본 연구는 불화 수소 탱크 컨테이너 하역장에서 불화수소 누출 시 누출량 및 확산 정도를 정량적으로 평가하여 동종사고의 재발을 방지하고 안전성 향상방안을 제시하는데 목적이 있다. 2012년 H사에서는 최대 저장량이 18 Ton인 탱크컨테이너에서 누출사고가 발생하여 인근 지역으로 8 Ton이 누출되었고, 그로인해 사회적 이슈가 되었다. 가우시안 플럼(Gaussian plume) 모델을 이용하여 계산한 결과 누출지점으로부터 반경 1,321m까지의 농도가 20ppm 이상으로 예측되었다. 2014년 R사에서 발생한 불화수소 누출사고에서는 누출량이 11.02kg으로 추정되었고, 그 중 2.9kg이 세정기로 회수되었다. 가우시안 플럼 모델을 사용하여 계산 한 결과, 누출 원으로 부터 20ppm 이상의 농도를 갖는 피해 범위가 반경 69m로 예상되었다. 위의 두 가지 사고를 비교 한 결과, 누출량은 약 987배 차이가 발생했고, 피해 지역은 19 배 이상 차이가 나는 것으로 나타났다. 따라서 보호구의 착용, 하역 장소의 밀폐 및 세정기 설치, 그리고 비상훈련을 실시하여 하역장에서 불화수소가 대량으로 누출되는 사고가 발생하지 않도록 관리해야 한다는 결론을 얻었다.
본 연구는 불화 수소 탱크 컨테이너 하역장에서 불화수소 누출 시 누출량 및 확산 정도를 정량적으로 평가하여 동종사고의 재발을 방지하고 안전성 향상방안을 제시하는데 목적이 있다. 2012년 H사에서는 최대 저장량이 18 Ton인 탱크컨테이너에서 누출사고가 발생하여 인근 지역으로 8 Ton이 누출되었고, 그로인해 사회적 이슈가 되었다. 가우시안 플럼(Gaussian plume) 모델을 이용하여 계산한 결과 누출지점으로부터 반경 1,321m까지의 농도가 20ppm 이상으로 예측되었다. 2014년 R사에서 발생한 불화수소 누출사고에서는 누출량이 11.02kg으로 추정되었고, 그 중 2.9kg이 세정기로 회수되었다. 가우시안 플럼 모델을 사용하여 계산 한 결과, 누출 원으로 부터 20ppm 이상의 농도를 갖는 피해 범위가 반경 69m로 예상되었다. 위의 두 가지 사고를 비교 한 결과, 누출량은 약 987배 차이가 발생했고, 피해 지역은 19 배 이상 차이가 나는 것으로 나타났다. 따라서 보호구의 착용, 하역 장소의 밀폐 및 세정기 설치, 그리고 비상훈련을 실시하여 하역장에서 불화수소가 대량으로 누출되는 사고가 발생하지 않도록 관리해야 한다는 결론을 얻었다.
The purpose of this study is to assess quantitatively the amount of leaks and the extent of dispersion in case of a leak at a hydrogen fluoride tank container unloading station, and to suggest a safety improvement plan to prevent recurrence of similar accidents. In 2012, Company H leaks 8 tonnes of ...
The purpose of this study is to assess quantitatively the amount of leaks and the extent of dispersion in case of a leak at a hydrogen fluoride tank container unloading station, and to suggest a safety improvement plan to prevent recurrence of similar accidents. In 2012, Company H leaks 8 tonnes of tank containers with a maximum storage capacity of 18 Ton, causing it to become a social issue. As a result of calculation using Gaussian plume model, the concentration was estimated to be more than 20ppm from the leak point to 1,321 m radius. The leakage of hydrogen fluoride from the company R in 2014 was estimated to be 11.02 kg, of which 2.9 kg was treated by the scrubber. As a result of calculation using Gaussian plum model, the damage range with a concentration of 20ppm or more from the leak source was estimated to be 69 m in radius. As a result of comparing the above two accidents, it was found that the leakage amount was about 987 times different and the damaged site was more than 19 times different. Therefore, it was concluded that it was necessary to control the wearing of the protective equipment, the enclosure of the unloading site, the installation of the scrubber, and the emergency training to avoid the accidental leakage of a hydrogen fluoride from the unloading site.
The purpose of this study is to assess quantitatively the amount of leaks and the extent of dispersion in case of a leak at a hydrogen fluoride tank container unloading station, and to suggest a safety improvement plan to prevent recurrence of similar accidents. In 2012, Company H leaks 8 tonnes of tank containers with a maximum storage capacity of 18 Ton, causing it to become a social issue. As a result of calculation using Gaussian plume model, the concentration was estimated to be more than 20ppm from the leak point to 1,321 m radius. The leakage of hydrogen fluoride from the company R in 2014 was estimated to be 11.02 kg, of which 2.9 kg was treated by the scrubber. As a result of calculation using Gaussian plum model, the damage range with a concentration of 20ppm or more from the leak source was estimated to be 69 m in radius. As a result of comparing the above two accidents, it was found that the leakage amount was about 987 times different and the damaged site was more than 19 times different. Therefore, it was concluded that it was necessary to control the wearing of the protective equipment, the enclosure of the unloading site, the installation of the scrubber, and the emergency training to avoid the accidental leakage of a hydrogen fluoride from the unloading site.
이 연구는 위에서 언급한 2가지 불화수소 누출 사고를 대상으로 누출량과 그에 따른 확산범위를 정량적으로 분석하고 비교하여 동종 사고가 재발되지 않도록 하역작업장의 안전성 향상방안을 제시하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
이 연구에서는 2012년과 2014년에 발생한 2건의 불화수소 누출사고를 대상으로 누출량 및 확산범위, 피해범위 등을 비교하였고 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
PSM 비대상인 H사는 불화수소 누출사고로 약 8 Ton의 불화수소가 누출된 것으로 조사되었고, PSM 대상인 R사는 현장 CCTV에 나타난 확산 지속 시간 및 세정기 내 불화수소의 농도를 근거로 계산한 결과 8.1 kg의 불화수소가 누출된 것으로 추정되어 약 987배의 누출량 차이가 발생하였다.
데이터처리
확산범위를 추정하기 위해 가우시안 플럼모델 계산식을 이용하였고, 이를 근거로 ERPG-1,2,3 값이상의 농도로 예상되는 피해거리를 계산하였다.
성능/효과
ERPG-2 값인 20ppm의 농도를 기준으로 피해 거리를 계산한 결과 PSM 비대상인 H사는 1,321m 로 예측되었고, PSM 대상인 R사는 69m로 예측되어 약 19배의 거리차이가 발생하였다.
누출량과 피해거리가 크게 차이나는 근본원인을 찾기 위해 관리적인 측면, 설비적인 측면, 교육적인 측면에서 두 사업장을 비교분석하였다. 그 결과 보호구 착용 , 하역작업장의 밀폐 및 세정기 설치, 비상훈련의 실시여부에 따라 누출량 및 피해범위가 크게 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 따라서 하역 작업 시에는 보호구를 반드시 착용하고, 작업장을 밀폐시키고 세정기를 설치하여야 하며, 평상시에 비상훈련을 실시하여 불화수소 누출로 인한 중대산업사고 발생을 예방하여야 한다는 결론을 얻었다.
그 결과 보호구 착용 , 하역작업장의 밀폐 및 세정기 설치, 비상훈련의 실시여부에 따라 누출량 및 피해범위가 크게 차이가 나는 것을 알 수 있었다. 따라서 하역 작업 시에는 보호구를 반드시 착용하고, 작업장을 밀폐시키고 세정기를 설치하여야 하며, 평상시에 비상훈련을 실시하여 불화수소 누출로 인한 중대산업사고 발생을 예방하여야 한다는 결론을 얻었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
불화수소의 반도체 공정에서의 쓰임은?
반도체 제조공정에서 산화규소계 재료의 식각 (Etchant) 공정에 주로 사용되는 불화수소는 독성이 매우 강하여 저장탱크나 용기, 배관 등에서 미량이 누출되더라도 근로자에게 화상, 피부괴사 등으로 사망에 까지 이르게 할 수 있으며, 인근 지역으로 확산될 경우에는 수목 및 농작물의 고사, 동물의 폐사, 수질오염 등 지역 환경에 악영향을 준다. 그렇기 때문에 일반적으로 불화수소와 관련된 시설에는 가스감지기, 세정기 등의 안전설비를 설치하여 사고를 미연에 방지하거나 사고가 발생하더라도 피해가 최소화 될 수 있도록 관리하고 있지만, 이러한 설비들의 노후화 및 조작자의 실수로 인하여 불화수소가 대기 중으로 누출되는 사고가 빈번하게 발생되고 있다.
2012년 구미지역에 발생한 불화수소 누출 사고의 내용은?
2012년 구미지역에서 탱크컨테이너 하역작업 시액체상태의 불화수소(무수불산) 약 8 ton이 인근지역으로 누출되는 사고가 발생하여 5명이 사망하였고, 그 사고로 인한 피해보상금도 554억원이 발생하였다[9]. 2014년에는 액체상태의 불화수소 약 11.02 kg이 플렉시블 덕트를 통해 역류되는 사고가 발생하여 1명이 치료를 받았고 인근 야산의 수목이 고사하였다.
불화수소의 취급에 주의를 해야 하는 이유는?
반도체 제조공정에서 산화규소계 재료의 식각 (Etchant) 공정에 주로 사용되는 불화수소는 독성이 매우 강하여 저장탱크나 용기, 배관 등에서 미량이 누출되더라도 근로자에게 화상, 피부괴사 등으로 사망에 까지 이르게 할 수 있으며, 인근 지역으로 확산될 경우에는 수목 및 농작물의 고사, 동물의 폐사, 수질오염 등 지역 환경에 악영향을 준다. 그렇기 때문에 일반적으로 불화수소와 관련된 시설에는 가스감지기, 세정기 등의 안전설비를 설치하여 사고를 미연에 방지하거나 사고가 발생하더라도 피해가 최소화 될 수 있도록 관리하고 있지만, 이러한 설비들의 노후화 및 조작자의 실수로 인하여 불화수소가 대기 중으로 누출되는 사고가 빈번하게 발생되고 있다.
참고문헌 (14)
Y. S. Lee, Chemical Process Safety, Donghwa Technology Publishing Co, 168-203, (2009)
Sam Mannan, Lees' loss prevention in the process industries, Butteworth-Heinemann, 852-863, (2012)
D. J. Lee, J. H. Ahn, C. G. Song. "Improvement of Damage Range Calculation for First Response to Chemical Accidents", Journal of the Korean Society of Safety, 32(2), 59-63, (2017)
KOSHA, "Case study on hydrogen fluoride leak accident", (2013)
KOSHA, "Case study of leakage accident during unloading of hydrogen fluoride tank container", (2015)
KOSHA, "Technical Guideline for Selecting the Worst- case Scenario", (2016)
CCPS, "Guideline for Consequence Analysis of Chemical Releases", CCPS, 15-125, (1999)
NICS, "Study on calculation of damage amount due to chemical accident", (2016)
Gumi-si, "White paper on hydrogen fluoride leak accident", (2013)
KOSHA, "Hydrogen Fluoride MSDS(Material Safety Data Sheet)", (2017)
Y. K. Kim, H. J. Kim, S. J. Lee. "Factors Associated With the Personal Protective Equipments Wearing of Workers in Small Scale Industries", Annals of Occupational and Environmental Medicine, 14(3), 315-325, (2002)
B. C. Ma, K. W. Lee, J. P. Im. "A Study on the Safety Improvement in a Venting System from the HCl Release Accident of a Petrochemical Company", Journal of the Korean Institute for Gas, 16(4), 38-43, (2012)
M. W. Co, C. B. Oh, Y. S. Han. "Large Eddy Simulation for the Prediction of Unsteady Dispersion Behavior of Hydrogen Fluoride", Journal of the Korean Society of Safety, 30(1), 14-20, (2015)
Gumi city, "Hydrogen fluoride, Change the Gumi city!", Gumi city, 395-468, (2013)
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