가스화재감식강의내용가스화재감식강의내용

韓國가스安全公社 韓國가스安全公社

가스화재 감식

강의 내용

 사고 발생원인

 제품 및 기기의 이해

 시설에 대한 이해

 사고사례를 통한 원인조사

 사고원인 접근방법

 실험 영상물 시청

 기타

가스사고 형태별 분류

가스사고

화재 폭발

중독 질식 가스누출

배기가스

누출폭발 용기폭발

독성가스

06년도 가스사고 현황

구 분 주택 요식업소 공장 공급시설 허가업소 차량 기타 계

사고건수 46 14 5 3 10 1 33 112

점유율(%) 41.0 12.5 4.5 2.7 8.9 0.9 ^29.5 100

가스사고의 대부분이 주택 및 요식업소에서 발생하고 있음 - LP가스 및 도시가스 주택

- 고압가스 허가업소

GAS 사고 원인조사

목적 : 동일유사 사고예방 및 제도개선 자료와 제품의 품질개선

조사 : 현장조사, 제품감정, 서류조사

현장조사 : 누출, 화재, 폭발, 중독, 질식, 파열, 배관파열, 손상

제품감정 : 용기, 접합용기, 압력조정기, 배관, 염화비닐호스, 밸브 이동식부탄연소기, 가스렌지. 주물버너, 주물렌지

가스보일러, 순간온수기, 기화장치, 가스절단기,

가스용접기, 가스밥솥등 용품 및 기기 등

사고조사(분석)방법

귀납법 : 특정사고나 초기사건이 발생한 상황에서 수행되는 접근방법 로 고장이나 초기사건이 시스템운전에 어떤 영향을 주는가를 결정 즉, 공정에서 가능성 있는 위험성을 찾아내는 것으로 총괄적인 분석방법

(Hazard and Operability study / HAZOP) (Event tree analysis / ETA)

연역법 : 일반적인 것으로부터 특별한 내용을 찾아내는 것

사고지점, 사고장소에서 시작하여 사고이전의 상태를 조사하

는 방법. 시스템이나 공정이 어떤 경로에서 결함이 발생하였

다고 가정하여 구성요소, 운전자, 조직 등이 어떤 형태로 결함

이 있었는가를 결정하는 것.(Fault Tree Analysis / FTA)

사고 조사과정

증거의 수집과 분석

사고원인에 따른 결과의 도출 개선 또는 예측행위 산출

결과의 요약 및 문서화

결과의 보급

사고조사자의 자세

1. 객관적이어야 한다.

2. 현장에서 나타난 흔적을 토대로 작성한다.

3. 물증에 나타나는 자료를 기초로 한다.

4. 목격자나 참고인 진술을 비교한다.

5. 이론적 배경이 뒷받침되어야 한다.

6. 원인이 규명되기까지 타인에 의한 중단은 금물

사고조사자의 자세

7. 현장에서는 적극적이어야 한다.

8. 복장은 안전하게 하고 현장조사에 적합한 복장을 하여야 한다.

9. 피해자에게 불쾌감을 주는 언행이나 행동은 하지 않은다.

10. 장비는 적절하게 사용한다.

11. 합동조사기관과의 협조시 적극적으로 한다.

12. 누구에게나 신뢰감이 보이도록 행동한다.

사진촬영

1. 카메라 준비 : 필름, 건전지, 렌즈, 삼각대, 우천시 커버, 스트로브 2. 비디오 : 동영상 촬영, 충전배터리 충분히 지참

3. 라이트 : 어두운 곳 촬영시 필요

4. 촬영방법 : 건물 상부 층에서 광각으로 촬영!

사고원인의 증거가 되므로 정확히 흔들림 없이 촬영!

먼 곳에서부터 중심으로!

물증 발굴시 놓여져 있는 위치부터 수거과정을 촬영!

과다노출 및 노출부족은 화재의 흔적을 변형!

초기화재지점의 신속 촬영 많은 사진으로 현장을 승부!

한 장의 사진이라도 매우 소중히 촬영하고 보관!

사고 현장도면

1. 삼각도법에 의한 그리기

2. 정면도, 측면도, 평면도, 전체개략도, 사진 촬영방향도, 화재발생전 상황도, 물건위치도, 면적, 출입문 등 개폐여 부, 가스배관도면

3. 사진촬영 방향

4. 화재전이 및 폭발방향과 비산방향도

5. 이해하기 어려운 사진은 도면으로 표시도

6. 이해하기 쉽도록 작성

GAS 사고 원인조사 도면예시

고압가스 분류 고압가스의 종류

상 태 압축가스 산소, 수소, 메탄, 질소, 알곤 등

액화가스 프로판, 부탄, 암모니아, 이산화탄소, 액화산소, 액화질소 등

용해가스 아세틸렌

연소상 가연성가스 수소, 암모니아, 프로판, 부탄, 아세틸렌 등 조연성가스 산소, 공기, 염소, 등

불연성가스 질소, 이산화탄소, 알곤, 헬륨 등

독 성 독성가스 염소, 일산화탄소, 아황산가스, 암모니아, 산화에틸렌 등

비독성가스 질소, 산소, 부탄, 메탄 등

고압가스의 분류

액화가스 정의

"

액화가스"라 함은 가압 냉각 등의 방법에 의하여 액체상

태로 되어 있는 것으로서 대기압에서의 비점이 섭씨 40도 이하 또는 상용의 온도 이하인 것을 말한다.<개정98.1.10>

프로판, 부탄, 탄산가스 등과 같이 임계온도가 상온보다

높아 상온에서 압축시키면 비교적 쉽게 액화되는 가스로

액체상태로 용기에 충전하는 가스입니다. 액화가스 중 액

화산소, 액화질소 등은 초저온에서 액화한 후에 단열조치

한 초저온 상태.

◇ 가연성 가스

“ 가연성가스"라 함은 아크릴로니트릴 아크릴알데히드 아세트알데히드 아세 틸렌 암모니아 수소 황화수소 시안화수소 일산화탄소 이황화탄소 메탄 염화메 탄 브롬화메탄 에탄 염화에탄 염화비닐 에틸렌·산화에틸렌·프로판 싸이크로프 로판 프로필렌 산화프로필렌 부탄 부타디엔 부틸렌 메틸에테르 모노메틸아민 디메틸아민 트리메틸아민 에틸아민 벤젠 에틸벤젠 그 밖에 공기중에서

연소하는 가스로서 폭발한계(공기와 혼합된 경우 연소를 일으킬 수 있는 공기 중의 가스의 농도의 한계를 말한다. 이하 같다)의 하한이 10퍼센트 이하인 것 과 폭발한계의 상한과 하한의 차가 20퍼센트 이상인 것을 말한다.

◇ 독성 가스

"독성가스"라 함은 아크릴로니트릴 아크릴알데히드 아황산가스 암모니아 일산화 탄소 이황화탄소 불소 염소 브롬화메탄 염화메탄 염화프렌 산화에틸렌 시안화 수소 황화수소 모노메틸아민 디메틸아민 트리메틸아민 벤젠 포스겐 요오드화 수소 브롬화수소 염화수소 불화수소 겨자가스, 알진, 모노실란, 디실란, 디

보레인, 세렌화수소, 포스핀, 모노게르만 그 밖에 공기중에 일정량 이상 존재하 는 경우 인체에 유해한 독성을 가진 가스로서 허용농도 (공기중에 노출 되더라 도 통상적인 사람에게 건강상 나쁜 영향을 미치지 아니하는 정도의 공기중의

가스의 농도를 말한다. 이하 같다)가 100만분의 200 이하인 것을 말한다.

가연성가스, 독성가스

고압가스 정의

1. 압축가스 = 상용, 35℃에서 게이지 압력이 1Mpa 이상 2. 아세틸렌가스 = 15℃에서 게이지 압력이 0pa이상

3. 액화가스 = 상용온도에서 게이지 압력이 0.2Mpa이상

또는 0.2Mpa이 되는 경우의 온도가 35 ℃이하인 경우 4. 35℃에서 0pa이상을 초과하는 액하가스중 시안화수소, 액화브롬화메탄,

액화산화에틸렌

<액화석유가스>

고 압 : 압력조정기 전단

준저압 : 5.0kpa, 15kpa, 30kpa 저 압 : 2.8kpa,

<도시가스>

저압 : 0.1Mpa미만

중압 :0.1Mpa이상 1.0Mpa미만 고압 : 1.0Mpa이상

중압 A : 0.3Mpa이상 1.0Mpa미만 중압 B : 0.1Mpa이상 0.3Mpa미만

고압가스 정의(2)



가연성가스

1. 폭발한계 하한이 10%이하인 것.

폭발상한과 하한의 차가 20%이상인 것 2. 독성가스

공기중의 허용농도 : 100만분의 200이하인 것

3. 액화가스

가압,냉각 등의 방법에 의하여 액체상태로 되어 있는 것.

대기압에서 비점이 40도 이하 또는 상용의 온도 이하인 것 4. 압축가스

일정한 압력에 의하여 압축되어 있는 가스

가스종류 허용농도(ppm) 가스종류 허용농도(ppm) 암모니아

시안화수소 10

일산화탄소

아황산가스

포스겐

황화수소

염 소

염화수소

산화에틸렌

브롬화메탄 20

*

허용농도

건강한 성인남자가 그 분위기에서 하루 8시간작업을 하여도 지장이 없는 상태 (단위 : ppm으로 백만분의 1)

독성가스 허용농도

고압가스 정의(3)

5. 초저온저장탱크

섭씨영하 50도 이하의 액화가스를 저장하기 위한 저장탱크 6. 저온저장탱크

액화가스를 저장하기 위한 저장탱크로서 단열재피복하거나 냉동설비 로 냉각하는 등의 방법으로 저장탱크의 온도가 상용의 온도를 초과하 지 아니하도록 한것

7. 충전용기

고압가스의 충전질량 또는 충전압력이 2분의 1이상이 충전되어 있는 상태의 용기.(그 이하는 잔가스 용기)

8. 방호벽

높이 2m이상, 두께12센티미터 이상의 콘크리트 또는 이와 동등이상 의 강도를 가지는 것.

고압가스 정의(4)

9. 고압가스 적용 제외시설

가. 에너지이용합리화법의 적용을 받는 보일러안과 그 도관 안의 고압증기 나. 철도차량의 에어콘디셔너 안의 고압가스

다. 선박안전법의 적용을 받는 선박 안의 고압가스

라. 광산보안법의 적용을 받는 광산에 소재 하는 광업을 위한 설비 안의 고압가스

마. 항공법의 적용을 받는 항공기안의 고압가스

바. 전기사업법에 의한 전기설비중 발전.변전 떠는 송전을 위하여 설치하 는 전기설비 또는 전기를 사용하기 위하여 설치하는 변압기, 리액틀, 개폐기, 자동차단기로서 가스를 압축 또는 액화 그 밖의 방법으로 처 리하는 그 전기설비 안의 고압가스

사. 원자력법의 적용을 받는 원자로 및 그부속 설비 안의 고압가스

고압가스 정의(5)

9. 고압가스 적용 제외시설

아. 내연기관의 시동, 타이어의 공기충전, 리벳팅, 착암 또는 토목공사에 사용되는 압축장치안의 고압가스

자. 오토크레이브 안의 고압가스(수소, 아세틸렌, 염화비닐은 제외) 차. 액화브롬화메탄 제조설비외에 있는 액화브롬화메탄

카. 등화용의 아세틸렌가스

파. 청량음료수, 과실주 또는 냉동설비 안의 고압가스 카. 냉동능력이 3톤미만인 냉동설비 안의 고압가스

하. 소방법의 적용을 받는 내용적 1리터 이하의 소화기용 용기 또는 화기에 내장되는 용기 안의 고압가스

갸. 그 밖의 산업자원부장관이 위해발생의 우려가 없다고 인정하는 것

가연성 가스 연소범위

가스명

연소범위 (용량%)

가스명

연소범위 (용량%)

하한 상한 하한 상한

프 로 판 2.1 9.5 메 탄 5 15

부 탄 1.8 8.4 일산화탄소 12.5 74

수 소 4 75 황 화 수 소 4.3 45

아세틸렌 2.5 81 시안화수소 6 41

암모니아 15 28 산화에틸렌 3.0 80

가연성 가스 연소범위

1. 위험도 : (폭발상한 값 – 폭발하한값) / 폭발하한값 위험도가 클수록 폭발위험이 크다

2. 폭발등급

폭발등급을 위한 실험장치에서 안전간격에 따라 정한다

- 1등급 : 안전간격이 0.6mm 이상인 가스 (2, 3급을 제외한 모든 가스) - 2등급 : 안전간격이 0.6mm 미만 0.4mm 이상인 가스(에틸렌, 석탄가스)

- 3등급 : 안전간격이 0.4mm 미만인 가스(수소, 아세틸렌, 황화수소, 수성가스)

* 급수가 클수록 위험 (3급>2급>1급)

가연성 가스 연소범위

3. 방폭구조

- 압력방폭설비 : 용기내부에 질소, 공기 등의 보호기체를 압입 내부압력 높임

- 내압방폭설비 : 전폐구조로써 폭발성가스가 폭발하여도 압력에 견디고 폭발화염 이 외부로 노출되지 않음

- 유입방폭설비 : 절연유에 격납하여 폭발가스에 점화되지 않도록 한 구조

- 안전증 방폭설비 : 운전중 불꽃, 아크 과열이 발생하면 안되는 부분에 이들이 발 생하지 않도록 구조상 또는 온도상승에 대하여 안전성을 높인 구조

- 본질안전증 방폭설비 : 안전증 방폭구조를 개선한 것으로서 운전중, 사고시에 발 생하는 불꽃, 아크, 열에 의하여 폭발성 가스에 점화될 우려가 없음이 점화시험으로 확인된 구조

폭발과 폭굉의 정의

폭발의 정의 : 화염이 음속이하의 속도로 미반응물질속으로 전파되어가는 발열반응

폭굉이란 (DETONATION): 가스속의 연소전파속도가 음속보다도 큰 경우 로 파면 선단에 충격파라고 하는 강한 압력파의 작용으로 격렬한 파괴 작용을 일으키는 현상 (폭굉파: 초음속, 연소파: 아음속)

폭발범위가 폭굉범위보다 넓으며,

폭굉은 1000~3500m/s, 정상은 0.03~10m/s이다

불완전 연소현상의 종류

블로우오프(BLOW-OFF) : 불꽃이 노즐에 정착하지 않고 떨어지 게 되어 꺼져버리는 현상

백화이어(BACK FIRE) : 불꽃이 염공안으로 들어가는 현상 -부식에 의해 염공이 크게 되었을때

- 노즐구경이 클 경우

- 콕에 먼제, 이물질 부착시 - 가스압력이 낮을 때

- 콕이 충분히 열리지 않았을 때 - 버너의 과열시

리프트(LIFT) : 불꽃이 염공에서 떠서 생기는 현상

폭발의 종류

물리적 폭발 : 액체 및 고체상태에서 기체상태로의 상 병화, 온도상승 및 충 격으로 압력이 이상적으로 증대하여 일어나는 폭발반응

- 압력폭발, 증기폭발, 금속선폭발, 고체상전이폭발

화학적폭발 : 폭발성 혼합가스점화시에 일어나는 연소(산화)반응, 분해반응, 중합반응 등의 화학반응으로 일어나는 폭발

- 산화폭발, 분해폭발, 중합폭발, 촉매폭발

폭발의 위험성 : 1. 폭발범위가 클수록 2. 연소속도 클수록 3. 인화점 낮을수록 4. 착화점이 낮을 수록

폭발의 정의

증기폭발(VAPOR EXPLOSION)

: 물, 유기액체, 액화가스등의 가연성 액체가 비점 이상의 과열상태가 되어 순간적으로 증기가 혼합기체가 되어 증발 폭발하는 현상

발화지연시간 : 어느 온도에서 가열하기 시작해서 발화시까지 걸린 시간 1. 고온, 고압일수록 짧아진다

2. 가연성가스와 산소의 혼합비가 완전 산화에 가까워 질수록 짧아진다

폭발범위=폭발한계=가연범위=가연한계=연소범위=연소한계

착화온도가 낮아지는 조건

1.발열량이 높을 때 2. 분자구조가 복잡할 때 3. 산소농도가 높을 때 4.압력이 높을 때 5. 반응 활성도가 클 때 6. 습도가 낮을 때

폭발의 정의

분해폭발 : 산소없이 단일가스가 분해하여 일어나는 폭발

- 아세틸렌(C2H2), 산화에틸렌(C2H4O), 히드라진(C2H4), 오존 등 중합폭발 : 불포화탄화수소 화합물중 특히 중합되기 쉬운물질이 중합반응

을 일으키면서 일어나는 폭발 - 시안화수소, 상화에틸렌, 염화비닐,

- 시안화수소 : 장기간 보관할 경우 중합반응이 일어나므로 안정제 첨가

분진폭발 : 가연성고체의 미분말이 어느농도 이상으로 공기등 지연성가스 중에 분산된 상태일 때 폭발성 혼합기체와 같이 에너지를 줌으 로써 일어나는 폭발

- 마그네슘, 알루미늄, 주석, 망간, 규소, 아연, 바나듐, 티탄, 지르코늄,

프로판과 부탄가스의 증기압곡선

종류/온도 －15℃ 0℃ 15℃

℃

℃

℃

프로판

119.3

i-부탄 94.5 97.6 100.0 103.3 107.2

111.4

n-부탄 95.0 97.5 100.0 103.0 106.4

110.0

프로판·부탄의 온도에서 단위 무게당 체적(ℓ/kg) 비율

온도상승과 압력(부피)상승

- 분류 : 가연성 가스

- 비중 : 공기보다 1.5배 무겁다 - 이론공기량 : 24배 필요

- 폭발한계 : 2.2~9.8%

- 비점 : - 42℃

- 발열량 : 12000kcal/kg, 24000kcal/m

- 저장성 : 액상의 저장이 용이하므로 용기저장 - 저장용기 : 저장탱크, 용기, 접합용기등

프로판가스

- 분류 : 가연성 가스

- 비중 : 공기보다 2.0배 무겁다 - 이론공기량 : 31배 필요

- 폭발한계 : 1.8~8.5%

- 비점 : - 0.5℃

- 발열량 : 24000kcal/kg, 31000kcal/m

- 저장성 : 액상의 저장이 용이하므로 용기저장 - 저장용기 : 저장탱크, 용기, 접합용기등

부탄 가스

LPG성분 조사

LPG가스누출확인 시험

정상적 설치여부?

누출은 있었는가?

누출 화재 부위 형상

가스누출부 화재 형상

화재는 ?

발굴할 제품은?

퓨즈콕 제품인가?

가스폭발?

어떤 도구를 사용하였을까?

운반차량

석유화학플랜트 사고 원인조사