누출·화재·폭발사고 예방대책

누출·화재·폭발로 인한 중대산업사고 사례로부터 산업현장에서 우리가 준수하여야 할 다양한 교훈에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

누출·화재·폭발사고 예방대책 

 

중대산업사고 사례를 통하여 사고 원인을 파악하고 유사한 사고가 발생하지 않도록 대안을 제시하는 것이 필요하다. 

다음은 누출·화재·폭발사고 예방을 위해 우리가 준수하여야 할 내용을 요약하였다.

점화원의 철저한 관리

“점화원의 철저히 관리가 필요하다”

인화성 액체를 취급하는 작업 중 정전기에 의해 화재사고가 빈번히 발생하였다.

인화성 액체의 증기는 산소와 함께 존재할 경우 폭발 분위기가 형성되며, 점화원에 의해 화재·폭발이 발생할 가능성이 높다.
이러한 작업을 할 때에는 위험성평가를 통해 제조, 취급, 저장 및 운전 중 발생할 수 있는 여러 가지 점화원 등 위험요인을 파악하고 조치를 취해야 한다.
또한, 인화성 액체를 취급할 때에는 유동대전, 분출대전, 충돌대전 등에 의해 점화원인 정전기가 발생할 수 있으므로 정전기를 제거하기 위한 조치가 필요하다.
물질이나 장치 또는 사람에게 발생하는 정전기는 접촉했다 분리되면서 발생한다.
전기는 이동할 수 있으나, 전하가 대지 등으로 흘러가 제거되지 않으면 내부에 축적될 수 있다.
이렇게 축적된 정전기가 방전될 때 화재나 폭발을 발생시킬수 있는 충분한 에너지가 발생하게 된다.
동종 사고를 예방하기 위해서는 먼저 위험물질에 대한 특성을 파악하고, 물질이 가지고 있는 위험성을 제거하여야 한다.
그리고 정전기 등 점화원이 될 수 있는 것들을 확인하고 제거하는 조치가 필요하다.

 

 

신규 설비 도입 시 기존 설비에 대한 위험 검토

“신규 설비 도입 시 기존 설비에 대한 위험 검토가 필요하다”

탱크로리를 이용하여 LPG를 하역하던 중 다른 차량과 충돌로 인해 하역용 호스가 파손되고 LPG가 누출되어 화재가 발생하였다.

 

사소한 실수로 보여 질 수 있는 이번 사고는 반복적으로 일어나고 있는 사고 유형이다.
상하역용 호스를 분리하기 전에 탱크로리가 출발하거나, 이번 사고처럼 다른 차량의 충돌에 의해 파손되는 게 가장 흔히 일어나는 사고이다.
특히 인화성물질 하역장소 인근에 계근대를 신규 설치하여 상시 위험이 존재하게 되었기 때문에, 점화원으로 작용하거나 하역설비에 충격을 줄 수 있는 차량이 자주 진입하는 계근대는 안전한 장소에 설치되어야 한다.
동종 사고를 예방하기 위해서는 근본인 대책이 필요하다.
새로운 설비를 설치할 때는 새로운 설비로 인한 기존 설비에 추가적인 위험성이 생기거나 위험성이 증가되지는 않는지에 대한검토가 필요하고, 위험성이 발견되었을 시 설비 배치를 변경하는 적극적인 방법으로 위험을 제거하여야 한다..

 

 

설비 점검·검사 및 유지·보수 철저

“설비 점검·검사 및 유지·보수가 철저히 이루어져야 한다”

배관이 막혀 공정에 문제가 발생하여 해결하는 과정에서 접속부가 파손되어 위험물질이 누출되는 사고가 발생하였다.

 

공정을 운전하면서 배관 내 슬러지가 쌓일 수 있다는 것을 경험적으로 알고 있었으나, 그 위험성에 대한 검토가 이루어지지 않았다.
모든 설비는 운전 과정 중 제조, 취급 또는 저장하는 물질 및 부산물에 의한 화학설비의 부식, 막힘 등 공정 이상으로 위험이 발생할 수 있다.
주기적인 관리을 통해 이러한 위험을 발견하고 제거할 수 있다.
효과적인 설비 점검 및 관리를 수행하기 위해서는 우선 설비 건전성에 대한 점검 및 유지보수 관리지침을 작성하여 운영하여야 한다.
점검 및 유지보수 관리지침 작성 시 설비의 이상 상황을 유발할 수 있는 안전적 측면, 경제적 측면의 위험성을 모두 고려하여 설비별로 설비의 등급을 부여하고, 부여된 등급에 따라 점검의 주기와 예방정비, 예측정비 및 고장정비 등 계획 수립하고 이행하는 것이 동종 사고를 예방하는데 필요한 방법이다.

 

 

화기 작업 전 위험물질 제거

“화기 작업 전 위험물질 제거는 안전한 작업을 위한 첫 번째 원칙이다”

인화성 액체 저장탱크 상부에서 작업 중 화재ㆍ폭발 사고가 발생하였다. 점화원으로 작용할 수 있는 화기를 사용한 작업이 예정되어 있었으나, 위험물 제거가 이루어지지 않았다.

 

인화성 물질을 사용한 설비에서 작업을 하게 될 경우 작업 전 내부에 체류된 위험물은 모두 제거하여야 하며 퍼지 등 충분한 환기, 인화성 가스 또는 증기의 농도를 수시로 측정하는 등 안전조치가 완료된 후 작업을 실시하여야 한다.
동종사고를 예방하기 위해서는 작업 전 물질을 제거하고 물질이 제거되었는지 확인하는 절차가 필요하며, 화재위험작업에 대한 검토 시 화재위험 방지 대책을 충분히 마련하여야 한다.
작업 전 위험성평가(JSA 등)를 통한 작업절차를 구체적으로 마련하고 작업자가 안전하게 작업할 수 있도록 사전 교육 실시 및 작업 절차 준수 여부를 확인하여야 한다.
또한, 이를 안전작업허가 발생 시 책임자가 확인한 후 작업을 해야 한다.

 

 

공정 변경 시 위험성 검토

“공정 변경 시 위험성 검토가 충분히 이루어져야 한다”

RTO(축열식 소각로)에서 비상 정지 후 1차 화재ㆍ폭발 사고가 발생하였으며, 역화로 인해 공정에서 2차 화재·폭발 사고가 발생하였다.

 

신규로 설비를 도입할 때에는 안전장치 역시 고려되어야 한다. 그러나 사고가 난 설비에서는 화재·폭발을 방지하기 위한 안전장치(비상 배출장치, 인화성 가스농도 측정 장치, 압력방출장치 및 화염방지기 등)가 설치되어 있지 않았다. 이런 위험은 해당 설비에 대한 안전성 검토를 실시하고 적정한 안전장치의 설치 및 주기적인 점검, 정비를 통해 발견하고 제거할 수 있다.
특히, 이번사고는 신규 설비를 도입하면서 공정변경이 이루어졌으나 변경관리를 수행하지 않았다. 변경관리 절차를 통해 위험성이 검토되고 제거 및 관리되어야 하나 그렇지 못했다. 동종 사고를 예방하기 철저한 PSM 절차가 이행되어야 한다. 변경관리 절차를 통해 설비 변경에 따른 위험성을 검토하고, 위험성을 제거하기 위한 대책이 마련된다면 사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있을 것이다.

 

 

현장 조건 및 작업사항에 맞는 안전운전절차서 마련

“현장 조건 및 작업사항에 맞는 안전운전절차서를 마련하고 지켜야 한다”
배관 내 남아있는 인화성액체를 후단 설비로 이송하는 중 누출로 인한 화재가 발생하였다. 원료를 변경하는 작업 중 발생한 이상상황에 대응하기 위한 조치작업 중 발생하였다.

 

이러한 이상상황은 안전운전절차 미준수, 관련 설비의 설비적 결함 등에 따라 언제든지 발생할 가능성이 있으며, 적절한 조치가 이루어지지 않을 경우 누출 및 화재ㆍ폭발이 발생할 수 있다. 그러므로 언제, 어디서나 발생할 수 있는 이상상황에 대비하여 이상상황을 인지할 수 있는 안전설비가 구성되어 있어야 하며, 이상상황 발생에 따른 대응절차를 수립하여야 한다.
동종사고를 예방하기 위해서는, 공정에 대한 운전방법 및 위험성평가를 기반으로 안전조치가 반영된 안전운전절차를 마련하고, 관련 작업 시 이를 기반으로 철저히 지켜져야 한다.
또한, 공정설비 또는 작업방법의 변경 등으로 안전운전절차서가 준수되지 않을 경우 사전에 검토한 위험요인에 대한 안전조치가 무의미해진다. 그러므로 안전운전절차서는 현장 조건 및 작업사항 등을 파악하여 주기적으로 검토하고 보완하여 현장에서의 작동성을 강화하여야 한다.

 

 

이상반응, 부반응의 위험성 검토

“이상반응, 부반응의 위험성이 검토되어야 한다”

반응기를 이용한 공정 운전 중 이상반응 으로 인해 사고가 발생하였다. 불순물로 인해 이상반응이 발생할 수 있는 반응을 운영하였지만 대책이 마련되지 않았다.

이번 사고는 불순물 관리가 미흡하였다. 반응기에 대한 세척이 이루어지지 않았으며, 순도가 확인되지 않은 용매의 재사용, 원료와 반응성이 있는 씰오일의 사용, 품질이 확인되지 않은 원료의 사용 등 불순물이 반응기에 유입될 가능성이 높은 상태에서 운전되었다.
아주 작은 양의 불순물로도 충분히 위험한 반응을 일으킬 수 있다. 그러므로 이상반응이 우려되는 반응을 진행할 때에는 불순물에 대한 관리가 필요하다. 녹, 물, 열전달 유체, 윤활유, 금속 배관 및 장치의 부식 그리고 세척되지 않은 장치에 남아 있는 부산물 등에 의해 위험한 반응이 발생할 수 있다.
동종 사고를 예방하기 위해서는 사용하는 물질의 안전정보를 확인하여 불순물로 인한 분해나 중합과 같은 위험한 반응이 발생할 가능성이 있는지 확인하고, 가능성이 있는 경우에는 불순물이 철저히 관리되어야 한다.

 

결론

안타깝게도 과거에 발생한 중대산업사고를 분석해 보면 유사사고가 반복적으로 발생한다는 것을 알 수 있다.

사고를 예방하기 위해 어렵고, 복잡한 지식이 필요한 것이 아니라 이전에 발생한 사고들로부터 습득한 경험과 지식이 있다면 대부분의 사고는 예방할 수 있다.

따라서 사고사례를 통해 간적경험을 습득하고 우리 사업장에도 유사한 문제는 없는지 점검하여 중대산업사고를 예방하는 것이 필요하다.

Reference : KOSHA 2023 화학사고 사례연구