가스폭발사고를 방지하기 위하여 사용하는 방폭형 전기기기중에서 본질안전 방폭구조는 폭발위험장소에 설치되는 전기기기 및 배선의 어떤 부분에서 정상동작 및 사고시(단락, 지락, 단선 등)에 발생하는 불꽃, 아크, 과열이 주위에 있는 폭발성 가스에 점화되지 않도록 한 구조로서, 회로의 전압과 전류를 폭발성 가스의 점화한계 이하가 되도록 구성하는 원리이며 국내외에서 사용이 증가추세에 있다. (중략)
가스폭발 시 폭발 압력에 의해 건물의 일부 또는 전체적인 파괴와 함께 외부에 영향을 미치는 영향은 주로 폭풍파의 압력과 고온의 화염이다. 그 중에서도 폭풍압은 건물에서의 가스폭발 시 파열면을 통과한 급격한 압력 방출에 의해 생겨나는 물리적인 현상으로 그 충격은 때에 따라서 구조물을 붕괴시킬 만큼 크다. 폭발에 의해 발생되는 폭풍압에 의한 피해가 크기 때문에 과거부터 폭풍압에 대한 연구가 계속되어 왔다.(중략)
1991년 6월 신규 계면활성제 [${\alpha}-SF$]의 제조 공정의 하나인 메탄올 정류탑에 있어서 폭발사고가 발생했다. 폭발 형태는 ${\ulcorner}$폭굉${\lrcorner}$ 이였다 라고 판단되어지고 정류탑은 대파되었으며 탑벽 파편은 대강 900m 범위로 비산되었고 사망자 2명, 부상자 13명의 피해를 입었다. 원인물질은 계면활성제의 표백으로 사용하는 메탄올과 과산화수소에 의해 미량 생성한 유기과산화물(Metal Hydroperoxide)에서 정류탑의 운전정지과정 중에 공급액의 $0.1\%$부터 수십$\%$까지 국부적으로 농축되어져 열 폭발을 일으킨 것으로 추정 되어진다.
Dust explosion은 combustible solid의 미세한 입자가 공기 혹은 산소중에서 폭발범위의 농도에서 부유할 때 화염 혹은 Spark 등의 에너지 공급에 의해 폭발하는 현상이며 plastic 공업, 금속분말, 유기약품, 무기약품, 안료, 농수산건조물 등에서 분체취급 분야의 확대 및 취급량의 증가에 따라 분진폭발의 잠재 위험성이 급증하고 있어 화학적 성질, 농도, 입경, 폭발 압력 등의 분진특성과 함께 분진폭발의 착화온도와 상한 및 하한 농도에 대해 이론 및 실험적으로 광범위하게 연구가 진행되어져 왔다.(중략)
화재 및 폭발 특성치로 인화점, 최소발화온도, 폭발한계, 최소발화에너지, 연소열 등을 들 수 있다 이 가운데 폭발한계(explosive limits)는 가연성물질(가스 및 증기)을 다루는 공정 설계 시 고려해야 할 중요한 변수로써, 발화원이 존재할 때 가연성가스와 공기가 혼합하여 일정 농도범위 내에서만 연소가 이루어지는 혼합범위를 말한다/sup 1)/. 특히 폭발범위는 온도, 압력, 불활성가스의 농도, 화임전과 방향, 용기의 크기, 무리리적 상태 등에 의해 변한다/sup 2)/.(중략)
본 연구에서는 변압기의 종류와 각 변압기의 특징에 대해 살펴보았다. 최근 변압기 사고의 발생현황과 통계를 살펴보고, 화재 및 폭발 안정성에 가장 취약한 지상설치형 유입식 변압기를 대상으로 절연유 분출원인 및 폭발 현상 등 변압기 사고의 주요 원인에 대해 이론적으로 연구하였다. 또한, 화재 폭발 메카니즘을 살펴봄으로서 그 위험성을 인지하고, 유입식 변압기의 사고의 방지를 위한 대책 마련을 하고자 하였다.
화학공장의 각종 공정설비의 규모가 커지고 복잡화됨은 물론 사용되는 화학물질의 다양화 및 사용량의 증대로 화재·폭발의 위험성이 잠재하고 있다. 이러한 중대 산업사고를 예방하기 위해 세계 각 국에서는 화재폭발에 관한 연구가 수행되고 있다. 본고에서는 최근 일본에서 화재폭발에 관한 연구동향을 일본 소방청 소방연구소와 산업안전연구소의 연구과제를 중심으로 소개하고자 한다.(중략)
한국전력 해외사업본부에서 나이지리아 엑빈발전소 O&M(Operation and Maintenance) 및 보일러 복구공사를 추진하고 있으며, 보일러 복구공사는 현재 수행이 되고 있다. 이와 관련하여 전력연구원에서는 엑빈발전소에서 발생한 보일러 폭발 발생원인과 대책을 수립하기 위하여 현장 진단을 수행하였다. 따라서 보일러 폭발에 대한 발생 Mechanism과 대책을 소개함으로서 보일러 유지관리에 참고가 되고, 보일러 폭발과 같은 대형사고를 방지하는데 도움이 되기를 바란다.
경제규모가 확장됨에 따라 급격히 증가한 폭발성 인화물질과 같은 위험물질 운송차량 사고로 터널과 같이 폐쇄적인 공간에서 피해사례가 증가하고 있다. 특히 도로터널의 경우, 장대화 추세와 도심부 환경를 보호측면에서 도심부 통과사례가 증가하고 터널통과 중 폭발과 같은 예상치 못한 극한 재난에 대한 구조물의 안전 확보는 매우 시급하다. 이와 같은 이유로 선진국에서는 이미 내폭에 대한 검토를 수행하고 있지만, 국내에서는 폭발 위험도에 대한 평가 및 대응책이 거의 전무하다. 따라서 본 연구에서는 도로터널의 폭발 안전성을 평가하기 위하여 도로를 운행하는 차량 가운데 폭발 하중이 가장 크다고 판단되는 비등액체팽창증기폭발(BLEVE)을 기준 폭발원으로 정하고, 폭발 시뮬레이션을 위해 등가TNT 폭발하중으로 전환하는 방법을 제시하였다. 또한, 도출된 폭발하중을 적용하여 터널에 대하여 다양한 변수를 가정하여 동적거동 시뮬레이션을 수행하여 터널의 폭발 안전성을 분석하였다.
가스폭발은 해양플랜트 산업에서 발생할 수 있는 치명적인 사고 중 하나이며, 탑사이드 플랫폼은 폭발압력에 따른 구조 건전성을 확보해야만 한다. 따라서, 해양플랜트 분야에서는 이러한 폭발사고에 대비한 방폭설계에 관한 많은 연구가 수행되었지만, 여전히 추가적으로 세밀한 분석이 더 필요한 실정이다. 폭발 설계하중 계산과정에서 도출된 충격량은 CFD 해석결과로 계측된 폭발 압력 응답에서의 곡선 아래 면적의 절대 값에 의해 결정되어 진다. 하지만 가스폭발에서의 부압구간은 TNT 폭발이나 가스폭발과는 달리 상당부분 존재한다. 본 연구의 목표는 이러한 부압구간이 구조물의 거동에 미치는 영향에 대해서 분석하는 것이다. 따라서 방폭설계가 필수적으로 요구되어지는 FPSO 탑사이드의 방화벽을 폭발하중에 따른 구조 응답을 분석하기 위한 대상물로 선정하였다. 폭발 하중-시간이력 데이터는 FLACS를 이용한 폭발 시뮬레이션 과정을 통해 획득하였으며, LS-DYNA는 비선형 과도 응답해석을 위해 사용되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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