자연발화

정의

자연발화는 외부 점화원 없이 물질 내부의 발열 반응으로 시작되는 연소다.

불을 대지 않았는데 물질이 스스로 열을 내서 불이 붙는 것이다.

발화온도보다 훨씬 낮은 온도에서 열이 쌓여 나중에 발화에 이르는 것이 특징이다.

진행 과정

자연발화는 네 단계로 나눠 볼 수 있다. 먼저 물질 내부에서 발열 반응이 일어난다.

그 열이 빠져나가지 못하고 쌓이면 방열 부족 상태가 된다.

발열이 방열을 넘어서면 열폭주로 온도가 급격히 오른다. 이 단계는 되돌릴 수 없다.

결국 외부 점화원 없이 발화온도에 도달해 자동발화에 이른다.

발생 조건

자연발화는 세 요소가 동시에 갖춰질 때 일어난다. 발열 반응, 열 축적, 산화제 공급이다.

발열 반응은 산화·분해·발효에서 생기고, 열 축적은 방열이 막힐 때 생긴다.

세 요소 중 하나라도 빠지면 자연발화는 진행되지 않는다. 열이 방출되면 온도가 낮아져 반응이 멈추기 때문이다.

발열 원인별 유형

앞 문제의 정답은 외부 점화원이다. 자연발화는 외부 점화원 없이 일어난다.

발열 원인에 따라 자연발화는 산화열형, 분해열형, 발효열형, 흡착열형으로 나뉜다.

산화열형과 발효열형은 실무 화재 사례가 많다. 분해열형은 산소 공급이 없어도 진행된다.

발열 원인에 따라 예방 조치가 달라진다는 점이 답안의 핵심이다.

열 전달 경로

열 전달 경로로 보면 자연발화는 열 축적형, 열방사형, 고온기류형으로 나눠 본다.

열 축적형은 내부 발열이 빠져나가지 못해 온도가 오르는 경우다.

열방사형과 고온기류형은 외부 열원에 의해 가열되어 발화에 이른다.

두 경로는 원인과 대책이 다르므로 구분하여 쓴다.

예방과 정리

자연발화 예방의 핵심은 열 축적을 막는 것이다. 열이 쌓이지 않게 적재와 통풍을 관리한다.

온도 상승을 감시하고 수분과 습도를 기준 이내로 유지한다. 장기 보관도 피한다.

예방의 핵심은 열 축적을 막고 반응 온도를 낮추는 것이다.

자연발화는 자가발열에서 열폭주를 거쳐 자동발화에 이르는 연소 현상이다.