제목 : 수소누출로 인한 화재·폭발
업종 : 전자제품 제조
기인물 : 수소(H2)
피해정도 : 사망1명, 화상1명
재해유형 : 화재·폭발
날짜 : 1992년 01월
1. 재해발생 개요
1992년 1월 ○일 20 : 40분경 ○○반도체의 수소(H2) 저장실에서
수소용기 교체중에 수소가 누출되어 폭발·화재가 발생하여 1명이
사망하고 1명이 화상을 입은 재해임.
2. 재해발생 설비
가. 수소사용 공정
┌─────────────────────────────────┐
│ │
│ ＊재해장소 │
│ ┏━━━━┓ ┌───┐ │
│ ┃ 수 소 ┃ │질 소│ │
│ ┃ 저장실 ┃ │탱 크│ │
│ ┗━━┯━┛ └─┬─┘ │
│ │ │ │
│ │ │ │
│ ┌──┐ ┌──────┐ │H2 공급 │N2공급 │
│ │Chip├──▶│Chip Loadint├─┐ ▼ ▼ │
│ └──┘ └──────┘ │ ┌────────┐ │
│ ├──▶│ Main Soldering ├─▶ │
│ ┌──┐ ┌──────┐ │ └────────┘ │
│ │Lead├──▶│Lead Loading├─┘ │
│ └──┘ └──────┘ 최고사용 온도 : 420℃ │
│ │
│ │
│ ┌────────┐ H2 65％─┐ │
│ ───▶│ Coating 공정 │ │ 혼합투입 │
│ └────────┘ N2 35％─┘ │
│ │
└─────────────────────────────────┘
나. 수소 저장실 설비 현황
┌───────┬─────────────────┬───────┐
│ 구 분 │ 현 황 │ 비 고 │
┝━━━━━━━┿━━━━━━━━━━━━━━━━━┿━━━━━━━┥
│ 설 치 연 도 │ o 1984년도 │ │
├───────┼─────────────────┼───────┤
│ 크 기 │ o 3,100㎜×6,300㎜×2,500㎜ │ │
├───────┼─────────────────┼───────┤
│ │ o 재질 : 압력 배관용 탄소 강관 │ │
│ 배 관 │ │ │
│ │ o 크기 : 25㎜ (주관) │ │
├───────┼─────────────────┼───────┤
│ │ o 내용적 : 47ℓ │ o 공병 : 15개│
│ 사 용 용 기 │ o 내압시험압력 : 250㎏/㎠ G │ o 실병 : 14개│
│ │ o 충전압력 : 150㎏/㎠ G │ │
├───────┼─────────────────┼───────┤
│ 연 결 기 관 │ o 46개소(양방향 각 23개소) │ │
├───────┼─────────────────┼───────┤
│ 가스사용량 │ o 40∼50개(288㎥/일) │ │
├───────┼─────────────────┼───────┤
│ 교 체 작 업 │ o 1일 2회 │ │
└───────┴─────────────────┴───────┘
다. 저장실내 설비 개략도 [그림 참조]
라. 수소물성
┌────┬────┬────┬──────┬─────┬─────┐
│ 항 목 │ 분자량 │ 비 중 │발화점(℃) │ 폭발범위 │최소발화 │
│ │ │ │ │ (％) │에너지(mj)│
├────┼────┼────┼──────┼─────┼─────┤
│ 물 성 │ 2.06 │ 0.0695 │ 530(공기중)│ 4∼75 │ 0.074 │
└────┴────┴────┴──────┴─────┴─────┘
3. 재해발생내용
가. 발생전후 상황
가스 관리책임자인 피재자(화상)가 공병을 교체 작업중에
피재자(사망)가 들어와 함께 지관에 실병을 연결하고 밸브를
조작하는 도중에 다량의 수소가 방출되어 관리책임자가 밸브를
잠그려 하는 순간 “꽝”하는 폭발음과 함께 폭발하여 재해가
발생하였음
나. 수소누출 및 체류
1) 기존 저장실내에 부분적으로 수소가 누출된 상태에서 용기 교체시
누출가스에 의해 저장실내 폭발 분위기가 형성 되었을 가능성이
있으며
2) 용기를 지관에 연결하는 과정에서 연결상태 불량으로 밸브 작동시
연결접속부에서 수소가 누출될 수 있음(목격자 확인)
다. 점화원
1) 피재자(사망)가 누출을 차단하기 위해 Wrench(비방폭공구) 등을
사용하여 급히 연결부를 조이는 과정에서 공구가 용기, 배관 또는
연결부 (재질 : 동)에 부딪치면서 Spark가 발생하여 점화원이 될
수 있음.
2) 수소 분출과정에서 고압분출로 인한 반작용으로 용기가
쓰러지면서 용기와 용기 또는 용기와 바닥간의 충격으로 Spark가
발생하여 점화원이 될 수 있음.
3) 수소가 분출되면서 고압에 의해 연결부가 용기의 접속부를 이탈된
배관이 압력에 의해 용기를 때리면서 Spark가 발생하여 점화원이
될 수 있음.
4. 재해발생 과정
┌───────────┐ ┌───────────┐
│용기배관 연결상태 불량│ │용기 교체시 수소 누출 │
└────┬──────┘ └─────┬─────┘
│ │
└────────┬────────┘
│
▼
┌────────────┐
│ 가연성 가스(H2) 체류 │ ┌───────┐
└─────┬──────┘ │ 점 화 원 │
│◀──────── ├───────┤
│ │ 금속간 충격 │
▼ │ Spark │
┌────────────┐ └───────┘
│ 폭 발 · 화재 │
└────────────┘
5. 재해원인
가. 직접원인
1) 용기교체작업 미숙
가연성 가스의 누출 지점으로 추정되는 배관 연결부의 연결상태가
불량한 상태에서 밸브 개방시 수소가 연결부에서 누출됨
2) 점화원 관리 미숙
재해발생 장소는 1종 위험 장소로서 방폭형 공구를 사용하여
작업을 하여야 하나, 재해당시 비방폭형 공구를 사용함으로써
공구와 주위물체와의 충격시 Spark가 발생하여 누출가스에 점화,
폭발 되었을 것으로 추정됨
3) 응급조치방법 미숙
응급조치시 우선 용기의 주밸브 미작동 등 응급조치 작업의
미숙으로 수소가 다량 누출됨
나. 간접원인
1) 고압가스 용기 보관상태 불량
고압가스는 전도로 인한 재해를 예방하기 위해 전도방지 시설을
하여야 하나 재해장소는 전도방지 시설이 되어 있지 않아
용기전도로 인한 1차 폭발발생 및 다른 용기에 화재가 확산하게
되었음
2) 안전수칙준수 미흡
피재자가 고압가스 사용에 대한 전문지식이 없는 관계로 용기
교체작업시 밸브 조작의 미숙, 비방폭공구 사용, 보호구 미착용
및 안전수칙 준수가 미흡했던 것으로 사료됨
6. 재해예방 대책
가. 용기교체시 배관작업 철저
수소(H2) 등의 위험물을 취급하는 배관작업시는 접속부에서
위험물의 누설을 방지하기 위하여 적정규격을 사용토록 하고
작업후 조임상태, 위험물 누출가능성 여부를 반드시 확인후에
밸브작동 등을 실시토록 함
나. 방폭형 공구 사용 및 접지
가연성 가스 등을 취급하는 위험지역에서는 철제공구 등에 의한
충격 등에 의하여 점화원이 발생을 방지하기 위해 베릴리움(Be)
합금 등의 방폭형 공구를 반드시 사용토록 하고, 수소배관의
주관에서 정전기 축척에 의한 착화원을 제거시키기 위해 접지선을
연결하여 접지하도록 하고 접지저항은 10Ω 이하로 유지,
정기적으로 접지저항을 측정 관리토록 함
다. 용기관리 철저
고압용기는 전도위험성이 없도록 전도방지용 띠를 사용하여
보관하고 실병과 공병은 구분이 용이하도록 별도 구분하여
사용후에는 빈 용기에 캡을 부착시켜 보관토록 함
라. 저장실 구조
고압용기보관 장소의 외벽은 내화구조로 하고, 지붕은 불연성의
재료를 사용하며, 공기와 혼합하여 폭발성의 혼합가스가 생기지
않도록 적절한 환기시설을 갖추도록 함
마. 안전점검 및 교육철저
고압가스에 관한 특별교육을 받은자로 하여금 용기저장실로부터
사용공정에 이르는 배관 및 접속부, 호스 등의 체결상태 및
누설여부를 철저히 점검하고, 작업자에서 정기적인 용기교체
작업순서 등에 관한 안전교육을 실시하고, 용기저장실에는
안전상의 조치 등을 명시한 안전수칙 등을 부착하여 작업자에게
경각심 고취 및 용기교체 작업시 안전수칙을 준수토록 함
|
