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[가스신문(2025.01.08)] [가스기술사 제언-1월] 가스시설 폭발사고 예방을 위한 방폭설비 안전관리

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작성자 한국가스기술사회 작성일25-01-08 07:31 조회91회 댓글0건

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임사환 KGS 가스안전교육원 설비공학팀장(가스/기계기술사, 공학박사, CoPC)

전세계적으로 2050 탄소중립을 위한 에너지 전환이 진행되고 있으며, 여러국가들이 청정에너지 사용을 확대 중이다. 이에 따라 국내에서도 청정에너지인 수소 사용에 대한 기반 마련을 위해 세계 최초로 ‘수소경제 육성 및 수소 안전관리에 관한 법률’을 제정하여 운영 중이다. 하지만 석유 산업에서 수소 산업으로의 변화가 안전성 측면에서 꼭 좋은 것만은 아닌 것 같다. 특히 수소는 우리가 현재 사용 중인 LNG나 LPG에 비해 누출되기 쉬우며 공기와의 혼합이 빠르고 점화에너지도 낮아 위험하기 때문이다. 따라서 수소충전소에서 가스누출에 따른 폭발사고를 예방하기 위하여 가스설비에 대한 안전관리가 무엇보다 중요하다. 본 기고문에서는 가스를 취급하는 장소에서 전기 방폭설비의 안전관리 등에 대해 설명하고자 한다.

가스시설에서 가장 큰 위험 요소는 가스누출이며, 이때 발생하는 화재와 폭발 사고는 인명 피해와 함께 막대한 재산 손실을 가져올 수 있다. 따라서 이러한 사고를 예방하기 위하여 가스의 물리적, 화학적 특성을 명확히 파악하여 관리하는 것이 중요하다. 특히 수소는 앞서 얘기했듯이 분자 크기가 매우 작아 누출 가능성이 높고, 공기와 혼합된 상태에서 매우 작은 에너지로도 화재 및 폭발이 발생될 수 있기에 점화원 관리가 무엇보다 중요하다. 참고로 이러한 점화원 관리 기술이 진화되면서 오늘날의 방폭공학으로 발전되었고 가스시설의 전기설비는 방폭구조로 설치되고 있다.

방폭구조의 종류에는 여러 가지가 있으나 대부분의 가스시설 전기설비는 내압방폭구조로 되어 있다, 내압방폭구조는 폭발 자체를 방지하는 다른 방폭구조와는 달리 외함 내부에서 폭발이 일어날 수 있다고 가정한다. 대신에 외함이 폭발 압력을 견디고 동시에 내부 화염이 외부로 전이되지 않도록 하는 특징이 있다. 따라서 상/하 외함이 접하는 두 면의 틈새와 접합면의 길이를 관리하는 것이 중요하다.

일반적으로 현장에서 가장 많이 일어나는 실수는 내압방폭 외함의 덮개를 개방하기 위해 드라이버 등을 사용할 때 접합면이 손상되는 일이다. 이 경우 내부의 점화에너지가 손상된 면을 통해 외부로 전이되어 폭발을 발생시킬 수 있다. 따라서 방폭외함을 열었다가 닫을 때는 접합면이 손상되지 않도록 주의하고 볼트 체결 시 규정된 토크를 준수해야 한다. 또한 내압방폭구조는 내부에서 발생하는 폭발 압력도 견딜 수 있어야 하므로 외함의 부식 관리도 매우 중요하다. 예를 들어 접합면 부분에 부식이 발생하면 접합면 틈새가 넓어질 수 있고 접합면의 길이가 짧아져 내부의 화염이 외부로 전이될 수 있다. 또한 외함의 두께가 줄어들어 내부 폭발 시 쉽게 파괴될 수 있는 문제도 있다.

따라서 방폭설비의 올바른 기능 발휘를 위하여 주기적인 안전점검이 필수적이다. 특히 수소충전소의 경우, 수소의 물리적, 화학적 특성에 따라 화재 및 폭발 등 다양한 위험요소가 있으므로, 방폭설비에 대한 체계적인 안전관리와 함께 유자격자에 의한 시설관리가 필요하다.

참고로 방폭자격으로는 IECEx Scheme에 따라 CoPC Unit Ex 001~011가 있고, KOSHA 가이드에 따라 방폭관리자, 방폭기술자 등이 있으며, KGS 코드에 따라 방폭시설설계사, 방폭정비사 등이 있다. 이러한 유자격자에 의해 방폭설비가 설계되고 유지된다면 좀 더 확실한 안전관리가 되지 않을까 생각한다. 체계적인 방폭설비 관리를 통해 좀 더 안전한 수소경제가 우리 앞에 펼쳐지길 기원하며 이만 글을 마친다.

출처 : 가스신문(https://www.gasnews.com)

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