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[특별기고] 실험실 내 고압가스용기 관리실태 및 사고예방대책이정권 가스기술사 (교육시설재난공제회 충청권지부장)
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[1262호] 승인 2016.07.28  23:15:00
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실험 전 일상점검 등 철저한 안전관리 이뤄져야

가연성·독성가스 많아 위험
잔가스 회수, 용기관리 시급

연구원들, 지식수준 높지만
안전관리 할애할 여유 없어

특정고압가스 사용신고 등
실험실내 가스법령 지켜야

 

   
 

1. 들어가는 말

과학기술의 발전에 따라 다양한 화학물질과 새로운 기술이 개발되고 이러한 기술을 구현하기 위한 연구 및 실용화가 지속적으로 이루어지고 있다. 대학․연구기관 실험실에서는 복잡한 실험장치, 유해화학물질, 고압가스 등 취급으로 연구활동 종사자들이 수많은 위험요인에 노출되어 있다.

실험실에서 사용하는 기기는 일반 산업계에서 사용하는 기계와 달리 다양하고 첨단적이며 공정상 안전이 증명되지 못한 상태로 연구가 실행되는 경우도 있다. 또한, 사용 물질 중에는 위험성에 대한 데이터가 충분하지 않고 연구목적에 따라 기밀이 보장된 상태에서 진행되는 경우도 있다. 특히, 극한 시험 조건 하에서 예기치 못한 불순물의 혼입, 부산물의 생성 등에 의한 반응폭주, 폭발 등이 발생할 가능성이 크다. 이와 같이 연구업무는 미지의 기술에 도전하는 과정의 연속으로 비정상작업이고 시행착오가 일어나는 특성이 있으므로, 위에서 언급한 위험요소를 사전에 제거하기 위한 조치가 필요하다.

실험실의 안전사고예방을 위해서는 체계적인 안전관리시스템 구축과 함께 연구활동종사자들의 안전의식 고취가 무엇보다 중요하고, 지속적인 사고사례 교육이 필요하다.

이에, 실험실에서의 고압가스 취급에 따른 사고사례와 사고 예방대책을 제시하고자 한다.

 

2. 실험실 내 고압가스 사고사례

1) 압력용기 파손에 의한 사고

 가) 장 소 : OO 대학교 실험실

 나) 일 시 : 2013년 8월 6일 10:30분경

 다) 사고 내용

 : 업무에 필요한 장비를 주문하여 제작업체에서 설치 중 이산화탄소를 주입하는 과정에서 실험장비의 덮개가 분리되어 작업자 타격

 라) 피해 현황

 - 인적 피해 : 납품업체 직원 1명 사망

 - 물적 피해 : 장비 파손

 마) 동종사고 방지 대책

 - 최초 내압시험은 승인된 전문기관에서 시행

 - 납품 장비에 대한 시험성적서 확인

 - 실험실 내 관계자 외 출입 통제 철저

 바) 참고 사진

   
▲ 피해실험실 내부(왼쪽 사진), 압력용기 덮개부 분리 모습

 

2) 가연성가스 누출에 의한 폭발

가) 장소 : OO연구소 실험실

나) 일시 : 2008년 7월 29일, 17시 15분경

다) 사고 내용

 - 유도결합 플라즈마-질량분석기(ICO-MS)를 사용하여 유기물을 분석하던 중 혼합가스(Ar 80%, O₂ 20%)용기를 교체하기 위해 분석테이블 옆에 두고 잠시 자리를 비운 사이 혼합가스 용기 폭발

라) 피해 현황

 - 인적 피해 : 1명 사망, 2명 부상

- 물적 피해 : 폭발압력에 의한 실험실 내부 소손

마) 동종사고 방지 대책

 - 가스가 누출되기 쉬운 밸브, 연결부 틈새 등에 대하여 수시로 누출 여부 검사

 - 가스용기는 반드시 고정하여 사용

 - 인화성가스(수소, 아세틸렌 등)와 조연성 가스(산소 등)는 격리조치

 - 가스용기는 환기가 잘 되는 장소에 비치하여 사용하고 밀폐된 공간에서 가연성 가스설비를 장시간 사용 금지

바) 참고 사진

   
▲ 폭발압력에 의한 유리창 등 피해(왼쪽 사진), 피해 실험실 내부

 

3) 가연성가스 누출에 의한 화재·폭발

가) 장소 : OO 대학교 방폭실험동

나) 일시 : 2010년 12월 21일, 14시 35분경

다) 사고 내용

: 교수 외 5명이 자체 제작한 폭발압력흡수장치 내 설치 된 압력용기에 산소를 충진 하는 과정에서 폭발

라) 피해 현황

 - 인적 피해 : 1명 사망, 5명 부상

 - 물적 피해 : 폭발압력으로 건물 일부 및 실험기구 파손

마) 동종사고 방지 대책

 - 압력계 등 고압가스 부속설비의 정상 작동 확인 철저

 - 폭발에 대비한 안전 차폐막 설치 및 적정 개인보호구 착용

바) 참고 사진

   
▲ 피해 연구실 내부

 

4) 수소누출사고

가) 장소 : OO 대학교 실험실

나) 일시 : 2014년 8월 24일(일), 15시 50분경

다) 사고 내용

 - 가스 누출되는 소리가 20초 정도 지속된 후에 가스누출경보장치가 울려 소방서에 신고

 - 출동한 소방대원이 응급조치를 하고, 누출 원인을 점검하였으나 특이사항을 발견하지 못함

 - 해당 실험실은 원인 규명을 위해 다음날(8월 25일) 가스 정밀점검 업체에 의뢰 하여 점검 실시

라) 사고 원인

: 정밀점검 결과 충전기한(2012.05)이 지난 가스용기를 사용하는 과정에서 안전핀의 동판이 약화·파손되어 그 부분으로 수소가스가 누출된 것으로 추정(기설치 된 가스누출경보장치로 사전에 사고를 예방할 수 있었음)

마) 피해 현황

 - 인적 피해 : 없음

 - 물적 피해 : 없음

바) 동종사고 방지 대책

 - 충전기한을 경과한 가스용기는 밸브 이탈, 파열등의 위험이 있으므로 교체 또는 정비

 - 가스 사용 시 가스누출경보장치를 탐지 가능한 위치에 설치하고, 주기적으로 작동여부 확인

 - ‘연구실 가스안전사고 행동요령’을 평상 시 숙지

사) 참고 사진

   
▲ 용기밸브 안전핀 손상 모습

 

3. 실험실 내 고압가스용기 관리 현황

대학교 및 연구기관 실험실 내에는 특정고압가스 용기를 다수 비치하여 사용하고 있으며, 동일 건물 내 비치하고 있는 수소, 산소 등 특정고압가스 용기는 압축가스로 환산 시 50㎥를 초과하는 경우도 있다.

아래 사진은 필자가 2011∼2012년도에 대학교 실험실을 점검하는 과정에서 확인한 사항이며 지금은 어느 정도의 개선됐다고 본다.

   
▲ 대학교 실험실 고압가스 사용 현황

 

또한, 2016년 4월 특성화고등학교 실습실 점검과정에서 확인한 바에 의하면 고압가스 관련 법규의 인식이 미흡하여 다수의 고압가스용기가 실내에 불안전하게 보관되어 사용 중에 있다.

   
▲ 고등학교 용접 실습실 고압가스 보관 현황

일부 실험실에서는 고압가스 실린더캐비닛 내에 가스용기를 설치하고 캐비닛을 실험실내에 보관·사용 중인 곳도 있다.

그렇지만 고압가스실린더캐비닛이 가연성가스를 설치하기에는 부적합한 캐비닛도 있어 정확한 사양을 검토하여 관련규정에서 정하고 있는 기술사양을 갖추고 있는지를 파악하여 구비할 필요가 있다.

위에서 살펴본 바와 같이 각급 실험실에서 관련 법규를 지키지 않고 있어 많은 위험에 노출되어 있다.

50㎥를 초과하는 특정고압가스를 사용하고 있음에도 사용신고를 하지 않고 있으나 별도의 법적 조치가 이루어지지 않고 있어 다음과 같은 조치가 필요하다고 판단된다.

- 실험실의 특정고압가스 사용실태 파악

- 동일 건물 내 실험실에서 50㎥ 이상의 특정고압가스를 사용 중인 기관이 특정고압가스사용신고를 하지 않을 경우에는 관렵 법규를 엄격히 적용하여 벌금을 부과하거나 관련 조항을 개정

- 동일 건물 내 실험실에서 50㎥ 이상의 특정고압가스를 사용 중인 기관이 안전관리자를 선임하지 않은 경우 법적 규제 또는 관련 법 개정

   
▲ 실험실 내에서 사용 중인 고압가스실린더 캐비닛

 

4. 실험실 내 고압가스 사용 관련법규 

[고압가스 안전관리법]

제15조(안전관리자) ① 사업자등과 제20조제4항에 따른 특정고압가스 사용신고자는 그 시설 및 용기등의 안전 확보와 위해 방지에 관한 직무를 수행하게 하기 위하여 사업 개시 전이나 특정고압가스의 사용 전에 안전관리자를 선임하여야 한다.

②∼⑧ “생략”

제20조(사용신고 등) ① 수소·산소·액화암모니아·아세틸렌·액화염소·천연가스·압축모노실란·압축디보레인·액화알진, 그 밖에 대통령령으로 정하는 고압가스(이하 “특정고압가스”라 한다)를 사용하려는 자로서 일정규모 이상의 저장능력을 가진 자 등 산업통상자원부령으로 정하는 자는 특정고압가스를 사용하기 전에 미리 시장·군수 또는 구청장에게 신고하여야 한다. “중략”

②∼⑥ “생략”

제41조(벌칙) 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 자는 500만원 이하의 벌금에 처한다.

1.“생략”

2. 제15조제1항부터 제3항까지의 규정에 따른 안전관리자를 선임하지 아니한 자

제42조(벌칙) 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 자는 300만원 이하의 벌금에 처한다.

1.∼6. “생략”

7. 제20조제1항에 따른 신고를 하지 아니하거나 거짓으로 신고한 자

 

[고압가스 안전관리법 시행규칙]

제46조(특정고압가스 사용신고등) ① 법 제20조제1항에 따라 특정고압가스 사용신고를 하여야 하는 자는 다음 각 호와 같다.

1. 저장능력 250kg 이상인 액화가스저장설비를 갖추고 특정고압가스를 사용하려는 자

2. 저장능력 50㎥ 이상인 압축가스저장설비를 갖추고 특정고압가스를 사용하려는 자

3.∼6. “생략”

②∼③ “생략”

   
 

5. 실험실 고압가스 사고예방 대책

고등학교 및 대학교, 연구기관에서 가연성가스 및 독성가스 등을 다량 사용하고 있어 이에 따른 안전사고가 끊이지 않고 있기에 다음과 같이 제안하고자 한다.

 

◈ 실험실 내 고압가스 사고 발생 요인

• 고압가스 실험장비의 설치․사용 전 내압시험 미 시행

• 가연성가스 및 독성가스 사용실험실에 적정 가스감지기 미설치

• 노후 된 고압가스용기 설비 및 부속품 방치 등 점검 미흡

• 고압가스 용기의 밸브에 대한 잠금 및 열림 작동 상태 점검 미흡

• 가연성 가스용기의 실험실 내 보관·사용

 

◈ 실험실 내 고압가스 사고 예방 대책

• 고압가스 실험장비의 내압시험은 승인된 전문기관에서 시행

• 실험전 일상점검 등 철저한 안전관리

• 가연성가스 및 독성가스 사용실험실에 적정 가스감지기 설치

• 노후 된 고압가스 설비 및 용기, 부속품의 교체 또는 정비

• 가스누출경보장치는 주기적으로 작동여부 확인

• 가연성 가스용기는 실험실 외부 별도장소 보관

 

6. 글을 마치면서

대학·연구기관에서의 실험은 미지의 기술에 도전하는 과정의 연속으로 비정상작업이고 시행착오가 일어나는 특성이 있다.

또한, 특성화고등학교 및 과학고등학교 등 실험실에도 대학교 못지않은 많은 위험이 잠재해 있음을 고등학교 실험실 안전컨설팅을 실시하는 과정에서 확인할 수 있었다. (2016년 4월 충청권 소재 13개 특성화고등학교 실험실 안전컨설팅 실시 결과 안전위해요소로 전체 321건이 지적되었으며, 가스분야는 30건의 문제점이 확인 됨)

이들, 대학생과 특성화고등학교 학생들은 대부분 학교 졸업과 동시에 각급 산업체에 취업하게 되고, 안전 의식이 결여된 상태에서 근로에 종사하게 되어 산업재해가 발생하게 된다.

그러므로, 산업재해를 예방하기 위해서는 학생신분인 기간 동안에 안전의식의 확립이 무엇보다 중요한 것이고 이를 위해 실험실 안전환경의 증진과 다음과 같은 사고예방 대책의 지속적인 시행이 요구된다.

첫째, 위험물 취급 현황, 안전교육 실적, 사고발생 현황 등 연구실 안전 자료들의 D/B화를 통해 체계적인 정보인프라 구축

둘째, 대학의 경우 그 교육대상인원이 많은 점을 고려하여 집합식 교육의 시간적·공간적 부담을 해소하고, 분야별·신분별·역할 등을 고려한 온라인 교육 프로그램을 개발하고, 외국인 연구활동 종사자에게 특성화된 맞춤교육 실시

셋째, 각 실험실 특성에 맞는 현실적인 인증제 프로그램 도입으로 우수 실험실을 발굴·홍보하여 안전 표준화 정책 시행

마지막으로, 실험실 내 공간이 협소하여 구조상으로 실험공간과 이론 연구 공간이 구획되지 않아 폭발 등 사고 발생 시 인명피해가 커질 수 있으므로 공간 확보를 통한 실험공간 및 연구공간의 구획

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