[논문]산업단지 고압매설배관의 손상확률 평가

김진준; 이광원; 최현웅; 최지헌

doi:10.7842/kigas.2019.23.2.9

산업단지 고압매설배관의 손상확률 평가
An Assessment Pipe Damage Probability of High Pressure Underground Pipeline in Industrial Estate 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.23 no.2, 2019년, pp.9 - 16

김진준 (호서대학교 수소에너지안전기술공학과) , 이광원 (호서대학교 안전보건학과) , 최현웅 (호서대학교 수소에너지안전기술공학과) , 최지헌 (호서대학교 안전보건학과)

초록
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울산, 여주 등 산업단지의 고압매설배관에서 발생할 수 있는 굴착공사 등 타 공사로 인한 중대사고의 발생빈도를 도시가스 매설 배관과 비교하여 FTA에 의해 기초사상(Basic event)을 도출하여 제시한다. 또한 굴착빈도, 순찰주기 등 배관손상 영향 인자를 관찰 및 분석하고, 이들 인자의 중요도와 민감도를 Risk 비교분석을 통해 구해봄으로써 고압가스매설배관의 안전성 향상에 기여한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The frequency of major accidents which has probability of occurrence at the high pressure underground pipeline of industrial estate such an Ulsan, Yeo-ju by the other construction such as an excavation work will be compared to city gas underground pipeline to derive the basic event by the FTA and present. Also, Observe and analyze the pipe damage impact factor such as an excavation frequency, patrol cycle. As a result, It contributes to the safety improvement of high pressure gas buried pipeline due to obtain importance and sensitivity of the pipe damge impact factors.

주제어

표/그림 (16)

표 Table 1. Frequence for basic events
그림 Fig. 1. FT diagram of physical damage of pipe
표 Table 2. Awareness of One-Call System
표 Table 3. Right-of-Way Warning Signs
표 Table 4. Failure probability to cover pipe permanently
표 Table 5. Failure probability to Third party chooses not to notify
표 Table 6. Failure probability to avoid piping position of the other construction
표 Table 7. Failure Probability of finding accident by the other construction due to patrol cycle
표 Table 8. Response probability progress excavation construction before excavation conference
표 Table 9. Identifying probability of buried pipe location
표 Table 10. Probability of accidental hitting from properly indicated pipe
표 Table 11. Excavation depth Exceeds buried piping depth at Yeosu estates
표 Table 12. Excavation depth Exceeds buried piping depth at Ulsan estates
표 Table 13. Deriving impact frequency value
표 Table 14. Minimal cut sets
표 Table 15. Frequency of minimal cut set

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 타공사에 의한 매설배관의 손상 빈도를 산업단지배관과 도시가스배관, 외국의 사례 를 비교, 분석하고, 순찰원, 도로표시 등 타공사에 의한 손상발생에 영향을 주는 인자들을 고려하여 합리적인 안전점검 방안을 모색하고자 하였다. 이를 위하여 FTA기법을 활용하였으며, 배관손상에 영향을 주는 각 기초사건에 대한 빈도값들을 결정하였다.
이에 본 논문에서는 타 공사에 영향을 미치는 배관손상 영향인자를 비교분석하고 FTA에 의해 타 공사에 의한 손상 발생빈도를 도시가스 배관과 비교하여 도출한다.

제안 방법

II장에서 제시한 FT와 기초사건들의 값들을 기반으로 하여 다음 3가지 경우를 비교분석하였다.
객관성 유지를 위하여 Q.Chen과 M. Nessim의 “배관의 물리적 손상에 대한 신뢰도 기반의 예방 (Reliability-based prevention of Mechanical Da-mage to Pipelines)연구[1]에서 사용된 FT도를 기반으로 하였으며, 기초사건의 빈도값들은 국내의 실정에 맞게 보완, 결정하였다.
굴착공사의 빈도는 선행 연구로 진행한 “산업단지 고압매설배관 안전관리 향상 방안 연구”를 통하여 2009년부터 2017년까지의 산업단지와 도시가스의 굴착신고건수 기준 아래 수식을 통해 도출하였다.
산업단지 내 고압매설배관의 안전 향상을 위해 도시가스 매설배관과 고압가스 매설배관의 안전관리 현황 비교분석을 수행하였고, FTA기법을 활용하여 타 공사에 의해 매설배관이 손상에 영향을 미칠 수 있는 빈도를 계산하고 각 중요도와 민감도를 분석하여 최적의 예방 및 관리 방안을 모색하였다.
타 공사 시 매설배관의 존재 유무를 파악하지 못 하고, 굴착을 할 때 배관에 타격을 가하여 사고를 예방하지 못하는 확률을 의미한다. 시공감리 전에 매설한 배관 등 존재 유무가 확실하지 않아 문헌에서 제시하고 있는 데이터로 확률을 추정하였다.
울산 및 여수의 산업단지 고압매설배관의 매설 깊이에 따른 총 배관 길이를 “KGS, 산업단지 매설 배관 현황 데이터”와 문헌데이터, 직접 현장 방문 조사를 통하여 분석해보았다.

데이터처리

다음은 타공사에 의한 배관손상에 영향을 미치는 12개의 기초사건에 대한 정의와 빈도값을 분석 하였다.

이론/모형

본 논문에서는 타공사에 의한 매설배관의 손상 빈도를 산업단지배관과 도시가스배관, 외국의 사례 를 비교, 분석하고, 순찰원, 도로표시 등 타공사에 의한 손상발생에 영향을 주는 인자들을 고려하여 합리적인 안전점검 방안을 모색하고자 하였다. 이를 위하여 FTA기법을 활용하였으며, 배관손상에 영향을 주는 각 기초사건에 대한 빈도값들을 결정하였다.

성능/효과

울산 지역에서 도시가스를 공급하는 공급배관 2,024km에 대해 9년 간 관찰한 총 관찰길이는 18,216km, 굴착공사 횟수는 65,287건, 굴착 빈도는 1km^․year 당 3.5회로 나타났고, 울산 산업단지 고압가스배관의 길이는 약 653km 총 관찰 길이는 5,877km, 굴착공사 횟수는 10,629건, 굴착 빈도는 1km^․year 당 1.8회로 조사되었다.[2],[5]

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도시가스보다 산업단지 내의 고압매설배관이 타 공사 사고빈도가 높게 나타나는 이유는 무엇인가?	산업단지 내의 고압매설배관은 다른 원료물질과 함께 같은 도로상에 복잡하게 매설되어 있고 또한 고압으로 인해 도로굴착 공사 시 타 공사 등으로 선행연구에서 제시한 바와 같이 도시가스보다 약 5 배 이상의 타 공사 사고빈도가 나타나고 있다.
	고압가스매설배관의 안전성 향상에 영향을 주는 요소는 무엇이 있는가?	울산, 여주 등 산업단지의 고압매설배관에서 발생할 수 있는 굴착공사 등 타 공사로 인한 중대사고의 발생빈도를 도시가스 매설 배관과 비교하여 FTA에 의해 기초사상(Basic event)을 도출하여 제시한다. 또한 굴착빈도, 순찰주기 등 배관손상 영향 인자를 관찰 및 분석하고, 이들 인자의 중요도와 민감도를 Risk 비교분석을 통해 구해봄으로써 고압가스매설배관의 안전성 향상에 기여한다.
	배관점 검원에 의한 배관관리가 왜 필요한가?	Minimal cut set을 통한 배관순찰이 포함된Case의 경우, 순찰이 없는 경우보다 타격빈도가 1/2 로 감소함을 알 수 있었으며, 총 타격 빈도 값을 배 관 라인 근처 굴착횟수로 나눈 타 공사 1회당 타격 빈도 값이 순찰이 있는 경우, 없는 경우보다 1/2로 감소하며, 배관점검관리가 이루어지고 있는 도시가스 와 같은 빈도 값을 나타내고 있다. 따라서 배관점 검원에 의한 배관관리가 필요한 것으로 판단된다.

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