위험물기능사 필기 요약 - 소화(消火)와 소화기의 종류

소화(消火)기의 종류

소화 약제에는 물, 이산화탄소, 포(단백질이나 화학약품), 할로겐화합물, 불활성기체, 분말 등이 있다. 소화기는 이들 소화약제가 들어 있는 기기로 약제와 작동 방식에 따라 구분한다.

소화약제	소화기
물	물소화기
포 (중탄산나트륨)	포소화기
이산화탄소 (액화탄산가스)	이산화탄소 소화기
할로젠화합물 플루오린, 염소, 브로민 (할론)	할로젠화합물 할론소화기
-	강화액소화기 탄산칼륨수용액
분말 4가지 종류	분말소화기
불활성기체 질소, 헬륨, 네온, 아르곤..	산, 알카리 소화기 황산+중탄산나트륨
모래	간이소화기 모래, 질석, 진주암

 * 소화기는 화재 초기에만 효과가 있다.

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소화약제의 소화효과
질식 - 연소물 주위에 체류하여 산소차단
억제(부촉매)- 연쇄반응을 차단
냉각 - 가연물 온도를 발화점 이하로
제거 - 가연물을 제거

희석 - 수용성 물질의 농도(가연성)를 낮춤
유화 - 유화층 생성, 화재를 소화
피복 - 연소물 피복하여 연소를 차단

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압력방식에 따른 소화기의 종류

축압식 소화기

소화기의 용기내부에 소화약제와 압축공기 또는 불연성 가스(질소, 이상화탄소)가 들어있다.
CO2 소화기 외에는 모두 지시압력계가 부착(녹색이 정상 상태)

가압식 소화기
가압가스 용기를 소화기의 내부나 외부에 따로 설치 현재는 사용하지 않는다.

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소화능력 단위에 의한 분류(소방)

소형 소화기
능력단위 1 단위 이상이면서 대형 소화기의 능력단위 이하인 소화기

대형 소화기
A급 화재는 능력단위 10 단위 이상인 것
B급 화재는 능력단위 20 단위 이상인 것
소화약제 충전량은 기준 충전량 이상인 것


소화약제에 의한 소화기 분류
① 물소화기
② 산 • 알칼리소화기
③ 강화액소화기(물 어는 것 보완)
④ 할로젠화합물(할론) 소화기
⑤ 이산화탄소소화기
⑥ 분말소화기(화학제품 가루)

 

구분	용제	적응화재	효과
물 소화기	H₂O + 침윤제	A급	냉각 희석
산.알칼리 소화기	A제: NaHCO₃ B제: H₂SO₄	A급 C급(무상주수)	냉각
강화액 소화기	K₂CO₃ 수용액	A급 무상- A,B,C급	냉각 질식
CO2 소화기	액화 CO₂	B급, C급	질식 냉각 피복
할론 소화기	CF₂ClBr (할론 1211) CF₃Br (할론 1301)	B급, C급	질식 냉각 부촉매
분말 소화기	4종	A·B·C급	질식 냉각 부촉매
포말 소화기	화학포 - NaHCO₃ + Al₂(SO₄)₃ 기계포 - AFFF, FFFP	B급	질식 냉각

 

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물소화기 종류

수동펌프식

- 수동펌프를 설치하여 물을 상하로 움직여서 방사

축압식

- 본체용기에 물과 공기 압축하여 방사

가압식( 대형소화기)

- 본체용기와는 별도로 가압용 가스(탄산가스)를 이용하여 물을 방출하는 방식


물소화기 소화효과
냉각작용에 의한 소화효과가 가장 크다.
증발하면  물의 용적의 약 1,700배의 불연성 기체로 가연성 혼합기체의 희석작용도 가능

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산 · 알칼리 소화기(탄산수소나트륨)

기계적 압력 없이도 화학반응(산, 알칼리)만으로 가스(CO2)를 발생시켜 소화 효과를 내는 방식

 

반응방식에 따른 구분

전도식 - 내부의 황산이 든 병을 기울임
파병식 - 내부의 병을 파괴하여 산제와 알칼리제가 반응

 

산. 알칼리 소화기 화학식

 

용제

탄산수소나트륨(알칼리제) +  황산(산제, 내부 병에 든 것)

 

    NaHCO₃  + H₂SO₄ 

                  ▶  NaHSO₄  + CO₂  + H₂O 

 

생성물
1개의 황산수소나트륨

1개의 이산화탄소 - 질식소화

1개의 물 - 냉각소화

 

* 산, 알칼리소화기에서 소화약제 방출 압력원은 이산화탄소이다.(발생 기체가 이산화탄소 밖에 없다)

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강화액 소화기(탄산칼륨)

축압식

- 강화액 소화약제(탄산칼륨수용액)를 정량적으로 충전

- 압력지시계가 부착되어 있다.

가스가압식

- 축압식과 같으며 단, 압력지시계가 없다.

- 안전밸브와 액면표시가 되어 있다.

반응식

- 용기의 재질과 구조는 산• 알칼리 소화기의 파병식과 동일

- 탄산칼륨수용액의 소화약제가 충전되어 있는 소화기

 

 

강화액 소화기 소화원리

산, 알칼리소화기와 유사한 반응(알칼리 물질이 다름)

 

용제
탄산칼륨(알킬용제) + 황산(산제)

 

     K₂CO₃  +H₂SO₄ 

                    ▶    K₂SO₄  + CO₂  + H₂O 

 

생성물 

황산칼륨 - 부산물(황산수소칼륨이 아니다)

물 - 냉각효과

이산화탄소 - 산소차단, 질식효과(압력원)

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강화액 소화기의 특징

-PH = 11.6으로 약알칼리성
-강화액( 탄산칼륨수용액 )은 - 25°C에서도 동결하지 않아 한랭지에서도 보온의 필요가 없다.

-탈수작용 - 연소억제, 불연화

-탄화작용(ph12 효과) - 탄화로 불연성 피막형성 - 재발방지, 산소차단

-냉각작용 - 물 가연물의 온도를 인화점 이하로 낮춤

 

* 제3종 분말소화기(인산암모늄)와  유사효과

* 강화액 소화기는 물소화기의 업그레이드 버전?

 

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이산화탄소 소화기

이산화탄소 소화기 소화약제의 구성

액화탄산가스
탄산가스의 함량 : 99.5% 이상
수분 : 0.05 중량% 이하(500 ppm, 5 백 ppm)

줄-톰슨 효과
수분이 0.05 % 이상이면 수분이 결빙(드라이아이스)하여 노즐을 폐쇄한다.

 

이산화탄소 소화기 소화 원리
액화 CO₂ 가 방사되면

- 이산화탄소 자체 - 질식효과, 피복효과
- 드라이아이스 상태가 될 때 - 78.5°C까지 급격히 냉각 - 냉각효과

*고압의 소화기에서 저압의 대기로 방사 시 온도가 급강하

   ->일부 드라이아이스로 변환(줄-톰슨효과도 나타난다.)

 

 

이산화탄소 소화기 특징
유류화재(B급) 및 전기절 연성이 아주 좋아 전기화재(C급)에도 효과
이산화탄소 (CO₂)의 주된 소화효과는 산소공급 차단(질식소화)이다.
싸다.

산소와 반응 안 한다.

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할로젠화합물(할론) 소화기

할로젠 소화기의  종류
수동펌프식, 수동축압식, 축압식

질식효과, 냉각효과, 억제(부촉매) 효과

B급(유류), C급(전기) 화재에 적응

할로젠 소화 약제의 구비조건
-비점(끓는점)이 낮고 기화되기 쉬운 물질일 것
-공기보다 무겁고 불연성일 것
-증발잔유물이 없어야 할 것

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분말 소화기 종류

축압식
용기의 재질은 철제로서 약제와  질소(N) 가스가 압력원으로 충전되어 있다. 
압력 지시계 부착

*질소가스가 압력원 -분말소화기

가스가압식
용기는 철제이고 용기본체 내부 또는 외부에 설치된 봄베 속에 충전되어 있는 탄산가스(CO)를 압력원으로 사용하는 소화기로서 거의 사용하지 않는다. 

* 그냥 잊어버리자

축압식 분말소화기의
사용압력 범위 : 0.7 ~ 0.98 MPa

분말소화기의 소화효과
이산화탄소와 수증기에 의한 산소차단으로 질식효과
이산화탄소와 수증기 발생 시 흡수열에 의한 냉각효과
나트륨염(Nat), 칼륨염(Kt)의 금속이온에 의한 부촉매효과


포소화기(포말소화기)
종류(화학포) : 보통 전도식, 내통 밀폐식, 내통 밀봉식

 

포말 소화약제의 조건
기름보다 가벼우며,
유류와의 접착성이 좋아야 한다.(B급화재 적응)
바람 등에 견디는 응집성과 안정성이 있어야 함.
열에 대한 센막을 가지며 유동성이 좋아야 한다.
독성이 적어야 한다.

 

* 센막 - 열반응으로 연소물 표면에 막을 형성(열 차단, 산소 차단, 재발화 방지)
* 강화액소화기의 탄화층
* 제3종 분말소화기의 메타인산으로 인한 유리상 피막

* 포말소화기의 포핵 : 이산화탄소 (CO₂)

* 핵은 포말(거품)을 형성할 때 중심이 되는 기포의 핵, 기초 구조

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간이소화제

건조된 모래(만능 소화제)
반드시 건조되어 있을 것
가연물이 함유되어 있지 않을 것
부속 기구로서는 삽과 양동이를 비치할 것


팽창질석, 팽창진주암
발화점이 낮은 알킬알루미늄 등 운모류 광물

약 1,300°C에서 팽창

화재에 사용되는 불연성 고체로서 비중이 아주 적다.

금속화재( D급 ) 적응

자동확산 소화기
파병식(불연성 염류의 용액),
분사식(할론, 분말소화제)으로 구분하며
보일러실, 주방의 화기사용 장소의 상부에 주로 설치한다.
주방화재(K급)에 적응

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