제목 : 납사유출로 인한 화재폭발
업종 : 석유정제업
기인물 : 납사
피해정도 : 사망1명, 주경상8명
재해유형 : 화재
날짜 : 1991년 00월
1. 재해개요
1991년 ○월 ○일 15:58분경 ○○공장 석유 정제공장내 열교환기
부근에서 분리된 납사가 분출되면서 폭발하여 화재가 발생한 재해임.
2. 재해발생내용
가. 재해정도
1) 인적 피해 : 9명(사망 : 1명, 중화상 5명, 경상 : 3명)
2) 재산 피해 : 수억(추정)
나. 재해발생설비
1) 배관 운전조건
┌───────┬─────────┬───────────┐
│ 구 분 │ 온 도(℃) │ 압 력(㎏／㎠ G) │
├───────┼─────────┼───────────┤
│ 설 계 │ 150 │ 11.9 │
├───────┼─────────┼───────────┤
│ 운 전 │ 110 │ 7.5 │
└───────┴─────────┴───────────┘
2) 배관설비 사양
가) 배관(Pipe)
- 크기(Size) : 4＂ Sch·80
- 재질(Mat’1) : Carbon Steel(ASTM A－106)
나) 엘보우(Elbow) : 4＂, ASTM－234 WPB STP RADIUS
3) 납사 물성
┌───┬─────┬─────┬────────┬─────────┐
│ 구분 │인화점(℃)│발화점(℃)│ 폭발범위(vol％)│최소착화에너지(mJ)│
├───┼─────┼─────┼────────┼─────────┤
│ 물성 │ 20∼－40 │ 300 │ 1 ∼ 8 │ 0.25 │
└───┴─────┴─────┴────────┴─────────┘
4)
[그림1] 사고설비 주변 상세도
[그림2] 사고당시 위험지역내 공사용 전기설비 배치도
3. 재해 발생 상황
가. 작업 및 주변상황
사고방생 설비는 당시 정상운전 중으로 주변설비 Stabilizer의
Reboiler에 대한 정비보수 작업계획에 의하여 보수전문 하청업체가
분해 조립 후 수압시험(Hydrostatic Test)을 실시하였으며
주변에는 정비작업시에 사용되는 임시 분전반, 변압기,
전기용접시, 전기오븐(용접봉건조용)등 공사용 임시전원설비의
충전부가 노출된 상태로 설치되어 있어 가연성 가스가 누출되는
경우 이들이 점화원으로 작용하여 화재·폭발이 발생될 충분한
분위기였음.
나. 납사 분출 원인
1) 사고발생 설비로 추정된 열교환기등에 대한 정밀조사를 실시한
결과 설비자체에 대한 특별한 이상을 발견할 수가 없었음.
2) 납사 분출과정을 최초로 목격한 작업자에 의하면 납사 예열용
열교환기 공급배관상의 온도 측정구(Thermowell)로 추정되었으며
사고발생후 Plug가 부착되었고 주변상황을 고려할 경우 납사
분출지점은 온도 측정구로 판단되었음.
다. 점화원
점화원으로는 납사가 분출시에 정전기 발생과 보수 정비공사에
사용된 용접기분전반, 변압기, 용접봉건조기(400℃)등 전기설비에
의한 점화등 점화원의 많은 요인이 상존한 상태에서 납사가 분출된
경우 가연성 물질이 폭발될 가능성은 매우 높은 상황이었음.
라. 재해진행과정
┌──────────────┐
│ 측정구(Well) 체결상태 불량 │
└──────┬───────┘
▼
┌──────────────┐
│ 측정구 (Well) 이탈 │
└──────┬───────┘
▼
┌──────────────┐
│ 납사다량 분출 │ ┌─────────┐
└──────┬───────┘ │ 점화원 │
│ ├─────────┤
│ ◀──────────┤공사용 전기설비 │
▼ │＜배전반, 변압기, │
┌──────────────┐ │ 전열장치등＞ │
│ 폭발 · 화재 │ └─────────┘
└──────────────┘
4. 재해요인
가. 직접요인
1) 납사분출 요인
가) 계장설비 접합부 관리상태 불량
납사가 분출된 장소로 추정되는 온도 측정구(Thermowell)는
Coupling형으로 정상적으로 설치되었을 경우 설비자체 진동
또는 외부 충격에 의하여 이탈 또는 탈락이 용이하지 않지만
사고부위의 온도측정구의 나사선 손상부위 및 사고주변 상황을
고려하여 볼때 온도측정구(Well) Coupling를 제거한 후에 일반
Plug가 부착되어진 상태에서 외부충격이나 기타요인에 의하여
Plug가 이탈되어서 납사가 분출된 것으로 추정됨.
나) 위험지역내에서 운전중 정비작업
사고 발생지점은 가연성 가스의 누출요인이 상존하는 지점으로
정상운전중에 정비보수작업을 실시함으로써 분해·조립과정에서
운전중인 사고설비에 충격을 가하므로써 가연성 가스(납사)가
외부로 분출된 직접적인 원인이 될 수 있을 것으로 추정됨.
2) 접화원 관리
- 방폭지역내 비방폭형 전기설비 설치
사고발생 지점은 방폭지역 분류상 2종 장소(DIV. 2)로 구분되며
설비고장, 이상반응 , 파열 등 각종 사고발생시 화재, 폭발
위험분위기가 조성될 가능성이 있는 장소인데 사고당시
전기용접기, 전기오븐, 변압기, 배전반 등 비방폭형인 각종
임시 전기설비를 방폭지역에 설치하여 납사 가스 누출시에
이들 전기설비중 어느 하나가 직접적인 점화원으로 작용된
것으로 판단됨.
나. 간접원인
- 정비작업자에 대한 감독불량
위험지역에서 대정비작업을 보수전문업체와 하청계약상태에서
작업을 수행하는 이들에 대한 교육 및 감독이 불충분함으로써
크레인등에 의한 설비이동시 부주의로 운전설비에 충격을 가할 수
있는 요인이 될 수 있음.
5. 재해예방대책
가. 기술적대책
1) 화학설비 점검시 안전기준 준수 철저
화학공장에서 정상운전 중에 운전자가 정상상태 및 이상조건의
범위를 사전에 숙지하고 또한 이상조치 방법을 기준화하여 이들
예방정비 활동을 철저히 준수하도록 함.
특히, 유해·위험설비의 안전성이 정상상태로 유지보존되고
있는지를 확인하고 수시 점검을 통한 예방정비 업무는 설비안전을
유지하는데 절대적인 요구사항임.
2) 방폭전기설비 안전대책 강구
변압기, 배전반, 전열장치, 전기용접기 등 공사용 임시전기설비를
설치시에는 방폭(위험)지역밖에 설치하도록 한다.
방폭지역 범위내 설치시에는 변압기, 배전반 등 방폭구조가
가능한 기기는 해당 위험지역에 적합한 방폭형 전기기기를
설치하도록 한다. 또한 방폭지역내 전기용접기, 전동공구등
화기작업은 원칙적으로 금지하여야 하며 충분한 사전안전조치를
강구하여야 한다.
3) 정비작업시 사전 안전확보
정비작업시에도 인접 공장 또은 가까운 주변의 화학설비등
가동상태에서 안전조치가 미흡 할 수 있음. 따라서 공사시에는
화기작업등의 위험작업이 수반되므로 위험작업허가시는 운전설비
부서에서 사전 승인토록하고 인접기기와의 사이에 차단막을
설치하거나 물분무설비가 있는 경우에는 반드시 물분무설비를
가동하는 등 필요한 조치를 취한 후 정비작업이 되어야 함.
나. 관리적 대책
1) 공사 관리·감독 철저
화학설비 등 정상 운전설비 주변에서 정비 보수 작업시에는
관련부서에서 안전조치 여부를 사전에 확인하고 안전한 상태에서
정비보수가 이루어지는지를 철저히 지도 감독하고 또한 긴급
조치를 취할 수 있는 별도의 감독자를 선임하여 공사 현장에 상시
배치하도록 함.
2) 하청업자 안전관리 철저
계약자나 하청업체에게 안전수칙과 안전작업 절차를 철저히
지키도록 교육을 사전에 실시하고, 또한 계약자에 대한 안전 및
재해방지지침을 제정하여 세부작업사항 및 각 계약서에 명시하고
감독관을 임명하여 감독을 철저히 하도록함.
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