• 화약ㆍ발파
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• 제36권4호
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• pp.26-34
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• 2018

인화성 물질을 보유하고 있는 시설물에서 인화성 물질이 유출되어 형성된 증기운의 폭발이 국내와 해외에서 자주 발생하고 있다. 본 연구에서는 증기운 폭발에 따른 폭풍 효과를 모사하기 위해서 TNT 등가법과 다중에너지법을 적용하였다. TNT 등가법은 단순하고 직접적인 적용이 가능하기 때문에 증기운 폭발을 해석하기 위해서 지금까지 널리 사용되고 있다. 그러나 TNT 등가법은 증기운 폭발로부터 발생하는 연소에너지와 이를 TNT 등가량으로 환산하는데 필요한 적절한 상관관계를 선택하는 것이 어렵다는 근본적인 단점을 가지고 있다. 다중에너지법에서는 증기운 폭발의 강도가 증기운이 확산되는 지역에서의 확산 경로의 레이아웃에 따라 달라진다고 가정한다. 즉 증기운의 잠재적 폭발력은 혼잡지역의 혼잡정도에 따라 달라진다. 본 연구에서는 TNT 등가법과 다중에너지법의 적용성을 평가하기 위해서 Flixborough 폭발사고를 사례연구로 분석하였다. 분석 결과 TNT 등가계수와 폭발강도계수를 현장상황에 맞게 적절히 선택하는 경우 TNT 등가법과 다중에너지법은 증기운 폭발 사고를 분석하는데 적합할 것으로 예상된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.44-53
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• 2022

본 연구에서는 증기운 폭발 시 발생하는 폭풍파의 과압을 결정하는데 사용되는 폭발 예측 모델인 TNT등가법, 다중에너지법, Baker-Strehlow-Tang(BST)법의 적용성을 평가하였다. 원룸 주택과 상가가 밀집한 지역 내에 설치된 2000 kg 용량의 프로판 저장 용기에서 누출된 프로판이 증기운 폭발을 일으키는 것을 가정하였다. TNT등 가법을 적용하여 계산한 2000 kg의 프로판과 등가인 TNT의 질량은 4061 kg인 것으로 나타났다. TNT등가법, 다중에너지법, BST법으로 구한 거리에 따른 과압의 변화 양상에 따르면 폭원으로부터 100 m 이내 지점에서는 과압의 감소가 급격하고, 대체적으로 TNT등가법과 BST법으로 구한 과압의 크기가 유사한 것으로 나타났다. 실제 증기운 폭발 사례에서 관찰된 과압과 TNT등가법, 다중에너지법, BST법을 적용하여 구한 과압을 비교한 결과 BST법이 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 각 폭발 예측 모델로 구한 거리에 따른 과압을 구조물 손상 기준과 비교한 결과 폭원으로부터 90 m 이내에 위치하는 구조물은 반파 이상의 피해를 볼 것으로 평가되었고, 600 m 이격된 구조물도 유리창이 파손되는 피해가 있을 것으로 예측되었다.

• 한국안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.56-63
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• 2015

Gas explosion accidents could cause a catastrophe. we need specialized and systematic accident investigation techniques to shed light on the cause and prevent similar accidents. In this study, we had performed LNG explosion simulation using AUTODYN which is the commercial explosion program and predicted the damage characteristics of the structures by LNG explosive power. In the first step, we could get LNG's physical and chemical explosion properties by calculation using TNT equivalency method. And then, by applying TNT equivalency value about the explosion limit concentration of LNG on the 2D-AUTODYN simulation, we could get the explosion pressure wave profiles (explosion pressure, explosion velocity, etc.). In the last step, we performed LNG explosion simulation by applying to the explosion pressure wave profiles as the input data on the 3D-AUTODYN simulation. As a result, we had performed analyzing of the explosion characteristics of LNG in accordance with concentration through the 3D-AUTODYN simulation in terms of the explosion pressure behavior and structure's destruction and damage behavior.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.52-65
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• 2021

본 연구에서는 멕시코시티 외곽에 있는 프로판 저장기지인 PEMIX 터미널에서 발생한 프로판 누출에 따른 증기운 폭발을 분석하였다. 누출된 4750 kg의 프로판에 대한 TNT 등가량은 9398 kg으로 평가되었다. 폭원으로부터 40~400 (m) 떨어진 지점에서의 최대과압, 양의 압력 지속시간, 충격량과 같은 폭발변수를 TNT 등가법과 다중에너지법을 적용하여 구하였다. 폭발 변수들을 이용하여 구한 프로빗 함수를 적용하여 폐 손상, 고막 파열, 머리 충격, 전신 전위 충격으로 인한 손상 확률을 평가하였다. 고려한 모든 거리에서 다중에너지법을 이용하여 구한 최대과압이 TNT 등가법을 적용하여 구한 최대과압보다 큰 것으로 나타났으나, 200 m 이후 지점부터는 큰 차이가 없는 것으로 평가되었다. 다중에너지법에 의해 구해진 최대과압을 적용하여 구조물 손상 범위를 평가한 결과 폭원으로부터 100 m 이내에 있는 구조물의 경우 완전히 붕괴될 것으로 예측되고, 400 m 떨어진 구조물의 유리창도 거의 파손될 것으로 추정되었다. 폐 손상에 의한 사망 확률은 충격파 진행방향으로 위치하고 있는 인체의 자세에 따라 달라지는 것으로 나타났으며, 인체 주변에 반사면이 있는 경우 사망 확률이 가장 큰 것으로 평가되었다. 충격파가 폐 손상, 고막 파열, 머리 충격, 전신 전위 충격에 미치는 영향을 평가한 결과 전신 전위 충격 < 폐 손상 < 고막파열 < 머리 충격 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 1996년도 학술발표회
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• pp.37-42
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• 1996

The assessment of catastrophic accidents such as BLEVE, vapor cloud explosion, and toxic material releases in the chemical process industries(CPI) shall be carried out according to the Requirement of PSM/SMS enforced by Korea Government Agencies, but reasonable models are not proposed for the practical application. The traditional models, TNT Equivalency Model, are well-known and helpful for the assessment of vapor cloud explosion. However, the estimated-damage-area using the traditional model has much more deviations comparing to the real damage caused by vapor cloud explosion suffered before. These are why an expert system for the assessment of vapor cloud explosion has been developed, which is based on theoretical, statistical and experimental data, and it would be helpful for CPI to evaluate the damage-area in case of vapor cloud explosion.

• 한국안전학회지
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• 제14권2호
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• pp.109-115
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• 1999

The release of gas from the LPG storage tank by the rupture or leakage can occure explosion and this causes serious damage to people and structures. In this study, the explosion effect and damaging distance were measured for the LPG cloud explosion to perform the quantitative risk assessment for the PSM, and the effective parameters on the explosion were found. The gas dispersion and mass contaminant in the explosion limits were calculated by using DEGADIS, and it was converted to TNT equivalency and damaging distance. As a result, the wind speed was the most effective parameter on the diffusion rate and TNT equivalency, and the damaging distance were increased with decrease of wind speed and surface roughness.

• 한국가스학회지
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• 제26권5호
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• pp.58-65
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• 2022

Gas explosion accidents could cause a catastrophe. we need specialized and systematic accident investigation techniques to shed light on the cause and prevent similar accidents. In this study, we had performed LPG explosion simulation using AUTODYN which is the commercial explosion program and predicted the damage characteristics of the structures by LNG explosive power. In the first step, we could get LPG's physical and chemical explosion properties by calculation using TNT equivalency method. And then, by applying TNT equivalency value about the explosion limit concentration of LPG on the 2D-AUTODYN simulation, we could get the explosion pressure wave profiles (explosion pressure, explosion velocity, etc.). In the last step, we performed LPG explosion simulation by applying to the explosion pressure wave profiles as the input data on the 3D-AUTODYN simulation. As a result, we had performed analyzing of the explosion characteristics of LPG in accordance with concentration through the 3D-AUTODYN simulation in terms of the explosion pressure behavior and structure destruction and damage behavior. The analyses showed that the generated stresses of the structures were lower than the compressive strengths in cases 1(two lane) and 2(four lane), while the generated stress in case 3(six lane) was 8.68e3 kPa, which exceeded the compressive strength of 5.89e3 kPa.

• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.50-57
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• 2000

가연성 증기 또는 가스 누출로 인해 발생하는 증기운 폭발은 엄청난 과압을 생성시켜 사고 영향이 매우 크기 때문에 공정 중에 잠재하고 있는 사고의 위험요소를 발굴하여 제거하여야 한다. 이를 위해서는 사고 결과 영향평가가 선행되어야 한다. 이러한 평가를 수행하기 위해서는 신뢰할만한 예측 도구(Tool)가 필요하다(13). 현재 여러 가지 사고결과 피해예측 모델이 제시되어 활용되고 있는 바 이러한 예측 모델(TNT-Equivalency, TNO Hemispherical, TNO Multi-Energy, CFD)이 어느 정도 타당성이 있는지에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 증기운 폭발 위험성 정량화를 위해 사용된 각 모델을 비교 검토하여 여러 가지 모델의 가정 및 정확성을 알아보고 가장 타당성 있는 모델을 선정 하고자 한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권4호
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• pp.1-8
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• 2023

2020년 8월 4일에 베이루트항 저장 창고에 저장되었던 2750 ton의 질산암모늄이 폭발하였다. 이 폭발은 지금까지의 질산암모늄 폭발 중 가장 규모가 큰 것으로 알려졌다. TNT 등가법을 적용하여 2750 ton의 질산암모늄의 폭발 에너지에 상응하는 TNT 등가량을 구한 결과 856 ton으로 나타났다. Kingery-Bulmash 폭발 특성 계산기 툴을 활용하여 폭원으로부터 3600 m 까지의 범위에서 과압과 충격량을 산정하였다. 폭원으로부터 멀어짐에 따라 과압과 충격량은 지수적으로 감소하지만 과압이 더 크게 감소하여 과압이 충격량보다 거리에 따른 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 과압과 충격량이 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위해서 구조물의 손상 기준을 적용한 결과 구조물의 부분적 붕괴, 심각한 손상, 가벼운 손상이 발생하는 임계거리는 폭원으로부터 각기 약 500, 800, 2200 m로 나타났다. 구조물과 인체의 손상 확률을 평가하기 위해서 프로빗 함수를 적용하였다. 구조물의 붕괴, 구조물의 심각한 손상, 구조물의 가벼운 손상, 창유리의 파손 가능성이 50% 이상이 되는 지점은 각기 약 500, 810, 2200, 3200 m가 되는 것으로 나타났다. 폭원으로부터 200 m 이내 지점에 있는 사람의 경우 폐 손상으로 인해 사망할 확률이 99% 이상인 것으로, 고막 파열이 발생할 확률이 50%인 지점은 약 300 m인 것으로 나타났다. 전신 이동에 따른 두개골 파열과 전신 충격에 의해 사망할 확률이 100%인 지점은 각기 300, 100 m인 것으로 평가되었다.

• 대한안전경영과학회지
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• 제4권3호
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• pp.35-43
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• 2002

For the unconfined vapor cloud explosion accident by the continuous release of gas-liquid flow of various saturated liquids in a vessel at ground level, overpressures were estimated and analyzed with various release conditions and materials by TNT equivalency model with vapor dispersion. We found that at same release conditions, overpressure showed n-heptane > xylene > n-hexane > toluene > n-heptane > benzene, respectively and that overpressure was increased with increasing the hole diameter and the storage pressure, but it was increased with decreasing the wind speed, the interested distance, and the vessel thickness.