기압 시험(Pneumatic Test)의 위험성, 사고사례 및 사고예방법

기압 시험(Pneumatic Test)의 위험성과 사고사례, 그리고 사고예방을 위한 중점 점검사항에 대하여 알아보고자 합니다. 최근 국내에서 기압 시험 중 사망사고가 발생하여 국민들의 관심이 높아진 지금, 기압 시험의 위험성을 충분히 인지하고 안전관리 중점사항을 준수하여 유사한 사고가 발생하지 않도록 만전을 기해야 할 것입니다.

 

1. 기압 시험(Pneumatic Test)의 위험성

정유공장/석유화학공장은 정기적으로 공장을 가동 중단하여 장치의 내부를 청소하고 보수작업을 실시하여 설비의 건전성을 확보하는데, 이를 통상 정기보수작업이라고 부릅니다. 또한 정유공장/석유화학공장은 생산량 증대 또는 에너지 절감 등의 목적으로 장치들을 신규로 설치하거나 교체를 하는 경우가 자주 있습니다.

 

이와 같이 새롭게 설치된 장치나 정기보수작업이 완료된 장치들은 가동하기 전 장치 내부에 시험 유체를 주입하여 적절한 압력에서 변형 및 누설 여부 등 압력계통의 안전성을 확인하는 내압시험(압력시험, Pressure Test)은 필수 검사 항목입니다. 이러한 내압시험은 통상적으로 수압 테스트(Hydrostatic Test, 물)로 진행되며, 구조상 불가피한 경우에 한하여 제한적으로 기체(공기⋅질소)를 사용한 기압 시험(Pneumatic Test)을 실시합니다.

 

수압 테스트(Hydrostatic Test)와 기압 테스트(Pneumatic Test) 모두 내압시험으로 사용할 수는 있으나, 기압 시험의 경우에는 사고의 위험성이 높으므로 특별히 주의해야 합니다. 그 이유는 바로 압축가스가 가진 위험성 때문입니다. 동일한 압력 및 부피의 물에 비해 압축가스로 저장된 에너지는 200배나 더 커서 문제 발생 시 치명적인 설비 손상과 대형사고로 이어질 수 있습니다.

 

특히, 시험계획 및 안전작업절차에 따라 작업이 수행되지 않았거나, 용접이나 플랜지 접합 등이 불량한 경우, 또는 배관 자재 및 설비 부속품에 결함이 있는 경우에는 대형 사고가 발생할 수 있습니다.

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2. 기압 시험(Pneumatic Test) 주요 사고 사례

기압 시험 도중 발생한 주요 사고 사례들입니다. 

사고 사례 - 1 (2022년 2월, 전남 여수산단) 

• 에틸렌 제조시설(NCC) 급랭 공정에 설치된 열교환기의 클리닝 작업 후 기압 시험(시험 유체 : 공기) 중 폭발로 인한 열교환기 덮개 이탈로 인명사고 발생
• 4명 사망, 4명 부상

 

사고 사례 - 2 (2006년 1월, 브라질)

• 배관의 기압 시험(시험 유체 : 공기) 과정에서 탱크와 배관을 격리용 블라인드 없이 밸브만으로 차단 후 시험 중 과압으로 폭발 발생

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사고 사례 - 3 (2009년 2월, 중국 상하이)

• LNG 터미널에서 배관(36", 600m)의 기압 시험(시험 유체 : 공기) 과정에서 플랜지 바디 용접부 파열(Rupture)로 대형 폭발사고 발생
• 1명 사망, 15명 부상

 

3. 압력 테스트(Pressure Test) 중 사고 예방을 위한 중점 안전관리 포인트

1) 내압시험은 물로 실시하는 것을 원칙으로 한다. (공기풍선과 물풍선이 터질때 위험성을 비교)

 

2) 불가피하게 실시하는 기압 시험은 반드시 안전작업절차에 따라 실시한다.

  Point 1. 질소, 불활성가스, 공기(Oil-Free시)를 사용하여 시험압력 준수 (1.1 x D.P)

  Point 2. 압축가스의 잠재 에너지 계산 및 안전거리 준수(최소 20m 이상)

    * 기압시험 안전거리 계산 : ASME-PCC-2-2018 Mandatory Appendix 501-III 참조

  Point 3. 안전밸브, 압력조절밸브 등 내압시험용 매니폴더, 압력계(2계 이상, 검교정완료) 설치

  Point 4. 작업장 주변은 경계띠를 설치하고 최소 인력 이외에는 출입통제

 

3) 압력은 단계별로 승압 및 홀딩 후, 설계압력 이하로 감압 후 육안 및 누출검사를 실시한다.

 

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[2022/2/11] 여천NCC 3공장 폭발사고 - 중대재해처벌법 3호 수사 대상