내화재

내화재(耐火物)는 높은 온도에서 견디는 것이 주요 특성인 재료이다.

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개요

내화재는 불에 견딜 수 있는 재료를 말하나, 방화재(fire proof)라는 의미는 아니고 고온에서 녹기 어려운 재료(refractories)로 정의된다. 내화재의 정의상 고온은 한국공업규격(KS)과 독일공업규격(DIN)에서 모두 SK 26번(용도 온도 1580℃) 이상으로 규정하고 있다. 내화재는 고온에 잘 견딜 뿐만 아니라 열팽창성과 열전도율이 작아야 하고 기계적 강도가 충분하며 열의 급변화, 그와 접촉된 가스나 고체 등의 침식, 마모에 대한 저항성도 있어야 한다. 이러한 내화재의 용도는 제철, 제강 공정뿐만 아니라 비철금속, 시멘트, 유리, 소각로 및 열병합발전 등 고온을 발생시켜 작업해야 하는 공정에는 모두 사용된다. 한편 차량, 선박, 항공, 우주공학 등에 사용되는 소재들이 경량화 되는 추세이다. 이에, 철강 및 제강 보다는 알루미늄, 구리 등의 비철금속 합금에 대한 수요가 증가하여 비철금속용 내화재가 더 개발되고, 시판 되고 있는 상황이다.

활용

랠리카

랠리카는 차량 훼손은 물론, 운전자의 생명까지 앗아갈 수 있는 화재에 대해서도 철저하게 대비하고 있다. 국제자동차연맹(FIA)은 화재 발생을 미연에 방지하고자 엔진에 장착되는 부품과 탑승 공간 내에 있는 모든 요소들을 불에 타지 않는 소재로 제작하도록 규정하고 있다. 또한 부품 표면은 미국 난연 평가 기준 UL94의 V-0 수준을 만족시켜야 한다. UL94 V-0은 불이 붙었을 때 10초 이내에 연소가 멈추는 수준을 의미한다. 아울러 연료를 비롯한 오일류를 담고 있는 탱크가 화재로 폭발하는 것을 방지하기 위해 탱크를 내화재로 제작하는 것과 누출 방지 장치 및 방염 커버 장착도 권고하고 있다. 게다가 운전자는 수트 안쪽에 방염 내의를 착용하고, 운전석에는 내화재 3kg 이상을 담고 있는 소화기를 비치하도록 규정해 화재 발생으로 인한 2차 피해도 원천봉쇄하고 있다.

수소전기차

수소에너지로 달리는 수소전기차를 수소폭탄과 비유하며 그 위험성에 대한 지적이 끊이지 않고 있다. 하지만 수소에너지와 수소폭탄은 전혀 다르다. 수소는 가장 안전한 연료로 평가받는다. 심지어는 수소의 위험성을 1이라고 볼 때, 가솔린(1.44)·프로판(1.22)·메탄(1.03)이 모두 상대적으로 더 위험하다. 화학을 전공한 대다수의 전문가도 워낙 폭발범위가 넓고 그 규코가 크기 때문에 수소는 위험한 물질이라는 것에 동의한다. 공기 중 수소 농도는 많아도(75.6% 이내) 폭발하고, 적어도(4% 이상) 폭발한다. 이는 액화천연가스(5.3~15.0%) 보다 폭발범위가 7배나 넓다. 또 메탄(0.28mJ)·프로판(0.25mJ) 등 다른 연료보다 쉽게 불이 붙고 불이 붙으면 LNG보다 10배나 큰 대규모 폭발이 발생한다. 하지만 시중에서 볼 수 있는 수소차·수소충전소 충전용기는 내화재인 탄소복합섬유로 제작된다. 재질이 강철보다 10배 이상 강력한데다, 충격을 받으면 폭발하는 대신 찢어지면서 수소가 새어나간다. 수소는 밀도가 낮아 누출하면 대기 중으로 빠르게 퍼진다. 다만 이 수소는 특별한 압력을 가하지 않아도 작은 불씨를 만나면 대규모 폭발로 이어질 수 있다. 하지만 수소전기차에 탑재되는 수소탱크에는 폭발을 방지하기 위해 내화재를 적용해 차가 완전히 불타도 수소탱크가 폭발할 가능성은 낮다. 만약 화재로 수소연료탱크 주변 온도가 과도하게 올라가면 안전밸브를 통해 수소연료탱크 내부의 수소 가스를 대기중으로 강제 배출한다. 심지어 차가 완전히 불타버린다 해도 수소연료탱크는 폭발하지 않는다. 탱크 외부 표면에 내화재를 적용했기 때문이다. 이런 측면에서는 일반 가솔린 내연기관 자동차보다 안전하다. 수소연료탱크를 1.8미터 높이에서 떨어뜨려도 성능은 그대로 유지된다. 수소를 700 바(bar) 충전한 탱크에 총탄을 쏴도 폭발하거나 하지 않고, 관통된 부위를 통해 내부의 수소만 대기중으로 방출될 뿐이다. 실제 내연기관 자동차와 같은 조건으로 후방 충돌시험을 진행했을 때도 수소연료탱크에서 미세량의 수소도 검출되지 않았을 정도다. 만약 화재가 나더라도 내화재 및 각종 안전장치가 화염을 방지하고 내부의 수소를 신속히 방출하기 때문에 수소가 가득찬 탱크가 폭발하는 일은 없다.

참고자료

• 〈내화재〉, 《나무위키》
• 불가마, 〈내화물의 정의, 종류, 분류 및 성질〉, 《네이버 블로그》, 2017-03-03
• 문희철 기자, 〈(팩트체크) 수소탱크 폭발했는데 수소차는 안전합니까〉, 《중앙일보》, 2019-05-28
• 〈수소전기차가 안전할 수밖에 없는 이유는 무엇일까〉, 《현대자동차그룹》, 2019-09-06
• 현대자동차, 〈드라이버의 안전을 보장하다, WRC 랠리카에 숨겨진 비밀들〉, 《HMG 저널》, 2020-03-06

같이 보기

• 단열재
• 방음재
• 방진재
• 제진재
• 차음재
• 흡음재

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