자연발화 (금속분의 발화위험성)

많은 금속은 화재 위험성을 가지고 있어서 그 대부분이 어떤 조건 아래서 연소한다. 연소를 좌우하는 물리적 요인으로서 열전도율이 있다. 이것이 큰 금속은 덩어리에서 연소를 일으키는 경우는 매우 드물다. K, Na, Mg과같이 활성이 큰 금속은 그렇지 않다. Al, Fe 등은 열전도에 의한 방열(放熱)이 반응열보다 빠르고 이로 인하여 온도상승이 어렵기 때문에 좀처럼 연소하기는 어렵다. 그러나 이들 금속도 세분상태로 있으면 주위가 공기로 쌓여 열전도도가 감소되고 동시에 산소와의 접촉면적이 커져서 단위면적당 반응속도가 커지기 때문에 연소가 용이해진다. 가연성 금속 내지 가연성 상태에 놓인 금속의 자연발화성을 촉진시키는 것은 수분 또는 공기 중의 습기와 탄산가스의 접촉이며, 알카리금속원소는 공기 중의 산소, 수증기, C02와 반응하여 산화물, 탄산염의 표면피막을 만들어 공기를 격리하기 때문에 상온에서 급격한 반응은 일어나지 않는다. 알카리금속에 속하는 것은 화확적 활성이 대단히 크고 산화되기 쉽다. 특히 물과 접촉하면 심하게 반응해서 수소가스를 방출한다. 그때 맹렬하게 발생하는 열 때문에 수소가스가 발화폭발하는 일이 있다. 그리고 수분에 대해서는 급격한 발열과 가연성 가스를 동반하여 연소에 이른다. Be, Ca , Mg, Sr과 같은 알카리토금속원소도 상온에서 곧바로 반응하는 경우는 드물다. 그러나 미세한 분말상태로 대량 존재할 때는 공기 중의 습기와 접촉하여 산화 발열하여 점차 온도가 상승하여 자연발화할 수 있다. Al, Zr, Zn, Fe, Mn, Su 및 이들 합금도 덩어리 상태에서는 자연발화 위험은 없으나 분말상태로 대량 존재할 때는 공기중의 수분이나 열에 의해 발열할 수도 있다. 환원 철이나 환원 니켈은 공기와 접촉하면 발화하여 산화물이 되어 버린다. 이들은 촉매로 널리 사용되는데 그것이 가스와 함께 방출되어 발화하는 수도 있다. 원자력 산업분야에 널리 사용되는 핵분열성 금속인 우라늄, 프루토늄, 토륨등은 자연발화성을 갖는다. 마그네슘분은 금속분 중에서도 특히 발화하기 쉬운 것으로 습기찬 공기 중에 있으면 산화되어 발화한다. 마그네슘 합금에 있어서도 마그네슘이 많은 경우에는 작은 가열이나 마철 등으로 발화하는 일이 있다. 알루미늄분도 덩어리상태인 경우 산화속도가 느려서 열전도가 크므로 축열이 적어지고 발화위험도 적다. 그러나 미분 혹은 다공상태면 공기와의 접촉면적이 크고 산화발열해서 발화에 이르는 일이 많다. 또 알루미늄분은 산화납과 접촉하고 있으면 작은 발화원을 주더라도 테르밋반응을 일으켜서 심하게 발열한다.

출처 : www.we119.com/cgi-bin/bank/read.cgi?board=bank_pds&y_number=59&nnew=1

[60] 자연발화ㆍ혼촉발화 (bank_pds)

 

 

 

 

 

 

금속분의 발화위험성

「알루미늄신문」자연발화(自然發火)