폭발·화재 예방 - 산업현장 화재폭발사고 완전 차단 전략

산업현장에서 화재와 폭발은 가장 치명적인 재해 중 하나다. 순식간에 발생하여 막대한 인명피해와 재산피해를 초래하는 화재폭발사고는 한 번 발생하면 되돌릴 수 없는 결과를 가져온다. 2019년 평택 냉동창고 화재, 2020년 이천 물류창고 화재 등 대형 참사들은 여전히 우리에게 화재폭발 예방의 중요성을 일깨워주고 있다. 산업안전보건법에서는 이러한 재해를 근본적으로 차단하기 위해 체계적인 예방 시스템을 구축하고 있다.

위험물 저장·취급 규정의 핵심

위험물은 화재나 폭발의 위험성에 따라 1류부터 6류까지 세분화되어 있으며, 각 류별로 서로 다른 저장과 취급 규정이 적용된다. 1류 산화성 고체, 2류 가연성 고체, 3류 자연발화성 물질 및 금수성 물질, 4류 인화성 액체, 5류 자기반응성 물질, 6류 산화성 액체로 구분되며, 이 중에서도 4류 인화성 액체가 산업현장에서 가장 빈번하게 사용된다.

인화성 액체는 인화점에 따라 특수인화물, 제1석유류, 제2석유류, 제3석유류, 제4석유류로 세분된다. 가솔린과 같은 특수인화물은 상온에서도 쉽게 증기를 발생시켜 화재 위험이 극히 높으므로 가장 엄격한 관리가 필요하다. 반면 중유나 윤활유와 같은 제4석유류는 상대적으로 인화점이 높아 관리기준이 완화되어 있다.

저장량에 따른 규제도 차등 적용된다. 지정수량 미만의 소량 저장 시에는 간이한 기준이 적용되지만, 지정수량 이상 저장 시에는 소방법상 위험물 저장소 설치 기준과 산업안전보건법상 안전관리 기준을 모두 충족해야 한다. 특히 대량 저장 시설에서는 방유제, 방화벽, 냉각설비 등 종합적인 방재시설을 갖춰야 한다.

방폭 설계 기준과 전기설비 안전

폭발 위험장소에서의 전기설비는 일반 장소와는 완전히 다른 안전기준이 적용된다. 가연성 가스나 증기가 존재할 수 있는 장소는 위험도에 따라 0종, 1종, 2종 장소로 구분되며, 각 장소별로 적합한 방폭구조의 전기기기만 사용할 수 있다.

0종 장소는 가연성 가스가 연속적으로 존재하거나 장시간 존재하는 곳으로, 저장탱크 내부나 배관 내부가 여기에 해당한다. 1종 장소는 정상 운전 중에 가연성 가스가 생성될 가능성이 있는 곳으로, 저장탱크 주변이나 펌프실 등이 해당된다. 2종 장소는 정상 운전 중에는 가연성 가스가 생성되지 않지만 이상 시에 생성될 가능성이 있는 곳이다.

방폭구조에는 내압방폭구조, 안전증방폭구조, 본질안전방폭구조 등이 있다. 내압방폭구조는 기기 내부에서 폭발이 일어나도 외부로 전파되지 않도록 견고한 용기에 수납하는 방식이다. 안전증방폭구조는 정상 운전 시는 물론 규정된 이상 조건에서도 점화원이 될 수 있는 아크나 스파크가 발생하지 않도록 설계하는 방식이다.

특히 중요한 것은 방폭기기의 온도등급이다. 전기기기 표면의 최고온도가 가연성 물질의 발화온도보다 낮아야 하므로, 취급하는 화학물질의 발화온도를 정확히 파악하고 그에 맞는 온도등급의 기기를 선정해야 한다. T1급(450℃ 이하)부터 T6급(85℃ 이하)까지 6단계로 구분되어 있다.

정전기 방지와 접지시설

정전기는 화재폭발의 주요 점화원 중 하나로, 특히 인화성 액체의 이송이나 분체 취급 작업에서 위험성이 높다. 액체가 배관을 통해 흐르거나 분체가 이송될 때 발생하는 정전기는 수만 볼트의 고전압을 형성하여 방전 시 화재를 유발할 수 있다.

접지는 정전기 방지의 가장 기본적이면서도 효과적인 방법이다. 모든 금속 용기, 배관, 설비는 접지저항 100Ω 이하로 접지해야 하며, 이동식 용기의 경우에는 본딩(bonding)을 통해 전위차를 없애야 한다. 탱크로리에서 저장탱크로 인화성 액체를 하역할 때는 반드시 접지클램프를 연결한 후 작업을 시작해야 한다.

작업자의 정전기 방지도 중요하다. 정전기 방지복, 정전기 방지화, 정전기 방지 장갑 등을 착용하여 인체에 축적되는 정전기를 방지해야 한다. 특히 습도가 낮은 겨울철에는 정전기가 더 잘 발생하므로 가습기를 설치하여 상대습도를 50% 이상으로 유지하는 것이 좋다.

분체를 취급하는 경우에는 이송속도를 제한하여 정전기 발생을 억제해야 한다. 일반적으로 배관 내 유속을 1m/s 이하로 제한하며, 필요시 정전기 제거기(이오나이저)를 설치하여 능동적으로 정전기를 제거할 수 있다.

가스검지 시스템과 환기설비

가연성 가스나 증기의 농도를 실시간으로 감시하는 가스검지 시스템은 화재폭발 예방의 핵심이다. 가연성 가스검지기는 폭발하한계(LEL)의 25% 농도에서 경보를 발생시키고, 50% 농도에서는 관련 설비를 자동 정지시키도록 설정하는 것이 일반적이다.

검지기의 설치 위치는 가스의 비중을 고려하여 결정한다. 수소나 메탄처럼 공기보다 가벼운 가스는 천장 부근에, 프로판이나 부탄처럼 공기보다 무거운 가스는 바닥 부근에 설치한다. 암모니아처럼 공기와 비중이 비슷한 가스는 누출 예상 지점과 같은 높이에 설치한다.

검지기는 정기적인 교정과 점검이 필수다. 센서의 수명이나 주변 환경 변화로 인해 감도가 변할 수 있으므로, 월 1회 이상 표준가스를 이용한 교정을 실시해야 한다. 또한 검지기 주변에 페인트 작업이나 용접 작업을 할 때는 센서가 손상될 수 있으므로 보호조치를 취해야 한다.

환기설비는 가연성 가스의 축적을 방지하는 가장 확실한 방법이다. 자연환기가 어려운 밀폐공간에서는 강제환기를 실시하여 가스 농도를 폭발하한계의 1/4 이하로 유지해야 한다. 환기팬은 방폭형을 사용해야 하며, 정전 시에도 작동할 수 있도록 비상전원을 확보해야 한다.

화기관리와 열작업 허가제

산업현장에서의 화기 사용은 엄격한 관리 하에 이루어져야 한다. 용접, 용단, 그라인딩 등의 열작업은 불꽃이나 고온 입자를 발생시켜 화재의 직접적인 원인이 될 수 있다. 특히 위험물 저장시설 주변에서의 열작업은 사전 허가제를 통해 관리해야 한다.

열작업 허가제는 작업 전 위험성 평가, 안전조치 확인, 작업 감시체계 구축 등의 절차를 거쳐 허가를 발급하는 제도다. 작업 허가서에는 작업 내용, 안전조치 사항, 화재감시자 지정, 소화설비 준비 등이 명시되어야 한다. 작업 중에는 지정된 화재감시자가 상시 대기하여 이상 징후를 감시해야 한다.

이동식 소화기는 작업장 반경 10m 이내에 배치하고, 필요시 소방호스를 연결하여 즉시 방수할 수 있도록 준비해야 한다. 작업 완료 후에도 최소 1시간 이상 화재감시를 계속하여 잔불이나 고온 부위로 인한 재발화를 방지해야 한다.

정비작업 시에는 배관이나 용기 내부의 가연성 물질을 완전히 제거하고, 불활성 가스로 치환한 후 가스농도를 측정하여 안전을 확인해야 한다. 단순히 물로 세척하는 것만으로는 완전한 안전을 보장할 수 없으므로, 전문 측정기관의 안전확인서를 받은 후 작업을 시작하는 것이 좋다.

소화설비와 비상대응체계

화재 발생 시 초기 진압이 피해 확산을 막는 핵심이다. 위험물의 종류에 따라 적절한 소화약제를 선택해야 하는데, 유류화재에는 포소화약제나 이산화탄소, 전기화재에는 할론이나 청정소화약제를 사용한다. 물은 일반 가연물에는 효과적이지만 유류나 전기화재에는 사용할 수 없다.

대용량 저장시설에는 고정식 소화설비를 설치해야 한다. 포방출구, 스프링클러, 물분무설비 등이 여기에 해당하며, 화재감지기와 연동하여 자동으로 작동하도록 설계한다. 특히 저장탱크에는 냉각설비를 설치하여 복사열로 인한 연쇄폭발을 방지해야 한다.

비상대응팀은 화재진압팀, 대피유도팀, 구조구급팀 등으로 구성하여 각자의 역할을 명확히 해야 한다. 정기적인 훈련을 통해 비상상황 시 신속하고 체계적인 대응이 가능하도록 준비해야 하며, 지역 소방서와의 합동훈련도 실시하여 외부 지원체계를 점검해야 한다.

최신 기술 동향과 스마트 방재

최근에는 IoT 센서와 AI 기술을 활용한 스마트 방재시스템이 주목받고 있다. 적외선 열화상 카메라를 통해 온도 이상을 실시간으로 감지하고, 빅데이터 분석을 통해 화재 발생 가능성을 예측하는 시스템이 상용화되고 있다.

드론을 활용한 화재감시도 확산되고 있다. 넓은 산업단지나 석유화학단지에서는 드론이 정기적으로 순찰하면서 열화상 촬영을 통해 이상 발열 지점을 찾아내고, 가스누출 감지센서를 탑재하여 누출 위치를 정확히 파악할 수 있다.

VR(가상현실) 기술을 활용한 안전교육도 효과적이다. 실제 화재상황을 가상으로 체험하면서 대피 요령과 초기대응 방법을 익힐 수 있어, 기존의 이론 중심 교육보다 훨씬 효과적이다. 특히 위험한 상황을 안전하게 체험할 수 있어 교육 효과가 높다.

결론

화재폭발 예방은 산업안전의 가장 기본이면서도 가장 중요한 요소다. 위험물의 적절한 저장과 취급, 방폭설비의 완비, 정전기 방지, 가스검지 시스템 운영, 엄격한 화기관리 등 모든 요소가 유기적으로 연결되어야 효과적인 예방이 가능하다.

기술 발전과 함께 새로운 예방기술들이 등장하고 있지만, 가장 중요한 것은 기본에 충실한 관리다. 아무리 첨단 시스템을 갖춰도 기본적인 안전수칙을 무시하면 대형사고로 이어질 수 있다. 모든 구성원이 화재폭발의 위험성을 정확히 인식하고, 예방을 위한 노력을 지속할 때 비로소 안전한 작업환경을 만들 수 있다.