삼불화질소(NF3) 이송 펌프 교체 운전 중 폭발-KOSHA

 

재해발생 개요

울산시 남구 소재 ㈜OOOOO 삼불화질소(NF3) 제조 공정의 최종 정제탑 하부 펌프(B)의 교체 운전을 위해 예비 펌프(A)를 가동하는 순간 펌프가 폭발하여 인근의 근로자 7명이 부상을 입은 사고임.

 

사고발생 공정

 

 

재해발생 원인

펌프 기동시 공정 시스템 미흡

- (펌프 A의 비정상적인 공회전) 펌프 A의 토출 및 흡입측 밸브가 완전히 열려 있는 상태에서 펌프 B에서 토출된 NF3가 급속히 펌프 A로 유입되면서 임펠러(Impeller)가 역회전하면서 맥동현상(surging)과 공동현상(cavitation)이 발생하면서 펌프의 과부하 및 NF3의 기화가 발생한 것으로 추정됨.

- (NF3 기체 열분해) 수차례 기동 실패로 펌프가 과열된 상태에서 펌프 기동을 위하여 토출측 자동유량조절밸브를 수동으로 열어, NF3 저장탱크에서 펌프 쪽으로 유입된 NF3 기체가 열분해되어 폭발함.

 

펌프의 사용 전 점검 미실시

- 펌프를 처음 설치 (2015년 10월)후 계속하여 1개월 이상 사용하지 않은 상태에서 펌프의 사용 전 점검을 실시하지 않고 정상운전을 실시함.

 

작업계획서(SOP) 미작성 운영

- 초저온용 펌프의 시운전(Start-Up) 및 정상 작업을 위한 작업절차서 및 지침서가 작성되어 있지 않음

 

 

 

재해예방 대책

공정 시스템 보완

- (펌프의 온도를 감지할 수 있는 시스템 보완) 펌프의 입구, 출구 측 등 NF3의 냉각 여부를 수시로 확인할 수 있는 시스템을 보완하여야 함.

- (최소유량 흐름배관 정상흐름 확보) 이송용 펌프를 기동할 때 공동현상의 발생을 줄이기 위해 최소유량 흐름배관에는 최소유량이 확실하게 흐를 수 있도록 제한 오리피스 (Restricted Orifice)를 설치하여야 함.

- (Warming-up Flow 배관 추가설치) 출구 측에서 입구 측으로 가동을 위한 Warming-up Flow 배관을 추가로 설치하여 정상흐름 방향으로 Warming-up 상태을 유지하면서 대기할 수 있도록 하고, 정비작업 후 습기제거용 (Drying-out)용 노즐 설치(4개).

warm-up flow 배관 설치 예시

 

펌프의 사용전 점검

- 펌프를 1개월 이상 사용하지 않은 상태에서 펌프를 사용할 경우에는 반드시 사용전 점검을 실시하고 정상운전을 실시하여야 함.

 

표준작업절차서(SOP) 작성 준수

- 초저온용 펌프는 기동 시 밸브조작, 마중물 주입(PRIMING), 정상운전 확인방법, 재기동 방법 등이 포함된 안전운전 작업절차서를 작성하고 검토, 승인 후 준수하여야 함.

 

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