할론 소화약제와 할로겐화합물 소화약제의 차이

가스계 소화설비에 할론 소화약제와 할로겐화합물 소화약제가 존재한다. 사실 그녀석이 그녀석일 것 같은데 왜 구분을 두었는지 그 차이가 무엇인지 알아보기로 하자.

할론 소화약제

가. 할론 소화약제란

할론 소화약제는 탄화수소 중에 하나 이상의 수소원자가 할로겐 계열에 속하는 원자로 치환된 형태의 소화약제를 말한다. 할로겐 계열에 속하는 원자로는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I)가 있다.

 

나. 화재안전기준에서 정하고 있는 할론 소화약제

- 할론 1301 (CF3Br)

- 할론 1211 (CF2ClBr)

- 할론 2402 (C2F4Br2)

할론 소화약제는 4자리의 번호로 구성된다. 순서대로 말하면 탄소, 불소, 염소, 브롬 순이며, 숫자에 따라 원소의 개수가 달라진다. 따라서 할론 1301을 예로 들면 탄소가 하나, 불소가 3, 염소는 0, 브롬은 1개로 구성된 소화약제라는 것을 알 수 있다.

 

다. 할론 소화약제의 소화 원리

할론 소화약제는 화학적 작용으로 소화를 한다. 연소가 계속 이루어지기 위해서는 연쇄반응(Chain Reaction)이 이루어져야 하는데, 화재시 발생하는 OH-, H-의 활성 라디칼(Active Free Radical)이 연쇄반응을 지속적으로 이어 나가는 역할을 한다. 이때 방사된 할론 소화약제가 활성 라디칼과 결합함으로서 연쇄반응을 차단하여 소화되게 하는 것이다. 이를 부촉매(Negative Catalyst) 소화라고 한다.

 

할론 소화설비 저장용기 (출처 : 대성소방설비)

할로겐화합물 소화약제

가. 할로겐화합물 소화약제의 정의

할로겐화합물 및 불활성기체 소화설비의 화재안전기준(NFSC 107A) 제3조(정의)에서 “활로겐화합물 및 불활성기체 소화약제란 할로겐화합물 및 불활성기체로서 ①전기적으로 비전도성이며 ②휘발성이 있거나 ③증발 후 잔여물을 남기지 않는 소화약제를 말한다.”라고 규정되어 있다.

 

나. 특성을 살펴보면

할로겐화합물 소화설비가 주로 전기설비를 방호하기 위해 사용되는 점을 감한해 본다면 반드시 비전도성이 요구된다. 또한, 소화약제의 방출 후에는 전기설비 등에 2차 오염 피해가 발생하지 않도록 소화약제가 휘발하여 없어지거나 그 잔여물을 남기지 않아야 할 것이다. 할로겐화합물 소화약제는 상온, 상압에서 기체로 존재하므로 소화 후 증발하여 잔여물을 남기지 않는 특성이 있기 때문이다.

 

다. 할로겐화합물 소화약제의 구성

할로겐화합물 소화약제란 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 중 하나 이상의 원소를 포함하고 있는 유기화합물을 기본성분으로 하는 소화약제를 말한다. 그래서 각각의 조성 성분에 따라 HBFC, HFCs, HCFCs, FCs, FICs 등 5개 그룹으로 나눌 수 있다.

 

라. 할로겐화합물 소화약제의 소화원리

할로겐화합물 소화약제는 Br 및 I 성분이 함유되어 있어, 활성라디칼과 결합함으로서 연쇄반응을 차단하는 부촉매 작용으로 소화활동을 한다. 즉, 할로겐화합물이 화재의 불꽃과 접촉하면 불꽃에서 나오는 활성라디칼과 쉽게 결합하기 때문에 활성라디칼을 감소시켜 연쇄반응이 일어나지 못하게 하는 것이다. 또 일부 소화약제들은 열을 흡수하는 반응을 통해 그리고 급격한 팽창을 통한 상변화 효과에 의해 냉각소화를 실시한다.

 

할로겐화합물 소화약제 (출처 : 대성소방설비)

할론 소화설비가 할로겐화합물 소화설비로 변경된 배경

가. 오존층 보호를 위한 할론 소화약제 생산금지

1987. 9. 16일 오존층 보호를 위해 몬트리올 의정서가 조인되었다. 이에 따라 우리나라도 1999. 7. 1부터 할론 소화약제의 생산이 동결되고, 2005년부터는 50% 감축, 2010년 부터는 할론 소화약제의 생산 및 수입이 필수용도를 제외하고는 금지되었다.

 

나. 청정소화약제 도입

우리나라는 이와 관련하여 1994. 8. 18일에 청정소화약제를 사용할 수 있는 고시를 제정하여 운영하였다. 이를 바탕으로 2004. 6. 4일 청정소화약제 소화설비의 화재안전기준을 제정하여 청정소화약제 소화설비를 사용하였다.

 

다. 할로겐화합물 및 불활성기체 소화약제로 변경

해당 소화약제는 화재 소화시 열분해 되면서 유해한 독성 물질들이 생성된다는 것이 나타났다. 이러한 독성 물질이 있는데도 마치 인체나 환경에 무해한 청정이라는 용어를 사용하는 것은 인식상 맞지 않는다는 의견이 도출되기 시작했다. 그래서 2018. 11. 19일 할로겐 화합물 및 불활성기체 소화설비(NFSC 107A)라는 명칭으로 변경되게 되었다.

 

 

상호간의 공통점과 차이점

가. 공통점

할론 소화약제 및 할로겐화합물 소화약제는 구성 성분으로 할로겐족 원소인 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 포함하고 있다는 것이다. 그래서 화염에서 방출되는 활성라디칼과 결합하여 연쇄반응이 이루어지지 않도록 하는 부촉매 효과로서의 화학적 소화를 한다. 그리고 소화약제는 화염과 접촉하면 열분해하여 독성 물질을 생성하기 때문에 짧은 시간 내에 방사를 완료하여야 하는 특징이 있다.

 

나. 차이점

청정소화약제 그리고 할로겐화합물 소화약제가 등장하게 된 이유는 환경 보호 목적이었다. 즉, 방사된 소화약제가 오존과 결합하여 오존층 파괴가 발생하지 않도록 하기 위함이었다. 그래서 할로겐화합물 소화약제가 가져야 할 중요한 물성치 중의 하나는 오존층 파괴지수(ODP)가 0이거나 기준치 이하여야 한다는 것이다. 대부분의 할로겐화합물 소화약제는 ODP(Ozone Depletion Potential)가 0이다. 할론 소화약제는 오존층을 파괴하는 주범이 되는 소화약제이므로 할로겐화합물 소화약제와 구분되는 차이점이 있다.

 

 

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