오늘은 공장 뿐만아니라 분진이 모여있는 어디에서나 일어 날수있는 분진 폭발의 원인과 그 예방법에 대해 공부 해보겠습니다.
▣ 개요
폭발사고라 하면 흔히 가스폭발을 생각하게 되지만 우리가 늘상 먹고 흔히 접하는 옥수수가루 , 밀가루 , 가루도 폭발할수 있다.
톱밥이나 사료공장 분쇄실에서도 폭발이 일어 났다. 이 모든 것을 원인은 바로 분진 폭발이다.
▣ 분진폭발 [ 粉 塵 爆 發 , Dust Explosion ]
분진 폭발이란 공기중에 떠도는 농도 짙은 분진이 에너지를 받아 열과 압력을 발생하면서 갑자기 연소, 폭발 하는 현상이다.
대표적으로 석탄가루에 의한 탄진 폭발이 잘 알려져 있으면, 그 밖에 밀가루,설탕,철가루,플라스틱 가루, 금속가루, 세제 밀가루 등 많은 것
분진 폭발을 일으킨다. 특히 분진 폭발은 불이 붙어 폭발하기까지의 시간이 매우 짧고 연쇄 폭발의 위험이 높아 한 번 발생하면 막대한 피
해를 입히는것이 특징이다.
이처럼 주변에서 흔히 사용하지만 전혀 위험하지 않을것같은 밀가루나 녹말가루에 의한 분진폭발은 연쇄적 폭발위험성과 착화 후 폭발 종
료시까지 1초도 안걸리는 경우가 대부분이라서 이 점에서 훨씬 위험하다는 사실을 취해야한다.
▣ 분진폭발의 원인
이처럼 곡물가루가 폭발을 일이키는 이유는 미세한 가루입자의 특성상 표면적이 매우 크기 때문이다. 가루 한수푼에 전체 표면적은 축구
장의 3.7배에 이르는데 그만큼 많은 양의 산소가 공급돼 순식간에 급격한 연소가 일어날 수 있다는것이다.
특히 설탕은 탄소, 수소,산소로 구성 되어 있는데, 가늘게 분쇄한 뒤 산소를 충분히 공급받는 조건이 주어지면 쉽게 탄다. 미세한 설탕가루
들은 공기중에 흩어져 있는 산소와 접촉하는 표면적이 커져 잘 타게 되므로 작은 불씨에도 반응 할 수있다.
분진 폭발은 표면적 , 가루 한스푼이 공기 중에 떠 있을 때 접촉면적은 축구장의 3.7배정도로 공기와 접촉면적이 매우 넣어서 산소가 훨씬 많이 공급되어 순간적으로 급격한 연소가 일어나는것. 이므로 연소를 유발하는 스파크나 불꽃 등에 대한 주의가 필요 하다.
이와같은 유사종의 분진이 많이 발생하는 사업장에서는 작업중 금연은 반드시 지켜야 하며 각 공정상 발생할 수있는 스파크에도 유념해야
해야 한다.
아울러 분진 폭발이 일어나지 않도록 철저한 예방 수칙을 지켜야 할것이다.
설마하는 방심과 아차하는 실수로 폭발이 일어나는 순간 정말 눈깜짝할 사이에 사고로 발생하며 이로 인한 2차적 화재 및 붕괴사고 등으로
소중한 인명과 재산을 잃을수가 있는것이다.
분진 폭발의 경우 밀가루를 포함하여 담배가루 , 알미늄분말 , 아연분말 , 마그네슘 분말 , 황 등이 폭발 위험이 있으며 , 가성 소다분말이나
석회석 (시멘트)분말 , 등은 폭발이 불가능하다.
소다의 경우 가열시 이산화탄소와 물을 발생하므로 폭발 조건이 성립하지 않기 때문이다.
▣ 분진 폭발 사례
사례1) 대학 실험실에서의 알루미늄 가루 폭발
- 1999년 9월 18일 , 서울대학교 공학과 31-1동 원자핵공학과 실험실인 조립식 가건물에서 폭살사고 발생.
폭발음이 들리자 , 논술고사를 보던 수험생들과 도서관에 공부하던 서울대 학생들이 학교 밖으로 긴급히 대피하는 소동이 벌어 졌다.
사고가 난 실험실과 연결된 31동 건물 1층에서는 , 방사성 동위원소가 저장되어 있었으나 다행히 방사능 누출사고는 없었다. 이날 실험
실에서는 " J " 기계상사로부터 의뢰를 받은 폭발물 실험이 있었다.
재래식 화약을 이용해 다이너마이트를 대처할수 있는 미세한 알루미늄 가루를 이용하여 프라즈마 (Plasma) 기법의 폭발물 실험이 진행
중이 었다.
화재가 발생하자 , 소방차 35대와 특수구조차 4ㄷ가 출동하여 20분만에 진화됐다. 하지만 이 사고로 실험중이던 박사 및 석사과정의 대
학원생 3명이 목숨을 잃었다.
사례2) 집진기 청소중 마그네슘 분진 복발
- 2007년 10월 경남 OO휴대폰 제조 사업장의 마그네슘 합금재질의 휴대폰 외함 가공공정에서 발생한 분진을 포집한 집진기의 백필터 청
소작업 중 분진폭발이 발생하여 2명이 사망하고 3ㅕㅇ이 부상당한 사고가 발생 했다.
분진폭발 가능성이 높은 마그네슘분말 청소 작업 도중 정전기 발생이 큰 압축 공기 분사식 진공청소기 사용 압축공기에 의해 비산된 마
그네슘분말에 축적된 정전기가 압축 공기분사 금속 노즐 또는 집진기 외함 금속제로 방전하면서 폭발이 발생 했다.
사례3) 설탕공장에서의 설탕 분진 폭발
- 2008년 2월 미국조지아주에 있는 설탕공장인 lmperial sugar 에서 설탕 분진에 의한 폭발 사고가 발생 했다.이 사고로 13명이 사망 40
명이 부상당했다.
부상자 대부분은 인근 메모리얼 병원으로 후송되었는데, 병원에 실려 온 환잔 대부분은 양손 전체에 80~90%의 심각한 화상을 입었다고
증언했고 당시 공장에 있던 근로자들은 공장 3층에서 큰폭발음이 들리고 1층으로 대피하기 시작하ㅕㄴ서 일대 혼란이 일어나 더 큰 인명
피해가 발생 했다.
회사측은 설탕분진에 의한 복발임을 인정하였고 , 미국 산업안전보건청에서는 해당공장 2개소에 대해 약500만 달러와 377만 달러의 벌금
을 부과했으며 앞으로 사고 재발을 방지하기 위한 규제를 더운 강 화할 예정이다.
미 산업 안전보건청에서는 회사에 대해 3차 최종 사고조사를 실시한 결과 분진 폭발이 발생한 작업장에 다량의 폭발성 설탕 분진이 쌓여
있음을 확인했으며 , 회사측에서는 이에 대해 아무 조치도 취하지 않았음을 인정했다.
사례4) 축우사료 이송중 폭발
- 축우사료를 생산하는 제분공장의 한 공정에서 버켓 (bucket) 엘리베이터를 사용하여 몇가지 원료를 사이로로 이송하다. 그런데 글루텐
을 운송하다가 엘레베이터에서 심각한 분진폭발이 일어났다. 다행이 엘레베이터에는 적절한 보호장치가 되어 있어 피해는 엘리베이터
에만 국한되었따. 글루텐 이송용으로 사용한 이래 처음 발생한 사고 였다. 그러나 몇주후 같은 공장의 같은 버켓 엘레베이터로 글루텐
을 취급하지 말도록 조취 했다.
사례5) 전분 분쇄 공정 중 정전기에 의한 분진 폭발
- 전분을 근간으로 몇가지 제품을 생산하는 회사의 분쇄 공정에서 사고 발생 최근 분쇄기 내부에 고장이 있었고 이것이 연쇄적으로 불꽃
을 발생 시키자 집진기 내부에서 강력한 분진 폭발이 일어나게 된 것이다. 이 기계는 지난 30년간 아무 문제 없이 운전 되었지만 그렇다
고 해서 절대 신봉하고 안심해서는 아니 아니 되오 ~
사례6) 옥수수 보관창고에서 발생한 분진 폭발
- 2003년, 울산의 한 옥수수 저장창고에서 분진 폭발로 발생한 창고화재가 발생하였다. 이러한 분진 폭발을 막기 위해서는 작업중에 담뱃
불과 같은 사소한 불티도 폭발 화재의 원인이 될수 있으므로 작업장 내 금연이 필수다. 또한 분진이 쌓이지 않도록 환기를 자주 해 주고
산소농도의 감소를 위해 자주 물을 뿌려주는 것이 좋다. 또한 이러한 분진 작업공정상의 스파크 발생은 아주 위험하므로 사전에 스파크
를 탐지 , 전원을 차단해 주는 불꽃센서 같은 감시 장비를 설치하는 것도 좋을 것이다.
엑스파크에서는 작은 불꽃은 물론 전기합선이나 기타 정전기 등으로 인한 스파크도 빠르게 감지 하여 저원을 차단하고 경보로 알려주는
최첨단 불꽃센서를 밀가루 공장 , 사료 공장 등에 설치 하고 있다.
▣ 분진폭발 예방법
1. 가루가 많이 날리는 곳이나 정전기나 불꽃을 조심한다.
- 용접이나 절단작업에서 나오는 불티 , 마찰열 , 전기 스파크 등은 분진의 점화원이 될수 있다.
2. 가루가 많이 쌓여있는 밀폐공간은 주기적으로 환기를 시켜준다.
3. 수분은 폭발을 방지하는 역할을 하므로 수시로 물을 뿌려 분진을 제거 한다.
[출처] 스마트농축산 원격제어시스템카페
Ystral은 이러한 모든 분진의 발생을 원천적으로 차단하며, 용제가 취급되는 사업장에서 이용되는 방폭 설비를 공급하고 있습니다.
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제약 분야: 시럽, 반응성현탁, 현탁용액, 젤라틴용액, 카르보폴 용액, 타일로즈 (전충제) 용액, 당의정 래커 (표면에 설탕류가 코팅되어 있는 알약정제 표면에 백당의 경질층을 입히고 이것을 빨강 ·노랑 ·파랑 등의 빛깔로 착색한 정제), 안료 분쇄, 반응성 현탁, 크림, 반응성 에멀전, 크림페이스트 현탁, 활성 탄소 현탁, 조딘 현탁
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