화학공장의 사고 현황과 예방을 위한 대책 고찰

국길현, 정귀택, 강춘형, 김도형*, 박돈희

전남대학교 화학공학부, 응용화학부*

A Study on Present Status and Prevention Measures of Safety-related Accidents in Chemical Plants

Kil-Hyun Kook, Gwi-Taek Jeong, Choon-Hyoung Kang,

Do-Heyoung Kim*, Don-Hee Park

Faculty of Chemical Engineering, *Faculty of Applied Chemistry,

Chonnam National University

서론

1955년 충주와 1958년 호남비료의 착공과 1962년부터 시작된 경제개발로 인해1960년대의 비료화학공업이 주인 화학설비 산업이 1970년대에는 장치산업인 석유화학산업시대로 계속적인 산업화의 과정에서 기존의 기계설비들이 고압화, 고마력화 되었고 산업시설 및 설비는 첨단화, 대형화, 자동화 및 시스템화가 되어감에 따라 단순한 설비에 비하여 많은 위험요소가 잠재되어 있어 위험요소의 발견이 어려울 뿐만 아니라 고도의 장치산업으로서 사소한 부주의에 의해서도 대형사고 또는 중대재해로 확대될 가능성이 크다. 원료, 중간제품, 첨가제, 용제 및 각종 제품 등 또한 가연성, 폭발성의 위험물 형태 및 유독물인 경우가 대부분으로 합성과 반응과정 등에서 물리·화학적 위험요소를 다량 보유하고 있을 뿐 아니라 물량 또한 대량인 경우가 많고 취급설비도 과정마다 물성치에 의한 사고 위험과 설비관리상의 사고 위험 등 많은 사고인자를 내포하고 있다. 이들이 사고로 연결되는 과정 또한 시간적으로 시급한 경우가 많아 대부분 1차 사고가 2차적인 사고를 유발하여 인명 및 설비 더 나아가 주변 공장 및 인근 주민의 재산 및 인명 피해와 환경에도 막대한 손해를 끼치게 된다. 또한 이로 인한 설비파손은 재산상 매우 큰 손실을 가져오고 파손된 설비를 복구하는데 상당한 기간이 소요되어 이와 관련된 산업에 필요한 원재료 수급 등에 차질을 가져와 국가 전체 경제에까지 커다란 영향을 미치는 경우도 많다.

본 연구에서는 국내외 화학산업의 사고현황을 분석하고 이를 예방하기 위한 각종 문제점의 파악과 대책 그리고 예방차원의 각종 활동을 심층 분석하고자 한다.

국내 중대산업사고 분석

1960년대 중반부터 시작된 중화학공업 육성 정책에 따라 우리나라의 중화학공업은 모든 산업분야 발전의 획기적 기반이 되었으며 산업구조를 근대화시킴으로서 우리나라를 신흥 공업국으로 발전시키는데 중추적 역할을 하였다. 앞으로도 중화학공업은 계속발전 될 것이고 설비 규모의 확대와 신물질, 신공정의 개발과 함께 자동화 시스템이 개발 도입으로 잠재위험의 증가에 따라 화재·폭발 및 독성물질의 누출 확산 등의 중대산업사고 위험과 피해는 상대적으로 더욱 커질 것으로 예상된다.

1) 연도별 분석

1992년도 (14건)에서부터 1993년도 (34건)까지 집중적으로 사고가 발생한 원인은 정부로부터 석유화학공업 분야에 대한 투자 조정이 해지된 직후, 각 기업     들의 화학공장 건설이 일시에 되었기 때문으로 분석되었으며 이러한 집중투자와 관련하여 숙련된 운전기술자 및 기능인력의 절대 부족 등과 건설분야의 인력난으로 공장건설을 위한 기술적·질적 수준의 하락도 중대사고 다발의 한 원인으로 분석되고 있고 1997년도에 중대산업사고의 조사건수가 많은 것은 공정안관리제도의 도입으로 중대재해가 아닌 사고를 조사하였기 때문으로 분석된다(그림 1).

2) 산업별 분석

산업별 사고건 수 조사는 그림 2.에 나타냈다. 사고발생건 수는 일반화학〉   정밀화학〉기타산업〉기계〉석유화학·정유〉가스업 순으로 그림 2.에서 기계 및 기타산업(전자, 섬유, 비화학제품, 제조업)은 비화학 분야의 제조업으로서      화학 및 가스시설에서의 화재, 폭발 및 독성물질 누출 사고를 말하는 것이다. 그림 2.에서보면 화학공장외의 사업장에서도 위험물에 의한 중대산업사고가 총 115건중 36건(기계 및 기타산업)이 발생되어 전체 중대산업사고의 31%를 차지하고 있으므로 현재 시행하고 있는 공정안전관리제도를 기타업종에도 확행하여 종합적 안전관리를 할 필요성이 요구되고 있다.

정밀화학분야의 사고 또한 21건으로써 18.3%를 차지하고 있는 것은 대부분     중소규모의 공장으로써 자본과 기술이 영세한 데에도 기인하고 있으며 새로운  제품의 개발이나 물질의 사용은 이루어지고 있으나 물질자체의 위험성이나 제조공정 및 설계 등에 대한 검증이 사전에 실시되지 못하기 때문으로 분석된다.

3) 유형별 분석

유형별 사고발생을 살펴보면 폭발〉화재〉독성물질누출〉기타의 순으로 폭발재해는 고압용기의 파열에 의한 기계적 폭발을 비롯하여 화학반응에 의        한 팽창폭발 또는 미세 고체입자의 급격한 연소에 의한 분진폭발 등을 말한다. 이러한 부류의 폭발재해가 50건으로 전체 중대산업사고의 43.5%를 차지하고 있다. 한편, 독성물질 누출에 의한 사고가 16건으로 전체의 13.9%를 차지하고 있는것은 선진공업국과는 대조적인 현상이며 이는 독성물질 누출에 대비한 가스 누출검지 및 흡수세정 설비를 비롯한 공정계 내의 완충 내지 처리설비등이 미비한 것으로 분석되었다(그림 3).

4) 장치별 분석

장치별 사고발생건 수는 배관계통〉기타〉공정내기기〉저장탱크〉반응기·압축기〉계기류〉밸브순이며 확인되지않은 경우도 14건이나 되었다. 배관계통은 배관, 밸브튜부, 호스, 푸렌지, 스트레나 등을 포함하며, 기타는 피트나 방유제 또는 건물내에서 발생한 화재 등 장치나 설비 이외의 지역에서 발생한 것이다(그림 4).

5) 운전상태별 분석

운전상태에 따른 사고를 분석하여 보면 정비시·정상운전〉공정시운전〉운전장치〉기타순으로, 특히 정비기간중의 사고가 높게 나타난 것은 정비작업시     의 안전조치와 관리감독이 소홀한 것으로 분석되었다. 또한 정상운전, 정비시 발생건 수는 각각 36건, 공정시운전시 19건, 운전장치결함 16건으로 나타나 평소 안전점검을 비롯한 검사, 예방 정비체제 등이 소홀하였음을 알 수 있다. 이에 운전원의 공정에 대한 이해와 안전교육이 필요한 것으로 분석되었다(그림 5).

6) 사고 원인별 조사

사고를 원인별고 분석하여 보면 운전미숙〉설비결함〉설계결함〉공정결함〉기타순으로 운전·조작 미숙은 관리감독자를 비롯한 정비작업자, 운전자의 실수 등 인간의 실수가 원인이 되서 발생한 사고를 의미하며, 전체 원인 중에서 47건, 40.9%로써 가장 많은 분포를 나타내고 있다. 이는 선진공업국과 비교하여 볼 때 우리나라 관리감독자 등의 안전인식 수준이 매우 저조한 것으로 분석되고 있으며 안전작업 표준이나 안전작업 절차 등 인간의 실수를 통제할 수 있는 제도의 확립이 필요하다는 것을 의미한다. 또한 설계결함(Disign Error)에 의한 사고가 21건, 18.3%로써 우리나라 공정설계의 안전성과 신뢰성에 있어서 문제가 있으며 철저한 설계 관리와 심사가 필요한 것으로 분석되었다. 한편, 정비작업 불량 및 부적절한 검사 실시로 인한 기계적 결함(Mechanical failure)에 의한 사고는 27건, 23.5%로 나타나 안전점검 및 검사, 예방 정비를 철저히 하여야 할 것으로 분석되었다(그림 6).

안전성 확보 대책

사업장 설립시 관계법의 각종제도를 철저히 검토하여 회사실정에 맞게 사규화하여 사업주를 비롯하여 전직원이 근원적 안전성을 확보될 수 있도록 추진되어야 할 것이다. 국내외 사고사례에서 나타난 것과 같이 설계불량, 정비작업 및 부적한 검사 및 점검으로 인해 발생한 사고는 다시 발생할 가능성 많이 있으므로 각 사업장은 모든 제도가 근원적 안전성이 확보 될 수 있도록 관계법을 검토하고 필요시 사규를 보완하는 등 안전관련 제도의 문제점을 철저히 검토함과 동시에 자율안전관리 시행에 누락 되는 일이 없도록 노력하여야 한다. 또한 사업장 설립시 부터 정상가동 등 필요한 계획을 사전수립 시행할 필요가 있으며 관계법의 제도중 근원적 안전성 확보를 위해 더 필요한 제도가 있다면 사내 제도에서 보완하여 시행한다면 충분히 근원적 안전성을 확보할 수 있으리라 판단된다. 또한 유해·위험한 기계·기구 및 부속설비을 제작한 업체를 허가제로하고 주기적으로 인원 및 시설과 제작방법 절차를 확인하고 용기등을 제작시 입회와 인증제도를 확대해야 하며 현재 실시되고 있는 검사의 주기도 내용물이 부식성의 정도에 따라 차등 적용하며 부식성이 큰 내용물의 시설 및 기구는 검사의 주기를 단축 실시하여야한다. 또는 점검 및 검사는 우수한 전문인력으로 하여금 과학적인 방법으로 신뢰성있게 실시하지 않으며 아무리 좋은 제도를 갖고 있다해도 필요가 없기 때문에 근원적인 안전성을 확보하기 위해서는 정부와 사용자 및 근로자가 우리의 생명과 재산을 보호한다는 신념으로 더욱더 열심히 노력할 때만이 인적손실은 물론 경제적 피해가 없는 사업장을 만들 수 있을 뿐 아니라 국가에도 많은 이익을 갖다 줄 수 있으리라 여겨진다.

참고문헌

1. 김광화, □한국의 산업발전과 중화학 공업화 정책□, 지구문화사, (1998)

2. 한국산업안전공단, □한국산업안전공단 십년사□, (1997)

3. 한국산업안전공단, □화학공장 위험관리실 운영 방향□, (1995)

4. 한국산업안전공단, □화재폭발재해방지□, (1992)

5. 한국산업안전공단, □압력용기 검사실적□, (1991∼1997)

6. 한국산업안전공단, □산업안전보건법규집□, (1998)