Estimating Consequence and Severity of LOPA

 

LOPA 분석할 때 consequence는 치명도를 수치화하여 빈도 data처럼 이용하면 수학적 모델링보다 더 간단하게 적용할 수 있다. 이를 위해 consequence의 end point를 어떻게 규정하느냐가 중요하여 어떤 공장에서는 containment loss에서 멈추거나, 어떤 공장에서는 상해나 기계적 손상 측면까지 최종 영향을 예측한다.

 

 

containment loss는 다양한 원인에 의해 가능하며 vessel leak나 pipeline rupture, 대기 방출용 relief valve의 lifting에 의해 누출이 될 수 있다. 위험물의 release에 따른 결과의 sequence는 아래와 같다.

 

위험물이 인화성이라면 leak시 화재 폭발이 가능하며, 특히 고압가스나 two phase release일 경우 즉각적인 점화에 따라 jet fire도 가능하다.

 

 

즉각적인 점화가 없다면 확산이 진행되어 vapor cloud가 형성되고 추후 delayed ignition에 의해 flash fire나 explosion이 일어날 수 있다. liquid spill은 점화가 되면 pool fire로서 burning이 일어나며 만약 위험물이 독성이라면 운전원 혹은 지역주민에 고농도 가스에 노출될 수 있다. 이와 같이 화재로 인한 복사열, 폭발로 인한 과압, 독성으로 인한 고농도 노출등을 physical effect라고 하며 이로 인해 사람, 환경, 자산에 큰 영향을 줄 수 있다.

 

 

그래서 loss of containment 시나리오에 대한 consequence end point의 범위로는 위험물질 누출, 위험물질 확산 그리고 화재 폭발, 독성가스 누출에 의한 피해이며 이들은 estimation방법에 의해 정량화할 수 있다. 예를 들어 누출로 인해 누출된 양 측면에서의 측정, 거리에 따른 확산으로 인한 농도변화, 재해자수, 환경 복구 비용, 재정적 손실 등 정량화가 가능하다. consequence categorization을 위해 사용된 방법은 일관되어야 하며 공장내 risk tolerance criteria 범주내에 있어야 한다.

 

 

 

method1: 사람에 대한 영향 검토 없는 category approach

다양한 카테고리로 consequence를 차별화하도록 matrix를 이용하며 잠재적인 운전원에 대한 피해 추정을 피한다. 사람에 대한 피해 예측은 매우 어려워 상대적 위험에 대한 정확한 판단을 하도록 돕는다. 예를 들어 toxic gas가 leak시 피해자가 한명 혹은 여러명 혹은 한명도 없을 수 있다. 이는 release point에 얼마나 가까이 존재하고, 어느 정도 시간동안 있었으며, 얼마나 빨리 그 지역을 이탈할 수 있는지에 따라 다르게 나타난다. 아래는 chemical leak량에 다른 consequence를 다섯 단계로 나누었으며,

 

맨위 표는 release 양과 독성, 인화성에 따른 결과표이며, 중간 표는 plant 규모, 손상 규모 및 생산 손실에 따른 피해분류이고, 마지막 표는 피해액 기준의 분류로서 category 5가 가장 severe하다. 두번째와 세번째 표는 보통 release가 일어나지 않을 때 적용한다.

 

 

아울러 vapor release시의 consequence category관련 dispersion modeling을 하여 더 낮은 impact category를 warranty할 수 있다면 severity를 더 낮출 수 있다. 이 방법의 장점으로 특정한 양이 누출시 특정 결과를 야기하는 것으로 간주하여 적용이 간단하지만 사전에 이에 대한 baseline modeling이 요구되어 시간이 추가로 요구될 수 있다.

 

 

 

Method2: 사람에 대한 피해를 포함한 정성적 예측

정성적 판단을 통해 사람에 대한 피해를 고려하되 단순히 누출양이 아닌 사람에 미치는 결과를 보여줄 때 피해에 대한 이해가 빠르며 반면, 인화물질의 점화 가능성, 사람이 그 지역에 존재할 확률에 따라 평가가 영향을 받을 수 있고 회사 기준이 명확하지 않으면 평가자마다 결과가 크게 다를 수 있다.

 

 

Method3: 누출 이후 확률 조정 및 사람에 미치는 피해에 따른 정성적 추정

정성적으로 release 크기를 초기에 추정하여 나중에 인화성이나 독성 cloud, 점화원 유무, 운전원 상주 여부 확률에 의해 event frequency를 조정한다. 이 방법의 장점으로 누출양이 아닌 사람에 대한 피해 규모로 risk를 평가하는 것이 훨씬 이해가 빠르며 사고 지역에서의 점화원 유무나 운전원 존재 여부에 따라 frequency를 조정하여 더 정확한 추정을 할 수 있다.

 

 

 

Method4: 사람에 미치는 영향을 정량적으로 추정

이 방법은 method3과 유사하지만 release effect를 결정할 때 보다 상세한 분석을 하여 사람이나 설비에 미치는 영향을 고려한다. 수학적 모델을 이용하여 누출, 확산, 독성, blast, thermal effect를 simulation한다. 장점으로는 예측된 사고 결과에 대한 좀더 높은 확신을 갖을 수 있지만 많은 조건중에 simulation을 위해 대표적인 case만 선택하므로 실제와는 차이가 날 수 밖에 없다.

 

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