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P-111-2012 공정안전성 분석(K-PSR) 기법에 대한 기술지침.pdf
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□ Process Safety Review (공정안전성 분석)
- 공정안전성 분석은 설치, 가동중인 화학공장의 공정안전성(Process Safety)을 재검토하여 사고의 위험성을 분석하는 방법이다.
- 공정안전성 분석은 위험요소를 누출 (Release), 화재 · 폭발 (Fire & Explosion), 공정 트러블 (Trip, Trouble), 상해 (Injury)에 대한 위험으로 대분류하여 평가한다.
- Hazop에 비해 소요시간과 분량이 감소하지만, 주요 공정 설비에 국한되므로 보조 설비의 평가 누락의 가능성을 확인해야 한다.
- 누출 가이드 워드
| 위험 형태 | 원인 (대분류) | 원인 (소분류) |
| 누출 (Release) |
부식 | ▷ 내, 외부 부식, 응력 부식, 크리프 (Creep), 열적 반복 등으로 인한 사항 포함 |
| 침식 | ▷ 마모 등으로 발생한 사항 모두 포함 | |
| 누설 | ▷ 플랜지, 밸브, 샘플링 포인트, 펌프 등에서 누류 및 누수되는 사항 모두 포함 | |
| 파열 | ▷ 오염, 내부 폭굉, 물리적 과압, 팽창, 벤트 막힘, 제어 실패, 과충전, 롤오버 (Roll-over), 수격 현상, 순간 증발 (Flashing) | |
| 펑크 | ▷ 기계적 에너지 발생, 충돌, 기계 진동, 과속 등 | |
| 개방구 오조작 | ▷ 벤트, 드레인, 압력 방출 후단, 정비 실수, 계기 정비, 샘플링 포인트, 블로우 다운, 호스, 탱크 입하 및 출하 작업 실수 | |
| 기타 | ▷ 위 사항 외 기타 원인 | |
| 화재 · 폭발 (Fire & Explosion) |
물리적 과압 | ▷ 입구, 출구측 밸브 등의 폐쇄, 압력방출장치의 고장 등에 의한 과압 |
| 취급 제한 화학물질 및 분진 |
▷ 인화성 혼합물에 의한 화재, 폭주 반응, 촉매 이상에 의한 화재 · 폭발, 오염물질에 의한 조성 변화 등 | |
| 점화원 | ▷ 정전기, 스파크, 용접, 마찰열, 복사열, 차량 등에 의한 착화 | |
| 누설 | ▷ 플랜지, 밸브, 샘플링 포인트, 펌프 등에서 누유 및 누수되는 사항 모두 포함 | |
| 파열 | ▷ 오염, 내부 폭굉, 물리적 과압, 팽창, 벤트 막힘, 제어 실패, 과충전, 롤오버 (Roll-over), 수격 현상, 순간 증발 (Flashing) | |
| 펑크 | ▷ 기계적 에너지 발생, 충돌, 기계 진동, 과속 등 | |
| 개방구 오조작 | ▷ 벤트, 드레인, 압력 방출 후단, 정비 실수, 계기 정비, 샘플링 포인트, 블로우 다운, 호스, 탱크 입하 및 출하 작업 실수 | |
| 기타 | ▷ 위 사항 외 기타 원인 | |
| 공정 트러블 (Trip, Trouble) |
공정상 문제 | ▷ 온도, 압력, 농도, pH, 교반, 공정 절차, 냉각 실패 등 공정상 실수 등 |
| 원료 및 촉매 등 물질 |
▷ 원료 및 촉매 등 이상에 의한 원인 등 | |
| 기타 | ▷ 위 사항 외 기타 원인 | |
| 상해 (Injury) |
추락 | ▷ 장치 설비, 리프트, 플랫폼 등 구조물, 사다리, 계단 및 개구부 등에서의 추락, 재료 더미 및 적재물 등에서의 추락 등 |
| 전도 | ▷ 누유, 빙결 등에 의해 바닥에서의 미끄러짐, 바닥의 돌출물에 걸려 넘어짐, 장치 설비, 계단에서의 넘어짐 등 | |
| 협착 | ▷ 가동중인 설비, 기계장치에서의 협착, 물제의 전도/ 전복에의 한 협착, 교반기, 임펠러 등 회전체에 감김 등 | |
| 충돌 | ▷ 중량물, 파이프랙 등 돌출부에 접촉 및 충돌, 구르는 물체 흔들리는 물체에 접촉 및 충돌, 차량 등과의 접촉 및 충돌 | |
| 유해화학물질 접촉 |
▷ 뜨거운 물체에 접촉하여 화상, 부식성 물질 등에 접촉하여 피부 손상 등 | |
| 질식 | ▷ 유해가스 발생, 산소 부족 등에 의한 질식 | |
| 기타 | ▷ 전기기계기구에 접촉하여 감전, 낙하/ 비래/ 비산/ 붕되/ 도괴 사고, 중량물 취급 등에서 발생할 수 있는 근골격계 질환 등 | |
- 공정안전석 분석 (Process Safety Review)
| 위험 형태 |
가이드 워드 |
원인 및 결과 | 관련 문제 사항 |
현재 안전 조치 | 빈도 | 강도 | 위험 등급 |
|
| 1 | 누출 | 파열 (Over-Pressure) |
배관에서 열팽창이 발생하여 과압에 의한 파열, 누출 사고 발생 | 장거리 배관으로 열팽창 발생 | ▷열팽창 발생 제어 (A 설비 적용 등) |
3 | 1 | 3 |
| 2 | 화재 ·폭발 |
점화원 (정전기) |
원료 투입 중 원인 미상의 점화원(정전기)으로 인해 반응기 내부에서 점화되어 화재·폭발 사고 발생 | 정전기로 인한 화재·폭발 사고 발생 | ▷ 접지 실시 ▷ 접지저항 측정 |
3 | 2 | 6 |
| 3 | 공정 트러블 |
온도 | A V/V Fail Close로 CW 공급이 중단, 반응기 내부 온도 상승, 과압으로 인한 파열사고 발생 | 냉각 중단으로 인한 반응 온도 상승 | ▷ A V/V 응동 점검 ▷ PSV 안전검사 |
3 | 1 | 3 |
P-85-2021 이상위험도 분석기법에 관한 기술지침.pdf
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□ Failure Mode, Effect & Criticality Analysis (이상위험도 분석, FMECA)
- 이상위험도 분석(FMECA)은 부품, 장치, 설비 및 시스템 고장 또는 기능 상실에 따른 원인과 영향을 분석하여 치면도에 따라 분류하고, 각각의 잠재된 고장 형태에 따른 피해 결과를 분석하여 개전 조치를 도출하는 방법이다. 단, 공정이나 장치에 대해 주안점을 두고 분석하므로 운전자의 실부는 확인하기 어렵다.
- 중대사고 영향을 미치는 직접적인 원인이 되는 시스템과 설비 등을 파악하여 고장 형태 (Failure Modes), 영향 (Effects) 과 치명도 (Criticality)를 구분하여 분석한다.
- 고장모드 및 영향 분석 (FMEA)은 부춤, 장치, 설비 및 시스템의 고장 또는 기능상실에 따른 원인과 영향을 체계적으로 분류하고, 필요한 조치를 수립하는 절차이다.
- 치명도 분석(CA)은 고장 형태에 따른 영향을 분석한 후 중요한 고장에 대해 그 피해의 크기와 고장 발생율을 이용하여 치명도를 분석하는 절차이다.
| 개요 | 목적 | 적용시기 | 결과물 | 필요한 정보 | 인원 | 지원 (시간, 경비) |
| ▷ 중대사고에영향을 미치는 직접적인 원인이 되는 시스템, 설비 등을 파악 | ▷ 장치, 시스템, 공정 등에서 발생하는 이상 상태에 대한 영향을 파악 | ▷ 설계 ▷ 건설 ▷ 공정 |
▷체계적인 참고 목록 |
▷ 장치 목록 ▷ 장치 기능 |
▷시스템 대상의 크기와 수에 따라 다름 | ▷ 시스템 대상의 크리와 수에 따라 다름 |
- 상대 위험순위 결정 (Relatve Ranking)
| ▷ 화학 공장에 존재하는 위험에 대하여 간단하고, 직접적인 상대 위험 순위 제공 ▷ 패널티 (Penalty, 사고 가능성, 공정 조건 및 물질 등)와 크레딧 (Credit, 사고 영향을 완화시키는 특징 등)의 조합을 통해 상대위험순위를 결정하는 지표로 사용 ▷ 상대위험순위 결정 지수로는 DOW사의 화재 폭발 지수 (F&EI : Fire & Explosion Index)와 화학물질 폭로 영향 지수 (CEI : Chemical Exposure Index) 등이 있다. ▷ DOW F&EI는 단위 공정에 관련된 화재와 폭발의 위험성을 평가하며, 물질의 특성, 공정 상태, 공정 설계와 운전의 특성, 주변 지역과의 거리, 안전 및 화재 방호 시스템의 존재 등 여러 요인들을 고려하여 각 단위 공정의 지수를 결정한다. ▷ CEI 지수는 특별히 단위 공정에 있어 물질과 관련된 독성 위험성을 추적하는 요인들을 포함하고 있다. |
- 이상위험도 분석(FMECA) 작성 예
| Component | Failure Mode | Effects | Safe-Guard | Actions |
| TCV-201 (Temp. Control Valve) |
Fail Open | ① 염산 Column Steam 공급량 증가로 온도 상승 ② 염산 Column 과압, 염산 누출 |
① 온도 센서 설치 ② 전단계 설비인 THA-201 작동 중지 |
① PAH 추가 설치 ② 안전운전절차, SOP 개정및 이행 (염산 Column 온도 상승시 Reflux 유지 및 Spare Condenser 비상운전 절차 적용 등) |
| Fail Close | ① 염산 Column 온도 하상 (발견 사항 없음) |
- |
||
| 외부 누출 (External Leak) |
① Steam 손실 (발견 사항 없음) |
- | ||
| 내부 누출 (Internal Leak) |
① 낮은 속도로 염산 Column 온도 상승 ② 염산 Column 과압, 염산 누출 |
① 온도 센서 설치 ② 전단계 설비인 THA-201 작동 중지 |
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| TT-201 (Temp. Transmitter) TIC-201 (Controller) |
False high signal output |
① 염산 Column cool down (발견 사항 없음) | - | ① PAH 추가 설치 ② 안전운전절차, SOP 개정및 이행 (염산 Column 온도 상승시 Reflux 유지 및 Spare Condenser 비상운전 절차 적용 등) ③ TAH-201 & S/D이 하나의 TT로 구성되어 있으므로 분리 (별도 Temp. Tranmitter 설치) |
| False low signal output |
① 염산 Column Steam 공급량 증가로 온도 상승 ② 염산 Column 과압, 염산 누출 |
① 온도 센서 설치 ② 보조 Condenser |
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| No signal change |
① 낮은 속도로 염산 Column 온도 상승 ② 염산 Column 과압, 염산 누출 |
① 온도 센서 설치 ② 보조 Condenser |
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