 떨어지더라도 유동이 좋은 포를 사용하여 신속하게 화재를 억제하는 것이 바람직하다. 그러므로 화재의 형태에 따라 소화약제를 [표 6]과 같이 사용하면 소화 효과를 높일 수 있을 것이다.
[표 6] 유류화재시 저발포 포의 사용 구분포의 종류 화재의 종류 단백포 불화단백포 계면활성제포 수성막포 저장탱크 화재 ○ ○ 저장탱크 화재(SSI*용) ○ ○ 유출화재 ○ ○ ○ ○
* Subsurface Injection System : 표면하 포 주입 방식
고발포의 포는 소화 이외에도 제연과 증발 억제의 효과가 있다. 지하가의 화재시 고발포의 포를 주입해서 연기를 배출시키면서 소화하기도 한다. 또한 고발포의 포에서는 사람이 질식하지 않고 활동할 수 있는 특징이 있다. 단, 발포에 사용된 공기는 신선한 공기여야 한다. 이는 사람의 호흡을 위해서만이 아니고 가스를 사용하여 발포하면 포의 성능이 떨어지기 때문이다.
그리고 LNG가 저장 탱크로부터 유출된 경우 고발포의 포로 덮어서 외기로부터의 열을 차단해서 증발을 억제시켜 소화하기도 한다. 이와 같이 계면 활성제포 소화약제는 다목적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.
나. 포 소화약제의 병용성
소화 활동시 각종 포 소화약제를 같이 사용하는 것은 일반적으로 큰 문제가 없다. 이것은 대형 화재시 발생 현장에 설치한 포 소화약제의 양으로는 소화가 곤란한 경우 인접 지역의 약제를 보급 받는 경우 중요해진다.
병용한 경우의 특성은 개개의 소화약제가 갖는 특성치의 중간이 되지만 화재의 규모나 형태에 따라 달라지기 때문에 한마디로 말할 수는 없다. 예를 들면 유출 화재에서는 단백포보다 계면활성제포 또는 수성막포가 소화 효과가 좋기 때문에 이들을 병용하는 것이 유리할 것이다.
보통의 포는 이처럼 병용이 가능하지만 내알코올포는 일반포와 병용하면 그 특성이 저하되기 때문에 함께 사용하지 말아야 한다.
그리고 같은 포 소화약제인 경우에도 약제의 종류가 다르면 원액 및 수용액을 혼합하여 사용해서는 안 된다. 또한 같은 원액이라도 오래된 원액에 새로운 원액을 추가․보충하는 것도 바람직하지 않다.
포 소화약제는 분말 소화약제와 함께 사용하면 분말 소화약제의 소포(消泡) 작용 때문에 좋지 않다. 포층에 분말 소화약제를 살포해 놓으면 포층의 형성이 매우 어려워진다. 단, 수성막포 소화약제의 포는 소포되지 않기 때문에 분말 소화약제와의 병용이 가능하다. 포소화약제와 병용할 수 있는 분말 소화약제로는 CDC(Compatible Dry Chemical)가 개발되어 있다.
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