【중대산업사고속보】

     제목 : 폐과산화수소 지하저장탱크 파열사고
  속보번호: CCPS-0303
     날짜 : 2003년 6월
   기인물 : 엘보우
 재해유형 : 파열
 피해정도 : 사망 1명

                   【폐과산화수소 지하저장탱크 파열사고】

1. 사고개요
    
 2003.6.23 11:30 (주)○○ 작업장내 폐과산화수소 지하저장탱크 상부에서 과수분해탱크로
 이송하는 작업을 하던중 탱크이송 펌프 인입라인에 설치된 엘보우 용접부분이 파열, 비산
 하면서 피재자의 두부가 파열되어 사망한 재해임.

2. 사고물질의 특성

가. 물리적 반응

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 구분     폭발범위   인화점 발화점 증기압        비중 
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 MEK-PO   -          74.5℃ 205℃  -             1.13
 MEK      1.4-11.4%  -9℃   404℃  100mmHgⓐ25℃ 0.81
 H₂O₂   -          -      -      2mmHgⓐ30℃   1.13
 H₂SO₄  -          -      -      -             1.84
 DMP      -          132℃  549℃  -             1.19
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 ㅇ H₂O₂
     - 순수한 용액 자체는 거의 분해가 없고 안정함.
     - 중금속, 일부 유기물 분순물, 다량의 먼지가 혼입되면 분해되어 산소가스가 발생
       하고 분해열이 생김.

       H₂O₂->  H₂O + 1/2(O₂) + 23.5kcal

       (20~100℃의 범위에서 10℃ 증가에 따라 분해율은 2.2배 증가, 100℃의 경우 1024배 
        증가함)
     - 온도이외에 분해에 영향을 주는 요소 
       · Fe., Cu, Ni, Cr, Pb, Mn등 1가 이상의 원소 
       · Active Surface : 특히 거친 표면 
       · Suspended Matter : Dust Particle 
       · pH : Alkali에서 분해 더욱 활성 
       · Radiation - 특히 짧은 파장의 광선(300A정도)      

     - WT.% H₂O₂별 분해열(25℃, 1ATM) 
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WT.(%)        0  10     20     30     40     50     60     70     80     90     100
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분해열
(Kcal/gmol)   0  22.62  22.65  22.68  22.73  22.79  22.88  22.99  23.13  23.27  23.45
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    - 1리터 분해시 발생되는 산소의 양 (0℃. 1ATM)
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WT.(%)     0     10     20     30     40     50     60     70     80     90     100
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산소량 
(Liter)    0     34.26  71.21  110.97 153.66 199.49 248.66 301.46 358.17 419.16 486.65
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ㅇ 폐과수 저장탱크내 폐수를 성분 분석한 Date는 다음과 같음 (100gr인 경우임)
   ---------------------------------------------
   연  번      성  분               구성비 
   ---------------------------------------------
   1           H₂O₂               22gr
   2           H₂O                 58gr
   3           Sodium Sulfate       약 20gr
   4           황산                 0.000026gr
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 나. 기인물
   ㅇ 이송펌프 사양 
    - 제조사 및 제조일 : 자료없음 
    - 펌프형식 : 원심펌프 
    - 펌프사양 : 1750rpm×360ℓ/min (양정자료 없음)
    - 모타사양 : 3상 380V, ed3급 안전증 방폭 
    - 기    타 : 미접지

3. 사고발생공정 및 운전상황

  가. 재해발생공정 

               

ㅇ 반응공정에서 발생된 폐수에는 MEK-PO가 포함되어 있으므로 폐수 분리탱크(5m3×1기)에서 
   층 분리를 하여 상부에 존재하는 MEK-PO를 제거하고 하부의 폐수는 양정(Lift)을 이용하여
   폐과수 저장탱크로 이송함.

ㅇ 지하에 설치된 폐과수 저장탱크 내부에는 Coil에 지하수를 Cooling Water로 공급하여 H₂O₂
   에 의한 분해를 억제하고 있음.

4. 사고원인 분석

ㅇ 화학설비에 계측기 등 미설치 
    - H2O2는 순수한 용액 자체일 경우 거의 분해가 없고 안정하나 폐수일 경우에는 불순물, 
      유기물, 또는 다량의 먼지가 투입되어 분해되고
    - 온도가 높아지면 분해가 빨라지고 더욱 격렬하게 분해되므로 
    - 저장탱크 내부의 분해여부를 확인하기 위하여 온도계와 자동경보장치를 설치하여야 
      하나 이를 설치하지 않았음. 

  ㅇ 접지 미실시 
    - 가연성가스 등을 발생시킬 수 있는 위험물저장 설비에는 정전기에 의한 폭발등의 위험
      이 발생할 수 있으므로 접지를 하여야 하나 이를 실시하지 않았음.

  ㅇ 안전작업절차서 미작성 
    - 폐과수 이송 작업시 펌프 프라이밍 작업등을 정상적으로 실시하여 작업을 하는등 위험물 
      이송작업에 대한 안전작업 절차서가 작성, 교육되고
    - 동 작업이 3일~7일 주기로 이루어지는 작업이므로 동절차서가 작업지점에 게시되는 것이 
      바람직하나 이를 행하지 않아 작업자의 불안전한 행위가 발생한 점  

5. 사고방지 대책

  ㅇ 화학설비에 계측장치 등의 설치 
    - H₂O₂와 같은 산화성 물질을 기준량이상 취급하는 특수화학설비에는 내부의 이상상태
      를 조기에 파악하기 위하여 온도계를 설치하고 
    - H₂O₂의 분해가 가속될 수 있는 온도이상이 될 경우에는 이를 조기에 작업자에게 
      알리기 위한 자동경보장치를 설치해야 함.

  ㅇ 정전기로 인한 화재·폭발 방지조치 실시 
    - 위험물을 취급 또는 저장하는 위험물 저장탱크를 설치 사용할 경우에는 정전기에 의한 
      화재 또는 폭발 등의 위험이 발생할 수 있으므로 당해설비에 대하여 확실한 방법으로 
      접지를 하여야 함. 

  ㅇ 산화성물질의 안전한 취급을 위한 조치 실시 
    - 산화성물질에 의한 폭발·화재등을 방지하기 위하여 충격이나 마찰등을 가하지 않도록 
      하여야 하므로 동물질의 안전한 이송을 위하여서는 셀프 프라이밍펌프(Self-Priming Pump)
      나 다이어프램펌프(Diaphram Pump)를 사용하여 펌프케비테이션과 같은 부적절한 조건이 
      발생되지 않도록 하여야 함.

  ㅇ 작업절차서의 작성 
    - 사고설비와 같이 위험물의 포함된 폐기물을 저장하여 이송하는 설비는 상시 가동하지 
      않고 일정기간 중단된 후 작업을 실시하는 경우가 있으므로 

    - 화학설비가 일시적 또는 부분적으로 운전이 중단된 때의 작업방법 또는 운전 재개시의 
      작업에 대해서는 화재 또는 폭발을 방지하기 위하여 작업 절차서를 작성하고 이를 준수
      토록 하여야 함.