Boil Over
가. Boil Over 현상이란
중질유를 저장하고 있는 위험물 탱크에서 화재가 발생했을 때 탱크의 하부에 수분이 존재하는 경우 발생하는 현상이다. 탱크 표면에서 축적된 화재의 열기가 바닥의 수분에 전달되어 수분을 비등 팽창시킴으로써 유류가 탱크 밖으로 쏟아져 나오는 현상을 Boil Over 현상이라고 한다.
탱크에 저장된 유류의 상부에 화재로 열이 지속적으로 축적되어 열류층(Heat Layer)이 형성된다. 화재가 장시간 진행되면 열류층의 두께가 두터워지고 열류층이 아래로 점점 하강하게 되는데 결국 바닥에 있던 수분층과 만나게 된다. 물은 100℃에서 약 1,700배의 수증기로 팽창하는데 열류층의 온도가 200℃ ~ 300℃에 해당하므로 수분을 기화시키게 된다. 결국 Boil Over 현상은 탱크 바닥에 있던 수분의 급격한 체적 팽창으로 인해 탱크 내부의 유류가 불이 붙은 채로 탱크 밖으로 쏟아져 나오게 되는 현상이다.
나. Boil Over 현상이 발생하지 않도록 하는 방법은
Boil Over 현상을 예방하기 위해서는 탱크 내부에 물이 축적되지 않도록 해야 한다. 수분은 밀도차로 인해 유류보다 아래로 내려가는 특징이 있다. 그러므로 탱크 내부를 천천히 교반시켜 수층이 형성되지 않도록 하고, 바닥에 형성된 수층이 있는 경우에는 드레인 함으로서 내부에 수층이나 에멀젼 층이 존재하지 않도록 하는 것이 중요하다.
Slop Over
가. Slop Over 현상이란
유류탱크에서 화재가 발생하면 유류 표면의 온도가 물의 비점 이상으로 올라간다. 이런 상황에서 화재 진압을 위해 소화수가 투입되는 경우 소화수가 바로 비점 이상으로 상승하면서 기화되고 체적이 팽창된다. 소화수의 팽창된 체적에 의해 표면의 유류가 탱크 밖으로 쏟아져 나온다. 또한, 소화수의 침투로 고온층의 유류 표면이 교란되는데 고온층 하부에 있는 기름에도 열이 급격하게 전달되어 열팽창 하면서 표면의 유류를 밀어내 유류가 불이 붙은 채로 탱크 밖으로 쏟아져 나오는 현상을 Slop Over 현상이라고 한다.
가정이나 식당의 주방에서 식용유를 두르고 팬에서 요리를 하다가 과열로 인해 식용유에 불이 붙은 경우 물을 뿌렸을 때에도 Slop Over 현상이 발생한다. 불이 붙어있는 팬에 물을 뿌리면 팬을 넘어서 전체적으로 불길이 확산되어 쏟아지는 현상과 유사하다.
나. Slop Over 현상이 발생하지 않도록 하려면
화재 진압을 위해 소방대가 소화수를 탱크의 이곳 저곳에 나누어 뿌리는 소화 방법을 지양한다. 고정식 폼 소화설비의 방출구가 설치되어 있는 곳에 같이 소화수를 뿌려주면 탱크 내부의 표면 화재를 한쪽에서부터 밀고 나가는 형상이 가능하다. 그런데 고정식 폼 소화설비 방출구 외의 장소에 무분별하게 소화수를 흩뿌리면 연소열에 의해 소화수가 비등 팽창하면서 Slop Over 현상이 발생한다. 가정에서 식용유로 요리하던 팬에 화재가 발생한 경우에는 물을 뿌리지 말고 K급 소화기를 사용하거나, Slop Over 현상을 막기 위해 뚜껑을 덮어 질식 소화하는 방법이 가장 좋다.
Froth Over
가. Froth Over 현상이란
Froth Over는 화재의 상황은 아니며, 고온의 중질유나 아스팔트를 탱크의 하부에 주입하는 경우에 발생한다. 해당 탱크 하부에 수분층이 존재하면 새로 투입되는 고온의 중질유나 아스팔트에 의해 수분이 기화되면서 팽창하게 된다. 지속적으로 투입되는 고온의 열기에 의해 수분의 팽창 에너지가 축척되다가, 어느 순간부터 유류를 탱크 외부로 넘치게 하는 현상을 Froth Over 라고 한다.
유류 탱크 바닥 수분층의 팽창에 의한 유류의 분출이라는 것은 Boil Over와 같은 원리이지만, 수분층의 기화와 비등 팽창 원인이 화재로 인한 것인가의 여부에 따라 다르다. 또한 Boil Over처럼 급격한 분출이나 Froth Over처럼 지속적이고 완만한 분출이냐에 따라서도 다르다고 할 수 있다.
나. Froth Over 현상을 예방하려면
중질유 위험물 탱크에서 수분의 관리는 필수적이다. 유류 탱크 하부에 존재하는 수분층을 주기적으로 체크하여 제거해 주어야 한다. 또한 고온의 중질유나 아스팔트를 탱크에 주입하기 전에 일정 온도 이하로 식히는 방법을 강구한다. 또한, 일시에 많은 유류를 한꺼번에 주입하지 말고 일정량씩 시간을 두어 주입하는 방법을 사용한다.
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