일반적으로 정유공장에서 화재가 발생하면 많은 후속 검사와 평가가 수반되게 된다. 그 중 하나가 화재에 손상을 입은 작은 압력용기의 안전 문제다. 일반적으로 실린더는 고압 물질을 보관하는 역할을 수행함으로 화재가 발생하면 문제가 발생하게 된다. 특히 불꽃이 직접 실린더에 미치면 내부에 기체 팽창 현상이 발생함으로 인해 압력이 높아지고 또 재질이 고온에 노출됨으로써 강도가 약해짐으로 파손 등의 위험이 있을 수 있다.
파손의 확률이나 파손 후 위험 정도는 압력 용기가 담고있는 내용물과 실린더의 형상에 따라 다르게 해석된다. 화재가 발생했을 경우 실린더 취급에 대한 고찰을 영국 고압가스 기준을 기본으로 두어 차례에 걸쳐 정리해 본다.
불꽃이나 복사열에 의해서 가열된 실린더는 가능하면 방화수로 식혀 줄 필요가 있다. 이렇게 함으로써 파손되지 않은 실린더가 정상 온도를 회복하면 내부압력이 다시 줄어들고 재료도 강성을 회복하게 돼 안전하다고 판단이 된다. 하지만 폭발이 일어날 경우에는 내부에 저장된 내용물(발화성, 산화성, 독성, 비활성), 저장조건(고압, 액화, 솔벤트 용해), 그리고 안전장치 부착 여부에 따라서 폭발성의 정도가 다르다.
1. 고압 압축 가스용기
고압 압축 가스 즉 질소, 산소, 아르곤, 수소 등을 저장하는 용기는 허용압력의 1.5배까지 견디도록 용기의 두께가 설계된다. 하지만 화재 발생시에 온도가 높아지면 내부 압력이 높아지고 또 용기의 온도가 300℃ 이상이 되면 재질이 약해지기 시작한다. 이 상태가 지속되면 결국 용기는 폭발한다.
만약에 비활성 기체를 보관했다면 이 일시적 폭발 이외에는 아무런 후속 위험이 없다. 하지만 발화성 물질이나 독성물질을 담고 있을 경우에는 후속 위험이 있으므로 반드시 이에 대한 사후조치가 필요하다. 수소나 아세틸렌 같이 팽창 속도가 아주 빠른 물질은 폭발하면 오히려 주위에 소화작용을 하거나 발화를 지연시키는 역활을 할 수도 있다.
2. LPG
일반적으로 LPG 등의 용기는 안전 장치가 부착돼 고온, 고압의 상황에 이르면 자동적으로 압력을 방출하게 된다. 그러나 급작스런 온도 증가는 결국 용기의 파손을 가져오게되며 액체 비등현상에 의해 큰 폭발 또는 fire ball을 형성할 수도 있다.
3. 아세틸렌 용기
기공(porous) 재료 안에 솔벤트에 의해 저장된 아세틸렌은 그 기공 재료가 내열재 역활을 함으로 온도의 증가 속도가 느리다. 하지만 어느 일정 온도에 이르면 아세틸렌이 화학 반응으로 분해가 되면서 그 발열 반응에 의해 온도가 계속 상승하게 된다.
이 내부의 화학 반응은 화재가 완전히 진화 된 이후에도 계속된다. 그래서 실린더의 폭발을 방지하려면 먼저 실린더 내부 벽의 온도가 내려갔을지라도 계속해서 온도를 내려줄 필요가 있다. 보통 화학 반응을 완전하게 중지시키기 위해서는 화재 진화 후에도 24시간동안 계속해서 온도를 내려줄 것을 권장하고 있다.
안전관리자를 위한 질문
사업장에서 사용중 실린더의 위치와 표기가 정확히 관리되고 있으며 안전장치 및 화재 발생시에 이에 대한 대응책이 준비되어 있는가?