PSM 공정 위험성 평가
안녕하세요? 오늘은 공정 위험성 평가에 대해서 말씀드리겠습니다. 공정 위험성 평가는 PSM(Process Safety Management, 공정안전관리제도)의 12요소 중 하나입니다. 공정 위험성 평가는 해당 공정에 잠재된 위험을 일정한 기법을 이용하여 위험성을 평가하여 위험도가 일정치 이상 높은 곳은 개선 계획을 세우고 조치를 취하기 위한 것입니다. 이렇게 함으로써 해당 공정의 사고를 방지하고자 하는 것입니다.
1. 공정 위험성 평가에 대한 규정
'공정안전보고서의 제출·심사·확인 및 이행상태 평가 등에 관한 규정'에는 아래와 같이 길게 공정 위험성 평가에 대한 규정이 나와 있습니다. 결국은 이 규정이 PSM 심사 때 중점적으로 보는 것과 거의 일치합니다.
제27조(공정위험성 평가서의 작성 등)
① 규칙 제50조 제1항에 따라 작성하는 공정위험성 평가서에는 다음 각 호의 사항을 포함하여야 한다.
1. 위험성 평가의 목적
2. 공정 위험특성
3. 위험성 평가결과에 따른 잠재위험의 종류 등
4. 위험성 평가결과에 따른 사고 빈도 최소화 및 사고 시의 피해 최소화 대책 등
5. 기법을 이용한 위험성 평가 보고서
6. 위험성 평가 수행자 등
② 제1항에 따른 공정위험성 평가서를 작성할 때에는 공정상에 잠재하고 있는 위험을 그 특성별로 구분하여 작성하여야 하고, 잠재된 공정 위험특성에 대하여 필요한 방호 방법과 안전 시스템을 작성하여야 한다.
③ 선정된 위험성평가기법에 의한 평가결과는 잠재위험의 높은 순위별로 작성하여야 한다.
④ 잠재위험 순위는 사고 빈도 및 그 결과에 따라 우선순위를 결정하여야 한다.
⑤ 기존 설비에 대해서 이미 위험성평가를 실시하여 그 결과에 따른 필요한 조치를 취하고 보고서 제출시점까지 변경된 사항이 없는 경우에는 이미 실시한 공정위험성 평가서로 대치할 수 있다.
⑥ 사업주는 공정위험성 평가 외에 화학설비 등의 설치, 개ㆍ보수, 촉매 등의 교체 등 각종 작업에 관한 위험성평가를 수행하기 위하여 고용노동부 고시「사업장 위험성평가에 관한 지침」에 따라 작업안전 분석 기법(Job Safety Analysis, JSA) 등을 활용하여 위험성평가 실시 규정을 별도로 마련하여야 한다.
제28조(사고 빈도 및 피해 최소화 대책 등)
① 사업주는 단위공장별로 인화성 가스ㆍ액체에 따른 화재ㆍ폭발 및 독성물질 누출사고에 대하여 각각 1건의 최악의 사고 시나리오와 각각 1건 이상의 대안의 사고 시나리오를 선정하여 정량적 위험성평가(피해 예측)를 실시한 후 그 결과를 별지 제19호의 2 서식의 시나리오 및 피해 예측 결과에 작성하고 사업장 배치도 등에 표시하여야 한다.
② 제1항의 시나리오는 공단 기술지침 중 「누출원 모델링에 관한 기술지침」, 「사고 피해 예측 기법에 관한 기술지침」, 「최악의 누출 시나리오 선정지침」, 「화학공장의 피해 최소화 대책 수립에 관한 기술지침」 등에 따라 작성하여야 한다.
③ 사업주는 제1항의 시나리오별로 사고 발생빈도를 최소화하기 위한 대책과 사고 시 피해 정도 및 범위 등을 고려한 피해 최소화 대책을 수립하여야 한다.
제29조(공정위험성 평가기법)
① 위험성평가기법은 규칙 규칙 제50조 제1항 제2호 각 목에 규정된 기법 중에서 해당 공정의 특성에 맞게 사업장 스스로 선정하되, 다음 각 호의 기준에 따라 선정하여야 한다.
1. 제조공정 중 반응, 분리(증류, 추출 등), 이송 시스템 및 전기ㆍ계장 시스템 등의 단위공정
가. 위험과 운전 분석기법
나. 공정 위험분석기법
다. 이상 위험도 분석기법
라. 원인 결과 분석기법
마. 결함수 분석기법
바. 사건수 분석기법
사. 공정 안전성 분석기법
아. 방호 계층 분석기법
2. 저장탱크설비, 유틸리티 설비 및 제조공정 중 고체 건조ㆍ분쇄 설비 등 간단한 단위공정
가. 체크리스트 기법
나. 작업자 실수 분석기법
다. 사고 예상 질문 분석기법
라. 위험과 운전 분석기법
마. 상대 위험순위 결정 기법
바. 공정 위험분석기법
사. 공정 안정성 분석기법
② 하나의 공장이 반응 공정, 증류ㆍ분리공정 등과 같이 여러 개의 단위공정으로 구성되어 있을 경우 각 단위 공정 특성별로 별도의 위험성 평가기법을 선정할 수 있다.
제30조(위험성 평가 수행자)
위험성 평가를 수행할 때에는 다음 각 호의 전문가가 참여하여야 하며, 위험성 평가에 참여한 전문가 명단을 별지 제21호 서식의 위험성 평가 참여 전문가 명단에 기록하여야 한다.
1. 위험성 평가 전문가
2. 설계 전문가
3. 공정 운전 전문가
2. PSM 심사 시 공정 위험성 평가
공정 위험성 평가는 PSM 심사관들이 매우 중요하게 여기는 부분 중에 하나입니다. 그리고 현업에 계시는 분들이 가장 소홀하게 다룰 수 있는 부분이기도 합니다. 그래서 PSM 심사 때 어떤 부분들이 심사의 대상이 되는지 하나하나 점검해보겠습니다.
1. 위험성평가 절차가 산업안전보건 법령 및 동 고시 기준에 따라 적절하게 작성되어 있는가?
이 부분은 위에서 필자가 말씀드린 규정을 잘 읽어보시면 잘 아실 수 있습니다. 예를 들면 위험성 평가서가 아래와 같은 목차로 되어 있어야 합니다.
1. 위험성 평가의 목적
2. 공정 위험특성
3. 위험성 평가결과에 따른 잠재위험의 종류 등
4. 위험성 평가결과에 따른 사고 빈도 최소화 및 사고 시의 피해 최소화 대책 등
5. 기법을 이용한 위험성 평가 보고서
6. 위험성 평가 수행자 등
만약 이 목차대로 진행되지 않았더라면 감점이 되겠지요. 사실 전문업체가 위 규정을 모두 알고 있기 때문에 돈을 주고 위험성 평가를 전문업체에 의뢰하게 되면 목차가 틀릴 일은 거의 없습니다. 하지만 그런 여력이 없이 위험성 평가를 스스로 수행한다고 한다면 이런 부분부터 조심해서 진행해야 할 것입니다.
2. 공정 또는 시설 변경 시 변경 부분에 대한 위험성 평가를 실시하고 있는가?
이 부분을 보면 결국 공정위험성 평가가 변경관리와 묶여 있음을 알 수 있습니다. 그래서 전에도 언급드린 것처럼 작업허가서 등과 비교해 보고 변경관리가 안된 부분이 있는지 체크합니다. 또한 변경 부분이 있으면 당연히 위험성 평가도 되어 있어야 하는데 위험성 평가가 형식적으로 되어 있거나 엉터리로 되어 있으면 이런 부분도 심사관들이 당연히 체크합니다.
보통 공정위험성 평가서를 큰 바인더로 가지고 있고 변경관리를 실시할 때 위험성 평가를 진행하게 되는데 변경관리를 시행했고 변경된 부분에 대한 위험성 평가도 진행했다면 그 부분이 전체 위험성 평가서에 반영이 되고 Update가 되어야 합니다. 심사관들은 이런 부분까지도 봅니다.
3. 정기적(4년 주기)으로 공정위험성평가를 재실시하고 있는가?
참으로 어려운 부분입니다. 하지만 4년 주기로 공정위험성 평가서를 재실시하라고 규정에 저렇게 나와 있기 때문에 실시를 할 수밖에 없습니다.
큰 공장 같은 경우는 공장별로 P&ID가 100장이 넘어가는 곳이 허다한데 그 많은 양을 4년에 한 번씩 재실시를 한다는 것은 정말 어려운 부분입니다. 특히 현업에서 위험성평가로 가장 많이 쓰이는 HAZOP 기업으로 이와 같이 많은 양을 재실시한다는 것은 바쁜 현업에 계신 분들에게는 너무나 어려운 부분이라고 할 수밖에 없습니다.
그래서 보통 공정 전문가로 구성된 외주 업체에 맡기는 경우가 허다한데 이런 경우에도 그냥 맡겨서 서류만 만들었다가는 큰일 나기 쉽습니다. 반드시 공정위험성 평가서를 작성한 후 개선 권고사항이 있어야 합니다. 만약 이런 개선 권고사항이 전혀 없다면 형식적인 공정 위험성 평가서라고 낙인찍힐 우려가 많습니다.
또한 공정 위험성 평가를 실시한 후에는 반드시 그에 따른 교육이 들어가야 합니다. 그래서 공정 위험성 평가서 맨 앞장에 교육훈련보고서를 철해놓고 교육 서명지도 같이 철해 놓는 것이 좋습니다.
4. 밀폐공간 작업, 화기작업, 입·출하작업 등 유해위험작업에 대한 작업 위험성평가를 산업안전보건 법령 및 동 고시 기준에 따라 실시하였는가?
작업 위험성 평가서는 공정위험성평가와 다른 위험성 평가서입니다. 공정위험성 평가서는 4년에 한 번 작성하지만 작업 위험성 평가서는 1년에 한 번 주기적으로 재실시해야 합니다. 작업 위험성 평가서를 작성하기 이전에 먼저 작업절차서가 모두 제대로 구비되어 있어야 합니다.
작업절차서대로 작업을 진행하면서 발생할 수 있는 위험이 무엇이 있는지 파악하고 그 위험에 대한 정도를 평가하여 점수를 산정하는 것입니다. 그리고 일정 점수 이상이 되면 역시 개선 계획서를 작성하고 개선 작업을 진행하여야 합니다. 보통 필자는 5월에 KOSHA 18001 심사를 진행하였고 그때 이 작업 위험성 평가서를 매년 심사받았습니다.
그런데 PSM심사 때에는 밀폐공간 작업, 화기작업, 입·출하작업 등 유해위험작업에 대한 작업 위험성평가를 제대로 작성하는지 보게 됩니다. 그래서 매년 작업 위험성 평가서를 작성할 때 밀폐공간 작업, 화기작업, 입·출하작업 등 유해위험작업에 대한 작업 위험성 평가를 제대로 했는지 점검해 봐야 하겠습니다.
5. 유해위험작업에 대한 작업 위험성평가를 정기적으로 실시하고 있는가?
위 4번 항목의 내용을 참고하시면 되겠습니다.
6. 위험성평가 결과 위험성은 적절하게 발굴하였는가?
위험성평가는 그 양이 방대하기 때문에 대충 엉터리로 만들어 놓는 경우가 많습니다. 그래서 실제로 위험한 작업임에도 위험도를 낮게 해 놓고 개선 권고사항이 없는 것으로 해놓는 경우도 허다합니다. 이런 위험성 평가서는 아무리 양이 많아도 심사관들은 하나의 휴지조각으로 생각합니다. 심사관들은 이런 위험성 평가서를 한두 페이지 보고서는 더 보지도 않습니다. 따라서 위험성 평가서에서 정말 위험한 곳은 정말 위험하게 표현하고 그에 따른 대책을 제대로 세워 놓는 것이 좋습니다.
7. 위험성평가 기법 선정은 적절한가?
보통 현업에서 가장 많이 사용하는 위험성 평가 기법은 위험과 운전 분석(HAZOP)과 작업안전 분석 기법(Job Safety Analysis, JSA, 보통 작업 위험성평가라고 함)을 가장 많이 사용합니다. 다른 여러 가지 위험성 평가의 기법이 많이 있지만 필자는 사용해 보지 않았습니다.
8. 위험성평가에 적절한 전문인력, 현장 근로자 등이 참여하는가?
분명 위에서 말씀드린 규정 30조에는 위험성 평가 참여 인원이 1. 위험성 평가 전문가 2. 설계 전문가 3. 공정 운전 전문가라고 쓰여 있습니다. 당연한 말이지만 공정 운전 전문가는 현장 근로자를 말하는 것입니다. 특히 현장 근로자 중 '장'의 위치를 지닌 공장에서 장기간 근무한 경험이 있는 베테랑을 참여시키는 것이 좋습니다. 전문인력은 위험성평가 전문가와 설계 전문가를 말합니다.
위험성평가서에는 전문가 참여에 대한 서류를 첨부해야 하는데 법규에 아래와 같은 별지 21 서식이 있습니다. 참고하셔서 작성하시면 됩니다.
9. 위험성평가결과 개선조치사항은 개선 완료 시까지 체계적으로 관리되는가?
보통 위험성평가의 결과 개선 선조 치사항은 체계적으로 관리되어야 합니다. 위험성 평가 때에 개선조치사항만 만들어 놓고 어떻게 진행되는지 아무도 알지 못하고 중간중간에 보고도 없다면 체계적인 관리가 아닙니다. 따라서 이런 개선조치사항을 환경안전보건 정기 보고서(ESH Report)에 기재하여 매월 진행사항을 보고하는 것이 좋은 방법입니다. 또한 이런 개선조치사항에 대한 것이 별도의 시스템으로 운영되어 있다면 그런 것도 좋은 것이라고 할 수 있습니다.
10. 정성(定性)적 위험성평가를 실시한 결과 위험성이 높은 구간에 대해서는 정량(定量)적 위험성 평가를 실시하는가?
이 내용은 위의 제28에 대한 내용입니다. 정성적 위험성평가를 HAZOP로 진행하였다고 한다면 그중에서 위험성이 높은 구간을 정량적 위험성평가를 실시해야 합니다. 정성적 위험성 평가는 공정에서의 위험성을 점수로 표현하고 개선 권고사항을 도출한다고 한다면 정량적 위험성 평가는 사고가 발생했을 때 얼마나 피해범위가 발생할지 시물레이션을 돌리는 것입니다.
보통 정량적 위험성 평가는 피해 예측 시물레이션 프로그램을 돌리게 되는데 시물레이션 프로그램을 돌리면 위의 사진과 같이 피해범위를 지도 위에 나타내게 됩니다. 정량적 위험성 평가 프로그램은 대표적으로 PHAST와 ALOHA가 있습니다. PHAST는 매우 잘 만들어진 시물레이션 프로그램이지만 비용을 지불해야 합니다. 그래서 필자는 무료인 ALOHA를 사용하여 정량적 위험성 평가를 실시하였습니다.
ALOHA프로그램은 무료이며 미국 EPA(United States Environmental Protection Agency) 사이트에 가보시면 다운로드할 수 있습니다. EPA는 우리로 치면 환경청이라고 할 수 있겠습니다. 아래에 링크를 걸어놓겠습니다. 누구든 다운로드해서 사용할 수 있습니다. 그리고 이곳에는 ALOHA를 어떻게 사용하여야 하는지 사용법 등도 문서로 있으니 다운로드해서 보시면 많은 도움이 되실 것입니다. 참고로 ALOHA 프로그램은 안전보건공단에서도 인정한 프로그램입니다.
https://www.epa.gov/cameo/aloha-software
ALOHA Software | US EPA
Part of the CAMEO suite, ALOHA® is an atmospheric dispersion model used for evaluating releases of hazardous chemical vapors, including toxic gas clouds, fires, and explosions.
www.epa.gov
이 정량적 위험성 평가하면 또한 가지 중요한 것이 PSM 12요소 중 하나인 비상조치계획입니다. 정량적 위험성 평가를 실시하고 그 내용을 바탕으로 비상조치계획을 작성하는 것입니다. 앞으로도 자주 말씀드리겠지만 PSM 12요소는 서로 유기적으로 연결되어 있지 절대 각 요소들이 따로 떨어져 있지 않습니다. 또한 아래와 같이 ALOHA 한글 메뉴얼도 공유드리오니 참고하시어 사용하시면 되겠습니다. 출처는 화학물질 안전원입니다.
11. 단위공장별로 최악의 사고 시나리오와 대안의 사고 시나리오를 작성하였는가?
역시 위의 제28조에 보시면 최악의 사고 시나리오와 대안의 사고 시나리오에 대하여 언급하고 있습니다. ALOHA를 돌리실 때 최악의 사고 시나리오와 대안의 사고 시나리오 2가지를 돌려야 합니다. 그렇다면 도대체 이 최악의 사고 시나리오와 대안의 사고 시나리오가 무엇일까요? 이것도 어려운 것이 없습니다. 일단 용어의 정의부터 알아보겠습니다.
“최악의 사고 시나리오”라 함은 누출․화재 또는 폭발을 일으킨 지점으로부터 끝점의 거리가 가장 먼 가상 사고를 말한다.
“대안의 사고 시나리오”라 함은 최악의 사고 시나리오 이외에 사업장에서 현실 적으로 발생 가능성이 높은 사고 시나리오 중 영향범위가 최대인 시나리오를 말한다.
그렇다면 어떻게 하면 최악의 사고 시나리오와 대안의 사고 시나리오를 작성할 수 있을까요? 바로 아래의 KOSHA Guide 최악 및 대안의 사고 시나리오 선정에 관한 기술지침을 참고하시면 됩니다. ALOHA 프로그램을 돌릴 때 최악의 사고 시나리오와 대안의 사고 시나리오는 조건이 다릅니다.
예를 들면 사고 발생 시 풍속 및 대기안정도의 차이는 아래와 같습니다.
(1) 최악의 사고 시나리오 분석인 경우에는 지상 10 m 높이에서 초당 1.5m의 풍속으로 하고 대기안정도는 F등급을 사용한다.
(2) 대안의 사고 시나리오 분석인 경우에는 풍속은 과거 1년 이상 그 지역의 평균 기상조 건 및 대기안정도(<붙임 2> 참조)를 사용한다. 단, 확인불가 시 풍속은 지상 10 m 높이에서 초당 3m로 하고, 대기안정도는 D등급으로 사용한다.
이런 조건이 안전보건 공단 기술지침에 나와 있으니 ALOHA 프로그램에서 시물레이션을 돌릴 때 조건을 바꿔서 넣어주기만 하면 됩니다. 아래에 안전보건 공단 기술지침을 첨부하겠습니다.
12. 위험성 평가 시 과거의 중대산업사고, 공정 사고, 아차사고 등의 내용을 반영하였는가?
위 내용은 PSM 12요소 중 사고관리와 연관이 있습니다. 사고관리는 보통 사고관리시스템이 별도로 만들어져 있어 관리가 되고 있는 곳이 대부분입니다. 이런 사고관리시스템에는 과거의 사고내용과 아차사고까지도 모두 관리되고 있어야 합니다.
그런데 위험성 평가 시에 이런 과거의 사고사례를 참고하여 위험성 평가를 실시했는지 그것을 본다는 것입니다. 원래 사고가 난 곳은 다른 곳보다 위험하기 때문에 사고가 나는 것이고 이런 곳은 반복적으로 사고가 발생할 우려가 많습니다. 따라서 이런 과거의 사고사례를 위험성 평가 시 참고하는 것은 너무나 당연합니다. 이것은 공정위험성 평가나 작업 위험성 평가 모두에 해당됩니다. 아예 위험성 평가를 실시할 때 사고사례를 별도로 뽑아서 참고하면서 위험성 평가를 실시하는 것을 권장합니다.
13. 위험성 평가결과를 해당 공정의 근로자에게 교육시키는가?
당연한 말입니다. 위험성 평가를 실시하면 당연히 해당 공정의 근로자에게 '이곳이 위험하다.' '이 작업은 위험하고 이런 개선 권고사항을 도출했다'라고 교육을 시켜 줘야 합니다. 그래서 공정위험성 평가든 작업 위험성 평가든 맨 앞쪽에 교육 실시 보고서를 첨부해 놓는 습관이 필요합니다.
오늘은 PSM 공정 위험성 평가에 대해서 말씀드렸습니다. 오늘 나온 위험성 평가만 하더라도 공정위험성평가, 작업 위험성평가, 정량적 위험성평가가 나왔습니다. 이외에도 화학물질 위험성평가라는 것도 있는데 추후에 기회가 되면 소개해 드리도록 하겠습니다. 오늘의 글이 화학공장에서 근무하시는 엔지니어나 초보 Safety Engineer에게 도움이 되기를 바라면서 이 글을 씁니다. 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다.
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