유해화학물질의 위해 등급 표준화기법 개발에 관한 연구

고재선,김광일 한국화재소방학회 1999 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.1999 No.추계

가상 시나리오를 통한 겨울철 난방기기에 대한 화재 위험성분석에 관한 연구

고재선,길송호 한국화재감식학회 2010 한국화재감식학회 논문지 Vol.2 No.1

지하공동구내 가연성케이블의 열화접촉으로 인한 화재위험성 예측평가

고재선 한국재난정보학회 2015 한국재난정보학회 논문집 Vol.11 No.1

Recent underground common utility tunnels are underground facilities for jointly accommodating more than 2 kinds of air-conditioning and heating facilities, vacuum dust collector, information processing cables as well as electricity, telecommunications, waterworks, city gas, sewerage system required when citizens live their daily lives and facilities responsible for the central function of the country but it is difficult to cope with fire accidents quickly and hard to enter into common utility tunnels to extinguish a fire due to toxic gases and smoke generated when various cables are burnt. Thus, in the event of a fire, not only the nerve center of the country is paralyzed such as significant property damage and loss of communication etc. but citizen inconveniences are caused. Therefore, noticing that most fires break out by a short circuit due to electrical works and degradation contact due to combustible cables as the main causes of fires in domestic and foreign common utility tunnels fire cases that have occurred so far, the purpose of this paper is to scientifically analyze the behavior of a fire by producing the model of actual common utility tunnels and reproducing the fire. A fire experiment was conducted in a state that line type fixed temperature detector, fire door, connection deluge set and ventilation equipment are installed in underground common utility tunnels and transmission․power distribution cables are coated with fire proof paints in a certain section and heating pipes are fire proof covered. As a result, in the case of TypeⅡ, the maximum temperature was measured as 932℃ and line type fixed temperature detector displayed the fire location exactly in the receiver at a constant temperature. And transmission․power distribution cables painted with fire proof paints in a certain section, the case of TypeⅢ, were found not to be fire resistant and fire proof covered heating pipes to be fire resistant for about 30 minutes. Also, fire simulation was carried out by entering fire load during a real fire test and as a result, the maximum temperature is 943℃, almost identical with 932℃ during a real fire test. Therefore, it is considered that fire behaviour can be predicted by conducting fire simulation only with common utility tunnels fire load and result values of heat release rate, height of the smoke layer, concentration of O2, CO, CO2 etc. obtained by simulation are determined to be applied as the values during a real fire experiment. In the future, it is expected that more reliable information on domestic underground common utility tunnels fire accidents can be provided and it will contribute to construction and maintenance repair effectively and systematically by analyzing and accumulating experimental data on domestic underground common utility tunnels fire accidents built in this study and fire cases continuously every year and complementing laws and regulations and administration manuals etc.

Poisson분포를 이용한 도시가스 화재 폭발사고의 발생 예측프로그램 및 사회적 위험기준에 관한 연구

고재선,김효,이수경 한국화재소방학회 2006 한국화재소방학회논문지 Vol.20 No.1

The data of city gas accidents has been collected and analysed for not only predictions of the fire and explosion accidents but also the criteria of societal risk. The accidents of the recent 11 years have been broken up into such 3 groups roughly as "release", "explosion", "fire" d 16 groups in detail. Owing to the Poisson probability distribution functions, 'careless work-explosion-pipeline' and 'joint loosening & erosion-release-pipeline' items respectively have turned out to record the lowest and most frequency among the recent 11-years accidents. And thus the proper counteractions must be carried out. In order to assess the societal risks tendency of the fatal gas accidents and set the more obvious safety policies up, the D. O. Hogon equation and the regression method has been used to range the acceptable range in the F-N curve of the cumulative casualties. The further works requires setting up successive database on the fire and explosion accidents systematically to obtain reliable analyses. Also the standard codification will be demanded. 가스로 인한 화재 및 폭발사고의 예측 가능한 프로그램을 구체화하고, 적절한 사회적 위험기준을 제시 하기 위하여 최근 11년간의 가스사고 데이터베이스1,2)를 분석하였다. 먼저 동일유형의 가스사고 발생가능 성을 판단할 수 있는 Poisson 분석3) 방법을 적용하기위해 3개의 사고유형, 즉 누출, 폭발, 화재로 구분하 여 총 16개 항목으로 나누어서 적용하였다. 그 결과, 시공 작업 부주의-폭발-배관의 항목의 사고발생반도 가 가장 작았으며, 배관연결부이완부식-누출-배관의 경우는 가장 높은 빈도를 나타내었다. 따라서 이에 대 한 적절한 가스사고 대응책이 마련되어야 할 것이다. 또한 치명적인 가스사고의 추세와 합리적인 위험정 책에 대한 지침을 결정하기위해 D. O. Hagon 방정식4)과 회기직선식을 이용하여 F-N 곡선4)의 누적사망 자의 최소 및 최대점에 대응시켜 허용가능영역을 설정하였다. 향후 가스사고에 대한 신뢰성 있는 분석을 위해서는 가스로 인한 화재·폭발사고에 대한 데이터베이스를 지속적으로 확충보완을 시켜야 되며, 이를 위한 표준 코드화 작업이 요구된다.

밀가루분진 및 살리실산분진의 폭발하한농도 및 열적특성 비교에 관한 연구

고재선 한국화재소방학회 2012 한국화재소방학회논문지 Vol.26 No.4

We have examined In order to compare each other from explosion and combustion characteristics about the dusts which collects from manufacturing process of wheat flour and cosmetics manufacturing process of functional Keratin removal soap at the small and medium enterprise style. We measured explosive pressure and explosive lower limit which follows in change of concentration change at the time of talc addition uses Hartman dust explosion apparatus, also measured weight loss and endothermic quantity uses DSC and TGA. The explosion test results show that increased explosive lower limit concentration and explosive pressure decreased by the increased ratio of the talc dust. And the DSC results show that heat flux and temperature decreased by the increased ratio of the talc dust. Also increased in raising temperature causes initial smoldering temperature to move towards low temperature section and the endothermic quantity increased on a large scale. Together the TGA results show that weight loss decreased by the increased ratio of the talc dust. From this research we have assured the successive dust explosion mechanism study will play a key role as a significant safety securing guideline against the dust explosion. 본 연구에서는 중소기업형의 밀가루 제조공정 및 각질제거용 기능성 비누를 생산하는 화장품 제조공정에서의 분진들을 채집하여 폭발 및 열적특성을 비교하기 위해 실험을 수행하였다. 폭발실험은 Hartman식 분진폭발장치를 이용하였고,열적실험은 DSC 및 TGA를 이용하여 활석첨가시 농도의 변화에 따른 폭발압력 및 폭발하한계와 온도에 따른 무게감량과 흡열량을 측정하였다. 폭발실험결과 두 시료 모두 활석분진의 비율이 증가할수록 폭발하한농도가 증가하는 것을 볼수 있었고, 폭발압력은 감소됨을 확인하였다. 그리고 DSC 실험결과 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도 또한 약간의 감소상태인 것으로 분석되었다. 또한 두 시료 모두 승온 속도가 증가 할수록 흡열개시온도가 낮은 온도부분으로 이동하고 있으며, 흡열량도 크게 증가하였다. 아울러 TGA 실험결과 활석의 양이 증가할수록 전체 무게감량이줄어드는 것으로 나타났다. 향후 분진폭발메커니즘의 지속적 연구와 보완이 효과적인 분진폭발예방 대책수립에 기여할것으로 기대된다.

겨울철 다중이용시설인 전통재래시장 난방기구 사용에 따른 화재 위험성 분석에 관한 연구

고재선 한국재난정보학회 2014 한국재난정보학회 논문집 Vol.10 No.4

난방기기에 의한 화재는 다양한 난방기기의 종류처럼 그 원인도 다양하고. 매년 계속되는 전통재래시장에서의 난방기기에 의한 화재사고가 빈번히 발생하여 인명 및 재산상의 손실을 초래하고 있다. 일반주택이나 아파트 등 대부분의 주거시설은 난방용 보일러가 보급되어 난방기기로 인한 화재가 그리 많지 않으나 식당, 시장의 점포와 사무실,체육관, 공장, 작업장 등에서는 여전히 석유난로, 전기난로 등 난방기기를 사용 하고 있어 화재의 위험성에 노출되어 있다. 또한 난방용 기기의 발생건수를 살펴보면 가정용보일러, 목탄난로, 석유난로, 가스난로/스토브, 전기스토브/히터 순으로 발생한 것으로분석되었으며, 인명피해 별 건수는 가스난로/스토브, 석유난로 /곤로, 전기히터/스토브, 연탄/석탄난로 순으로 분석되었다. 또한 가스 및 석유관련 난방용기기가 발생빈도(frequency)는 낮지만 화재강도(intensity)가 높은 것으로 분석 되었다. 따라서 본 연구의 목적은 다중이용시설인 전통재래시장에서 아직도 많이 사용되고 있고, 실제 화재발생사례가 많은 석유난로와 전기스토브에 의한 발화 위험성 즉 최소발화온도, 탄화 정도와 그에 따른 열유속을 정상상태와 비정상상태 하에서의 가연물의 접촉 및 전도로 인한화재 발생 가능성을 재연하여 검토해 봄으로서 보다 과학적인 화재조사 및 감식 접근방법을 강구하고자 하였다. 재연실험 결과 실험체 2종(석유난로/전기스토브) 모두 양호한축열 조건이 만들어지지 않는 한 발화위험성은 극히 적은 것으로 나타났지만 탄화의상태는 각 부위별로 진행되는 것으로 분석되었다. 결국 화재로의 전이는 축열에 의한발화이므로 최소한 화재장소의 축열 온도조건이 500℃ 이상일 때 발화되는 것으로 분석되었다. 특히 전기스토브의 발열체인 석영관인 경우 가장 짧은 시간 내(10sec)에 600℃ 이상의 온도로 급 가열 되어 이때의 열유속은 6.26kW/m2으로 나타나 이는 보온된PVC케이블이 손상과 함께 인체에는 2도 화상을 입히는 결과를 나타내는 것으로 분석되었다. 아울러 온도 조건 이외에 거리변화에 따른 열량의 감소분을 나타내는 형태계수(Geometric View Factor)와 화재하중(Fire Load)에 따른 온도 변화도 고려되어야 할 중요한 변수임 알았다. 따라서 이에 관한 세심한 화재조사 및 감식의 매뉴얼이 있어야 할것으로 사료되며 이러한 실험에 의한 과학적이고 합리적인 노력들이 향후 화재조사 및감식에 대한 매뉴얼 작성과 이론적 토대를 세우는데 기여하기를 기대한다.

열분석 실험에 의한 화약류 폐기물의 화재원인분석에 관한 연구

고재선 한국재난정보학회 2018 한국재난정보학회 논문집 Vol.14 No.1

지정(특수)폐기물로 처리되어야 할 폭발성 폐기물이 일반폐기물 처리장에 잘못 반입되어 폐기물 처리과정에서 폭발사고로 이어졌을 때 많은 인명과 재산피해가 수반되므로 향후 폐기물 배출업체는 처리에 적합 가능한 처리시설로 폐기물을 처리하여야 한다. 본론에서 언급한 바와 같이 화약류 포장재 폐기물(고체부타디엔)의 착화재연실험에서 모두 발화위험성이 확인되었고, 작은 점화원에도 쉽게 착화되어 급속하고 폭발적으로 연소되는 형태를 나타냄을 알 수 있었다. 특히 폐기물처리장에서의 화약류 포장재에 의한 화재·폭발사고 사례와 같이 화약류 포장재 폐기물이 소각폐기물처리장에 대량으로 반입되어 유기화합물 폐기물과 혼재되어 있을 때는 상호 산화반응과 열분해 등으로 가연성, 산화성 가스가 발생되어 스파크 등 점화원에 의해 착화되며 순간적으로 폭발로 이어지는 개연성이 있음을 확인 할 수 있었다. 본연구가 화재현장에서의 현장 감식에 있어서 작은 참고자료가 되었으면 하는 바람과 과학적인 발화원인 판정으로 소방기관이 화재조사 전문기관으로서 대외적인 공신력을 인정받고 신뢰성 향상에 기여하는 계기가 되기를 기대한다. when the explosive wastes to be treated as designated wastes are brought into the wastes treatment plant by mistake and lead to an explosion in the wastes disposal process, many people and property damage are involved. Waste should be treated properly. As mentioned in this paper, ignition reac- tion tests of ignitable re-burning of explosives packing material waste (solid butadiene) confirmed that ignition was easily occurred, and that even small ignition sources were easily ignited and burned quickly and explosively. In particular, when explosives are loaded into incineration wastes in large quantities and mixed with organic compound wastes, such as fire and explosion accidents caused by explosives packing materials at waste disposal sites, flammable and oxidative gases are generated due to mutual oxidation and pyrolysis It is confirmed that there is a possibility that ignition sources such as spark ignite and instantaneously lead to explosion. It is hoped that this study will be a small reference for on - site detection in the field of fire, and it is expected that the fire - fighting agency will be recognized as a fire investigation agency and will contribute to the improvement of the credibility.

화학보호복의 화재위험성 및 화학적 투과시험을 통한 파과시간산정에 관한 실험적 연구

고재선,박평규 한국화재소방학회 2010 한국화재소방학회논문지 Vol.24 No.2

We have test chemical resistance and flame retardant properties of chemical protective clothing Fabrics by the ASTM and ISO standard methods. The flame retardant test results show that polyethylene is poor in flame resistance but fluoroelastomer add to decabrom is excellent in flame resistance. Especially,nowadays heat protective clothing for firefighters, which is aluminized film layers laminated to aramid fabric, show the excellent flame resistance. However, the chemical resistance test results show that aluminium is high corrosive in 4M NaOH solution alone. The problem of corrosion can be overcome by employing multiple barrier film. Also, based on the result of flame retardant test, duel skin of polymer barrier film add to aluminum film and single skin of fluorinated rubber with flame retardant materials seems to be fit for the chemical protective clothing. Also the thermal protection and heat transfer test results show that TPP and HTI is increased assured that the continued study on fire risk assessment & chemical resistance of chemical protective clothing fabrics will contribute to the upgrade the performances of chemical protective clothing fabrics. 본 연구는 화학보호복 원단들에 대하여 내화학성 및 난연성을 조사하기 위하여 ASTM 및 ISO의 방법을 이용하여 내화학성 및 화재위험성시험을 실시하였다. 시험결과 폴리에틸렌의 경우 전혀 난연성이 없는것으로 분석되었지만 고무에 데카브롬 등 난연성 물질이 첨가된 불소고무 원단이 뛰어난 난연성을 보였다. 특히 현재 소방용 방열복으로도 사용되고 있는 알루미늄 필름에 아라미드원단을 라미네이팅한 원단이 가장 뛰어난 난연성을 보였다. 하지만 내화학성에 있어 알루미늄은 4% NaOH에 부식되는 결과를 보이고있어 이를 극복하기 위한 방안으로는 다층의 베리어성 필름을 사용하는 것이 좋을 것으로 사료된다. 아울러 난연성 시험결과 알루미늄필름과 폴리머 베리어성 필름을 소재로 만든 Dual skin과 불소고무에 난연성물질이 포함된 것을 소재로 만든 Single skin이 화학보호복으로 적합한 것으로 판단된다. 또한 열방호실험과 열전달지수실험결과 두께의 증가와 다층구조일수록 TPP와 HTI 증가하는 것으로 나타났다. 향후 화학보호복 원단의 화재위험성 및 내화학성시험 등 지속적 연구와 보완이 적절한 화학보호복 원단 성능개선에기여할 것으로 기대된다.

알코올류 등의 액체 혼합물에 대한 인화 및 연소 위험성에 관한 연구

고재선 한국재난정보학회 2019 한국재난정보학회 논문집 Vol.15 No.4

연구목적: 현재 많은 화학물질들이 산업 및 실생활에서 사용하고 있고, 단일 물질의 상태로 사용하는 물 질도 많으나, 대부분 혼합물의 형태로 사용되고 있고, 이러한 물질들의 위험성을 판단하는 기준이 필요 한 실정이다. 연구방법: 따라서 본 연구에서는 기존의 “위험물안전관리법 위험물 판정 기준”에 대한 세 부내용의 실효성확보 및 위험물 판정의 신뢰성 및 재현성 확보를 목적으로 인화성 혼합물에 대한 실험 적연구를 통해서 혼합물에 대한 위험성 판단기준을 확인하고자 하였다. 연구결과: 실험결과를 살펴보 면 먼저 알코올류 인화점의 경우 비가연성 액체인 물과 혼합되었을 때. 알콜 기준으로 60%를 전후로 비 슷한 인화점 추이를 나타내었고, 또한 가연성-가연성 혼합물의 경우에 있어서는 두 물질의 인화점차이 가 크지 않으면 인화점의 변화가 거의 없었고, 두 물질의 인화점차이가 낮으면 인화점이 높은 물질의 증 가에 따라 인화점이 증가하는 경향을 보였다. 연구결과: 향후 본 실험결과는 소방현장에서 단속되는 인 화성 액체 대한 실험적 판정 기준에 대한 참고적인 자료를 제공할 수 있을 것이다. Purpose: Currently, many chemicals are used in industrial and real life, and many substances are used in the form of a single substance, but most of them are used in the form of a mixture, and there is a need for a criterion for judging the danger of these substances. Method: Therefore, this study aims to confirm the risk criteria of the mixture through experimental studies on flammable mixtures in order to secure the effectiveness of the details of the existing Dangerous Goods Safety Management Act angerous Goods Judgment Criteria and to ensure the reliability and reproducibility of the dangerous goods judgment. Result: Experimental results show that alcohol flash point is mixed with water, which is a non-flammable liquid. Similar flash point trends occurred around 60% on an alcohol basis. In addition, in the case of flammable-combustible mixtures, there was little change in flash point if the flash point difference of the two materials was not large, and if the flash point difference of the two materials was low, the flash point tended to increase with the increase of the high flash point material. Conclusion: In the future, the test results may provide reference data on the experimental criteria for the flammable liquids that are cracked at the fire site.

Ethyl Benzene 공정에서 화재?폭발방지를 위하여 안전건전성수준을 이용한 안전장치시스템의 신뢰도 분석

고재선,김효,이수경 한국화재소방학회 2006 한국화재소방학회논문지 Vol.20 No.3

The purpose of this work is to analyze quantitatively if the safety instrumented system(SIS) like the pressure safety valves(PSV) in the processes of ethyl benzene plant have been designed relevantly to the safety integrity level because overpressure in the benzene or ethyl benzene columns causes the explosive reactions, fires and reactor explosions. The safety integrity level(SIL) 3 has been adopted as a target level of SIS based on the general data of the Probability of Failure on Demand of PSV, 1.00E-4~1.00E-3. The standard model of the reliability has been set up and then the fault tree analysis of it has been carried out to get the PFD of SIS, and the results show 8.97E-04, 5.37E-04, 5.37E-04 for benzene prefractionator column, benzene column and EB column, respectively. Thus, we conclude that the SIS is designed to fulfill the condition of SIL3, and when the partial stroke test for the control valve are carried out every sixth month, the SIS of each column is expected to increase its reliability up to 22~27%. 본 논문의 목적은 Ethyl Benzene 플랜트의 공정에서 과압 현상이 Column 상부의 반응폭주 및 화재· 폭발의 원인이 되기 때문에 안전장치시스템의 신뢰도가 압력방출밸브가 요구하는 안전건전성수준으로 설 계되어 있는지를 정량적으로 분석한 것이다. 압력방출밸브의 요구시 실패확률은 일반신뢰도 자료 조사결 과를 근거로 하여 안전장치시스템에 대한 안전건전성수준의 목표등급을 SIL3으로 설정하였고, 이에 대한 PFD를 1.00E-3에서 1.00E-4로 결정하였다. 신뢰도 모델의 구축 및 결함수 분석기법을 이용하여 SIS의 요구시 실패확률에 대한 정량화를 수행한 결과 SIS에 대한 PFD는 Benzene Prefractionator Column, Benzene Column, EB Column에 대해 각각 8.97E-04, 5.37E-04, 5.37E-04로 계산되었다. 따라서 SIS의 신뢰도가 SIL3 등급에 요구되는 안전건전성수준으로 설계되어 있다고 판단되며 컨트롤밸브에 대한 6개월 주기의 Partial Stroke Test가 수행될 경우 각 Column의 SIS는 약 22~27%의 신뢰도 향상이 기대된다.