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1) 물질이 발화, 연소하는 데는 가연물, 산소공급원, 점화원, 연쇄반응의 4요소가 필요 하고 또한, 물적 조건과 에너지 조건을 만족하여야 되는데 이 물적 조건을 연소범 위라 하며 에너지 조건을 발화온도나 발화에너지, 충격감도라 한다.
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11. 연소란? (1) (연소의 3요소, 4요소)
: 화학적 연쇄반응이라는 4요소는 첫 연소 이후의 연소에 관한 요소이다. : 가연성 물질의 지속적인 생성, 산소와의 지속적인 결합,. 연소점 이상의 온도 …
Source: ysbusy.tistory.com
Date Published: 4/3/2022
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연소의 3(4)요소 및 소화의 원리
연소 3(4) 요소 및 소화 원리 … 연소는 물질이 산소와 급격한 화학반응을 일으켜 열과 빛을 내는 강력한 산화반응 현상이며 연료(가연물), 산소(공기), …
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Date Published: 4/4/2022
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소방학개론 – 문) 연소의 조건인 연소의 4요소를 나열하고 각각 …
연소가 이루어지기 위해서 필요한 요소는 가연물, 산소, 점화원 3가지로 이를 연소의 3요소라 하며 여기에 연소를 지속가능하게 하는 연쇄반응을 더하여 …
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Date Published: 7/6/2022
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연소의 4요소를 더 알아보자.
연소의 4요소중 나머지 가연물 과 열을 알아보자. *가연물 가연물은 연소과정을 통하여 산화되거나 연소하는 재료 또는 물질이다. 연소반응에 있어서 …
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1. 연소의 정의 및 요소 – Danny의 보물창고
2. 연소의 3요소와 4요소 · 가연물 이 연소하기 위해서는 산소공급원 및 점화원이 있어야만 정상적인 연소의 화학반응을 유지할 수 있다 · 연소의 4요소 : …
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Date Published: 2/13/2022
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연소 의 4 요소 | 경민대학교 소방안전관리과 맛보기강의
연소 3(4) 요소 및 소화 원리 … 연소는 물질이 산소와 급격한 화학반응을 일으켜 열과 빛을 내는 강력한 산화반응 현상이며 연료(가연물), 산소(공기), …
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Date Published: 8/4/2021
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연소의 3요소, 종류, 안전대책 – 산업재해예방 – 티스토리
1) 가연물 : 산화반응을 일이킬 수 있는 물질 · 2) 산소공급원 : 가연물과 반응하는 산소 · 3) 착화원 : 연소를 일이크기 위한 초기 필요한 에너지 · 4) 연쇄 …
Source: summitsec.tistory.com
Date Published: 9/17/2021
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주제에 대한 기사 평가 연소 의 4 요소
- Author: 현성호의 위험물세상
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- Date Published: 2021. 8. 29.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=c92opbvyftU
11. 연소란? (1) (연소의 3요소, 4요소)
지난 포스팅에선 폭발한계란
무엇인지에 대해 간략하게 알아보았다.
http://nefing.com/c/41029652
http://nefing.com/c/41029652
링크
http://nefing.com/c/41029652
지난 포스팅에선 폭발위험장소에 대해 알아보았다. 링크 : https://ysbusy.tistory.com/39 09. 폭발위험장소의 구분 – (1) 폭발위험장소란? 지난 포스팅에선 MESG & IEC 가스그룹이 무엇인지 알아보았다. 링크
이번 포스팅에선 연소란 무엇인지에 대해서 알아보고,
연소를 위해 필요한 연소의 3요소, 4요소에 대해 알아보려 한다.
A. 연소의 정의
– 연소란 연소 대상 물질이 산소와 급격하게 결합하면서
다량의 열과 빛을 발하는 현상을 말한다.
– 더 상세하게 설명하면, 물질이 산소와 급격하게 결합하면서
원자, 분자들은 운동한다. 그에 따라 원자, 분자의 운동에너지가 증가하며,
그 운동에너지는 열을 발생시킨다.
이렇게 발생한 열이 크다면 빛이 발생하게 되며, 이것이 연소이다.
B. 연소의 특징
B-1. 연소 후 연소 대상 물질과 산소의 결합으로 새로운 물질이 만들어진다.
보통 ‘물’, ‘이산화탄소’ 또는 ‘산화~~’가 생성된다.
Ex 1) CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O
Ex 2) 2Mg + O2 -> 2MgO
B-2. 연소는 물질이 산소와 결합하여 새로운 물질이 생겨나게 하므로,
연소는 화학적 변화의 하나라고 할 수 있다.
B-3. 연소 가능한 물질(=가연성물질)이 존재하는 반면,
연소 불가능한 물질(불연성) 또한 존재한다.
연소의 3(4)요소 및 소화의 원리
연소는 물질이 산소와 급격한 화학반응을 일으켜 열과 빛을 내는 강력한 산화반응 현상이며 연료(가연물), 산소(공기), 점화원(발화원) 등 세 가지 요소가 동시에 있어야만 연소가 이루어질 수 있어 이를 ‘연소의 3요소’라고 한다.
불이 연속적으로 타오를 수 있는 요소로서 지속적인 점화와 연소를 연결시켜주는 ‘연쇄반응’을 추가하면 이때에는 ‘연소의 4요소’ 또는 ‘연소 사면체’라고 부른다.
연소의 3(4) 요소 및 소화의 원리
연소/화재/폭발 개념
연소, 화재, 폭발(연소 폭발) 폭발(연소 폭발)은 모두 산화반응이다. 산화반응이란 산소가 아닌 분자가 산소와 화학적으로 결합하는 것을 말한다. 예를 들어 철이 녹이 나는 것, 또는 종이가 누렇게 변색이 되는 것 등도 산화반응의 일종인데 이들은 산화반응이 천천히 일어나는 것이고 연소는 본질적으로 산화라는 측면은 같지만 빠른 속도로 진행되어 빛과 열을 발생한다는 점이 다르다.
즉 연소라는 것은 “에너지 방출속도가 느린 빛과 열을 수반하는 급격한 산화반응”으로 정의된다.
이것보다 더 반응이 빨라지면 빛과 열뿐만 아니라 압력까지 발생하는데 이를 폭발이라고 부른다. 예를 들어 누출된 가스가 연소범위 내로 적절히 혼합되어 있을 때 점화원이 주어진다면 이러한 연소 폭발이 일어난다.
즉 폭발이라는 것은 “에너지 방출속도가 빠른 압력을 수반하는 급격한 연소반응”으로 정의할 수 있다.
철이 녹스는 것은 고체 표면의 산화반응이고 연소반응에 의해 눈으로 관찰되는 불꽃과 화염은 기체의 산화반응이기 때문에 나타나는 모습은 전혀 다르다. 즉 이러한 차이는 산화되는 물질의 상(phase)이 다르기 때문에 나타나는 모습이다.
이와 연관되어 ‘가스(기체)와 분진(고체)은 있는데, 액체에 해당하는 방폭은 왜 없을까?’라는 이해가 필요하다. 액체는 액체 그 자체가 아닌 주로 증기(Vapour)의 형태로 가스와 함께 다룬다. 이때에 사용되는 것이 바로 인화점(flash point)이라는 개념이고, 액체는 온도가 올라감에 따라 기체로 증발되는 부분이 있고 이를 증기라고 한다. 가연성 액체에 화염을 접근시켰을 경우에 연소가 일어나기 위해서는 충분한 만큼의 증기가 있어야 하는데, 그 필요한 만큼의 증기를 발생시킬 수 있는 최저온도를 인화점이라고 한다. 방폭에서 기준이 되는 인화점은 37.8 도로, 인화점이 37.8℃보다 낮다면 가연성 액체(Flammable Liquid)라고 하고, 37.8℃ 보다 높으면 인화성 액체(Combustible Liquid)라고 한다.
다음의 연소 형태에 대한 개념도를 참조하기 바란다.
연소 형태에 대한 개념도
반면에 “화재”란 사람의 의도에 반하거나 고의에 의해 발생하는 연소현상으로서 소화시설 등을 사용하여 소화할 필요가 있는 현상을 말한다. 또한 미국 USFA, National Fire Incident Reporting System 실무서에서는 파괴적이고 통제되지 않는(destructive and uncontrolled) 가연성 고체·액체·기체의 연소(burning)를 말하며 폭발을 포함한다.
연소 3(4) 요소 및 소화 원리
연소는 물질이 산소와 급격한 화학반응을 일으켜 열과 빛을 내는 강력한 산화반응 현상이며 연료(가연물), 산소(공기), 점화원(발화원) 등 세 가지 요소가 동시에 있어야만 연소가 이루어질 수 있어 이를 ‘연소의 3요소’라고 한다.
연소현상은 상징적으로 삼각형을 그려 표현하기도 한다. 즉 세 변(요소) 중(요소) 한 변(요소)이라도 없으면 삼각형(연소)이 만들어지지 않는다.
물질에 따라서는 산소가 없어도 연소가 일어나는데 이때에는 가연물 자체에 산소가 포함되어 있기 때문이다.
연소의 3요소는 연소가 되기 위한 기본적인 조건이며, 연소가 지속되기 위해서는 계속하여 충분한 열과 가연물이 공급되어야 한다. 즉, 외부로부터 에너지를 가하지 않아도 자체적으로 반복하여 열과 가연물을 공급하는 연쇄반응이 필요하다. 불이 연속적으로 타오를 수 있는 요소로서 지속적인 점화와 연소를 연결시켜주는 ‘연쇄반응’을 추가하면 이때에는 ‘연소의 4요소’ 또는 ‘연소 사면체’‘연소 사면체’라고 부른다.
즉 ‘연소의 4요소’는 불이 날 수 있는 조건과 불을 끄기 위한 원리를 제시하고 있다.
소화 원리는 연소의 반대 개념으로 연소의 4요소를 적정하게 통제 또는 차단함으로써 이루어진다. 실제 상황에서는 다음에 열거하는 소화 원리가 하나 또는 둘 이상이 일어나서 소화작업이 이루어진다.
다음의 Fire Triangle 그림을 참조하여 이해에 도움을 받기 바란다.
연소 3요소(Fire triangle)
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소방학개론 – 문) 연소의 조건인 연소의 4요소를 나열하고 각각에 대해 적용 가능한 소화의 조건과 소화방법 및 소화약제를 작성하세요.
답)
연소란?
연소는 가연성 물질과 공기(산소)와의 산화반응으로 열과 빛을 수반하는 현상을 말한다.
연소는 다양한 강도의 열과 빛을 발산하며 급격하고 스스로 지속하는 산화작용이다.
산화와 연소
산화는 물질이 산소와 반응하는 현상으로 연소와 같으나 열과 빛을 동반하지 아니하므로 연소와 구별된다.
연소의 4요소
연소가 이루어지기 위해서 필요한 요소는 가연물, 산소, 점화원 3가지로 이를 연소의 3요소라 하며 여기에 연소를 지속가능하게 하는 연쇄반응을 더하여 연소의 4요소라 한다.
연소의 4요소 = 가연물 + 산소 + 점화원 + 연쇄반응
소화의 원리
연소는 연소의 4요소가 모두 갖추어진 상태에서 이루어지며 이중 어느 하나라도 없으면 연소가 이루어질 수 없다.
연소의 4요소 중 어느 하나 이상을 제거하거나 격리시킴으로서 연소를 중지시킬 수 있는데 이것이 “소화의 원리”이다.
소화의 원리는 연소의 4요소와 반대되는 개념으로서 가연물, 산소, 점화원, 연쇄반응을 성립하지 못하도록 가연물을 제거하는 방법, 산소를 질식시키는 방법, 점화원을 냉각시키는 방법, 연쇄반응을 억제하는 방법이 있으며 이를 각각 제거소화, 질식소화, 냉각소화, 억제소화라 한다.
연소의 3요소인 가연물을 제거하는 제거소화, 산소를 차단시키는 질식소화, 점화원을 냉각시키는 냉각소화를 물리적 소화라 하며 연소의 4요소에서 연쇄반응을 억제하는 억제소화를 화학적 소화라 한다.
소화조건에 따른 소화방법 및 소화약제
가연물을 제거하는 제거소화 방법
가연물을 제거함으로서 연소를 차단한다.
고체가연물의 경우 이동하거나 제거한다. 예를 들어 산불의 경우 맞불을 놓거나 벌목하는 방법이 있다.
액체 및 기체 가연물의 경우 밸브를 차단시켜 공급을 중단하거나 용기를 이동시키는 방법이 있다.
전기화재 시 전기 공급을 차단하는 방법이 있다.
수용성 액체 화재 시 다량의 물을 주입하여 농도를 희석시키는 방법이 있다.
산소를 차단시키는 질식소화 방법
산소를 차단시켜 공기 중 산소의 농도를 15% 이하로 낮추는 방법이다.
이산화탄소, 포, 물 분무소화설비 등을 이용하여 공기를 완전히 차단하거나 산소공급을 제한한다.
물 분무, 미 분부 소화설비를 통하여 유면에 유화층을 형성 질식시킨다.
점화원을 냉각시키는 냉각소화 방법
점화원을 냉각하거나 열 균형을 깨뜨려서 온도를 낮추어 점화에너지를 제거하는 방법이다.
증발잠열이 큰 물 소화 약제를 사용하여 기화열에 의한 열을 빼앗아 소화한다.
가장 일반적인 소화방법이다.
연쇄반응을 억제하는 억제소화 방법
연쇄반응은 활성라디칼(Active Free Radical : 화학반응 시 분해되지 않고 하나의 분자에서 다른 분자로 이동할 수 있는 원자의 집단)이 연속적으로 만들어지는 연쇄반응이 이어지면서 성립된다.
억제소화는 이런 활성라디칼을 불활성 시켜 연쇄반응을 차단, 단절 시키는 방법이다.
할론소화약제(청정소화약제)나 분말소화약제를 사용하여 부촉매 효과로서 연쇄반응을 차단시켜 소화한다.
연소의 4요소를 더 알아보자.
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연소의 4요소중 나머지 가연물 과 열을 알아보자.
*가연물 가연물은 연소과정을 통하여 산화되거나 연소하는 재료 또는 물질이다. 연소반응에 있어서 가연물은 과학용어로 감소제로 알려져 있다. 대부분의 일반적인 가연물은 수소와 산소의 결합에 의해 생성된 탄소를 함유하고 있다. 이러한 사연물은 탄화수소형 가연물(가솔린, 연료유 및 플라스틱) 및 셀루로스형 가연물(나무와 종이)로 세분화될 수 있다. 화학적 구성에 있어서 비교적 단순한 기타 다른 가연물로는 수소가스 및 가연성 금속 물질인 마그네슘과 소디움과 같은 것들이 있다. 연소과정은 가연물과 관련된 두가지의 핵심요소를 가지고 있다. 가연물의 물리적 상태와 그것의 분배이다. 가연물은 물질의 3가지(고체, 액체 및 기체 상태 중에 어느 한 상태로 존재한다. 그러나 가연물이 연소하기 위해서는 정상적으로 기체 상태로 존재해야 한다. 고체와 액체를 기체 상태로 변형시키기 위해서는 에너지가 필요하다.
가연성가스는 고체의 열분해에 의해 발생된다. 열분해는 열 작용을 통한 물질의 화학적 분해이다. 간단히 설명하면 고체가연물이 가열되면 고체물질에서 가연물질이 산출된다. 만약 충분한 양의 가연물과 열이 있다면 열분해과정은 연소하기에 충분한 양의 연소성 가스를 발생시키고, 화재의 4요소의 다른 요소(산소와 화학적 연쇄반응)들이 존재할 경우 발화하게 된다.
*열은 화재의 4요소 중에 에너지 요소이다. 열이 가연물과 접촉하게 되면 에너지는 다음의 방법을 연소반응을 돕는다.
-고체와 액체에 대해 열분해 또는 증발을 일으키고 가연성 증기 또는 기체를 생성한다.
-발화를 위해 피요한 에너지를 제공한다.
-계속적인 가연성 증기와 가스의 생성 및 발화로 연소반응이 지속되도록 한다.
*화학적 연쇄반응
연소는 가연물(가스나 증기의 상태에 있는) 산화제 및 열에너지 등이 매우 특별하게 서로 결합해야 하는 복잡한 반응이다. 일단 불꽃연소나 화재가 발생하면 충분한 열에너지가 가연성증기나 가스를 지속적으로 생성시킬 수 있도록 공급될 때에 연소는 지속될 수 있는 것이다. 과학자들은 이러한 형태의 작용을 연쇄반응이라 한다. 연쇄반응은 일련의 반응으로서 각각의 개별반응이 나머지 반응들과 결합함으로서 연속적으로 일어난다.
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1. 연소의 정의 및 요소
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연소의 정의 및 요소
1. 연소의 정의
연소란 화학반응 중에서 반응열이 극히 크고 , 그 결과로써 발광을 수반하는 반응이다
이와 같은 반응은 산화반응이 많으므로 연소란 빛과 열의 발생을 수반하는 급격한 산화반응이라고 말할 수 있다
즉 , 가연성 물질이 공기중의 산소와 반응하여 열 과 빛을 발하면서 산화하는 현상을 말한다
원자 또는 분자의 운동에너지가 증가하여 활발한 운동에 의하여 그 온도에 적응하는 열복 사선을 발생하는데 이러한 열복사선 은 온도가 상승되면 파장 이 점점 짧아지면서 가시광선 영역의 파장에 이르면 발광 반응을 감지하게 된다
2. 연소의 3 요소와 4 요소
가연물 이 연소하기 위해서는 산소공급원 및 점화원이 있어야만 정상적인 연소의 화학반응을 유지할 수 있다
연소의 4 요소 : 가연물 , 산소공급원 , 점화원 , 순조로운 연쇄반응 이 추가된다
3. 연소의 3 요소
3-1 가연물
가연물은 탈 수 있는 물질로서 산소 공급원을 산화제라 한다. 가연물은 환원제로 설명할 수 있다. 가연물의 대부분은 유기화합물이다
가연물의 조건
지연성가스 또는 조연성 가스인 산소 , 염소 등과 친화력이 클 것
산화되기 쉽고 반응열이 클 것 ( 연소열이 클 것 )
열전도율이 적을 것 ( 기체 < 액체 < 고체 ) 표면적이 클 것 ( 기체 > 액체 > 고체 )
연쇄반응이 일어나는 물질일 것
활성화 에너지가 작을 것(점화 에너지가( 작을 것 )
가연물이 될 수 없는 조건
흡열반응물질 : 산화반응이라도 흡열 반응 물질은 가연물에서 제외된다
불활성기체 He, Ne, Ar, Kr, Xe , Rn 은 화학적으로 안정 하여 반응하지 않는다
산화반응이 완결된 물질 : 이미 산화된 물질인 CO 2 , H 2 O 등은 더 이상 산소와 결합하지 않는다
산소공급원
산소 공급원으로 공기 지연성 가스 산화재 자기 반응성(연소성) 물질 등이 있다
공기의 조성
공기의 조성
지연성 가스 : 조연성 가스라고도 하며, 할로겐 원소인 F 2 , Cl 2 , Br 2 , I 2 등 이 있다
산화제 : 산화제는 제1류 위험물, 제 6류 위험물 및 오존 등으로서 분자 내의 다량의 산소를 함유하고 있는 물질이다
자기반응성(연소성)물질 : 연소에 필요한 산소공급원을 함유하고 있는 물질로서 니트로글리세린, 니트로셀룰로즈, TNT 등의 제5류 위험물이 자기연소성 물질에 해당된다
3-2 점화원
1. 기계적 점화원
나화
난방 , 난로 , 담배 , 소각 등의 나화
보일러 , 토오치 램프 등의 나화
가스 냉장고의 작은 화염
고온표면
가열로 , 전열기 , 배기관 , 연도 등의 고온부
가스절단의 불꽃
용융금속, Slag 등의 고온
단열압축
밸브의 급속 열림조작에 의한 고압가스 의 발열
액체내부 기포의 충격압에 의한 발열
탱크내의 급격한 재료투업에 의한 발열
충격마찰
주철제 공구에 의한 충격 불꽃
배관내면 과의 마찰에 의해서 생성되 는 고온 scale 입자
회전부분의 마찰면
2. 전기적 점화원
정전기불꽃
석유류의 유통 또는 여과
가연성 가스 또는 미스트의 분출
노즐에 서의 수류 충격압
습기 가 있는 스팀의 누설
전기불꽃
전구 의 파괴
자동제어장치의 전기접점
절환스위치의 개폐
전기 활선의 단락 및 전락
전기발열
과전류에 의한 발열
단락에 의한 발열
절연불량에 의한 발열
누전에 의한 발열
접속부의 불량에 의한 발열
3. 화학적 점화원
연소열 : 가연물이 산소와 반응하여 발열반응을 할때 생성되는 열량
분해열 : 가연물이 분해반응 할 때 발생하는 열량
중합열 : 시안화수소나 산화에틸렌 등의 중합폭발시 발생하는 열량
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연소의 3요소, 종류, 안전대책
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1. 정의
1) 급격한 산화반응으로 빛과 열을 수반
2) 산화반응이란 가연물이 산화되는 과정
2. 연소의 3요소(4요소)
1) 가연물 : 산화반응을 일이킬 수 있는 물질
2) 산소공급원 : 가연물과 반응하는 산소
3) 착화원 : 연소를 일이크기 위한 초기 필요한 에너지
4) 연쇄반응(화학적 반응) : 반응이 지속될 수 있도록 하는 활성화 반응
3. 연소
메커니즘
1) 연소는 물질의 화학적 변화로서 원인계에 일정한 활성화 에너지가 주어져서 활성 상태에 달하면 에너지가 안정한 상태로 되려고 에너지를 방출하면서 생성계로 변화하는 현상을 연소라 함.
2) 촉매와 활성화 에너지
4. 연소의 형태 및 안전대책
연소의 종류 연소의 형태 설명 안전대책 기체 연소 확산연소 가연성 기체가 공기와 혼합되어 연소가 이루어지는 현상 1. 산소공급원 차단
2. 불황성 가스 주입
3. 착화원 접촉 차단 예혼합연소 가연성 기체가 공기와 미리 혼합된 상태에서 연소하는 현상 1. 예혼합된 가스 누출 여부 정기적 확인
2. 연소기 전단 차단밸브 설치 액체 연소 증발연소 액면에서 증발한 가연성 증기가 공기 중 산서와 혼합되어 연소 1. 포소화설비 사용
2. 열 접촉 차단 분무연소 액체 연료 미세한 입자로 분무함으로써 공기와 혼합되어 연소 1. 기계 결함, 연료 누출 등 상시 확인
2. 운전온도, 압력 상시 확인 고체 연소 표면연소 가연물 표면에서 산화반응하며 연소 1. 화재 시 다량의 물로 소화
2. 재발화 여부 확인 분해연소 가연물의 열분해 반응시 생성된 가연성 증기가 공기와 혼합된 상태에서 연소 1. 열분해 되지 않도록 열 접촉 차단
2. 분해가스의 화염 접촉 차단
3. 충격 주의 증발연소 승화성 고체물질에서 발생한 가연성 증기가 공기와 혼합하여 연소 1. 포소화설비 사용
2. 열 접촉 차단 자기연소 외부의 산소공급원 없이도 자체 산소를 이용하여 연소 1. 열, 충격 주의
2. 주변 연소물질과 이격 관리
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