안전보건교육 - 저장탱크 상부 작업 중 폭발 사고 사례

안녕하세요 안전보간자료실의 브라민입니다.

21년 12월에 발생한 중대재해로 위험물이 들어있는 탱크 상부에서 VOC 회수 설비를 설치하던 중 알 수 없는 점화원으로 인해 폭발이 발생하였고, 해당 화염이 탱크 내부로 들어가 탱크 폭발로 이어져 큰 피해를 줬던 사고입니다.
그렇다면, 우리는 어떻게해야 동종재해를 막을 수 있는지 해당 사고의 원인 추정 및 대책을 알아보도록 합시다.

 

저장탱크 상부 작업 중 폭발 사고 사례 OPS

 

1. WHY 탱크 내 물질을 제거하지 못했을까?

환경부의 강화된 정책으로 탱크에서 발생하는 VOC를 회수하여 처리하여야 합니다.
해당 정책을 만들었을때, 안전하는 입장에서 굉장히 우려스러웠습니다.
위와 같은 사고가 날 것이라고 100% 예상을 했기 때문이죠.


현실적으로 우리나라에서 위험물 저장탱크를 전부 비우고 상부에서 작업을 할 수 있는 회사는 없습니다.
왜 없을까요? 우리나라는 공간이 없기 때문에 여분의 탱크를 지을 수가 없기 때문입니다.
여분의 탱크가 있다고 해서 아무 탱크에다가 비워야 하는 탱크의 물질을 넣을 수가 없습니다.

4류 1석유류로 구분되어 있는 물질을 일반적으로 *IFRT 또는 *FRT 에 들어가 있는데 이러한 유종을 *CRT에 넣을수도 없으며, 4류 1석유류로 구분되어 있는 물질을 4류 2석유류로 승인받은 탱크에도 넣을 수가 없습니다.
(IFRT - 탱크 내부에 부상식 지붕이 있는 탱크 , FRT - 지붕이 없는 부상식 지붕이 있는 탱크, CRT - 지붕이 있으나 내부에는 부상식 지붕이 없는 탱크)
그래서 해당 탱크를 비우기 위해서는 전부 사용하거나 더 이상 공장을 돌리지 않거나 하여야 하는데 현실적으로 가능할까요? 사실상 어렵습니다.

그렇다면 위 사고는 어떤 이유로 발생했으며 어떻게 현실적으로 막을 수 있는지 알아보도록 합시다.

 

2. WHY 탱크가 폭발했을까?

탱크가 폭발한 이유는 간단합니다.
탱크 내부의 유체의 증기가 외부로 나와 공기와 만났으며 점화원이 있었기 때문에 폭발하였습니다.

(1) 탱크 내부의 유체가 밖으로 나온 이유

- 탱크 내부의 증기가 통기관 또는 브리더 밸브를 통해 밖으로 나가게 하기 위해서는 두 가지 방법이 있습니다.
첫 번째, 내부의 압력의 변화를 주어 유증기를 밖으로 밀어 낸다.
두 번째, 탱크 내부의 유체의 Level 을 높여 상층의 유증기를 밀어낸다.

해당 탱크는 대기압 탱크며, 통기관이 존재했다는 점을 고려했을 때, 질소 봉입이 되어 있지 않은 탱크로 추정됩니다.
그렇기 때문에 해당 탱크의 유증기가 밖으로 나오기 위해서는 탱크 유체의 level 의 변화기 있었을 것이라고 판단됩니다.
특히, 외부의 공기가 안으로 들어간 것이 아닌 밖으로 나온 것이기 때문에 Level 이 상승 했을 것이라고 추정합니다.

(2) 점화원은 어디사 발생했을까?

해당 사고의 사고보고서 및 뉴스를 보면 탱크 상부에서 화기작업을 하지 않았다고 합니다.
단순히 플랜지 연결 작업만 있었고, 용접 작업 등인 있지 않았기 때문에 직접적인 점화원은 없었다는 것이 사측의 입장입니다.
그렇다면 점화원은 어디서 발생했을까요? 두 가지정도 예상해볼 수 있습니다.
첫 번째는 사용하는 공구가 방폭공구가 아니기 때문에 플랜지에 볼트 체결 시 스파크가 발생했을 수가 있습니다.
두 번재는 인간이 가지고 있던 정전기가 (겨울이었으며 건조했을 것이고 그러면 정전기는 더 잘 발생했을 것임) 방출되면서 점화원으로 가했을 수도 있습니다.
점화원이 무엇이었든 간에 둘다 현실적으로 막기가 어렵습니다. 방폭 공구는 실제 사용하기 어려울 정도로 강도가 낮아 플랜지 연결 시 파손되기 쉬워 거의 사용하지 못하구요. 사람의 정전기는 수시로 발생하기에 제거하기가 까다롭죠.

뉴스나 사고보고서를 보면 현실적으로 불가능한 대책만 내놓고 있습니다.
예를 들면, 탱크 상부에서 작업 시.. 탱크 내부를 비워야 한다.. 라든가 말입니다.
위에서 말했듯이 위 내용 대로 할 수 있는 탱크는.. 거의 없습니다.
그렇다면 어떻게 현실적으로 사고가 나지 않고 작업을 할 수 있을까요?

 

3. 현실적인 동종 재해 예방 방법

(1) 방폭구분도의 이해를 통한 유해위험요인 파악 및 대책 수립

- 화재 폭발이 일어나는 범위를 예상하는 방폭구분도라는 것이 있습니다.

해당 구분도에는 취급하는 인화성 가스의 폭발하한값 및 상한값, 사용 온도, 압력에 따라 대기에 해당 가스가 누출이 되었을때 점화원이 어디에 있으면 폭발 또는 화재가 발생하는 공간을 표시한 것입니다.

즉, 해당 방폭구분도 내에서는 가스농도 측정 없이 스파크를 유발할 수 있는 행위를 하거나 장치를 설치해서는 안됩니다.
이러한 기준을 가지고 탱크 통기관에서 언제 인화성 가스가 발생하는지 예상하고, 해당 행위를 하지 않아야 하며
만약 발생하더라도 언제 발생했는지 알 수 있도록 해당 위치에 가스감지기를 배치하여 인화성 가스의 농도를 수시로 확인하여야 합니다.

이러한 상태에서 화기를 사용하든 스파클르 발생시키든 하여야 문제없이 작업을 진행할 수 있습니다.

 

(2) 탱크 외부에서 화재가 발생하더라도 내부에 영향을 주지 않도록 역화방지기 또는 인화방지망을 설치하여야 하며, 유지관리를 철저하게 하여야 합니다.

- 일반적으로 탱크 통기관에는 매쉬망이 설치되어 있습니다. 통기관 끝에 설치된 매쉬망은 일반적으로 그 매쉬가 커서 인화방지망의 역할을 하지 못하며 일반적으로 버드 스크린이라고 부릅니다.

통기관과 탱크가 연결되는 연결부(플랜지)에 일반적으로 인화방지망 또는 역화방지기를 설치하는데, 법적으로 역화방지기는 인화점인 낮은 물질을 저장할때에만 설치하도록 되어 있습니다. (제가 알기로는.. 인화점 21도? 였나? 기억이 나질 않음) 대신 인화방지망은 전부 설치를 하여야 하죠.

이때 인화방지망의 매쉬는 굉장히 작아 겨울철 습기 발생 시 막힘으로 인해 탱크 운전 중 인화방지망 또는 역화방지기 막힘으로 탱크가 찌그러질 수가 있습니다. 그래서 해당 망을 훼손하거나 제거하는 등 불안전한 행위를 통해 탱크를 불안전한 상태로 만들어 버리죠.

그래서 보통 인화방지망은 설치하지 않고, 역화방지기를 설치 한뒤 역화방지기에 ET를 설치합니다 ( ET는 전기로 작동되는 힛팅 설비로 동결 및 수분이 생기는 것을 예방해줍니다).

이렇게 하면, 유지관리 미흡으로 수축할 가능성도 줄고, 외부 화재에 대해서 높은 확률로 막을 수 있기 때문에 굉장히 안전한 상태를 유지할 수가 있습니다.

이렇게 탱크의 통기관 또는 브리더밸브에 역화방지기 + ET를 설치하여 유지보수를 정상적으로 진행하였다면,
외부 화재만 발생하고 내부로는 화염이 전파되지 않아 폭발사고로는 이어지지 않았을 확률이 높습니다.


이렇게 탱크 상부 작업에서의 화재폭발이 어떻게 일어나는지, 어떤 방법으로 작업하여야 하는지 알아봤습니다.
궁금한점 있으면 언제든지 뎃글 남겨주시기 바랍니다.

 

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