아현동 밸브기지 폭발사고(94. 12. 7), 대구 지하철공사장 폭발사고(95. 4. 28), 부천의 LPG충전소 폭발사고(98. 9. 11)는 세계적으로도 그 유래를 찾아보기 힘든 사고들이다. 가스의 소비가 늘어나면서 크고 작은 가스사고 특히 대형사고의 위험성은 항상 주변에 상존하고 있다. 대형사고사례는 사고조사와 분석을 통하여 많은 것을 교훈으로 얻을 수 있다. 그러나 부천사고의 직접적인 원인이 아직도 규명되지 못하고 있다. (중략)
이 논문에서는 운전자(남)와 동승자(여)가 탑승하여 하천 둔치의 공원에 정차 중 차실 내에서 폭발사고가 발생한 승용차에 대해 폭발사고 원인을 분석하였다. 폭발사고가 발생한 직후 운전자와 동승자가 화상을 입고 119구급대에 의해 병원에 이송될 때는 119구급대원에게 시너를 뿌려놓은 상태에서 운전자와 동승자가 다투는 중에 폭발사고가 발생하였다고 진술하였는데, 며칠 경과한 후부터 운전자와 동승자는 플라스틱 병 속에 들어 있던 휘발유가 엎질러져 시거 잭으로 흘러들어가서 시거 잭을 빼려다가 시거 잭을 실수로 눌러서 폭발사고가 발생하였다고 주장하였다. 실수로 인해 폭발사고가 발생하였다면 자동차보험금을 지급받을 수 있고 고의에 의해 폭발사고가 발생하였다면 보험금 지급이 안되므로 폭발사고의 원인이 고의에 의한 것인가 실수에 의한 것인지가 쟁점이 되었다. 폭발한 승용차에 대한 구체적인 조사 분석과 운전자 및 동승자의 진술에 대한 화재과학적 분석을 통해 이 자동차 폭발사고는 운전자의 고의에 의해 발생한 것임을 입증하였다.
과학과 산업의 발전에 따라 공정안전기술도 새롭게 발전되어 가고 있음에도 불구하고 공정산업에서의 폭발사고가 자주 발생하고 있으며, 사고가 발생할 경우 대규모의 인명 덴 재산 손실을 초래하여 왔다. 우리나라의 경우 화학장치 산업이 1960년대 시작되어 많은 부분들이 교체되어야 할 주기를 지났거나 교체해야 할 상태에 있고, 이에 따라 신설 또는 증설공사 등으로 폭발위험성이 높은 것으로 보고되고 있다. 화학공정에는 가연성 위험물이나 폭발성 물질들이 대량으로 취급되고 있기 때문에 비록 적은 공정이라도 화재나 폭발이 발생하면 대규모의 피해를 초래한다. 특히 화학공정산업에서 사고로 발생하는 손실의 2/3 이상이 폭발사고에 의한 것으로 보고되고 있다. 즉 총 손실의 약 75%가 폭발사고에 의한 것이며 약 20%가 화재이고 나머지는 독성과 관련된 것으로 나타나 있다. 화학공정에서의 폭발 사고에 의한 피해 관련정보는 많은 자료에 의해 보고되고 있다. 실제로 막대한 파괴와 인명손실을 가져오는 과압은 일반적으로 폭발에서 발생되는 최대 압력인 6-8kg/$\textrm{cm}^2$ 보다도 훨씬 낮다.(중략)
최근 Mg, Mg-Al합금, Al은 전자제품의 케이스, 차량의 휠 등의 신소재로서 활용성이 높아 사회적 수요가 급격히 늘고 있다. 이러한 수요 증가와 함께 관련 사업장에서는 취급 과정에서 폭발사고 위험성이 높아지고 있는데, 2010년도에는 국내 사업장에서 금속 분진에 의한 폭발사고가 4건이 발생하여 인명 및 재산피해가 발생하였다. Mg-Al합금의 폭발사고로 사망 1명과 부상 2명이 발생하였으며, Al분진의 폭발사고는 3건이 발생하여 사망 2명과 부상 3명의 인명피해로 이어졌다. 사고조사를 통하여 사업장에서의 금속분진에 대한 위험인식이 매우 낮은 것이 유사 사고가 반복되고 있는 가장 큰 이유로 알려지고 있는데, 이는 금속분진에 대한 부족한 안전기술정보와 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 Mg, Mg-Al합금, Al등을 취급하는 관련 사업장에서 폭발사고 예방대책을 위하여 활용할 수 있는 폭발특성에 관한 안전기술정보 제공을 목적으로 하고 있다. 보다 구체적으로는 사고 다발 금속분진에 대한 위험성 이해에 도움을 될 수 있도록 동일 입경분포 조건에서의 위험성을 정량적으로 평가하였으며, 이를 위하여 각 금속분진의 동일 입경 조건에서 최대폭발압력, 폭발하한계 등의 폭발위험성 데이터를 실험적으로 조사 하였다. 조사한 시료는 평균입경 200 mesh의 Al, Mg, Mg-Al(60:40 wt%)로서 입도분석기(Beckman Coulter LSI 3320)를 사용하여 측정한 결과 평균입경은 약 $155{\mu}m$로 나타났다. Al분진의 농도변화에 따른 폭발압력을 조사한 결과, 최대폭발압력(Pmax)은 7.9 bar였으며 최대폭발압력상승속도 (dt/dP)max는 농도 $1500[g/m^3]$에서 322 [bar/s]로 최대가 되었으며 폭발 하한계(LEL)는 $70[g/m^3]$가 얻어졌다. 반면에 순수한 Mg의 LEL은 $30[g/m^3]$였으며 Pmax는 6.4 bar, (dP/dt)max는 100 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 LEL이 낮은 Mg는 Al보다 연소성이 큰 것으로 나타났으며, Al은 화염을 유지하는데 필요한 최저 열분해 가스농도를 확보하는데 Mg보다도 고농도의 분진이 필요함을 알 수 있었다. 또한 Mg-Al(60:40 wt%)의 LEL은 $50g/m^3$이었으며 Pmax는 9.4 bar, (dP/dt)max는 472 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 Mg-Al(60:40 wt%)합금의 연소성을 살펴보면 착화하기 쉬운 정도는 Mg와 Al의 성분비에 의해 변화하지만 Mg와 Al의 중간 정도로 나타나는 반면, Pmax는 Mg 또는 Al의 단독 물질 성분보다도 매우 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 단일 성분의 Mg와 Al보다도 Mg와 Al이 일정 비율로 구성된 Mg-Al합금의 경우가 화재폭발 위험성이 증가한다는 사실을 알 수 있었으며, 이와 같은 폭발위험특성 자료를 활용하여 분진의 보관, 취급, 폐기 등의 지속적 관리가 필요하며 사업장 특성에 적합한 안전대책을 통한 사고예방대책이 요구된다.
지난 30년간의 LPG(Liquified Petroleum Gas)자동차의 사용으로 현재 전국에는 500여 곳의 LPG자동차 충전소가 운영되고 있다. LPG자동차의 운행대수에 비하면 충전소의 수가 절대적으로 부족하고, 또한 LPG자동차의 보급확대를 위해서는 충전소 확충이 필수적이다. 그러나 최근의 아현동 도시가스 밸브기지 폭발사고나 대구 지하철 공사장 도시가스 폭발사고와 같은 대형 가스 폭발사고의 여파로 충전소 설치 부지의 확보에 큰 어려움을 겪고 있다. 특히, 대도시 지역 내에서의 충전소 설치는 인근 지역주민의 강력한 반대로 거의 불가능한 실정이다. (중략)
급속한 에너지 확산을 수반하는 폭발 현상은 인명 및 경제적인 피해를 미치고 있다. 산업의 고도화로 인하여 다양하고 광범위한 폭발사고가 전 세계적으로 발생하고 있으며, 이러한 폭발사고의 예방을 위해서는 정확한 원인 분석이 밑바탕이 되어야 한다. 국내외 폭발사고 관련 연구 분석은 일부 사건들에 대해서 제한적인 범위에서 수행되고 있었다. 본 논문에서는 국제학술지에 게재된 전체 논문들을 대상으로 동시출현 핵심단어 분석을 실시하여 시기별 전체적인 연구 경향과 향후 연구자들이 관심을 가질 수 있는 최신 분야를 도출하고자 하였다. 시기별 핵심단어 분석 결과, 2005년~2014년에는 대체로 논문의 수가 적고 전체적인 핵심단어의 수도 적었지만, 2015년 이후 컴퓨터 시뮬레이션과 인공지능분야가 폭발사고사례 분석에 활용되었으며, 폭발사고의 종류 또한 현재 최신 연구분야인 리튬이온 배터리, 혼합가스 등의 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있음을 알 수 있었다.
연료로 사용하는 가연성 가스의 양이 증가함에 따라 가스 사고 건수도 증가하고 있으며 가스사고 중 약 35% 정도가 가스의 누설사고였다. 이러한 가스의 누설사고는 일정시간 경과 후 적절하게 배출되지 못할 경우 화재나 폭발사고로 이어질 위험성이 매우 크다. 즉 가스의 누출은 폭발이나 연소의 3요소 중에서 가연물이 제공되는 과정으로 가스폭발사고나 화재를 예방하기 위해서는 근본적으로 가스의 누출을 방지해야 한다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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