소화 호스

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배경

소방 호스라는 용어는 화재 진압에 사용하도록 특별히 설계된 여러 유형의 호스를 나타냅니다. 가장 일반적인 것은 고무로 된 내부 층이 있는 직물의 하나 이상의 외부 층으로 구성됩니다. 일반적으로 양쪽 끝에 나사산이 있는 금속 연결부가 있는 50피트(15.3m) 길이로 제조됩니다. 다른 호스와 달리 대부분의 소방 호스는 필요한 공간을 최소화하기 위해 평평하게 보관하도록 설계되었습니다. 예를 들어, 미국의 평균적인 소방 펌프는 킹 사이즈 침대 크기 정도의 공간에서 직경 64mm(2.5인치)의 천으로 덮인 고무 안감 호스를 366m(1,200피트) 운반할 수 있습니다.

소방 호스의 최초 기록 사용은 고대 그리스에서 이루어졌습니다. 그리스 작가 Apollodorus에 따르면, 소의 장의 한쪽 끝은 물로 채워진 방광에 부착되어 있습니다. 방광을 눌렀을 때 물은 긴 소의 내장을 통해 강제로 "불화살에 노출된 높은 곳으로" 보내졌습니다.

현대 소방 호스의 전신은 1672년 네덜란드 암스테르담에서 Nicholas와 Jan van der Heiden(Heides)에 의해 발명되었습니다. 그들의 배출 호스는 이음새가 단단히 꿰매어진 가죽으로 만들어졌습니다. 여러 섹션이 함께 결합될 수 있도록 각 끝에 황동 피팅이 부착되었습니다. 1698년에 그들은 방수를 위해 페인트나 시멘트로 코팅된 무거운 범포로 흡입 호스를 만들었습니다. 호스는 진공 상태에서 무너지는 것을 방지하기 위해 내부 금속 링으로 강화되었습니다.

초기 가죽 호스는 누수가 심했고 봉제 솔기는 압력을 받으면 파열되기 쉬웠습니다. 최초의 리벳이 달린 가죽 호스는 1808년 필라델피아에서 자원 봉사 소방관 그룹에 의해 개발되었습니다. 그들의 호스에는 누출을 방지하기 위해 피트당 20-30개의 금속 리벳(미터당 65-100개의 리벳)으로 함께 고정된 이음새가 있었습니다. 그룹의 두 구성원이 1817년에 이 디자인에 대한 특허를 취득하고 제조를 시작했습니다. 1800년대 초에는 면직물과 린넨 호스도 도입되었고 1827년에는 고무로 코팅된 호스가 도입되었지만 이러한 디자인은 1870년대까지 리벳이 달린 가죽 호스를 대체할 만큼 충분히 개발되지 않았습니다.

현대식 소방 호스는 다양한 천연 및 합성 직물과 엘라스토머를 사용합니다. 이러한 재료를 사용하면 호스를 썩지 않고 젖은 상태로 보관할 수 있으며 햇빛과 화학 물질에 대한 노출로 인한 손상을 방지할 수 있습니다. 현대식 호스는 또한 구형 설계보다 무게가 가벼워 소방관의 신체적 부담을 줄이는 데 도움이 되었습니다.

소방 호스의 종류 및 크기

소방 서비스를 위해 특별히 설계된 여러 유형의 호스가 있습니다. 양압에서 작동하도록 설계된 호스를 배출 호스라고 합니다. 여기에는 공격 호스, 공급 호스, 릴레이 호스, 임업 호스 및 부스터 호스가 포함됩니다. 부압에서 작동하도록 설계된 호스를 흡입 호스라고 합니다.

공격 호스는 소방 펌프에서 노즐로 물을 가져오는 데 사용되는 천으로 덮인 유연한 호스입니다. 이 호스의 공칭 내경 범위는 1.5인치(38mm) ~ 3.0인치(76mm)이며 최대 약 400psi(2,760kPa)의 압력에서 작동하도록 설계되었습니다. 표준 길이는 50피트(15.3m)입니다.

공급 및 중계 호스는 먼 거리의 소화전에서 소방 펌프로 물을 가져오거나 장거리에 걸쳐 한 펌프에서 다른 펌프로 물을 중계하는 데 사용되는 대구경의 천으로 덮인 유연한 호스입니다. 이 호스의 공칭 내경 범위는 3.5인치(89mm)에서 5.0인치(127mm)입니다. 이 제품은 더 작은 직경의 경우 최대 약 300psi(2,070kPa), 더 큰 직경의 경우 최대 200psi(1,380kPa)의 압력에서 작동하도록 설계되었습니다. 표준 길이는 100피트(30.6m)입니다.

임업 호스는 가파르거나 거친 지형에서 가벼운 호스가 필요한 잔디, 덤불 및 나무에서 화재를 진압하는 데 사용되는 천으로 덮인 유연한 호스입니다. 임업용 호스는 1.0인치(25mm) 및 1.5인치(38mm) 공칭 내경으로 제공되며 최대 약 450psi(3,105kPa)의 압력에서 작동하도록 설계되었습니다. 표준 길이는 100피트(30.6m)입니다.

부스터 호스는 작은 화재를 진압하는 데 사용되는 고무로 덮인 두꺼운 벽의 유연한 호스입니다. 압력이 가해지지 않을 때 원형 단면을 유지하며 일반적으로 평평하게 보관되지 않고 소방 펌프의 릴로 운반됩니다. 부스터 호스는 0.75인치(19mm) 및 1.0인치(25mm) 공칭 내경으로 제공되며 최대 800psi(5,520kPa)의 압력에서 작동하도록 설계되었습니다. 표준 길이는 100피트(30.6m)입니다.

때때로 하드 흡입이라고 하는 흡입 호스는 일반적으로 내부 금속 보강재가 있는 고무로 덮인 반강성 호스입니다. 그것은 진공을 통해 연못이나 강과 같은 가압되지 않은 소스에서 물을 빨아들이는 데 사용됩니다. 흡입 호스의 공칭 내경 범위는 2.5인치(64mm) ~ 6.0인치(152mm)입니다. 표준 길이는 10피트(3.1m)입니다.

부드러운 흡입이라고 하는 또 다른 흡입 호스는 실제로 소화전 흡입구와 가압 소화전을 연결하는 데 사용되는 짧은 길이의 천으로 덮인 유연한 배출 호스입니다. 음압을 견딜 수 없기 때문에 진정한 흡입 호스가 아닙니다.

원자재

과거에는 면이 소방호스에 가장 많이 사용되는 천연섬유였으나 현대의 호스는 대부분 폴리에스터나 나일론 필라멘트와 같은 합성섬유를 사용합니다. 합성 섬유는 추가적인 강도와 내마모성을 제공합니다. 섬유사는 다양한 색상으로 염색되거나 천연 상태로 남을 수 있습니다.

코팅 및 라이너에는 스티렌 부타디엔, 에틸렌 프로필렌, 클로로프렌, 폴리우레탄 및 니트릴 부타디엔과 같은 합성 고무가 포함됩니다. 이러한 화합물은 화학 물질, 온도, 오존, 자외선(UV) 복사, 곰팡이, 곰팡이 및 마모에 대한 다양한 수준의 내성을 제공합니다. 특정 용도에 따라 다양한 코팅 및 라이너가 선택됩니다.

단단한 흡입 호스는 강철 와이어의 내부 나선을 캡슐화하는 여러 층의 고무와 직물로 구성됩니다. 일부 매우 유연한 하드 흡입 호스는 폴리염화비닐 플라스틱 나선이 있는 얇은 폴리염화비닐 덮개를 사용합니다.

호스 연결은 황동으로 만들 수 있지만 경화 알루미늄 연결은 가볍기 때문에 더 자주 지정됩니다.

디자인

직물로 덮인 소방 호스는 보강재로 직물로 된 하나 이상의 층을 가지고 있습니다. 한 층이 있는 호스를 단일 재킷 호스라고 하며 경량이 중요하거나 호스가 자주 사용되지 않을 것으로 예상되는 곳에 사용됩니다. 임업 호스는 경량을 위한 싱글 재킷입니다. 산업용 소방 호스는 드물게 사용하기 때문에 단일 재킷입니다. 두 개의 레이어가 있는 호스를 이중 재킷 호스라고 하며 무게가 그다지 중요하지 않고 도시 소방 서비스와 같이 호스가 자주, 때로는 가혹하게 사용될 것으로 예상되는 곳에서 사용됩니다.

재킷이 있는 호스는 일반적으로 호스 내부에 접착된 고무 또는 다른 엘라스토머 재료로 된 얇은 벽의 압출 튜브로 둘러싸여 있습니다. 이렇게 하면 물이 호스 재킷을 통해 스며드는 것을 방지할 수 있습니다. 일부 임업용 호스는 천공된 고무 라이너로 만들어져 호스를 태울 수 있는 불씨로부터 보호하기 위해 재킷을 통해 약간의 물을 "흘릴" 수 있습니다.

직물 호스 구조의 또 다른 유형은 직조 압출(through-weave extrusion)이라고 합니다. 이 디자인에서 단일 패브릭 재킷은 고무 압출기를 통해 공급됩니다. 압출기는 두 가지 모두를 코팅합니다. 직기가 시작되면 필러 보빈이 날실을 통해 원사를 원으로 감습니다. 내부 재킷과 외부 재킷은 별도로 짜여져 있습니다. 외부 재킷이 코팅되어야 하는 경우 코팅 재료로 채워진 딥 탱크를 통해 배출됩니다. 고무 컴파운드로 직물의 내부와 외부를 코팅하여 내부 라이너와 외부 코팅을 동시에 형성합니다. 압출기는 고무를 재킷 직조 내부로 강제로 통과시켜 연동 결합을 형성합니다. 이 구조는 더 가벼운 무게의 호스를 생산하며 주로 더 큰 직경의 공급 호스에 사용됩니다.

제조
프로세스

소방 호스는 일반적으로 시립, 산업 및 산림 소방서에 호스 제품을 제공하는 것을 전문으로 하는 공장에서 제조됩니다. 다음은 이중 재킷, 고무 라이닝된 소방 호스를 제조하는 데 사용되는 일반적인 작업 순서입니다.

원사 준비

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1 호스 재킷을 형성하기 위해 함께 짜여진 두 개의 다른 섬유사가 있습니다. 호스를 따라 길이 방향으로 이어지는 실을 날실이라고 하며 일반적으로 방적 폴리에스터 또는 필라멘트 나일론으로 만들어집니다. 재킷의 내부 및 외부 표면을 형성하고 호스의 내마모성을 제공합니다. 호스 둘레에 촘촘한 나선형으로 감긴 실을 필러사라고 하며 필라멘트 폴리에스테르로 만들어집니다. 그들은 십자형 날실과 외부 재킷이 코팅되면 오븐을 통과하여 코팅이 건조 및 경화됩니다. 고무 라이너가 압출됩니다. 재킷과 라이너를 결합하여 호스를 만듭니다. 내부 수압에 저항하는 힘을 제공하십시오.

방적 폴리에스터 날실은 원사 제조업체에서 특별히 준비하여 호스 공장으로 배송됩니다. 더 이상의 준비는 필요하지 않습니다.

2 연속 필라멘트 폴리에스터 섬유가 7-15개의 섬유 다발로 함께 모여서 트위스터 프레임에서 꼬여 충전사를 형성합니다. 그런 다음 합사 및 꼬인 실을 필러 보빈이라는 스풀에 감습니다.

재킷 짜기

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3 날실은 원형 직기를 통해 세로로 아래로 공급될 크릴에 배치됩니다. 필러 얀이 있는 두 개의 필러 보빈이 직기의 제자리에 놓입니다.

4 직기가 시작되면 필러 보빈이 날실을 통해 원사를 원으로 감습니다. 보빈이 통과하자마자 직기는 인접한 날실의 각 쌍을 십자형으로 교차하여 그 사이에 충전사를 가둡니다. 이 직조 과정은 Pjacket의 하단이 베틀을 통해 천천히 아래로 당겨지고 보빈이 계속해서 팽팽한 나선형으로 재킷의 둘레를 충전사를 감싸면서 고속으로 계속됩니다. 직조 재킷은 테이크업 릴에 평평하게 감겨 있습니다.

5 겉옷과 겉옷을 따로 짠다. 내부 재킷은 외부 재킷 내부에 맞도록 약간 작은 직경으로 짜여져 있습니다. 예상 수요에 따라 한 번에 수천 피트의 재킷을 짜기도 합니다. 검사 후 두 재킷을 보관합니다.

6 외부 재킷이 코팅되는 경우 코팅 재료가 채워진 딥 탱크를 통해 배출된 다음 코팅이 건조 및 경화되는 오븐을 통과합니다.

라이너 압출

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7 연화되고 끈적한 경화되지 않은 고무 블록이 압출기에 공급됩니다. 압출기는 고무를 데우고 내부와 외부의 단단한 원형 조각 사이의 구멍을 통해 고무를 눌러 튜브형 라이너를 형성합니다.

8 그런 다음 고무 라이너를 오븐에서 가열하여 가황 또는 경화라고 하는 화학 반응을 겪습니다. 이것은 고무를 강하고 유연하게 만듭니다.

9 경화된 라이너는 미경화 고무의 얇은 시트를 형성하고 라이너 외부를 감싸는 고무 캘린더라는 기계를 통과합니다.

호스 형성

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10 재킷과 라이너를 원하는 길이로 자른다. 내부 재킷을 외부 재킷에 삽입한 다음 라이너를 삽입합니다.

11 조립된 호스의 양끝에 스팀 연결부가 부착되어 있고, 호스에 가압된 스팀이 주입됩니다. 이로 인해 라이너가 내부 재킷에 대해 부풀어 오르고 경화되지 않은 고무의 얇은 시트가 가황되어 내부 재킷에 라이너가 접착됩니다.

12 금속 연결부 또는 커플링이 호스에 부착됩니다. 각 커플 링의 외부 부분은 외부 재킷 위로 미끄러지고 내부 링은 고무 라이너에 삽입됩니다. 확장 맨드릴이라는 도구가 호스 내부에 삽입되어 링을 확장합니다. 이렇게 하면 링과 커플링 외부의 톱니 사이에 재킷과 라이너가 압착되어 호스 주위에 씰이 형성됩니다.

호스 압력 테스트

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13 미국 소방 협회(National Fire Protection Association)에서 설정한 표준에 따르면 새로운 이중 재킷, 고무 라이닝된 공격 호스의 각 길이는 600psi(4,140kPa)까지 압력 테스트를 받아야 하지만 대부분의 제조업체는 800psi(5,520kPa)까지 테스트합니다. 배송 후 호스는 소방서에서 매년 400psi(2,760kPa)까지 테스트합니다. 호스에 압력이 가해지는 동안 누출이 있는지 검사하고 커플링이 단단히 부착되어 있는지 확인합니다.

14 테스트 후 호스는 배수, 건조, 롤링되어 고객에게 배송됩니다.

품질 관리

최종 압력 테스트 외에도 각 호스는 제조업체의 각 단계에서 다양한 검사와 테스트를 거칩니다. 이러한 검사 및 테스트에는 육안 검사, 내오존성 테스트, 가속 노화 테스트, 라이너와 내부 재킷 사이의 접착력 테스트, 압력 하에서 호스 비틀림 정도 측정, 치수 검사 등이 포함됩니다.

미래

지난 20년 동안 소방 호스 건설의 추세는 더 가볍고 강하며 유지 보수가 적은 재료를 사용하는 것이었습니다. 이러한 추세는 신소재와 제조 방법이 발전함에 따라 앞으로도 계속될 것으로 예상됩니다.

이러한 추세의 결과 중 하나는 이전에는 불가능했던 직경의 경량 공급 호스를 도입한 것입니다. 최대 150psi(1,035kPa)의 정격 압력과 최대 12인치(30.5cm) 직경의 호스를 사용할 수 있습니다. 이 호스는 대규모 산업 소방은 물론 재난 구호 활동 및 군사 작전에 응용될 것으로 예상됩니다.