누출량 산정

사고시나리오 영향범위 산출 시 누출량 산정에 관한 것을 다음과 같이 공유하고자 한다.

 

 

 

누출량 산정

누출량 산정의 일반사항

시나리오 누출량은 일반적으로 다음과 같이 산정한다.

1) 사고시나리오의 경우 누출공과 누출시간 등을 고려하여 누출량을 산정한다.

2) 최악조건의 시나리오 경우 10분 동안 최대보유량이 모두 누출되는 것을 가정하여 산정한다.

 

보관시설 누출량

1) 사고시나리오

- 화재·폭발 : 보관시설에서 보관할 수 있는 시나리오 대상 물질의 최대보유량이 하기 설명하는 누출시간동안 누출된 양으로 산정한다.

- 독성 : 시나리오 대상 물질을 보관하고 있는 개별 용기 중 가장 큰 용기의 양이 하기 설명하는 누출시간동안 누출된 양으로 산정한다.

2) 최악조건의 시나리오의 경우 화재·폭발 및 독성의 경우 모두 10분 동안 최대보유량이 모두 누출되는 것으로 산정한다.

 

 

매립형 지하 저장탱크 누출량

- 펌프를 통해 사용시설로 이송하는 경우로 한정한다.

- 사고시나리오의 경우 하기 설명하는 누출시간동안 이송펌프의 토출용량(예: kg/min)을 곱한 값의 양으로 산정한다. 이 때 누출공은 지하저장탱크와 사용시설로 이송하는 펌프의 연결배관의 직경을 고려한다.

 

탱크로리 누출량

1) 사고시나리오의 경우 탱크로리 용기에 저장할 수 있는 최대보유량을 누출량으로 한다. 단, 탱크로리 저장탱크가 격벽 등으로 나누어져 있으며 각 구획간 물질의 이송을 별도로 제어할 수 있는 경우, 독성에 한하여 각 구획 중 최대보유량을 시나리오의 누출량으로 산정할 수 있다.

2) 최악조건의 시나리오 경우 화재·폭발 및 독성 모두 탱크로리 용기의 최대보유량을 기준으로 산정한다.

 

 

누출공 및 누출시간 산정

누출공 크기

1) 누출공의 크기는 취급시설에서 유해화학물질이 누출될 수 있는 가장 큰 연결구 배관직경의 20%이상으로 산정한다.

- 도금조와 같이 상부가 개방되어 있고 배수 배관 외 다른 취급시설과 배관으로 연결되지 않은 경우(배수 배관 밸브는 평상시 닫혀 있는 상태), 개방된 상부의 가로와 세로 합을 구한 후 0.5배 한 값의 20% 이상을 누출공의 크기로 한다.

2) 1)의 방법을 적용하지 않을 경우 다음의 산정방법을 참고하여 누출공을 산정할 수 있다. 단, 이 경우 관련한 근거자료를 제출하여야 한다.

- KOSHA GUIDE(P-92-2012) 누출원 모델링에 관한 지침

- KOSHA GUIDE(P-110-2012) 화학공장의 피해최소화대책 수립에 관한 기술지침

- 미국 석유화학협회의 위험기반검사 기준(API 581)에 따른 누출공 산출방법

 

 

3) KOSHA GUIDE P - 107 - 2020 (최악 및 대안의 사고 시나리오 선정에 관한 기술지침)에서 제시하는 기준

● 다음 각 목의 경우에는 배관직경을 누출공의 크기로 산정한다.

- 가장 큰 연결구의 배관직경이 50 mm 미만인 경우

- 운전온도가 350℃ 이거나, 운전압력이 10 kgf/cm2 이상인 특수설비의 경우

- 기타 탱크로리 체결부위 등 파손확률이 높은 경우

● 상기 이외의 경우에는 <표 1>을 참조하여 작성할 수 있다. 다만, 다른 기준을 적용할 경우에는 근거를 제시하여야 한다.

<표 1> 대안의 누출사고 시나리오의 누출공 선정기준 예

배관 지름	대안의 누출사고의 누출공 선정 기준
인치	인치	적용근거	참고 기준
2	2	- 다음 각 목의 경우에는 배관직경을 누출공의 크기로 산정한다. ① 가장 큰 연결구의 배관직경이 50 mm 미만인 경우 ② 특수화학설비(운전온도가 350℃ 이상이거나 운전압력이 10 kg/㎠ 이상) ③ 기타 탱크로리 체결부위 등 파손확률이 높은 경우 - 배관 지름의 20%	P-110 (A형)
3	2
4	2
5	2
6	2
8	2
10	2
12	2.4
16	3.2
18	3.6
20	4
22	4.4
24	4.8
50	10

 

 

누출시간 산정

(1) 누출시간은 현실적으로 발생 가능성이 있는 누출시간을 적용하되, 산정근거를 제시한다.

(2) 누출시간 산정근거 제시가 어려운 경우는 다음의 API 581에 따른 누출시간 산출방법을 참고하여 산정한다.

 

<표 2> 검출 및 차단시스템의 등급결정 기준

검출시스템 유형	검출등급	차단시스템 유형	차단등급
시스템 운전조건의 변화에 따라 물질의 손실(즉, 압력 혹은 흐름 손실)을 검출하기 위하여 특별히 고안된 시스템	A	어떠한 운전자의 개입 없이 공정기기나 검출기로부터 직접차단되는 시스템	A
압력설비 밖에 물질이 존재하는지를 결정하기 위해 적절히 설치된 검출기	B	누출 영역에서 멀리 떨어져 있는 제어실 또는 기타 적절한 위치에 있는 운전자에 의해서 제어되는 차단 시스템	B
육안검출, 카메라 혹은 검출기	C	수동 운전 밸브에 의한 차단	C

 

<표 3> 검출 및 차단 시스템에 기반한 누출시간

검출 시스템 등급	차단 시스템 등급	누출시간
A	A	1/4인치 누출의 경우엔 20분 1 인치 누출의 경우엔 10분 4 인치 누출의 경우엔 5분
A	B	1/4인치 누출의 경우엔 30분 1 인치 누출의 경우엔 20분 4 인치 누출의 경우엔 10분
A	C	1/4인치 누출의 경우엔 40분 1 인치 누출의 경우엔 30분 4 인치 누출의 경우엔 20분
B	A 또는 B	1/4인치 누출의 경우엔 40분 1 인치 누출의 경우엔 30분 4 인치 누출의 경우엔 20분
B	C	1/4인치 누출의 경우엔 1시간 1 인치 누출의 경우엔 30분 4 인치 누출의 경우엔 20분
C	A, B, 혹은 C	1/4인치 누출의 경우엔 1시간 1 인치 누출의 경우엔 40분 4 인치 누출의 경우엔 20분

 

다만, 아래의 사항을 고려하여 산정할 수 있다.

1) 취급시설의 수동적 완화장치와 능동적 완화장치를 적용하여 현실적으로 발생 가능성이 있는 누출시간을 고려할 수 있다. 이 경우 완화장치와 누출시간의 인과관계가 충분히 증빙되어야 한다.

2) 누출현장에서 사람이 직접 누출차단 조치를 수행해야 하는 경우는 누출을 차단할 수 있는 것으로 보지 아니하며 누출시간 산정에 적용하지 않는다.

 

 

수동적 완화장치 적용

① 본 지침에서의 수동적 완화장치는 방류벽과 같이 액체물질의 수평확산을 막는 설비 또는 사면과 천정 물리적 격벽으로 분리‧차단된 실내와 같이 액체 또는 기체물질의 확산을 막거나 완화시키는 설비를 말한다.

 

② 방류벽과 같은 수평확산 방지 설비에서 누출된 액체물질의 액체고임면적은 다음을 따라 산정한다.

1) 누출된 액체물질을 모두 가둘 수 있는 경우는 해당 방지 설비 면적을 적용하여 확산정도를 산정한다.

2) 누출된 액체물질을 모두 가두지 못하여 넘치는 경우 해당 방지 설비 면적과 넘친 액체물질이 1 cm 층을 이룬 면적을 합산하여 산정한다.

 

③ 실내에 설치되어 있는 취급시설은 다음을 고려하여 적용한다.

1) 일반적으로 실내면적을 ②의 1)의 면적으로 적용할 수 있다.

2) 실내 공간 내에서 또 다른 별도 독립된 실내 공간으로 운전되는 취급시설은 별도의 실내 공간으로 간주할 수 있다.

3) 실내 공간의 밀폐정도에 따라 다음 <표 3>에 따른 완화지수를 적용할 수 있다.

 

<표 3> 밀폐정도에 따른 완화지수

밀폐정도		밀폐조건	완화지수
			기체	액체
건물구조	정도
일반형 (Indoor)	보통	실내 건물로서 출입구 및 창문들이 상시 닫혀있는 공간	0.55	0.10
밀폐형 (Enclosure)	높음	실내 건물이나 누출 시 창문 및 외부공기 유입 댐퍼 등이 자동으로 닫히고 누출된 물질이 대기오염처리시설 등으로 자동으로 전량 배기되는 시설을 갖춘 건물	0.30	0.01
봉쇄형 (Containment)	매우높음	폭발 봉쇄(Containment) 설비와 같이 폭발 방산구 외 창 또는 개구부 등 없이 완전히 밀폐된 시설 (사람이 상주 또는 출입 가능한 장소는 적용제외)	0.17	0.001

 

④ 지하저장탱크의 경우 누출가능성이 있는 이송펌프의 위치의 상황에 따라 상기 항목을 적용한다.

 

Reference : 1.화학물질안전원지침 제2021-3호 사고시나리오 선정 및 위험도 분석에 관한 기술지침

               2. KOSHA GUIDE P-107-2020 최악 및 대안의 사고 시나리오 선정에 관한 기술지침

               3. KOSHA GUIDE P - 107 - 2020 최악 및 대안의 사고 시나리오 선정에 관한 기술지침