폭발 · 화재 위험요인과 재해사례

 

고용노동부 지정 위탁 훈련 기관

원탑에이치알디

 

 

 

폭발 · 화재 

: 가연물이 혼합된 공기가 점화원과 접촉하는 순간 발생하는 사고 

위험요인과 재해사례

 

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폭발·화재 爆發火災 
; 가연물이 혼합된 공기가 점화원과 접촉하는 순간 발생하는 사고

폭발·화재 사고는 휘발유, LPG, 세척용제, 유기용제 등의 가연성 및 인화성 화학물질, 용단·용접 작업 시 발생하는 불티, 분진, 화기 작업 절차 미준수, 설비의 유지관리 미흡, 안전운전 절차 미준수 등으로 발생합니다.

산업 현장의 화학물질 사용 및 취급량이 증가함에 따라 폭발·화재 사고의 위험성도 높아지고 있습니다.

폭발·화재 사고는 한번 발생하면 주변으로 피해가 확대될 수 있고, 인명 피해와 경제적 피해가 크기 때문에 작업 시 예방 지침을 마련하고 안전수칙을 철저히 지켜야 합니다. 

 

가연물이 혼합된 공기가 점화원과 접촉하는 순간 폭발과 화재가 발생할 수 있습니다. 

특히 자기반응성 물질, 유기과산화물은 온도와 마찰 등에 폭발적으로 반응할 수 있어 주의해야 하며, 자연발화성 액체와 고체, 자기발열성 물질, 물반응성 물질 등 사용하는 물질의 위험을 숙지하고 안전수칙을 철저히 지켜야 사고를 막을 수 있습니다. 

 

작업 전 가연물과 점화원 관리 

 

가연물은 불에 잘 타거나 그러한 성질을 가지고 있는 물건이나 물질을 말합니다.

산업 현장에서 사용하는 가연물은 휘발유 등 유류, LPG, 도시가스, 세척용제, 수소, 아세틸렌, 알코올류, 시너 등 유기용제 등이 있습니다.

 

가연물은 산소와 함께 불꽃, 정전기, 충격 및 마찰, 전기 스파크 등의 점화원과 결합하면 폭발 및 화재가 발생할 수 있기 때문에 안전조치와 작업 전후의 관리가 필요합니다. 

작업 시작 전에 가연물의 제거・퍼지・차단을 확인하고, 가연물 제거 작업 전에는 가연물의 물질 특성을 파악한 후 시작합니다. 또한 작업장 주변 가연물 제거, 용기나 배관 내용물 배출 표식 등 안전조치 사항을 확인해야 합니다.

독성 가연성 가스 퍼지 후 가스 잔류 여부를 확인하고, 용단 전에는 냉각 후 테스트 홀을 통해 가스를 감지할 수 있도록 합니다. 이때 비중, 환기 상태, 누출원 등을 고려해서 실시하는 것이 중요합니다.

 

스티로폼 등 가연물 주변, 용기, 배관 등의 인화성 물질 취급설비 근처와 인화성 물질 취급 밀폐공간에서는 용접, 용단 등 화기 작업을 금지하고, 산소와 점화원은 제거가 불가능하기 때문에 가연물의 격리, 제거, 방호 등의 집중 관리가 중요합니다.

작업 전에는 안전점검 및 화기 작업 허가를 철저히 하고, 작업허가서에 명시된 안전보건조치사항을 확인할 수 있도록 하며 작업 내용에 변동이 있다면 그에 따른 추가 위험 대응조치도 철저히 진행해야 합니다. 

 

위험물질 취급 작업 시 금지사항

위험물질	물질 예시	금지 행위
폭발성 물질/  유기과산화물	-  질산에스테르류, 니트로화합물, 아조화합물, 하이드라진, 유기과산화물 등	-  화기나 그밖에 점화원이 될 우려가 있는 것에 접근시키거나 가열하거나 마찰시키거나 충격을 가하는 행위
물반응성 물질 및  인화성 고체	-  리튬, 칼륨, 나트륨, 황, 황인, 마그네슘 분말, 금속 분말, 유기 금속화합물	-  각각 그 특성에 따라 화기나 그밖에 점화원이 될 우려가 있는 것에 접근, 발화를 촉진하는 물질 또는 물에 접촉, 가열, 마찰, 충격을 가하는 행위
산화성 액체/  산화성 고체	-  염소산 및 그 염류, 과산화수소 및 무기과산화물, 질산 및 그 염류 등	-  분해가 촉진될 우려가 있는 물질에 접촉, 가열, 마찰, 충격을 가하는 행위
인화성 액체	-  메탄올, 아세톤, 산화프로필렌, 노르말헥산, 가솔린, 등유, 경유 등 인화점이 60℃ 이하인 액체 -  인화점이 60℃ 이하이거나 고온 · 고압의 공정 운전조건으로 인하여 화재·폭발 위험이 있는 상태에서 취급되는 가연성 물질	-  화기나 그밖에 점화원이 될 우려가 있는 것에 접근, 주입, 가열, 증발시키는 행위
인화성 가스	-  수소, 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄 등 -  인화한계 농도의 최저한도가 13% 이하 또는 최고 한도와 최저 한도의 차가 12% 이상인 것으로서 표준 압력 하의 20℃에서 가스 상태인 물질	-  화기나 그밖에 점화원이 될 우려가 있는 것에 접근, 압축 · 가열, 주입하는 행위
부식성 물질 /  급성독성물질	-  부식성 물질: 황산 · 염산 · 질산 등의 부식성 산류, 가성소다 · 수산화칼륨 등의 부식성 염기류 -  급성독성물질 ① LD50(경구, 쥐)이 kg당 300mg (체중) 이하인 화학물질  ② LD50(경피, 토끼 또는 쥐)이 kg당 1,000mg (체중) 이하인 화학물질  ③  가스 LC50(쥐, 4시간 흡입)이 2,500ppm 이하인 화학물질, 증기 LC50(쥐, 4시간 흡입)이 10mg/l 이하인 화학물질, 분진 또는 미스트 1mg/l 이하인 화학물질	-  누출시키는 등으로 인체에 접촉시키는 행위

 

 

폭발 · 화재 재해사례 

 

 

재해사례 1. 운전 중 톨루엔 누출로 화재

경기도 안산시 소재 한 업체에서 톨루엔을 반응기에 투입하던 중 톨루엔이 배관에서 누출, 화재가 발생해 톨루엔 투입밸브를 조작 중이던 근로자가 화상을 입었다.  

 

재해 원인 

1.  정전기 대전 또는 방전이 점화원으로 작용함 
2.  캡슐형 필터 하우징 크랙 또는 원심펌프 과압에 의해 형성된 필터 하우징 크랙에서 톨루엔이 분출되어 가연물로 작용함 
3.  공정배관계장도(P&ID)와 다른 순서로 밸브, 필터를 설치해 운전함으로써 필터에 지속적인 힘이 작용해 크랙이 발생함 

 

예방 대책

1.  신규로 가동하는 설비는 사용 전 점검을 통해 공정배관계장도(P&ID) 등 도면에 따라 적절히 설치되어 있는지 검토함 
2.  화학설비 또는 그 배관의 밸브나 콕은 개폐빈도를 고려해 내구성이 있는 재질로 사용함 
3.  화학설비와 그 부속설비 사용 방법에 따라 작업을 하는 경우, 밸브 등의 조작을 통한 원재료 공급, 화학설비가 일시적으로 중단된 경우에 대한 작업 방법 등에 대한 작업계획서를  작성해 그에 따라 작업을 실시함  

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재해사례 2. 배관 설치 작업 중 저류조 폭발

경기도 평택시 소재 사업장에서 저류조 연결 배관 설치 작업 중 저류조가 폭발해 1명이 사망하고, 1명이 화상을 입었다. 

 

재해 원인

1.  저류조에 유입되는 슬러지에 포함되어 있는 혐기성 미생물이 휘발성 고형물을 추가로 분해시켜 저류조 내부에서 바이오 가스가 생성됨 
2.  바이오 가스가 발생할 수 있는 저류조 기존 배관에 신설 배관 연결을 위해 기존 배관에 용접 작업을 실시함 
3.  저류조 내 인화성 가스 체류 가능성 등 화기 작업 시 필요한 안전보건 정보를 협력업체에 제공하지 않음 

 

예방 대책

1.  인화성 가스가 발생 또는 체류될 수 있는 소화슬러지 저류조 내부 등을 폭발 위험 장소로 구분·관리해 점화원이 되는 작업을 제한하거나 작업 전 안전조치를 실시함 
2.  설비의 개조, 분해, 해체 또는 철거 작업을 할 때 원청은 안전보건에 대한 정보를 문서 및 기타 방법으로 협력업체에 정보를 제공함 
3.  위험성평가를 실시하고, 작업자 교육, 원청의 현장감독 실시 등 작업에 대한 관리·감독을 철저히 함 

 

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재해사례 3. 주형건조작업 중 용기 폭발

경기도 김포시 소재 사업장에서 이소프로필알코올(IPA)과 LPG 토치를 사용해 주형 *건조 중 이소프로필알코올 소분 용기가 폭발해 재해자가 화상을 입은 후 치료 중 사망했다. 
*주형: 금속을 용해하여 주물 제품을 만들기 위한 형틀(거푸집)

 

재해 원인

1.  주형을 빠르게 건조하기 위해 주형에 인화성 액체인 이소프로필알코올을 분사함

2.  주물을 건조하기 위해 이소프로필알코올을 분사하는 소분 용기와 점화원이 될 수 있는 LPG 토치의 불꽃 가까이 접근함 
3.  이소프로필알코올 소분 용기에 그림문자, 유해·위험 문구, 예방조치 문구를 담은 경고표지를 부착하지 않음

 

예방 대책

1.  인화성액체는 화재·폭발의 위험이 높으므로 불꽃, 아크 등 점화원의 접근을 금지함 
2.  위험물질을 소분하는 용기에는 그림문자, 유해·위험 문구, 예방조치 문구 등을 담은 경고표지를 부착해 근로자가 해당 물질의 대한 위험성을 상시 인지하도록 조치함
3.  사업주는 사업장에서 사용하는 화학물질을 본래의 용도 외에 사용하지 않도록 관리·감독을 실시함

 

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재해사례 4. 폐황산 이송작업 중 폭발

전라북도 소재 사업장에서 폐황산을 IBC 용기로 이액하던 중 IBC 용기에서 폭발이 발생해 근로자가 화상을 입었다.

 

재해 원인

1.  IBC 용기에 인화성 액체가 포함된 재생오일이 잔류함 
2.  황산 이액 시 발생하는 충돌 대전, 분출 대전 등 작업상황에서 발생할 수 있는 정전기가 축적됨 
3.  폐황산 전용 IBC 용기의 재고 부족으로 재생오일 전용 IBC 용기를 사용함 

 

예방 대책

1.  공정에서 취급하는 모든 물질에 대한 작업 절차서를 작성함
2.  공정유체 취급량을 고려하여 IBC 용기의 재고를 관리하도록 시스템을 구축함
3.  생산 절차/작업 절차에 대해 누락없이 위험성평가를 실시함
4.  인화성 물질 취급 시 정전기 축적을 방지하기 위해 접지봉 및 접지 장치 사용하고, 작업자 등전위로 인한 인체 대전 방지를 위한 제전복, 제전화를 착용함

 

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재해사례 5. 밸브 정비작업 중 폭발 · 화재 

울산시 소재 공장에서 밸브 고착 해소를 위한 정비 작업 중 인화성 물질 누출로 인해 폭발·화재가 발생해 1명이 사망하고 11명이 부상당했다. 

 

재해 원인

1. 인화점 -97℃인 극인화성 물질 취급 중 밸브에서 누출이 발생함
2.  기계적 에너지, 정전기 등 점화원으로 작용함 
3.  작업허가서 발행 시 공정 격리를 위한 맹판 설치, 밸브 닫힘 조치 여부 미확인

 

예방 대책

1.  밸브 정비 작업 시 타 설비로부터 공정유체가 흘러나오지 않도록 작업구간에 맹판 설치 등의 조치를 실시함 
2.  작업허가서 발행 및 승인 시 작업 전 안전조치사항에 대한 필요 유무를 교차로 확인하고 각각 점검 항목에 대해서 엄격히 점검함
3.  원료 투입 방법 변경, 부분적이고 일시적인 작업 중지 후 운전재개를 포함하는 등의 작업계획서를 작성함

 

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재해사례 6. 트레일러 탱크 점검 중 폭발

충청남도 당진시 소재 한 현장에서 차량 트레일러 탱크의 시멘트를 사일로로 하역하는 중 탱크가 폭발해 탱크 상부에서 점검 중이던 재해자가 사망했다. 

 

재해 원인 

1. 맨홀 덮개 고정장치가 반복적인 사용으로 마모되어 고정력을 상실한 상태에서 탱크 내부로 불어넣은 압축공기의 압력으로 인해 덮개의 고정장치가 밀려남 

2.  안전모, 안전대 등 떨어짐 사고에 대비한 안전보호구를 착용하지 않은 상태로 재해자가 탱크 상부로 올라가서 작업함 
3. 하역 작업 시 트레일러 탱크 내부 압력이 2.0kgf/㎝²까지 올라가지만 맨홀 잠금장치에 대한 점검 미실시 

 

예방 대책 

1.  설비 노후도에 따라 주기적인 점검 포인트를 정한 후 정기적인 점검을 실시함
2.  설비 등이 본래 기능을 상실한 적이 있거나 상실한 우려가 있는 경우 예방 정비를 실시함 
3.  공기 압축기 작동 전 맨홀 및 석션홀이 정상적으로 잠겨 있는지 확인하고, 탱크 내 압력이 제거되지 않은 상태에서 배출 호스 분리를 금지함 
4.  배출작업장 호퍼와 연결된 밸브를 개방함 
5.  떨어질 위험이 있는 장소에서 작업 시 안전모, 안전대 등 적절한 보호구를 착용함

 

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