Fire Ball 란?

Fire Ball 란?

1. 정 의
Fire Ball이란 BLEVE(Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)등에 의해 인화성 증기가 확산하여 공기와의 혼합이 폭발범위에 이르렀을 때 커다란 공의 형태로 폭발하는 것을 말한다. 이러한 현상은 액화가스의 저장탱크가 파열하였을 때 저장된 액화가스가 Flash 증발을 일으켜서 가연성의 기액 혼합물이 대량 분출할 때 발생한다. 분출되는 가스가 계속해서 연소현상이 진행되어 지면에서 반구상의 화염이 되고, 부력에 의해 반구상의 화염이 점점 상승하면서 동시에 주변의 공기를 끌어들여 화염이 공의 형태로 되는 것이다. 결국에는 공의 형태에서 버섯형 화염의 형태가 된다. 이와 같은 Fire Ball 현상은 폭발현상에서 폭발압에의한 피해에 복사열에 의한 피해를 가중시킨다.

2. Fire Ball 발생 메카니즘
Fire Ball의 대부분은 인화성이 강한 액체가 높은 압력에 저장되거나 취급되는 곳에서 주로 발생한다. 밀폐된 용기에 대기압보다 높은 압력상태로 저장된 인화성 액체가 외부로 갑자기 누출되면서 발생되는 BLEVE 현상에 의한 Fire Ball 형성 단계는 다음과 같다.

1) 액체가 들어있는 탱크 주위에서 화재 발생
2) 화재에 의한 열에 의하여 탱크 벽이 가열되어 온도 상승
3) 액위 이하의 탱크벽이 액에 의하여 냉각되어 액의 온도가 상승하여 탱크 내 압력 상승
4) 액에 의해 냉각되지 않는 액위 이상의 탱크벽이 계속 상승하여 강도가 약한 부분이 부풀어 오름
5) 부풀어 오른 부분의 강도가 약해져 파열되고, 내용물이 폭발적으로 증발하면서 분출
6) 분출되는 기액 혼합물에 어떤 점화원과 접촉시 Jet Fire 또는 Fire Ball 형성

3. Fire Ball 형성의 영향 인자
1) 폭발 범위 : 넓을수록 쉽게 발생
2) 증기 밀도 : 낮을수록 쉽게 발생
3) 연소열 : 높을수록 쉽게 발생
4) 증기와 공기 혼합물의 조성

4. Fire Ball 피해범위 예측(BLEVE)
Fire Ball 온도와 지속시간 그리고 크기에 의해 피해범위를 예측할 수 있다. 온도는 인화성 액체의 발열량, 발화방법 등에 따라 다를 수 있으나, 일반적으로 인화성 액체의 경우는 1,100℃ 정도, 폭발성 화학물질의 경우는 4,500℃까지 다양하다. 지속시간과 크기는 계산식에 의해서 계산할 수 있다.