미국 중대산업사고 사례 (Giant Industries) 2006. 10. 30 한국산업안전공단 울산중대산업사고예방센터 부장 대우 조필래

사고 개요 O 사고일자 : 2004.4.8 O 장소 : 미국, 뉴멕시코, Giant Industries’ Ciniza oil refinery, O 공정 : Hydrofluoric acid(HF) Alkylation unit O 설비 : Alkylate recirculation pump O 작업내용 : Mechnical seal leak, repair work O 사고당시 작업 : Pump removing work O 피해 : 4명 중화상, 가동정지 8개월, 손실금액 : 1300만불(130억원)

Process Descripion O Hydrofluric acid(HF) Alkylation unit -HF is used as catalyst -olefin and isobutane is combined, mixed with HF in a Reactor, and alkylate forms. -Alkylate used to boost the octane of gasoline, highly flammable liquid -Operating condition : 150psi, 350 ℉

Pre-Incident Events O 사고전일 진행사항 - 운전원은 계획된 정기 펌프 교체 운전 시도 - Power pump off, 스팀터빈펌프(예비) Start up ( 예비펌프 M/S leak 발생 ) O 사고당일 진행사항 - 정비 위해 공무책임자, 기계기술자, 정비원 현장 동행 - 운전원 작업허가서 준비

Pre-Incident Events –cont’d - 6”, ¼ turn, plug valve. - Opened/closed by valve wrench (원래 gear operated) - 운전원은 밸브 개폐상태를 밸브 렌취에 의존 (렌취가 배관에 수직 위치이면 밸브 closed) - 면담결과 : 일부는 밸브 스템의 position indicator 를 의존하고, 대부분은 렌취에 의존함 - 펌프 해체전, 정비원은 position indicator가 open 임을 알았으나 다른 사람에게 전달하지 않음

Pre-Incident Events –cont’d O 펌프 취외용 차단밸브 TOLO 절차 - 운전원은 인입/토출밸브에 tag/lock 설치 (밸브 렌취의 위치를 보고 Closed로 판단) - 기계기술자 역시 인입/토출밸브에 tag/lock 설치 - 정비원에게 기계기술자가 밸브 Closed 알림 - 정비원은 밸브 닫는 것을 보지 못했으나, 운전원의 Tags와 밸브 렌취의 위치 수직임을 보고 믿음. * 밸브 Closed 여부 정확하게 확인 않음 O Verifing No Pressure in the pump case - 운전원이 펌프의 벤트 호스 분리 - low point drain plug는 밸브가 없어 미사용

Pre-Incident Events –cont’d O Giant lockout/tagout procedures outlining operator responsibilities state : [On mechanical, pneumatic, steam and hydraulic equipment such as steam turbines, air pumps etc. this will include locking out of the energy isolating devices (i.e. valve) and verifying total release of any stored or residual energy by opening bleeders and verifying complete depressurization.]

Pre-Incident Events –cont’d O flare line에 연결된 Hose 분리시 알킬레이트 흘러감 O 운전원과 정비원은 내부물질이 제거된 줄로 인식 (실제로는 벤트라인 닫힘, 펌프 내압 존재, 확인 미흡) O 펌프축 커플링과 펌프 케이스에 펌프를 연결하는 플랜지 볼트 해체중 알킬레이트 누출(고소음) - 알킬레이트(150psi, 350℉) O 정비원 : 넘어져 옆 펌프에 늑골 손상, O 기계기술자 : 눈에 접촉하여 세안설비로 이동 O 공정 S/D, 갑자기 화재 발생, 운전원은 화상 입음 O 누출후 30-45초에 첫 폭발 발생 O 안전관리자 진압위해 접근 중 화상, 2명 화상(경미)

Rear Pump Assembly Pump Case Flange

Analysis of Incident O Repeated pump failures of Primary(electric) and steam-driven(spare) pump - 23 work orders of pump seal-related problems during 1 year before the incident. O 기계정비 비효과적 : M/S leak prevention O 전형적인 사후보전의 예 : Giant maintanence

펌프 3대의 사고전 1년간 Seal Leak 관련 보수내역 근본원인을 밝혀 정비하는 대신 무조건 수리하는 방법을 선택함

Corrosion and Scale Formation O 많은 요소가 부식, 스케일, Deposits 생성에 관여 - 펌프 seal의 fouling 및 scoring 유도 O Seal 손상원인: 보통 seal face의 부식보다는 seal face의 scoring/erosion(galling)에 의함 (solid fouling material에 의한) O 사고펌프 : Carbon seal face(scoring 경향)사용됨 O 운전온도 및 압력이 높아 어떤 Corrosion 및 Scale 물질 생성 가속됨(보통 HF 125psi 이하에서 운전) - Soft iron fluoride scale 생성(S/D준비시, 탑정) - Low point, 오리피스(spare equip.)에 축적 * 과도한 Scale 형성원인을 파악하지 않았다.

Valve Design O 원래 밸브는 Gear-operated actuator에 개폐 O 밸브 Collar - Valve wrench 조작으로 변경됨(MOC 미실시) O 밸브 Collar - 사각형으로 쉽게 제거될 수 있고, 밸브 스템에 다른 방향으로 다시 설치될 수 있음 - 세트 스크류가 느슨할 수 있고, wrench가 제거되고 다시 설치될 수 있음 - 사고 발생 밸브의 경우, 밸브 Collar가 90도 회전한 상태로 설치됨 * 밸브 렌취가 배관과 수직시 Open 되는 상태임

운전원들중 일부는 Valve Position Indicator 보다는 Valve wrench의 위치로서 밸브 개폐여부를 결정함 (Position Indicator는 잘 보이지 않고 Wrench는 잘 보임)

Lessons Learned O Valve Modification (MOC) - MOC 미실시(hazard analysis 미실시), 휴먼 에러 - 작동 타입변경, 개폐상태 확인방법 혼돈 존재 O Lockout/Tagout, Isolation Procedures - 장치 격리여부의 효과적인 확인 절차 필요 - 내부물질의 압력해소 및 드레인 확인 절차 필요 O Mechanical Integrity - Breakdown maintenance 보다는 근본원인 해결 O Education/Communication - 서로 다른 방법으로 확인, 의사전달