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CNG버스 사고원인 분석에 근거한 안전성 향상 방안에 대한 연구
Suggestions for Safety Improvement of CNG Bus Based on Accident and Failure Analysis 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.12 no.2, 2008년, pp.69 - 76  

윤재건 (한성대학교 기계시스템공학과) ,  윤기봉 (중앙대학교 기계공학부)

초록
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2005년부터 최근까지 국내의 CNG버스 사고가 3건 보고되었다. 1차와 2차 사고의 원인은 용기 결함 및 관리 결함으로 밝혀졌고 3차 사고는 가스 누출에 의한 화재로 판명되었다. 3건의 사고의 근본원인을 분석하여 CNG 버스의 안전성을 확보하는 방안을 제안하였다. 또한 용기폭발의 파괴력을 이론적으로 계산하고, 피해결과 예측 프로그램(PHAST)의 결과와 비교 고찰하였다. 이론적으로는 120 l, 20MPa의 메탄용기가 폭발할 경우 최대 1.2 kg의 TNT 폭발에 해당하였으며 과압의 크기를 비교해 보면 피해결과예측 프로그램이 이론적인 계산보다 더 큰 값을 산정하는 것으로 나타났다. 그러나 실제 용기폭발의 피해는 이론적인 계산보다도 작았다. 성능기반설계 개념에 의해 설계된 CNG용기는 출고 후 성능시험이 기준대로 이루어졌는지 확인할 수 없는 단점이 있다. 용기의 인성 확보가 제대로 이루어지지 않으면 겨울철 새벽 운행시에 취성파괴에 취약할 수 있으며, 자긴 처리 압력이 적절하지 않으면 사용중 반복 충전에 의한 피로손상에 의해 균열이 발생할 가능성이 있다. 기존 사고의 CNG 저장용기의 파열에서 주는 중요한 교훈은 용기 폭발 직후에 화재로 전이되지 않았다는 점이다. 이는 천연가스의 확산이 매우 빨라 점화가 용이치 않기 때문으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Three failure cases of CNG composite vessels were reported since after January 2005. The 1st and 2nd accidents were indebted to vessel defect and installation mistake. The 3rd was caused by gas leak at pipe connections. In this paper various aspects were studied based on information of the three fai...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 이러한 용기가 폭발하는 경우 그 피해 반경을 이론적으로 계산한 값, 상용 프로그램을 통하여 예측한 값과 실제 파열 사고 시의 피해와 비교하여 이론적 계산방법과 상용프로그램의 적합성을 살펴보았다. 또한 시스템적으로 CNG 버스의 안전성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하여 보았다.
  • 본 논문에서는 3건의 CNG버스 사고의 원인분석 및 용기 파손분석 결과를 고찰하여 안전성 증진을 목적으로 얻을 수 있는 기술적 교훈을 살펴보았다. 용기의 열처리, 자긴처리 등 주요 공정상의 가능한 위험요인에 대하여도 고찰하였다.
  • 본 논문에서는 3건의 CNG버스 사고의 원인분석 및 용기 파손분석 결과를 고찰하여 안전성 증진을 목적으로 얻을 수 있는 기술적 교훈을 살펴보았다. 용기의 열처리, 자긴처리 등 주요 공정상의 가능한 위험요인에 대하여도 고찰하였다. 또한 이러한 용기가 폭발하는 경우 그 피해 반경을 이론적으로 계산한 값, 상용 프로그램을 통하여 예측한 값과 실제 파열 사고 시의 피해와 비교하여 이론적 계산방법과 상용프로그램의 적합성을 살펴보았다.

가설 설정

  • 고압의 압력용기가 갑자기 파열되어 내부의 고압가스가 순식간에 팽창한다고 하였을 때 이 가스가 외부에 행하는 일이 폭발에너지가 된다고 가정할 수 있다. 120 l의 용기에 메탄이 200 bar로 충전되어 있다가 파열된다고 했을 때 아래와 같이 계산된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대형 디젤엔진은 무엇을 많이 배출하는가? 오늘날 대도시의 대기질 개선을 위하여 청정연료를 사용하는 차량의 운행을 적극 권장하고 있다. 질소산화물과 입자상 물질을 많이 배출하는 대형 디젤엔진을 대체하는 압축천연가스엔진을 장착한 시내버스의 보급이 정부의 주도 아래 진행되고 있다. 압축천연가스(CNG, Compressed Natural Gas)버스는 연료인 천연가스를 저장하기 위하여 여러 개의 고압용기를 장착하고 있다.
오늘날 대도시의 대기질 개선을 위하여 무엇을 권장하고 있는가? 오늘날 대도시의 대기질 개선을 위하여 청정연료를 사용하는 차량의 운행을 적극 권장하고 있다. 질소산화물과 입자상 물질을 많이 배출하는 대형 디젤엔진을 대체하는 압축천연가스엔진을 장착한 시내버스의 보급이 정부의 주도 아래 진행되고 있다.
CNG 저장용기의 파열에서 용기 폭발 직후에 화재로 전이되지 않았다는 점은 무엇 때문으로 판단되는가? 기존 사고의 CNG 저장용기의 파열에서 주는 중요한 교훈은 용기 폭발 직후에 화재로 전이되지 않았다는 점이다. 이는 천연가스의 확산이 매우 빨라 점화가 용이치 않기 때문으로 판단된다.
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