선박 컨테이너의 화재 안전 및 내구성
배송 컨테이너의 화재 안전성과 내구성은 주로 주택, 오두막, 판매대 등의 대안으로 배송 컨테이너를 고려하는 많은 고객에게 흥미로운 주제입니다.
일반적으로 배송 컨테이너는 해상, 기차 및 트럭 운송 규칙에 따라 ‘배송 컨테이너’로 만들어집니다.
공급업체의 정보에 따르면, 해상 ISO 컨테이너의 화재 안전에 관한 주제에 대한 해상 ISO 컨테이너에 대한 문서는 없습니다. 공장이나 검사 회사에서도 그러한 문서를 발행하지 않았습니다. 그리고 우리가 아는 한, 이 선적 컨테이너 화재 안전 문서는 선적 컨테이너에 대한 표준 문서로 발행되지 않았습니다.
건설용 컨테이너, 사무용 컨테이너, 위생 컨테이너 등은 예외입니다. 그러나 여기에서는 규칙이 다르며 이러한 컨테이너에는 소위 “적합성 선언”이 있어야 합니다. 그러나 이는 배송 컨테이너에는 적용되지 않습니다.
따라서 원칙적으로 코르텐 강철로 만든 선적 컨테이너는 목재와 달리 강철은 무기 재료이며 그 자체가 불연성이기 때문에 어느 정도 내화성이 있다고 할 수 있습니다. 그러나 강철은 열전도율이 높고 열에 의해 강철의 내부 구조가 변화하여 하중지지 능력과 탄성이 손실됩니다. 그러나 구체적인 내화성은 건축 유형, 사용된 재료, 코팅의 종류/밀도 등 다양한 요인에 따라 달라집니다.
아무도 깨닫지 못하는 것은 특정 특성을 가진 컨테이너가 운송용으로 제작되어 밀폐되어 있고(예: 문이 닫혀 있고 창문, 환기구 등이 없는 경우) 내부에 인화성 물질이 있어 (엔더비에서처럼) 발화하면 컨테이너의 저항과 강도가 화재 발생 시 (의도하지 않았지만) 상상할 수 없는 문제를 일으킬 수 있다는 것입니다. 밀폐되고 튼튼하게 밀폐된 컨테이너와 나무 오두막은 내부에 화재가 발생했을 때 매우 다르게 행동할 것이며, 이것이 가장 중요하게 고려해야 할 사항입니다.
항상 화재 안전에 대해 생각하세요!
이 글은 일반 대중에게 정보를 제공하기 위해 작성되었습니다.
“내화성”이라는 용어를 어떻게 설명할까요?
내화성은 녹거나 심각한 손상 없이 고온을 견디는 재료의 능력을 설명하는 유사한 용어입니다. 강철 용기는 이러한 의미에서 내화성이 있지만 불에 타지 않는 것은 아닙니다.
내화성이란 컨테이너의 구조, 재질, 설계 등 화재에 견디는 전반적인 능력을 말합니다. 해상 컨테이너는 내화성이 있지만 완전히 내화성이 있는 것은 아니며 강한 열에 장시간 노출되면 손상될 수 있습니다.
운송 컨테이너의 화재 예방 및 보안에는 화재 위험을 최소화하고 확산을 방지하는 조치가 포함됩니다. 이는 불연성 재료, 구조, 컨테이너 위치 및 안전 프로토콜을 사용하여 달성할 수 있습니다.
이 글의 모든 정보는 정보 제공 목적으로만 제공됩니다. 저희는 인터넷에서 많은 조사를 해봤는데, 이 흥미로운 기사도 아래에서 찾을 수 있었습니다: BC주 소방서장 협회 | www.fcabc.ca
결론부터 말씀드리자면, 이 자료는 공포감을 조성하기 위한 것이 아닙니다. 컨테이너를 원래 용도 이외의 용도로 사용하는 모든 사람이 항상 화재 안전에 대해 생각하도록 하기 위한 정보성 글입니다. 즉, 개조 등의 경우 관련 조항과 규정을 준수해야 한다는 의미입니다. 전기 배선을 점검하고, 내부에 화재가 발생할 경우를 대비하여 컨테이너에 필요한 변경(예: 창문, 문, 통풍구 추가 등 구조 약화)이 있는지 확인하며, 보관된 물품은 원래의 보관 방법대로 보관하세요.
화재 안전에 유의해야 합니다…
과거에 무슨 일이 있었나요?
2011년 근무 중 발생한 엔더비 자원 봉사 소방서 대니얼 봇킨 대장의 사망 사건은 소방관들에게 선적 컨테이너의 화재 위험성에 대한 경각심을 일깨워 주었습니다.
이 사고에서는 선적 컨테이너가 화재에 노출되고 소량의 인화성 액체가 존재하여 저속으로 내부 폭발이 발생하여 컨테이너 문이 날아간 것으로 확인되었습니다. 이후 이 문 중 하나가 보킨 소방대장을 덮쳤고, 그는 현장에서 사망했습니다.
2013년 4월, 사니치에서 선적 컨테이너에 보관된 그릴 탱크가 누출되어 폭발하면서 컨테이너 전체가 파괴되는 사고가 발생했습니다. 이 사고로 컨테이너의 일부가 최대 274m까지 떨어지고 벽이 납작해졌습니다. 다행히도 이 사고로 심각한 부상을 입은 사람은 없었습니다.
따라서 대중과 소방관의 유사한 부상을 예방하기 위해서는 화재 안전이 필요합니다:
– 배송 컨테이너의 화재 안전 위험에 대한 정보 제공
– 선적 컨테이너를 임시 건물 또는 영구 주택으로 안전하게 사용
– 선적 컨테이너에 보관된 자재 규제
– 운송 컨테이너를 더 안전하게 개조할 수 있는 방법에 대한 정보와 지침을 제공합니다.
– 소방 서비스가 선적 컨테이너 건물에서 화재를 처리하는 데 사용할 수 있는 절차를 제공합니다.
이 문서에서는 배송 컨테이너의 화재 안전을 개선하는 방법에 대한 정보와 권장 사항을 제공합니다.
배송 컨테이너에 대한 일반 정보
1600만 개 이상의 선적 컨테이너가 선박, 기차, 트럭으로 상품과 자재를 운송하는 데 사용됩니다. 매년 수백만 개의 컨테이너가 잉여가 되어 건물이나 구조물로 개조되어 재사용되고 있습니다.
이 잉여 컨테이너는 강철 구조로 만들어지며 크기는 1.5m~16m(길이 5~53피트)입니다. 컨테이너는 표준 폭 2.4m(8피트), 높이 2.6m(8.5피트)이며 한쪽 또는 그 이상의 면에 강철 문이 있습니다.
일부 배송 컨테이너의 상단에는 환기 그릴이라고 하는 작은 통풍구가 있어 주변 기온 변화(±20~30⁰C)로 인한 기압을 균일하게 유지합니다.
이 환기 그릴은 강철 벽을 관통하는 구멍이며 금속 또는 플라스틱 외부 커버로 덮여 있습니다. 그릴은 컨테이너 크기에 따라 2개, 4개 또는 6개 세트가 있습니다.
표준 컨테이너는 6~9개의 컨테이너를 높이 쌓을 수 있고 32,205kg의 무게를 지탱할 수 있도록 설계되었습니다. 측면 벽은 허용 하중의 최대 60%의 슬라이딩 하중을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 전면 벽과 문은 허용 하중의 40%를 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.
그 결과, 이러한 컨테이너는 내부 압력이 치명적인 고장을 일으킬 정도로 높아질 수 있습니다.
도난 방지 및 구조적으로 견고한 선적 컨테이너의 특성으로 인해 화재 시 규제, 약화 및 조심스럽게 접근하지 않으면 화재 안전 위험에 노출될 수 있습니다.
엔더비 로드의 이벤트 요약
2011년 12월 29일 오전 3시 51분, BC주 엔더비의 한 목조건물에서 911에 화재가 발생했다는 신고가 접수되었습니다.
04:01에 첫 번째 소방차와 15명의 소방관(부소방서장, 소방대장 4명 포함)이 펌프 2대, 구조차 1대와 함께 현장에 도착했습니다. 화재는 모듈형 트레일러에서 시작되어 대형 제조 공장으로 번진 것으로 보입니다. 통나무 구조물을 조립하던 건물이었습니다.
생산동에서 발생한 화재로 건물에서 약 2m 떨어진 생산동 증축 지붕 아래 폭 2.4m, 높이 2.6m, 길이 12m의 선적 컨테이너가 불에 탔습니다. 화재가 발생하는 동안 수평 조절 구멍과 과열된 도어 씰에서 연기가 여러 차례 피어올랐습니다. 컨테이너나 컨테이너 표면으로 물이 쏟아졌습니다.
오전 5시 5분경, 한 소방대원이 제조 건물에서 발생한 화재를 진압하기 위해 컨테이너 지붕 위로 올라갔습니다. 대장이 컨테이너 위에 있는 동안 컨테이너는 뜨겁지 않았습니다.
사고 지휘관은 생산 건물의 구조적 고장 가능성을 우려하여 소방대원들을 건물과 선적 컨테이너에서 철수시켰습니다. 작전은 진화 단계로 전환되었습니다.
무지로 인한 치명적인 실수
05:15에 배송 컨테이너가 폭발했습니다:
- 지붕선을 따라 선적 컨테이너의 측면 중하나가 전체 길이를 따라 찢어졌습니다.
- 생산 건물의 지붕이 위쪽으로 구부러졌습니다.
- 컨테이너 벽과 끝이 바깥쪽으로 구부러졌습니다.
- 113kg 무게의 금속 문이 모두 폭파되었습니다.
문 하나가 보킨 소방관과 부딪혀 컨테이너에서 남서쪽으로 41미터 떨어진 곳에 떨어졌습니다. 다른 문은 컨테이너에서 북서쪽으로 54미터 떨어진 곳에서 발견되었습니다. 보킨 소방대장은 현장에서 사망했습니다.
화재 안전 규정 준수는 필수입니다!
여러 조사 보고서에 따르면 전기톱 두 대에서 나온 1/2리터~1.5리터의 휘발유/오일과 1/2리터의 메틸 하이드레이트가 폭발을 일으킨 것으로 나타났습니다. 목격자들은 폭발이 일어나기 45~55분 전에 불이 컨테이너에 도달했다고 진술했습니다. 소방서장 중 한 명이 폭발 10분 전에 선적 컨테이너 지붕에 올라가 제조 건물 화재에 호스를 연결하고 있었다고 합니다. 당시 소방서장은 철골 구조물 상단이 따뜻하다는 것을 발견하지 못했습니다.
위험 인식 및 규정 – 화재 안전
운송 컨테이너는 도로, 철도 및 선박에서 위험물을 포함한 다양한 상품과 자재를 운송하는 데 사용되는 경우 안전 위험으로 간주되지 않습니다. 건물이나 구조물로 사용되는 경우에는 화재 안전 위험과 연관시키지 않습니다. 그러나 엔더비 사건과 사니히 사건은 이러한 운송수단이 초래할 수 있는 화재 안전 위험을 보여주는 두 가지 예입니다.
배송 컨테이너가 사용되는 곳에서 위험의 예를 찾을 수 있습니다:
- 불꽃놀이 보관,
- 건설 현장의 인화성 가스 및 액체 보관,
- 건설 현장의 구급 건물(소독용 알코올 또는 산소통 비축)로 사용하세요,
- 건설 사무실로 사용하세요,
- 취미로 사냥 탄약을 재장전하는 데 사용됩니다,
- 건설 현장의 전기실 또는 전기 캐비닛으로 사용(아크 플래시 위험이 수반됨),
- 사용 가능성은 사용자의 상상력에 의해서만 제한됩니다 …
선적 컨테이너가 임시 또는 영구 구조물로 사용되는 주된 이유는 저렴한 구매 가격 때문입니다. 조립이 필요 없고, 비바람에 견디며, 구조적으로 튼튼하고, 밀폐된 컨테이너이기 때문에 도난으로부터 안전합니다.
또한 이러한 컨테이너는 건물이나 구조물로 간주되지 않으므로 건축 및 화재 허가 요건을 충족하지 않습니다. 미국 내 여러 주와 도시에서 이러한 컨테이너의 사용을 규제하는 계획 또는 건축법을 제정했습니다.
운송 컨테이너의 화재 안전을 규제하기 위해서는 각 주별로 구체적인 법적 절차와 단계를 마련해야 합니다. 이는 종종 무지에서 비롯되는 유사한 사고를 예방하기 위한 것입니다.
예방 – 유사한 사건을 방지하는 방법…
선박 화재의 영향을 완화하고 컨테이너의 화재 안전을 보장하기 위한 전략의 핵심 요소는 다음과 같습니다:
규정 및 적절한 사용
위에서 언급했듯이 배송 컨테이너의 용도, 배송 컨테이너에 안전하게 보관할 수 있는 내용물, 배송 컨테이너가 현장의 중요한 구조물이나 액세스 포인트에 잠재적인 화재 위험을 초래하거나 초래할 수 있는지 여부를 규제하는 것이 중요합니다.
화재 안전을 위한 구조 약화
컨테이너의 파열 강도를 초과하는 높은 압력이 컨테이너에 가해지는 것을 방지하기 위해 운송 컨테이너를 약화시킵니다. 오늘날의 표준 배송 컨테이너는 선박, 트럭, 기차에서 쌓고 비틀고 떨어뜨리는 하중과 힘을 견딜 수 있도록 매우 튼튼하게 제작되었습니다.
이러한 컨테이너는 또한 내용물의 도난을 방지하기 위해 견고하게 제작되었습니다. 벽 면적의 25%를 초과할 수 있는 방폭 패널을 설치하거나, 끝문을 경량 벽으로 교체하거나, 측면에 기존 문과 창문을 설치하는 등 컨테이너를 약화시킬 수 있습니다… 컨테이너의 약화 정도는 항상 컨테이너의 특정 용도에 따라 달라집니다. 위험물을 컨테이너에 보관할 경우, 전문 엔지니어가 특별히 설계한 경량화 패널을 지정해야 합니다. 작은 상부 및 하부 환기구를 사용하여 컨테이너를 낮은 수준에서 약화시키고 컨테이너에 환기를 제공할 수 있습니다.
배송 컨테이너의 환기
엔더비 사고의 핵심 문제 중 하나는 선적 컨테이너에서 무슨 일이 벌어지고 있는지에 대한 단서가 부족했다는 점입니다. 소방관들은 선적 컨테이너 내부가 점점 커지고 있다는 사실을 완전히 인지하지 못했습니다. 컨테이너의 반대쪽 끝에 있는 상부 및 하부 개구부를 확보했다면 연기가 컨테이너 밖으로 빠져나가고 컨테이너 내부에 위험한 상황이 발생하고 있다는 것을 알 수 있었을 것입니다. 이 정보를 통해 전술을 변경할 수 있었을 것입니다.
화재 안전
소방서는 사고 규모, 고온 및 제외 구역, 화재 공격 계획을 다루는 표준 운영 절차 수립을 고려해야 합니다. 다음 글에서는 해상 컨테이너 화재에 대한 일반적인 표준 운영 절차에 대한 프레임워크를 제공합니다.
이 주제와 관련하여 준비 중인 관련 문서가 있습니다: 선적 컨테이너 화재 발생 시 대처 방법, 선적 컨테이너를 창고 건물로 사용하기 위한 최소 기준
엔더비의 이벤트 분석
WorksafeBC와 소방청의 보고서는 엔더비 사고와 관련이 있을 수 있는 특정 연료를 확인했지만 점화 시나리오를 파악하는 데 어려움을 겪었습니다. NFPA 컨설턴트는 “소량 폭발”이 발생했다는 결론을 내리는 데 도움을 주었습니다.
상황 조사
상품 및 자재 운송이라는 원래 용도로 사용되는 운송 컨테이너에 대한 ISO 설계 표준에 대한 일부 정보를 확인할 수 있습니다. 이러한 표준은 컨테이너의 운영 조건에 따라 변경됩니다. 구형 컨테이너는 최신 컨테이너에 비해 공기를 보완하기 위한 환기 구멍이 적고 선적 컨테이너의 크기 범위도 넓어졌습니다.
선적 컨테이너의 화재 테스트에 관한 유일한 문서는 1977년 미국 해안경비대 보고서인 “복합 운송 컨테이너의 화재 성능”입니다. 이 테스트에서는 선적 컨테이너에 영향을 미치는 컨테이너 화재 및 노출 화재의 영향을 조사했습니다. 내부 테스트는 컨테이너 내부의 목재 크래들에 불을 붙여 목재가 모두 타거나 내부 산소가 소모될 때까지 진행했습니다.
공기 보정 통풍구는 테스트 결과에 영향을 미치지 않았습니다. 두 번째 노출 테스트는 유출된 JP5를 65𝑚2회 발사하여 개별 및 적재된 용기를 노출하는 방식으로 진행되었습니다. 이 테스트에서는 4~9분 만에 내부 온도가 230°C에 도달하는 것으로 나타났습니다. 결론은 5분 이내에 A등급 물질이 “점화 또는 탄화”될 가능성이 있다는 것이었습니다.
연료
일반적으로 메틸수화물(메탄올) 500밀리리터 또는 약 1리터의 휘발유 또는 두 연료의 혼합물이 관여하는 것으로 결론지었습니다. 다음 표는 메탄올과 휘발유, 그리고 비교를 위해 프로판과 수소의 특성에 대한 몇 가지 정보를 제공합니다:
이 표의 주요 정보는 가열하면 메탄올 증기는 상승하고 휘발유 증기는 낮게 유지되며, 메탄올의 자동 점화 온도(AIT)가 휘발유보다 훨씬 높다는 것입니다. 가연성 범위가 비슷하고 휘발유의 연소 에너지가 메탄올보다 훨씬 높습니다.
선적 컨테이너 천장의 온도도 바닥보다 높기 때문에 최소 점화 에너지가 낮아집니다. 예를 들어, 250°C에서 에탄올의 최소 점화 에너지(MIE)는 0.40mJ이지만 100°C에서는 MIE가 0.21mJ입니다.
점화 소스
발화 원인을 파악하는 것이 가장 어려웠습니다. 선적 컨테이너 건물의 생산 쪽이 직접 화염에 노출되어 연료의 발화 온도 이상으로 강철이 가열되었을 수 있다는 정보가 있었지만, 화재 감시 지휘관 중 한 명이 폭발 10분 전에 선적 컨테이너 지붕에 있었으며 지붕이 뜨겁지 않았다고 진술했습니다. 보고서의 주요 온도 지표는 선적 컨테이너 제조 건물 측벽에 전기톱 두 대가 걸려 있었고 플라스틱 가스 탱크가 녹아 있었다는 것입니다. 전기톱 제조업체는 전기톱 플라스틱의 녹는 온도가 약 200°C였다고 WorksafeBC에 알려왔습니다. 이는 유출되거나 끓인 휘발유가 최소 200°C의 온도에 노출되었다는 것을 의미하며 휘발유의 AIT는 232°C입니다.
미국 해안경비대가 실시한 노출 테스트 결과, 시험 화재가 시작된 지 6분 만에 컨테이너 천장 2m 지점의 온도가 약 360°C에 달한 것으로 나타났습니다. 목격자들은 45분에서 55분 동안 화염이 컨테이너 측면을 휘젓고 있었다고 진술했습니다. 따라서 화재 테스트 결과를 토대로 전기톱이 있던 곳(그리고 전기톱에서 휘발유가 손실되고 있던 곳)의 온도가 최소 200°C 이상이거나 훨씬 더 높았을 것이라는 결론을 내릴 수 있었습니다. 그런 다음 용기 내부의 이 영역이 복사, 전도 및 대류에 의해 휘발유 및 메탄올의 자동 점화 온도보다 높은 온도로 가열되었다는 이론을 세울 수 있습니다.
컨테이너 특성
미국 해안경비대 화재 테스트는 선적 컨테이너 화재의 특성에 대한 몇 가지 기본 정보를 제공하지만, 강도 및 환기에 대한 실질적인 정보는 제공하지 않습니다. 공개된 벽 하중 정보를 바탕으로 벽의 강도를 보수적으로 추정했으며, 이러한 계산을 통해 벽의 항복 강도는 7.0kPa(1.0psi), 파열 강도는 8.4kPa(1.22psi)로 결정되었습니다. 이 값은 대략적인 추정치보다는 낮지만 방폭 패널의 면적을 결정하는 데 유용합니다.
공기 보정 통풍구는 용기를 손상시키지 않고 기후 온도 변화에 대처할 수 있도록 설계되었습니다. 통풍구를 설치하지 않으면 작은 온도 변화에도 용기 내부의 압력이 급격히 증가할 수 있습니다. 이상기체 법칙을 사용하여 용기가 환기되지 않았다고 가정하면 다음과 같은 압력 증가가 발생할 수 있습니다:
통풍구는 일반적인 선적 컨테이너의 벽과 지붕 면적의 0.0079%에 불과하기 때문에 화재 발생 시 충분한 압력을 신속하게 제거할 수 없습니다.
환기 시나리오
유사한 연료를 사용하는 운송 컨테이너 파열 및 엔더비와 유사한 사고를 방지하기 위해 NFPA 68-2012에 따라 계산을 수행했습니다. 다음 표는 표준 12m 길이 컨테이너의 다양한 연료에 필요한 파열 환기구 면적을 보여줍니다:
이러한 통풍구 면적은 용기 강도 계산의 핵심 요소는 대략적인 계산일 뿐이므로 비교 목적으로만 사용됩니다.
핵심 결론은 선적 컨테이너에 규제되지 않은 인화성 액체 또는 인화성 가스가 아주 소량만 있어도 저에너지 폭발 및 선적 컨테이너 파열을 일으킬 수 있다는 것입니다.
결론 – 화재 안전
대중과 소방관의 부상을 예방하기 위해 우리는 다음과 같은 노력을 기울여야 합니다:
- 배송 컨테이너의 화재 안전 위험에 대한 정보를 제공합니다,
- 운송 컨테이너를 임시 건물 및 구조물로 사용하기 위한 국가, 지방 및 지방 정부의 규정을 수립하세요,
- 배송 컨테이너에 보관된 자재를 규제합니다,
- 운송 컨테이너를 더 안전하게 개조할 수 있는 방법에 대한 정보를 제공합니다.
- 소방관이 선적 컨테이너 화재에 안전하게 대처하는 데 사용할 수 있는 운영 절차를 제공합니다.