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문제 정의
- 따라서 이 연구에서는 진동관리에 있어 점점 강화되고 있는 국제적 추세를 고려하여 산업안전보건 기준에 관한 규칙에 명시된 진동작업에 해당하는 기계·기구를 대상으로 진동재해 발생률이 높은 석탄광업과 선박건조 및 수리업 등을 중심으로 근로자 진동노출 실태를 파악하고, 개정된 ISO기준에 따라 진동공구로부터 근로자에 전달되는 진동을 측정 및 평가하여 향후 진동에 관한 노출기준 마련을 위한 자료를 확보하고자 하였다.
- 국소진동 노출평가와 관련된 국내 연구의 대부분은 자동차 조립공정의 임팩트 렌치를 중심으로 개정전 ISO 기준에 근거하여 실시되었다. 본 연구에서는 진동재해자가 실제로 많이 발생하는 선박건조 및 수리업과 석탄광업에 종사는 근로자에게 노출되는 진동 수준을 조사하였으며, 개정된 ISO 기준에 의하여 국소진동 노출평가를 실시하였다는데 의의가 있다.
제안 방법
- B사업장 4명, C사업장 2명의 근로자에 대하여 측정을 실시하였고 각각의 측정에 대해 2~5회 측정한 값을 평균하여 평가하였다. 근로자들은 목장갑 위에 용접장갑을 착용하고 작업하였다.
- D사업장은 한반도 남부 지역에 소재한 발전소 차단기 및 변압기 등을 생산하는 업체로 차단기 생산공장의 주조 공정 중 모터케이싱 사상 작업에서 사용하는 그라인더로부터 인체에 전달되는 진동과 배전 변압기 조립공정에서 볼트 체결 시 사용하는 임팩트 렌치로부터 근로자에게 전달되는 진동을 측정하였다. 그라인더 사용 근로자들은 작업 하는 동안 그라인더 및 치핑해머를 이용하여 주조된 모터 케이싱의 돌출부분을 매끄럽게 하는 작업을 수행하였다.
- 각각의 측정방법에 대하여 3~4회 측정하여 그 결과를 평균하여 측정결과를 분석하였다. E사업장 근로자의 장갑 착용 시 전달되는 국소 진동에 대해서는 목장갑을 착용한 경우와 보호장갑을 착용한 경우 두 가지에 대해 측정하였다. 보호장갑은 사업장에서 안전장갑이라 불리는 체인톱 제조사에서 제공되는 장갑으로서 진동저감을 위한 목적보다는 벌목작업 시 나뭇가지 등에 의한 부상을 예방하기 위한 장갑이다.
- 진동을 측정하는 동안의 작업내용과 근로자 상담을 통하여 점심시간, 휴식시간 및 작업 중 숫돌 교체시간 등을 고려한 근로자들의 작업시간은 5시간으로 판단하였다. 각각 그라인더 사용시간은 일정하지 않고 작업면에 따라 근로자 판단 하에 7인치, 4인치 및 다이 그라인더를 교체하며 사용하였다. 한 종류의 그라인더만 사용한 근로자는 한 종류의 그라인더로 5시간 작업하는 것으로 일일 진동노출량을 산정하였고, 4인치와 다이 그라인더를 같이 사용한 근로자는 4인치 그라인더 4시간, 다이 그라인더 1시간 사용하는 것으로 일일 진동노출량을 산정하였다.
- 국소진동 측정 및 분석을 위하여 SVANTEK사의 측정장비(SVAN 948 Four Channels Sound & Vibration Analyser)를 사용하였다.
- 국소진동의 인체에 대한 영향은 주파수에 따라 달라지기 때문에 X, Y, Z축에 대하여 측정된 각각의 진동가속도 실효값에 주파수가중값을 보정하고 식 (1)에 의해 3축 주파수가중 가속도(r.m.s. frequencyweighted acceleration[m/s2])를 구하였다.
- D사업장은 한반도 남부 지역에 소재한 발전소 차단기 및 변압기 등을 생산하는 업체로 차단기 생산공장의 주조 공정 중 모터케이싱 사상 작업에서 사용하는 그라인더로부터 인체에 전달되는 진동과 배전 변압기 조립공정에서 볼트 체결 시 사용하는 임팩트 렌치로부터 근로자에게 전달되는 진동을 측정하였다. 그라인더 사용 근로자들은 작업 하는 동안 그라인더 및 치핑해머를 이용하여 주조된 모터 케이싱의 돌출부분을 매끄럽게 하는 작업을 수행하였다. 남성 근로자는 7인치 그라인더와 4인치 그라인더를 사용하여 모터케이싱 표면의 돌출된 부분을 매끄럽게 하는 작업을 하였으며, 여성 근로자는 남성 근로자가 표면 작업을 한 모터케이싱을 다이 그라인더와 치핑해머를 이용하여 틈 부분이나 내부 모서리를 매끄럽게 하는 작업을 하였다.
- 그리고, 진동가속도계는 손으로 잡을 수 있는 어댑터에 체결하여 검지와 중지 사이에 어댑터를 낀 상태에서 측정하였다. 그리고 장갑을 착용한 상태에서 어댑터를 잡고 작업을 하였을 때와 맨손에 어댑터를 잡고 그 위에 장갑을 착용하고 작업하였을 때 두 가지 경우로 측정하였다. 전자의 경우는 어댑터와 진동발생 기계·기구 사이에 이물질이 없이 직접 닿게 하여 측정하여 이를 장갑을 착용하지 않은 상태에서 측정한 것으로 보았다.
- 그리고, 진동가속도계는 손으로 잡을 수 있는 어댑터에 체결하여 검지와 중지 사이에 어댑터를 낀 상태에서 측정하였다. 그리고 장갑을 착용한 상태에서 어댑터를 잡고 작업을 하였을 때와 맨손에 어댑터를 잡고 그 위에 장갑을 착용하고 작업하였을 때 두 가지 경우로 측정하였다.
- A사업장에서는 2명의 근로자에 대해 착암기로부터 전달되는 진동을 측정하였다. 근로자들은 목장갑을 착용하고 작업하였고, 각 측정방법에 대하여 5회씩 측정하여 평균한 값으로 평가하였다.
- 남성 근로자의 경우 7인치 그라인더와 4인치 그라인더 작업시간은 각각 3시간 30분 이었으며, 여성 근로자의 다이 그라인더와 치핑해머 작업시간은 각각 4시간 12분과 2시간 48분이었다. 배전 변압기 조립공정에서도 두 명의 임팩트 렌치 작업자에게 전달되는 진동을 측정하였다. 일일 평균 근로자 일인당 임팩트 렌치 작업시간은 1시간이었다.
- 석탄 채광 광업소인 사업장 A에서 착암기에서 발생하는 진동을 측정하였다. 근로자들은 3교대 근무를 하였으며 갱도 당 2명의 착암기 사용자가 작업을 하였다.
- 앵글식 그라인더는 7인치 연마석과 4인치 연마석을 교대로 탈부착하면서 사용하고 있어서 7인치, 4인치 및 다이 그라인더의 3가지 그라인더에서 발생되는 진동을 측정하였다. 진동을 측정하는 동안의 작업내용과 근로자 상담을 통하여 점심시간, 휴식시간 및 작업 중 숫돌 교체시간 등을 고려한 근로자들의 작업시간은 5시간으로 판단하였다.
- 작업 중 날이 암석에 걸려 전원을 멈추는 상황 등이 발생하여 실제 착암기 사용 작업시간은 최대 1시간 30분으로 판단하였다.
- 진동발생 기계·기구로부터 전달되는 진동가속도의 측정 및 평가 외에 사업장에서 사용하고 있는 진동 발생 기계·기구에 대해 제조 국가, 사용설명서 보유 여부 및 진동가속도 정보제공 실태도 파악하였다.
- 앵글식 그라인더는 7인치 연마석과 4인치 연마석을 교대로 탈부착하면서 사용하고 있어서 7인치, 4인치 및 다이 그라인더의 3가지 그라인더에서 발생되는 진동을 측정하였다. 진동을 측정하는 동안의 작업내용과 근로자 상담을 통하여 점심시간, 휴식시간 및 작업 중 숫돌 교체시간 등을 고려한 근로자들의 작업시간은 5시간으로 판단하였다. 각각 그라인더 사용시간은 일정하지 않고 작업면에 따라 근로자 판단 하에 7인치, 4인치 및 다이 그라인더를 교체하며 사용하였다.
- 측정대상 국소진동 발생 기계·기구는 산업안전보건기준에 관한 규칙에 명시된 “진동작업”에 해당되는 기계·기구인 착암기, 동력을 이용한 해머, 체인톱, 동력을 이용한 연삭기, 임팩트 렌치로 선정하였다.
대상 데이터
- 총 20개의 기계·기구 중 국내 생산품은 11개 이었고, 9개는 수입품이었다. 그 중 4개는 유럽제품이고 3개는 일본제품 그리고 2개는 미국제품이었다. 그리고 20개의 기계·기구 중 5개 기계·기구만이 제품 사용설명서를 사업장에 비치하고 있었다.
- 사업장 B와 C는 선박건조 및 수리업체로서 사상 작업에서 그라인더 작업 시 발생하는 진동을 측정하였다. 사용하는 그라인더는 앵글식 그라인더(angle grinder)와 베이비 혹은 핸드 그라인더라고 불리는 다이 그라인더(die drinder) 두 가지를 사용하였다.
- 연구대상은 선박건조 및 수리업과 채석업을 포함한 석탄광업 등 재해자가 많이 발생한 업종을 위주로 측정 대상 사업장을 선정하였다.
- 이 연구에서는 5개 사업장 17명의 근로자들에게 전달되는 국소진동을 측정하였다. 문헌을 검토한 결과 기존 연구들은 대부분 개정 전 ISO 기준에 의하여 측정 및 평가되어 이 연구결과와 기존 연구결과를 직접적으로 비교하는 것은 어렵지만 사상 작업중 사용하는 기계·기구에 있어서 앵글 그라인더 보다는 다이 그라인더나 치핑 해머에서 전달되는 진동가속도가 더 큰 값을 보이는 부분 등에 있어서는 동일한 경향을 보여주고 있었다.
- 총 20개의 기계·기구 중 국내 생산품은 11개 이었고, 9개는 수입품이었다.
데이터처리
- 근로자들의 실 작업시간은 최대 작업시간을 기준으로 약 4시간으로 판단되었다. 각각의 측정방법에 대하여 3~4회 측정하여 그 결과를 평균하여 측정결과를 분석하였다. E사업장 근로자의 장갑 착용 시 전달되는 국소 진동에 대해서는 목장갑을 착용한 경우와 보호장갑을 착용한 경우 두 가지에 대해 측정하였다.
- 다만, 장갑착용 전후 근로자에게 전달되는 일일 진동노출량을 비교하기 위하여 PASW 18.0(IBM사, 미국) 통계프로그램을 활용하여 자료의 정규성을 검정해본 결과 대수 변환한 자료 값들의 분포가 정규성을 가지는 것으로 나타났다(p>0.05).
- 일일 평균 근로자 일인당 임팩트 렌치 작업시간은 1시간이었다. 측정 방법 당 2~4회 측정한 값을 평균하여 평가 하였다. 남성 그라인더 작업자는 목장갑을 착용하고 그 위에 용접장갑을 추가로 착용하였고, 여성 근로자는 목장갑 2장을 그리고 임팩트 렌치 작업자는 목장갑 1장을 착용하였다.
이론/모형
- 진동발생 기계·기구로부터 근로자에게 전달되는 진동을 측정하기 위해서 2001년판 ISO 5349(Mechanical vibration-Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration)(4)에 근거한 KOSHA CODE(국소진동 측정 및 평가 지침)(5)에 의해 진동을 측정하였다.
성능/효과
- 7 m/s2의 진동가속도에 노출되었다. 그리고 장갑 안에 어댑터를 잡고 측정한 경우 4인치 그라인더와 7인치 그라인더를 같이 사용한 근로자는 3.3m/s2의 진동가속도, 다이 그라인더와 치핑 해머를 사용한 근로자는 9.9 m/s2의 진동가속도에 노출되었으며, 임팩트 렌치 사용 근로자는 1.5 및 1.6 m/s2의 진동가속도에 노출되었다.
- 근로자에게 전달되는 일일진동노출량을 기준으로는 그라인더를 사용하는 사상작업 근로자, 착암작업 근로자, 체인톱 작업 근로자, 임팩트 렌치 작업 근로자 순으로 높은 일일진동노출량에 노출되었다. 실제 근로자 작업시간을 고려하지 않고 단순히 기계·기구로부터 근로자에게 전달되는 진동수준을 비교했을 때는 착암기, 치핑 해머, 다이 그라인더, 7인치 그라인더, 4인치 그라인더, 임팩트 렌치, 체인톱 순으로 높은 진동가속도가 전달되었다.
- 문헌을 검토한 결과 기존 연구들은 대부분 개정 전 ISO 기준에 의하여 측정 및 평가되어 이 연구결과와 기존 연구결과를 직접적으로 비교하는 것은 어렵지만 사상 작업중 사용하는 기계·기구에 있어서 앵글 그라인더 보다는 다이 그라인더나 치핑 해머에서 전달되는 진동가속도가 더 큰 값을 보이는 부분 등에 있어서는 동일한 경향을 보여주고 있었다.
- 실제 근로자 작업시간을 고려하지 않고 단순히 기계·기구로부터 근로자에게 전달되는 진동수준을 비교했을 때는 착암기, 치핑 해머, 다이 그라인더, 7인치 그라인더, 4인치 그라인더, 임팩트 렌치, 체인톱 순으로 높은 진동가속도가 전달되었다.
- 이 연구에서 실제 근로자들이 작업 시 장갑을 착용하고 작업하는 점을 감안하면 체인톱을 사용하여 작업한 근로자에게 전달되는 일일 진동노출량은 1.7~2.8 m/s2이었고 착암기 사용 근로자에게 전달되는 일일 진동노출량은 7.1~10.8 m/s2이었다.
- 자동차 조립라인의 이중-햄머형(double-hammer type) 임팩트 렌치 및 오일-펄스형(oil-pulse type) 임팩트 렌치로 부터 전달되는 국소진동 가속도 수준을 측정한 연구에서, 오른손에 대해 이중-햄머형 임펙트 렌치에서는 Zh축이 8.24 m/s2, 오일-펄스형 임팩트 렌치에서는 Xh축이 2.59 m/s2로 가장 높은 국소진동 가속도수준을 나타내었다. 왼손에서는 이중햄머형 임펙트 렌치 Xh축이 9.
- 장갑착용 전 일일 진동노출량의 기하평균은 4.89, 기하표준편차는 2.09이었고, 장갑착용 후 일일 진동노출량의 기하평균은 3.78, 기하표준편차는 1.99로서 대수 변환된 자료를 이용하여 대응표본 T 검정을 실시해본 결과 장갑착용 후의 값이 착용 전에 비해 통계적으로 유의하게 낮은 값을 나타내어 장갑착용의 효율성이 입증되었다(p<0.01).
- 진동발생 기계·기구 사용 시 장갑착용 여부를 조사한 결과, 목장갑 혹은 보호장갑 1개를 착용하고 작업하는 근로자는 52.9 %, 목장갑 2개 혹은 목장갑과 용접장갑을 동시에 착용하는 근로자는 47.1 %이었다.
- 총 4공정, 6종류의 스웨징 작업에 대하여 국소진동을 측정한 결과 스웨징 1#-1차 공정에서 56.52 m/s2, 스웨징 1#-2차 공정에서 46.23 m/s2, 스웨징 2#-1차 공정에서 17.89 m/s2, 스웨징 2#-2차 공정에서 12.79 m/s2, 스웨징 3# 공정에서 16.4 m/s2, 스웨징 4# 공정에서 7.56 m/s2의 진동가속도를 나타났다. 이를 실제노출시간을 적용하여 계산한 에너지 등가 가속도 값으로 나타내면 각각 10.
- 측정대상 근로자에게 노출된 일일진동노출량을 유럽공동체의 진동노출 기준과 비교하였을 때 총 17명의 근로자중 6명의 근로자가 노출기준을 초과하는 것으로 나타났으나, 실제 사업장에서는 진동에 관한 작업환경측정을 실시하고 있지 않았다.
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