정유 및 석유화학플랜트 중대사고 전조신호 평가지표 개발에 관한 연구 A Study on the Development of Assessment Index for Catastrophic Incident Warning Sign at Refinery and Pertrochemical Plants원문보기
정유 또는 석유화학플랜트에서 폭발 등과 중대사고가 발생할 때 심각한 인명 및 재산피해를 야기시켜 보험시장에 큰 영향을 끼쳐왔다. 일반적으로 정유, 석유화학공장 등 장치산업에서 이러한 사고 발생시 국립과학수사연구원, 사고원인 조사자, 손해보험사 손해사정사 등이 조사하여 손해 및 사고와 가장 인접한 근인 위주로 사고원인을 도출하고 있다. 반면 실제 중대사고로 이어지기까지 문제 및 결함으로 작용한 여러 중대사고 전조신호에 대한 근본원인분석을 실시하여 예방대책을 수립하는 것이 중요하나 그 동안이에 대한 것이 미흡하였다. 이에 본 연구에서는 전 세계에서 발생된 중대사고 사례에 대하여 근본원인분석 방법과 스위스치즈모델 원리를 활용한 기여요소분석법 등을 통하여 도출하였던 미국 화학공정안전센터의 중대사고 전조신호 자체평가 도구의 전조신호 판단기준 항목을 우선적으로 고찰하였다. 여기에 실제 정유 및 석유화학플랜트 내 중대사고 전조신호가 해외재보험사 Loss control engineer 등 Auditor 들에게 어떠한 식으로 권고되어 왔는지 확인하고자 지난 17년간 Loss Control Engineer가 Risk Survey 이후 도출하였던 안전권고사항 약 614개를 분석하였다. 최종적으로 이를 중대사고 전조신호 평가지표로 개발이 용이하도록 정유 및 석유화학플랜트에서의 중대사고 전조신호 판단기준을 유형별로 그룹화한 후 상위 및 하위 항목으로 구분하였다. 또한, 정유 및 석유화학공장 관련 전문가(40명)에게 설문 실시 및 AHP기법을 적용하여 각 항목별 가중치(중요도)를 도출하여 최종 전조신호 판단기준과 항목별 가중치가 적용된 '정유 및 석유화학플랜트에서의 중대사고 전조신호 평가지표'를 개발하였다. 그리고 개발한 지표를 8개의 정유 및 석유화학플랜트에 적용하여 분석하였다. 본 연구에서 개발된 평가지표는 정유 및 석유화학공장 등 장치산업에서의 중대사고 예방을 위하여 추적관리 되어야 할 전조신호 항목 및 요소가 무엇인지 인식하고 취약수준을 평가하는데 도움이 될 수 있고, 관련 사업장 자체 관계자뿐만 아니라 외부 auditor들에게 유용하게 활용되리라 판단된다.
정유 또는 석유화학플랜트에서 폭발 등과 중대사고가 발생할 때 심각한 인명 및 재산피해를 야기시켜 보험시장에 큰 영향을 끼쳐왔다. 일반적으로 정유, 석유화학공장 등 장치산업에서 이러한 사고 발생시 국립과학수사연구원, 사고원인 조사자, 손해보험사 손해사정사 등이 조사하여 손해 및 사고와 가장 인접한 근인 위주로 사고원인을 도출하고 있다. 반면 실제 중대사고로 이어지기까지 문제 및 결함으로 작용한 여러 중대사고 전조신호에 대한 근본원인분석을 실시하여 예방대책을 수립하는 것이 중요하나 그 동안이에 대한 것이 미흡하였다. 이에 본 연구에서는 전 세계에서 발생된 중대사고 사례에 대하여 근본원인분석 방법과 스위스치즈모델 원리를 활용한 기여요소분석법 등을 통하여 도출하였던 미국 화학공정안전센터의 중대사고 전조신호 자체평가 도구의 전조신호 판단기준 항목을 우선적으로 고찰하였다. 여기에 실제 정유 및 석유화학플랜트 내 중대사고 전조신호가 해외재보험사 Loss control engineer 등 Auditor 들에게 어떠한 식으로 권고되어 왔는지 확인하고자 지난 17년간 Loss Control Engineer가 Risk Survey 이후 도출하였던 안전권고사항 약 614개를 분석하였다. 최종적으로 이를 중대사고 전조신호 평가지표로 개발이 용이하도록 정유 및 석유화학플랜트에서의 중대사고 전조신호 판단기준을 유형별로 그룹화한 후 상위 및 하위 항목으로 구분하였다. 또한, 정유 및 석유화학공장 관련 전문가(40명)에게 설문 실시 및 AHP기법을 적용하여 각 항목별 가중치(중요도)를 도출하여 최종 전조신호 판단기준과 항목별 가중치가 적용된 '정유 및 석유화학플랜트에서의 중대사고 전조신호 평가지표'를 개발하였다. 그리고 개발한 지표를 8개의 정유 및 석유화학플랜트에 적용하여 분석하였다. 본 연구에서 개발된 평가지표는 정유 및 석유화학공장 등 장치산업에서의 중대사고 예방을 위하여 추적관리 되어야 할 전조신호 항목 및 요소가 무엇인지 인식하고 취약수준을 평가하는데 도움이 될 수 있고, 관련 사업장 자체 관계자뿐만 아니라 외부 auditor들에게 유용하게 활용되리라 판단된다.
In the event of a major accident such as an explosion in a refinery or a petrochemical plant, it has caused a serious loss of life and property and has had a great impact on the insurance market. In the case of catastrophic incidents occurring in process industries such as refinery and petrochemical...
In the event of a major accident such as an explosion in a refinery or a petrochemical plant, it has caused a serious loss of life and property and has had a great impact on the insurance market. In the case of catastrophic incidents occurring in process industries such as refinery and petrochemical plants, only the proximate causes of loss have been drawn and studied from inspectors or claims adjustors responsible for claims of property insurers, incident cause investigators, and national forensic service workers. However, it has not been done well for conducting root cause analysis (RCA) and identifying the factors that contributed to the failure and establishing preventive measures before leading to chemical plant's catastrophic incidents. In this study, the criteria of warning signs on CCPS catastrophic incident waning sign self-assessment tool which was derived through the RCA method and the contribution factor analysis method using the swiss cheese model principle has been reviewed first. Secondly, in order to determine the major incident warning signs in an actual chemical plant, 614 recommendations which have been issued during last the 17 years by loss control engineers of global reinsurers were analyzed. Finally, in order to facilitate the assessment index for catastrophic incident warning signs, the criteria for the catastrophic incident warning sign index at chemical plants were grouped by type and classified into upper category and lower category. Then, a catastrophic incident warning sign index for a chemical plant was developed using the weighted values of each category derived by applying the analytic hierarchy process (pairwise comparison method) through a questionnaire answered by relevant experts of the chemical plant. It is expected that the final 'assessment index for catastrophic incident warning signs' can be utilized by the refinery and petrochemical plant's internal as well as external auditors to assess vulnerability levels related to incident warning signs, and identify the elements of incident warning signs that need to be tracked and managed to prevent the occurrence of serious incidents in the future.
In the event of a major accident such as an explosion in a refinery or a petrochemical plant, it has caused a serious loss of life and property and has had a great impact on the insurance market. In the case of catastrophic incidents occurring in process industries such as refinery and petrochemical plants, only the proximate causes of loss have been drawn and studied from inspectors or claims adjustors responsible for claims of property insurers, incident cause investigators, and national forensic service workers. However, it has not been done well for conducting root cause analysis (RCA) and identifying the factors that contributed to the failure and establishing preventive measures before leading to chemical plant's catastrophic incidents. In this study, the criteria of warning signs on CCPS catastrophic incident waning sign self-assessment tool which was derived through the RCA method and the contribution factor analysis method using the swiss cheese model principle has been reviewed first. Secondly, in order to determine the major incident warning signs in an actual chemical plant, 614 recommendations which have been issued during last the 17 years by loss control engineers of global reinsurers were analyzed. Finally, in order to facilitate the assessment index for catastrophic incident warning signs, the criteria for the catastrophic incident warning sign index at chemical plants were grouped by type and classified into upper category and lower category. Then, a catastrophic incident warning sign index for a chemical plant was developed using the weighted values of each category derived by applying the analytic hierarchy process (pairwise comparison method) through a questionnaire answered by relevant experts of the chemical plant. It is expected that the final 'assessment index for catastrophic incident warning signs' can be utilized by the refinery and petrochemical plant's internal as well as external auditors to assess vulnerability levels related to incident warning signs, and identify the elements of incident warning signs that need to be tracked and managed to prevent the occurrence of serious incidents in the future.
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문제 정의
본 연구에서는 정유 및 석유화학플랜트 중대사고 전조신호 평가 지표 개발을 통하여 관련 사업장 종사자 및 외부 Auditor에게 평가 지표 활용과 중대사고 예방에 도움을 주고자 하였다.
본 연구에서는 정유 및 석유화학플랜트에서의 중대사고 전조신호 평가지표를 개발하고자 우선적으로 CCPS[3]에서 제시한 중대사고 전조신호 평가지표 항목(Table 1 참조)을 검토하여 수정 및 개량하였으며, 전체적인 평가지표 개발 절차는 다음과 같다.
이에 본 연구에서는 CCPS[3]에서 제시된 평가 도구 분석, 보험 사 안전권고사항 검토, 관련 전문가 설문조사 등을 통하여 정유 및 석유화학플랜트 중대사고 전조신호 평가지표를 개발하여 관련 플랜트 자체근무자 뿐 아니라 외부 Auditor들이 평가지표로 활용하는데 도움을 주어 중대사고 예방에 기여하고자 하였다.
제안 방법
· 둘째, CCPS 161개의 전조신호 추가판단기준에서 개량된 최종 174개 중대사고 전조신호 판단기준 항목의 가중치(중요도) 도출을 위하여 유형별 및 카테고리별로 그룹화 하였다.
· 마지막으로 최종 개발 완료된 중대사고 전조신호 평가지표를 국내 8개 정유 및 석유화학플랜트에 적용하였다.
· 첫째, CCPS[3]의 중대사고 전조신호 평가지표 항목 외에 추가 평가지표를 도출하고자 Global Loss Control Engineer가 지난 17년간 정유 및 석유화학플랜트 Risk Survey 이후 도출하였던 안전권고 사항(Recommendation) 614개를 분석하였고, 공통권장사항 중 상 위빈도의 것은 중대사고 전조신호 추가판단기준 항목에 추가하여 제시하였다.
AHP 기법 적용을 위해 계층도를 구성하여 쌍대비교설문을 작성하였다.
Global Loss Control Engineer 안전권고사항 분석에 의한 추가 평가지표 도출 CCPS[3]의 중대사고 전조신호 평가지표 항목 외에 추가평가지 표를 도출하고자 실제 지난 17년 간 해외재보험사 Loss Control Engineer가 10여개의 국내·외 정유 및 석유화학플랜트 Risk Survey 실시 후 도출하였던 안전권고사항을 수집하여 분석하였다.
또한 정유 및 석유화학플랜트 관련 전문가(40명)로 부터 얻은 설문결과를 AHP기법을 적용하여 각 카테고리 별 중요도(가중치)를 부여하였다.
본 연구에서 개발된 중대사고 전조신호 평가지표를 국내 8개의 정유 및 석유화학플랜트에 적용하였다.
여기에 지난 17년 간 해외재보험사 Loss Control Engineer가 도출한 화학플랜트 중대사고 전조신호와 관련된 안전권고사항 614개를 상기 카테고리로 분류하여 검토한 후 빈도가 높은 항목을 추가 판단기준으로 선정하여 총 174개의 중대사고 전조신호 평가기준 및 지표를 도출하였다.
이를 위해 우선 미국 CCPS[3]에서 제시한 중대사고 전조신호 판단기준 161개항목을 관리적 전조신호 10개와 설비적 전조신호 8개, 총 18개의 카테고리로 분류하였다.
이를 통해 CCPS의 최초 161개의 중대사고 전조신호 평가지표에 Global loss control engineer의 공통권장사항 상위빈도 항목을 추가하여 총 174개의 중대사고 경고신호 전조평가지표로 개발하였다.
최종 안전권고사항의 관리적 전조신호 세부 카테고 리에는 기존 CCPS 카테고리 외에 Table 2와 같이 Permit to work system 색인이 추가되었으며, 설비적 전조신호에는 Table 3와 같이 기존 CCPS의 Physical warning sign을 Fire proofing defect 등 총 8개의 색인으로 분류하였다.
최종 화학플랜트에서의 중대사고 전조신호 평가지표 Tool에는 ‘판단 기준 예시(Criteria example)’와 ‘질문사항(Questionnaire)’을 기재 함으로써 각 화학플랜트의 자체평가자나 외부 Auditor들이 ‘질문사항’을 이해하고 판정하는데 도움을 주도록 하였다.
최종적으로 정유 및 석유화학플랜트에서 중대사고 전조신호 평가지표 상 평가가 용이하도록 중대사고 전조신호 판단기준을 유형별로 그룹화하여 상위 카테고리(대범주), 중위 카테고리(중범주), 하위 카테고리(소범주) 로 나누었다.
평가지표 도출방법으로 우선 정유 및 석유화학플랜트 재보험사 안전권고사항(최근 17개년 614개 항목)의 유형별 분석을 실시하였다.
대상 데이터
설문점수는 9점 척도로 하였고, 설문조사는 정유 및 석유화학 Risk Surveyor, 손해보험 손해사정사, 관련 기술사등 해당 분야 전문가 50명을 대상으로 2017년 08월 03일 ~ 2017년 08월 20일(18일)간 이메일, 전화 등을 이용하여 실시하였다.
정유 및 석유화학플랜트에서의 중대사고 전조신호 평가지표의 카테고리별 가중치(중요도) 도출을 위한 AHP 기법 적용 대상 표본 에는 관련 분야 전문가집단 40명이 포함되었으며 이들 응답자 인구 통계 특성은 Table 8과 같다.
데이터처리
수집된 설문 결과를 통해 상대적 가중치를 분석하기 위해 Expert Choice 프로그램(버전 2000)을 사용하였다.
이론/모형
· 셋째, 중대사고 전조신호 평가지표 개발을 위하여 유사한 전조 신호를 상위 카테고리, 중위 카테고리 및 세부 카테고리(36개)로 나누어 그룹화 하였으며, 중요도(가중치) 도출을 위하여 AHP기법을 사용하였다.
성능/효과
안전권고사항 614개를 관리적 전조신호와 설비적 전조신호로 1차분류한 결과, Fig. 1과 같이 관리적 전조신호(S)가 전체의 약 68%로, 설비적 전조신호(H) 약 32% 보다 높은 비율을 차지하였다(전체 614개 대상 중 S항목 418개 H항목 196개).
조직안 전성 및 전문화는 정유공장 섹터가 상대적으로 양호한 평가지표 결과값을 나타내었고, 변경관리(MOC)시 위험성평가 병행, Audit 사항 이행(implementation) 비율 등은 석유화학공장 섹터가 다소 양호한 평가지표 결과 값을 보였다.
총 40 명의 응답을 받아 약 80%의 회수율을 보였다.
후속연구
API RP 754 기준 상 언급된 공정안전성과지표 중 선행지표의 도입을 통한 지속적 관리를 강조하고 있는 시점에 본 평가지표 항목이 유용한 선행지표 자료로 활용될 것이라 기대된다.
본 연구를 통해 개발된 평가지표를 바탕으로 향후 지속적인 동종 정유 및 석유 화학플랜트 중대사고 사례분석 및 근본원인분석을 통하여 전조신호 등 평가지표 항목을 추가하는 것이 필요하며, 선정된 평가지표별 중요도(가중치)를 추가 연구함으로써 중대사고 예방을 위한 우선순위 항목선정에 보다 신뢰성 있는 평가지표로의 개발이 요구된다.
최종 개발된 중대사고 전조신호 평가지표를 8개의 정유 및 석유 화학플랜트에 적용한 결과, 물리적 전조신호 지표는 사업장 내 비교적 잘 관리되고 있는 반면, 외부 Audit 사항 준수 및 검증 또는 Near miss & Incident 관리와 같은 관리적 전조신호 지표 값은 상대적으로 미흡한 것으로 나타나고 있어 사업장에서 간과되고 있는 관리적 전조신호 인식개선이 필요하리라 판단된다.
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