폭발

[atom]

폭발


폭발이라는 단어는 어느 한 지점으로부터 갑작스러운 물질의 흐름에 의해 특징지어지는 모든 공정을 의미한다. 어떻게 갑작스러운 흐름이 야기되었느냐에 따라 폭발은 2가지 종류로 구분된다.

○물리적인 폭발
- 압력과 부피의 곱이라는 형태로 저장된 에너지가 갑자기 방출
- 외부 에너지가 갑자기 고체 또는 액체 물질에 전달되어 가스로 변형되는 것
- 에너지가 갑자기 가스에 전달되어 그 압력이 증가되는 것
- 물리적인 공정에 의해 야기되는 폭발의 예로는 압력용기 폭발과 증기 폭발 등이 있다.

○화학반응에 의한 폭발
이 폭발은 발열 반응시 물질의 흐름에 에너지를 전달하므로 발생한다.
- 열 폭발·제어할 수 없는 급속한 화학 반응과 같이 반응물이 반응 전반에 걸쳐 같은 온도를 유지하지 못하고 혼합과 동시에 에너지의 방출이 발생한다.
- 디프레그레이션
·에너지의 방출은 얇은 고온층에 발생하고, 나머지 부분은 주위와 같은 온도를 유지한다. 반응할 다음층은 혼합을 통한 열 전도에 의해 덮여진다.
·디프레그레이션은 속도가 낮아서 고체 및 액체의 경우는 수 mm/s이고, 가스인 경우는 수 m/s이다. 디프레그레이션의 속도는 압력증가에 따라 증가하고, 국부적인 열의 충격에 의해서 시작된다.
- 디토네이션
·에너지의 방출은 얇은 고온층에서 발생하고 나머지 부분은 주위와 같은 온도를 유지한다. 반응할 다음층은 충격파에 의해서 충격을 받고 가스의 압축열에 의해서 또는 고체의 분해열에 의해서 가열된다.
·디토네이션의 속도는 반응물을 통하여 충격파의 움직임에 달려있어 빠르면 모든 물질의 경우 수 km/s이다. 디토네이션의 속도는 주위의 압력에 무관하며 국부적인 충격에 의해 시작된다.

폭발의 주요형태

폭발사고는 인화성 액체나 가연성 가스 자체가 보유하고 있는 에너지 또는 열특성 때문에 발생하기도 하고 외부의 폭발충격파장이 원인이 되어 발생하기도 한다.

○밀폐계 증기운 폭발
(CVCE, Confined Vapour Cloud Explosion)
- CVCE는 장치나 건물과 같이 밀폐된 환경에서 발생하는 폭발.
- 밀폐된 용기내에 과잉으로 압력이 증가하게 되면 이와 같은 폭발사고가 일어나게 되며 이로 인해 충격파가 발생하게 되고 용기내에 인화성 액체가 있다면 충격파 또는 다른 점화원에 의해 화재를 동반하게 된다.
- 폭발된 탱크조각은 미사일과 같은 강력한 파괴력을 갖게되어 주위에 있는 작업자를 사망시키기도 하고 다른 설비를 파괴하기도 한다.

○개방계 증기운 폭발
(UVCE, Unconfined Vapour Cloud Explosion)
- UVCE는 CVCE와는 반대로 밀폐계에서의 폭발을 의미하는 것이 아니고 옥외 작업장이나 야적장과 같은 개방된 장소에서 폭발이 일어나는 것이다.
- 탱크나 용기 또는 배관에서 위험물질이 밖으로 누출되어 공기와 혼합되면 가연성 구름(증기운)을 형성한다. 이때 구름 속에 혼합되어 있는 가연성 증기 또는 가스의 농도가 폭발하한 농도 이상이 되고 이 구름이 점화원과 접촉하게 되면 구름이 폭발하는 현상을 일으킨다.

○비등액체 팽창 증기 폭발
(BLEVE, Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion)
- 밀폐된 용기에 대기압보다 높은 압력상태로 저장된 액화가스가 외부로 갑자기 누출되면서 발생하는 폭발.
- 액화가스가 외부로 누출되면서 압력이 갑자기 낮아진 대기압 상태에 놓이게 되므로 액화가스가 폭발적인 증발을 일으켜 증기구름과 미스트가 거의 동시에 발생하게 된다.


화재 및 폭발 사고사례

일시	발생장소	원인	인명피해
			사망	부상
1971. 12. 25	서울 중구	LPG 취급부주의	163	63
1974. 11. 3	서울 동대문	전기합선	88	35
1974. 12. 2	서울 종로	전기합선	53	78
1977. 11. 12	이리	철도운송 (다이너마이트 폭발)	57	1,300
1984. 1. 14	부산	석유난로	38	68
1990. 3. 18	대산	황화수소 누출	-	100
1992. 2. 23	광주	저장탱크(LPG 폭발)	-	16
1994. 7. 12	서울 아현동	시내에서 도시가스 폭발	7	50
1994. 7. 26	인천	의약품 (HOBT 폭발)	6	39
1995. 4. 28	대구	지하철 공사장 (LPG 폭발)	101	140
1995. 8. 21	용인	방화	37	16
1999. 10. 30	인천	불장난	56	81

위에서 살펴본 바와 같이 화재 및 폭발 사고는 경제적, 인적 피해는 물론이고 엄청난 재난을 불러일으킨다. 최근 에너지 소비량의 증가와 각종 건축물의 대형화, 고층화와 각종 내부가연성 내장재의 사용 증가 등에 의해 매년 이러한 중대사고의 규모가 더욱 커져가는 추세를 보이고 있다.