폭발위험장소 구분을 위한 위험성평가

폭발위험장소의 설정에는 다양한 방법이 있으며 국외 관련 지침에서 제시하고 있는 다양한 누출원 기법을 적용하기가 어려운 경우에는 위험성평가(Risk Assessment)를 적용하여 폭발범위를 구분하는 방법을 활용할 수 있다.

 

 

 

폭발위험장소 구분을 위한 위험성평가

위험성평가 목적 및 방법

폭발위험장소의 설정에는 다양한 방법이 있으며 국외 관련 지침에서 제시하고 있는 다양한 누출원 기법을 적용하기가 어려운 경우에는 위험성평가(Risk Assessment)를 적용하여 폭발범위를 구분하는 방법을 활용할 수 있다.

폭발위험장소 구분에 모두 적용 가능한 일반적인 방법은 존재하지 않으며, 평가 결과만으로 단순히 위험장소가 정확하게 구분되었다거나 잘못되었다고 판단할 수는 없다.

작업 및 공정 변경이 추가된 기존 설비의 위험장소 구분에 있어서는 보다 세밀한 위험장소 구분과 평가가 필요하다. 그러므로 대부분의 관련 국제 규정에서는 전문가의 판단을 전제로 하고 있으며 위험의 발생 확률(Probability)과 크기(Consequence)를 활용하여 위험성(Risk)을 조사하고 있다.

폭발위험장소 구분을 위한 위험성평가 방법은 누출원의 누출 확률과 설비의 보호장치 등을 활용하여 폭발위험장소를 설정하고 있다.

기본적으로 KS C IEC 60079-10을 기준으로 누출량, 환기등급 등을 조사하고 필요한 경우에는 국외코드(API, EI, NFPA 등)를 참조하여 폭발위험장소 구분과 폭발범위를 결정한다. 보다 정확한 폭발위험장소 구분을 위해서는 가스 등의 취급 장치와 설비의 배치와 운전조건, 누출등급, 환기 등급 및 유효성, 가스감지기 및 경보 장치의 설치 여부와 위치 등의 사항도 함께 검토해야 한다.

 

 

위험성평가 절차

인화성 가스 등의 취급장소에 대한 폭발위험장소 구분 시에 누출원과 관련하여 참조 가능한 과거 자료가 없는 경우에는 위험성평가 실시를 통하여 설정할 수 있으며 평가 절차는 그림 1과 같은 방법으로 수행한다.

구체적인 평가 절차는 이하의 ①∼⑤의 5단계에 따라 실시한다.

① 1단계 : 폭발위험성의 확인과 및 폭발위험농도의 발생 확률을 조사, 결정

② 2단계 : 착화위험성의 조사 및 발생 확률의 결정

③ 3단계 : 착화에 따른 폭발 발생 가능성의 결정

④ 4단계 : 목표 수준의 위험성과 보호등급에 대한 달성 가능성의 평가

⑤ 5단계 : 위험성을 저감시킬 수 있는 관리적, 공학적 대책을 수립

 

<그림 1> 폭발위험장소 분류를 위한 위험성평가 예시

 

 

폭발 위험장소의 설정

위험장소 구분을 위하여 직접 누출원 접근법(Direct example approach), 점 누출원 접근법(Point source approach), 그리고 위험 기반 접근법(Risk- based approach)의 3가지 평가 기법을 적용하여 사용하고 있다.

(1) 직접 누출원 접근법(DEA, Direct example approach) : 인화성 물질 취급설비의 위험장소를직접 구분하는 전형적인 방법으로, 설비 배치도 및 크기·취급물질의 종류, 환기 등을 고려한 경험적 방법이다.

(2) 점 누출원 접근법(PSA, Point source approach) : 설비의 운전 온도 및 압력·환기의정도및 유형 등의 변화가 커서 도표 이용방법이 곤란한 경우에 적용하는 것으로누출원의 누출 확률을 알아야 한다.

(3) 위험 기반 접근법(RBA, Risk-based approach) : 누출확률을 모르거나 자주 변화되는시스템에서 2차 누출의 크기를 결정할 때 사용하는 방법으로, 주로 기존 설비에유용하다.

 

직접 누출원 접근법은 일반적인 설비에 주로 사용되고 있는 기법이며, 점 누출원 접근법은 대부분의 누출 상황에 적용이 가능한 방법이다. 또한 위험 기반 접근법은 점 누출원 접근법에 의한 2차 누출등급에 따른 위험장소의 구분 범위를 줄이기 위하여 사용되는 선택적 방법이라고 할 수 있다.

 

 

위험성평가를 기반으로 하는 위험장소 설정 절차

위험성평가기법을 바탕으로 하는 위험장소를 설정하는 절차는 다음 그림과 같다.

 

<그림 2> 위험성평가를 기반으로 하는 위험장소 설정 절차

 

【1 단계】: 위험장소 설정 대상 검토

【2 단계】: 관련 정보 수집

【3 단계】: 누출원 파악 및 분석

【4 단계】: 누출 위험성 평가

【5 단계】: 위험장소의(종별 및 범위) 설정

 

EI 15 기준 위험성평가

EI 15의 기준에 따른 위험성평가를 하는 경우에는 장비 및 구성 시스템의 요소, 그리고 공정 단위로 구성된 설비를 포함한 주변 설비까지 확대하여 폭넓게 검토하고, 이하와 같이 내용으로 착화 및 화재폭발의 위험성을 검토한다.

① 장비 및 보호 시스템과 관련 구성 요소

② 취급 물질 관련의 장비 및 설비, 보호시스템과 구성요소 등의 상호 관계

③ 장비 및 보호 시스템, 구성요소 내에서 실행되고 있는 공정

 

Reference : 1. KOSHA 화학물질의 누출특성을 고려한 위험장소 설정기준 개선방안 연구

2. KOSHA GUIDE E - 143 - 2015 위험성평가를 기반으로 하는 인화성 액체 취급장소에서의 폭발위험장소 설정에 관한 기술지침