반응기 외부 용접작업 중 반응기 내부 화재폭발 사고

재해개요

2020년 10월 ○○○사업장의 NCC* 공장 정제공정 Demethanizer 하부 배관의 기밀시험 준비 작업 중 Low Point(Future Valve)에 압력계를 설치하기 위해 블라인드 플랜지(Blind Flange) 체결볼트를 핸드그라인더(Grinder)로 절단하던 중 내부에 잔존하는 인화성 물질에 의한 화재가 발생하여 작업자 2명이 부상한 재해임

 

 

 

사고발생공정 및 물질

■ 사고발생공정

20년 3월 폭발사고 발생 후 단계별로 복구 작업허가․해제 과정을 통해 복구 중 이었으며, 현장 생산팀에서 실시한 자체적인 현장점검을 통해 기밀시험 수행 계획을 수립하였으며, 사고는 기밀시험 준비과정 중 발생함.(볼트해체 중 밸브 내 잔류물질이 누출·화재)

 

■ 사고발생물질

작업 구간내 Low Point(Future Valve)의 잔존 물질로 추정되며, 해당 물질은 열분해된 납사분해가스 중 수소 및 메탄 등 가벼운 물질이 제거된 Hydrocarbon으로 전체 성분 중 에틸렌 및 에탄 등 C2 성분이 약 88%임.

물질명	CAS No.	물질상태	폭발한계 (%)	인화점 (℃)	발화점 (℃)	증기밀도 (kg/m3)	비고 (wt%)
아세틸렌		액체	2.5~100	자료없음	305	0.907	1.6
에틸렌	74-85-1	액체	2.7~36	자료없음	450	0.97	76.9
에탄	74-84-0	액체	3~12.5	자료없음	472	1.05	9.7
프로필렌	115-07-1	액체	2~11.1	-107	460	1.45	9.3
부타디엔 등	106-99-0 등	액체	1.1~16.3	-76	414	1.9	2.5

 

 

 

사고발생원인

1) 화기작업 전 인화성 물질 제거 등 안전조치 미흡

- 그라인더 불티 등 점화원이 발생할 수 있는 화재위험작업의 경우 작업 전 내부에 인화성물질을 완벽히 제거하여야 하나, 밸브 누설(Passing)로 인해 내부에 체류하고 있는 인화성물질의 제거 조치가 이루어지지 않고 작업을 실시함에 따라 볼트 절단 시 누출로 인한 화재요인으로 작용함.

 

2) 기밀시험 작업절차 등 안전성 검토 미흡

- 기밀시험 실시 전, 대상 구간에 대한 압력계 설치 위치, 설치 방법 등에 따른 유해위험요인 및 적합한 작업절차를 검토하고 기밀시험 준비 작업이 이행되었어야 하나, 추가 작업에 따른 검토절차가 제대로 이루어지지 않았음.

- 작업위험성평가 시, 사고발생작업(압력계 설치)에 대한 작업절차가 충분히 고려되지 않았으며, 작업위험성평가 결과에 따른 적합한 안전대책(안전보호구 착용) 및 작업방법(Hydrocarbon 배관은 Cold Cutting)등이 반영되지 않은 것으로 사료됨.

 

3) 안전작업허가 및 이행확인 등 관리감독 미흡

- 전체 범위의 작업 내용(공장 전역 기밀시험 준비작업)을 대상으로 다수의 작업현장을 한 건의 작업허가서로 발급·승인하는 과정에서, 작업현장 특성을 반영한 구체적인 작업위험성 검토가 미비하였으며,

- 화재위험 작업임에도 불구하고, 핸드그라인더를 사용한 절단작업 실시, 화기작업 전 인화성 가스농도 측정, 안전보호구 착용 등 현장안전조치 이행상태 확인과 관리감독이 미흡하였음.

 

 

 

예방대책

1) 화재위험작업 전 인화성 물질 제거 등 안전조치 철저

- 인화성물질을 취급하는 설비 및 배관에 대하여 화재위험작업 실시 전, 미리 인화성 물질을 제거하는 등 폭발·화재의 예방을 위한 조치를 실시하여야 함.

- 배관 치환(Purge) 작업 시, 오랜 기간 닫혀있는 Future Valve의 누설(Passing)로 인해 내부에 체류할 수 있는 인화성물질 제거 여부를 검토하여야 함.

 

2) 기밀시험 작업절차 검토 철저 및 작업위험성 평가 철저

- 기밀시험 대상 구간에 대해 압력계 설치위치 및 설치방법, 화재위험작업 발생 유무 등을 사전에 검토하여 기밀시험 준비작업에 대한 작업절차를 수립하여야 함.

- 작업위험성평가 실시 시에는 해당 작업을 수행하며 수반되는 작업단계를 누락 없이 고려하여야 하며, 이에 따른 안전조치사항 및 작업방법을 준수하여야 함.

 

3) 안전작업허가 운영 개선 및 현장안전조치 강화

- 유사한 유형의 작업이 다수의 현장에서 진행되더라도, 각각의 작업 현장 별로 안전작업허가 발급/승인을 실시하여, 작업 현장의 작업감독 및 현장 안전조치사항 점검을 철저히 하여야 함.

- 화재위험작업의 안전작업허가의 경우, 내용물의 제거(Drain) 및 내부 치환(Purge) 여부를 확인하고 작업 전 인화성가스 농도를 필히 측정하여야 하며, 작업자의 안면보호구, 방염 성능의 보호복 착용 점검 등 화재위험작업에 대비한 현장안전조치 이행상태 확인 및 관리감독을 철저히 하여야 함