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1. 정의 “ “방호계층분석기법(Layer of protection analysis, LOPA)”이란 원하지 않는 사

고의 빈도나 강도를 감소시키는 독립방호계층의 효과성을 평가하는 방법 및

절차를 말한다.

2. 용어 정리

(가) “독립방호계층(Independent protection layer, IPL)”이란 초기사고나 사고 시나

리오와 관련한 다른 어떤 방호계층의 작동과는 관계없이 원하지 않는 결과로

전개되는 것으로부터 사고를 방호할 수 있는 장치나 시스템 또는 동작을 말한

다. 독립적이라는 것은 방호계층의 성능은 초기사고의 영향을 받지 않고 다른

방호계층의 고장으로 인한 영향을 받지 않는다는 것을 말한다.

(나) “초기사고”란 원하지 않는 결과로 유도하는 시나리오를 개시시키는 사고를 말

한다.

(다) “작동요구시 고장확률(Probability of failure on demand, PFD)”이란 시스템 이

특정한 기능을 작동하도록 요구받았을 때 실패할 확률을 말한다.

3. 필요자료

(가) 위험과운전분석 등의 정성적 위험성평가 실시 결과서

(나) 안전장치 및 설비 고장률 자료

(다) 인간실수율 자료

(라) 회사에서 별도로 정하는 위험허용기준(또는 규제당국에서 요구하는 기준)

(마) 공정흐름도면(PFD), 물질 및 열수지

(바) 공정배관․계장도면(P&ID)

(사) 공정 설명서 및 제어계통 개념과 제어 시스템

(아) 정상 및 비정상 운전절차

(자) 모든 경보 및 자동 운전정지 설정치 목록

(차) 유해․위험물질의 물질안전보건자료(MSDS)

(카) 설비배치도면

(타) 배관 표준 및 명세서

(파) 안전밸브 및 파열판 사양

(하) 과거의 중대산업사고, 공정사고 및 아차사고 사례 등

4. 수행절차

1단계-시나리오를 선별하기 위해 영향을 확인한다.

2단계-사고 시나리오를 선택한다.

3단계-시나리오의 초기사고를 확인하고 초기사고빈도(연간 사고수)를 정한다

4단계- 독립방호계층을 규명하고 각 독립방호계층의 작동요구시 고장확률을 평가한다.

5단계- 영향, 초기사고, 독립방호계층 데이터를 결합하여 시나리오의 위험을 수학적으

로 평가한다.

6단계- 시나리오에 관련된 결정에 도달하기 위한 위험도를 평가한다.

5. 보고서 작성

(가). 영향사고와 강도 수준

회분식 중합반응기에 대한 위험과운전분석(HAZOP)평가에서 고압을 이탈로

선정하였다.

(나). 개시원인

- 위험과운전분석 평가결과 고압이라는 이탈에 대하여 콘덴서의 냉각수 공급실패와

반응기의 스팀 제어루프의 고장이라는 2가지의 개시원인을 확인하였다.

(다). 초기사고빈도

- 공정운전경험으로 이 지역에서는 15년에 한번 냉각수 공급실패의 경험을 가지고

있다.

(라). 방호계층설계

(마). 기본공정제어시스템

- 반응기에서의 고압은 반응기에서의 고온에 의해 동반되어 발생한다. 기본공정제어

시스템은 반응기의 온도를 기준으로 반응기 쟈켓으로 투입되는 스팀량을 조절할

수 있는 제어루프를 가지고 있다

(바). 경보

- 응축기로 투입되는 냉각수 공급배관에 계전기가 설치되어 있고 그 회로는 온도제

어 회로보다는 다른 기본공정제어시스템(BPCS)의 입력 및 제어기에 연결되어 있

다.

(사). 추가적인 완화대책

- 운전지역으로의 접근허용은 공정이 가동 중일 때에는 제한된다.

- 설비가 가동중지되고 Lock-out되어 있을 때만 정비가 허용된다.

(아). 독립방호계층(독립방호계층)

방호계층을 독립방호계층으로서 인정하기 위한 기준은 다음과 같다.

① 방호계층은 확인된 위험을 최소 100배 이상 감소할 수 있어야 한다.

② 방호기능은 0.9이상의 유용성(Availability)을 제공할 수 있어야 한다.

③ 다음과 같은 중요한 특성을 지녀야 한다.

㉮ 구체성: 하나의 독립방호계층은 하나의 잠재된 위험한 사고의 결과를 유

일하게 예방하거나 완화할 수 있도록 설계되어야 한다(예를 들면, 반응

폭주, 독성물질 누출, 내용물 손실, 화재 등). 다중원인이 같은 위험한 사

고를 유도할 수 있다. 따라서 다중사고 시나리오는 하나의 독립방호계층

작동을 개시할 수 있다.

㉯ 독립성: 하나의 독립방호계층은 확인된 위험과 관련된 다른 방호계층으

로부터 독립적이다.

㉰ 신뢰성: 독립방호계층은 무엇을 위해 설계되었느냐에 따라 달라지므로 우발

(Random)고장이나 시스템고장 형태 양쪽 다 설계에서 간주되어야 한다.

㉱ 확인가능성: 방호기능의 정기적인 정상작동을 입증하기위해 설계하며 입증

시험과 안전시스템의 정비가 필요하다.

(자) 중간사고빈도

(차) 안전계장기능 무결성수준

새로운 안전계장기능이 필요하다면 필요한 무결성 수준은 사고의 강도 수준에

대한 회사의 허용기준을 중간사고빈도로 나누어서 다시 계산할 수 있다.

이 수치보다 낮은 안전계장기능에 대한 PFDavg는 안전계장시스템에 대한 최대

치로서 결정

(파) 완화된 사고빈도

1.정의 : 공정의 실패나 혼란 등의 초기사건으로 인하여 발생할 수 있는 사

고를 규명하는 방법으로서 설계 또는 운전단계에서 공정위험성평가를 실시할 때

사고의 종류와 발생빈도 및 예상사고시나리오를 도출하는데 적용할 수 있다.

2. 적용시기 :사건수분석기법은 현재 설계 또는 건설중인 공장에 대하여는 공정의 개발단계나 초기 시운전 단계에 적용하며, 기존 공장에 대하여는 공정 또는 운전절차의 변경이나 개선이 필요한 경우 등에 적용한다.

3. 용어

(가) “초기사건(Initiating Event)”이라 함은 시스템 또는 기기의 결함, 운전원의 실수 등을 말한다.

(나) “안전요소(Safety Function)”이라 함은 초기의 사건이 실제 사건으로 발

전되지 않도록 하는 안전장치, 운전원의 조치 등을 말한다.

4. 평가절차

(1) 1 단계 : 발생 가능한 초기사건의 선정

(2) 2 단계 : 초기사건을 완화시킬 수 있는 안전요소 확인

초기사건으로 인한 영향을 완화시킬 수 있는 모든 안전요소를 확인하여 이를

시간별 작동·조치순서대로 도표의 상부에 나열하고 문자 또는 알파벳으로 표기

한다.

(3) 3 단계 : 사건수 구성

선정된 초기사건을 사건수 도표의 왼쪽에 기입하고 관련 안전 요소를 시간에

따른 대응순서대로 상부에 기입하고 초기사건에 따른 첫번째 안전요소를 평가

하여 이 안전요소가 성공할 것인지 또는 실패할 것인지 결정하여 도표에 표시

한다. 통상적으로 안전요소의 성공은 도표의 상부에, 실패는 하부에 표시한다.

(4) 4 단계 : 사고결과의 확인

사건수의 구성이 끝난 후에는 초기사건에 따른 관련 안전요소의 성공 또는 실

패의 경로별로 사고의 형태 및 그 결과를 도표의 우측에 서술식으로 기술하며

이와 함께 경로별로 관련된 안전요소를 문자 또는 알파벳으로 함께 표기한다.

(5) 5 단계 : 사고결과 상세 분석

사건수 분석 기법의 사고결과 분석은 평가항목, 수용수준, 평가결과, 개선요소

으로 이루어 진다. 평가항목은 안전-비정상조업, 폭주반응, 증기운폭발 등과

같이 사고형태나 회사의 안전관리 목표 등을 고려하여 결정한다

(6) 6 단계 : 결과의 문서화

5. ETA 작성 방법

1. 정의: “위험과 운전분석(Hazard and operability(HAZOP) study)”이라 함은 공정에 존

재하는 위험요인과 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 운전상의 문제점을 찾아내

어 그 원인을 제거하는 방법을 말한다.

2. 용어정의

(가) “설계의도(Design intention)”라 함은 설계자가 바라고 있는 운전조건을 말한다.

(나) “검토구간(Node)”이라 함은 위험성평가를 하고자 하는 설비구간을 말한다.

(다) “변수(Parameter)"라 함은 유량, 압력, 온도, 물리량이나 공정의 흐름 조건을 나

타내는 변수를 말한다.

(라) “가이드워드(Guide word)”라 함은 변수의 질이나 양을 표현하는 간단한 용어를

말한다.

(마) “이탈(Deviation)”이라 함은 가이드워드와 변수가 조합되어, 유체흐름의 정지 또

는 과잉상태와 같이 설계의도로부터 벗어난 상태를 말한다.

(바) “원인(Cause)”이라 함은 이탈이 일어나는 이유를 말한다.

(사) “결과(Consequence)”라 함은 이탈이 일어남으로써 야기되는 상태를 말한다.

카) “현재 안전조치”라 함은 이탈에 대한 안전장치의 역할을 하고 있는 이미 설치된

장치나 현재의 관리상황을 말한다.

(타) “위험도(Risk)”라 함은 특정한 위험요인이 위험한 상태로 노출되어 특정한 사건으로

이어질 수 있는 사고의 빈도(가능성)와 사고의 강도(중대성) 조합으로서 위험의 크

기 또는 위험의 정도를 말한다.

(파) “개선권고사항”이라 함은 이탈에 대한 현재 안전조치가 부족하다고 판단될 때

추가적인 안전성을 확보하기 위해 도출된 장치 또는 활동 등을 말한다.

3. 필요자료

(가) 공정흐름도면(PFD), 물질 및 열수지

(나) 주요기계장치의 기본 설계자료

(다) 공정 설명서 및 제어계통 개념과 제어 시스템 설명서

(라) 설비 배치도면

(마) 공정배관․계장도면(P&ID)

(바) 정상 및 비정상 운전절차

(사) 모든 경보 및 자동 운전정지 설정치 목록

(아) 유해․위험물질의 물질안전보건자료(MSDS)

(차) 안전밸브 등의 설정치 및 용량 산출 자료

(카) 배관 표준 및 명세서

(타) 과거의 중대산업사고, 공정사고 및 아차사고 사례 등

4. 위험성 평가 수행절차

4.1 도면선정 및 공정설명

(1) 팀 리더는 위험성평가 대상 도면을 선정한 후 <별지 1>의 공정정보 목록과 <별

지 2>의 도면목록을 작성한다.

(2) 팀 리더는 위험성평가 개요와 목적을 팀 구성원에게 충분히 설명하여 팀 구성원

들이 평가를 원활히 할 수 있도록 한다.

(3) 도면에 표기된 모든 장치 및 설비에 대한 목적과 특성을 설명하고 토의한다.

4.2 검토구간 선정 및 관련정보 작성

(1) 공정의 복잡성(공정설비에 연결된 배관의 수량 등) 및 위험성평가 팀의 경험에

따라 검토구간의 크기를 결정한다.

(2) 검토구간은 공정의 설계 목적(유체의 흐름방향, 온도, 압력, 액위의 증감 등)과

공정의 복잡성(화학반응, 제어 논리 등)에 따라 구분하며, 설계 목적에 따라 검

토구간을 설정할 때에는 다음 사항을 고려하여야 한다.

(가) 가능한 한 공정흐름 순서를 따른다.

(나) 원료가 투입되는 배관 주변을 첫 번째 검토구간으로 정한다.

(다) 아래와 같은 경우에는 검토구간을 변경한다.

①     설계목적이 변경될 때

②         온도, 압력, 유량 등 공정 운전조건의 변경이 있을 때

③ 다음에 연결되는 공정설비가 있을 때

(라) 다음 도면으로 바뀌어도 배관으로 계속 연결되는 경우에는 동일한 검토구간으

로 간주한다.

(3) 정해진 검토구간에 대하여 <별지 3>의 검토구간 정보를 작성한다.

(4) 검토구간별로 <별지 4>의 검토구간별 가이드워드를 작성하여 구간별로 적용

할 이탈을 정한다.

4.3 위험성평가 실시

(1) 4.2항에 따라 검토구간을 정하고 설계목적과 특성을 상세히 설명한 후 <표 1>의

가이드워드와 변수를 조합한 이탈을 도출하여 정상운전 상태로부터 벗어날 수

있는 가능한 원인과 결과를 조사한다.

(2) 위험성평가 결과 수정이나 변경이 필요한 경우에는 도면에 적색으로 표시하고

평가가 끝난 구간은 녹색으로 표시하는 등 색깔을 달리하여 구분한다.

(3) 모든 검토구간에 대한 위험성평가가 완료되면 도면에 평가를 완료하였다는 서명

을 한 후 다음 도면을 평가한다.

(4) 과거 유사설비 또는 공정에서 발생했던 중대산업사고, 공정사고 및 아차사고에

대하여도 위험성평가를 수행한다.

4.4 위험성평가 결과 기록지의 작성

위험성평가 결과를 기록하는 때에는 6하 원칙에 따라 기기, 장치, 설비 및 계기의

고유번호를 사용하여 작성하며, <별지 5>의 위험성평가 결과 기록지 작성방법은

다음과 같다.

(1) “이탈번호”란에는 이탈에 대한 일련번호를 기재한다.

(2) “이탈"란에는 관련 공정배관․계장도면에서 정한 검토구간에 대하여 가이드워드

와 변수를 적용하여 발생 가능한 이탈을 기록한다.

(3) “원인”란에는 이탈이 일어날 수 있는 원인을 찾아서 열거한다. 하나의 이탈에 대

하여 하나 이상의 원인이 있는 경우에는 이들 원인 모두를 기록한다.

(4) “결과"란에는 각각의 원인에 대하여 예상되는 결과를 모두 기록한다. 예상되는

결과도 원인과 마찬가지로 하나의 원인에 대하여 2개 이상의 결과가 예상되는

경우에는 이들 모두를 기록한다. 또한 각각의 서로 다른 원인에 의해 같은 결과

가 예상되는 경우에도 원인별로 예상되는 결과를 각각 구분하여 기록한다.

(5) “현재 안전조치"란에는 각각의 예상되는 결과에 대비한 안전장치가 설계도면 상

에 어떻게 반영되었는지를 기록한다.

(6) “위험도"란에는 예상되는 발생빈도와 강도를 조합한 위험도를 기록한다. 위험도

를 구분하는 방법은 4.5항을 참조한다.

(7) “개선번호"란에는 개선조치 우선순위를 기록한다.

(8) “개선권고사항"란에는 예상되는 결과에 대비한 현재의 안전조치 이외에 추가적으

로 필요한 안전 조치내용 등을 기록한다.

4.5 위험도의 구분

(1) 위험도를 구분하는 방법은 <표 2>의 위험도 대조표 예시와 같이 사고의 발생빈

도와 강도를 조합하여 1에서 5까지 구분할 수 있으며, 위험도 기준은 <표 3>을

참조하여 회사의 실정에 맞도록 규정한다.

4.6 개선권고사항의 작성

(1) 위험성평가 보고서에 각각의 개선권고사항에 대한 우선조치 순위를 정하여 경영

진에게 보고한다.

(2) 개선권고사항에 대한 후속조치를 담당할 부서에서 후속조치를 할 수 있도록 다음과 같은 자료를 개선권고사항에 첨부한다.

(가) 위험성평가 팀이 검토하였던 시나리오

(나) 이탈에 따른 가능한 결과

(다) 위험성평가 팀이 제안한 개선권고의 요지

5.. 위험성평가 보고서 작성

(1) 위험성평가 보고서에는 다음과 같은 사항이 포함되어야 한다.

(가) 공정 및 설비 개요

(나) 공정의 위험 특성

(다) 검토 범위와 목적

(라) 위험성평가 팀 구성원 인적사항(<별지 6> 참조)

(마) 위험성평가 결과 기록지

(바) 위험성평가 결과 조치계획(<별지 7> 참조)

(2) 위험성평가 회의 시에 사용하였던 공정흐름도면, 공정배관․계장도면, 운전절차

등의 공정안전자료는 위험성평가 서류에 철하여 보관한다.

(3) 서기는 위험성평가 회의에서 논의된 내용을 작업일자별로 서류화하고 논의된 내

용과 결과를 기록하여야 한다.

(4) 위험성평가 회의 결과 사본을 팀 구성원들에게 배포하여 검토를 거친다.

7. 개선권고사항의 후속조치

(1) 위험관리 기준을 바탕으로 하여 개선권고사항을 검토한 후, 후속조치가 필요한

개선권고사항은 우선순위를 정하여 조치하여야 한다.

1. 정의 : “안전운전절차서”라 함은 공정운전중에 발생할 수 있는 모든 경우를 대비하여 운전자가 안전하게 공장을 운전하는데 필요한 모든 운전절차를 정해 놓은 운전 지침서를 말한다.

2. 안전운전절차서 작성 원칙

(1) 안전운전절차서는 해당공정에 운전경험이 없는 운전원이라도 최소한의 지도 또는

다른 운전원의 도움을 받아 누구든지 그 절차에 의거하여 운전할 수 있도록 명확

하고 구체적으로 작성되어야 한다.

(2) 안전운전절차서는 창고내에서 이루어지는 원료, 제품 및 반제품의 입고, 포장, 저

장 그리고 출고 등의 절차도 포함하여야 한다.

(3) 안전운전절차서에는 운전자의 담당 설비, 운전분야 및 운전자의 운전위치가 분명

하게 기술되어야 한다.

(4) 공정의 운전방법이나 작업방법을 일시적으로 변경하여 수행하는 임시운전에 대해

서도 문서화된 안전운전절차서가 있어야 한다.

(5) 안전운전절차서는 공정설비, 운전방법 등의 변경시 즉시 보완하여 변경 후의 장

치, 설비와 운전방법 등과 일치되게 하여야 한다.

(6) 운전절차서의 변경시 위험성평가를 수행하여 절차 변경에 따른 위험성을 사전에

제거하여야 한다.

(7) 모든 공정기기의 사양(기기의 크기, 재질, 가열 및 냉각 설비, 교반 등)이 충분히

안전운전절차서에 명시되어야 한다.

(8) 최초의 운전절차서는 다음의 내용을 특별히 포함하여야 한다.

① 설비내의 공기를 불활성 기체로 치환하는 방법

② 시스템 승온시 사용하는 유체명

③ 승온시의 온도, 압력 및 유체에 따라 우회(By-pass)되는 배관재질의 적합성 확인절차

3. 안전운전절차서의 내용

안전운전절차서에는 다음의 내용을 포함하여야 한다.

3.1 운전단계별 운전절차서 내용

(1) 최초의 시운전

(2) 정상운전

(3) 비상시 운전

(4) 정상적인 운전정지

(5) 비상정지

(6) 정비 또는 정기보수 후의 운전개시

(7) 태풍 등 자연재해로 인하여 가동 중단된 설비의 긴급 운전

(8) 임시운전

3.2 비상정지절차 및 비상시 운전절차서 내용

(1) 스팀 또는 다른 가열 매체의 공급중단

(2) 전기공급 중단

(3) 냉각수, 공정수 또는 냉매의 공급중단

(4) 공정용 또는 호흡용 공기의 공급중단

(5) 계장용 공기의 공급중단

(6) 국소배기 설비의 운전중단

(7) 질소 또는 기타 불활성 가스의 공급 중단

(8) 반응폭주 또는 고온, 고압의 발생

(9) 제어 시스템 및 데이터 전송시스템의 파손

(10) 첨가제 등의 과량 또는 소량 투입에 대한 위험

(11) 주요이송 시스템의 고장

(12) 주요 배관의 막힘

(13) 자연재해(태풍, 장마)로 인한 설비의 운전 중단

3.3 공정 및 설비별 운전조건에 포함내용

(1) 공정변수의 설계범위

(2) 공정변수의 운전범위

3.4 운전범위를 벗어났을 경우의 조치절차 내용

(1) 운전범위를 벗어났을 경우 예상되는 결과

(2) 운전범위를 벗어났을 경우 정상운전이 되도록 하기 위한 방법 및 절차

(3) 운전 범위를 벗어나지 않도록 하기 위한 사전조치방법 및 절차

3.5 안전운전을 위해 유의해야 할 사항

(1) 운전공정에서 취급되는 화학물질의 물성과 유해․위험성

(2) 유해․위험물질 누출 예방을 위하여 취해야 할 사항

(3) 유해․위험물질 누출시 피해최소화를 위하여 취해야 할 사항

(4) 유해․위험물질 누출시 각종 개인 보호구 착용방법

(5) 작업자가 위험물에 접촉되거나 흡입하였을 때에 취해야 할 응급조치와 절차

(6) 유해․위험물질 저장량 조절에 관한 사항

(7) 자연재해로 인한 공장 침수시의 감전예방 등 안전대책에 관한 사항

3.6 안전설비 계통의 기능과 운전방법 및 절차 내용

(1) 차단밸브, 비상이송 밸브

(2) 세정기, 플레어스택

(3) 공정상의 경보장치 및 연동장치

(4) 안전밸브 및 파열판

(5) 가스누출 감지 경보장치

(6) 비상유틸리티 시스템

(7) 소방시설의 설치위치와 사용절차

3.7 정비를 위한 작업절차에 포함하여야 할 사항

(1) 공정기기와 배관의 개방

(2) 꼬리표 부착

(3) 제한 공간의 출입

(4) 위험 물질을 취급하는 기기주변의 중장비 접근

(5) 화기사용 작업

3.8 경보장치 동작시의 운전절차

(1) 경보시에도 운전할 수 있도록 허가된 운전사항

(2) 경보시에도 운전할 수 있도록 허락받은 사람

(3) 경보시에도 운전할 수 있는 허용 시간이나 상황

3.9 연동장치 임시해제(Interlock by-pass) 절차

(1) 임시해제 대상

(2) 임시해제의 결정절차

(3) 임시해제의 허가절차

4. 안전운전절차서의 작성절차

(1) 각 운전단계별로 작성내용에 대한 목록을 준비한다.

(2) 운전순서에 맞추어 작성해야 할 운전절차의 분량을 구분한다

(3) 운전절차서 초안을 작성한다.

(가) 운전원 및 기술자가 협조하여 작성

(나) 안전사항을 최고의 중요사항으로 포함

(다) 각각의 조치사항을 명확히 기술하고 단계적으로 정확하게 표현

(라) 지시사항과 별도로 필요시 설명을 부연

(마) 용어의 정의를 명확히 하여 모호함을 제거

(4) 부서장, 기술자 및 운전원이 참여하여 다음 사항을 검토한다.

(가) 이해하기 쉽게 작성되었는지 여부

(나) 각자의 책임사항이 정확히 기술되었는지 여부

(다) 공정의 흐름에 맞추어 절차가 기술되었는지 여부

5. 안전운전절차서의 승인

(1) 운전부서장은 운전절차가 현재의 운전상태를 잘 반영하고 있고, 안전운전을 유

지하는데 이상이 없는지를 매년 검토하여 승인하여야 한다.

(2) 운전부서장이 승인하는 운전절차의 중점검토 사항은 다음과 같다.

(가) 안전운전절차서가 공정안전 기술자료, 도면 및 공정설비 기술자료의 내용과

일치하는지 여부

(나) 공정에서 사용하는 화학물질이나 공정기술, 운전방법, 장치 및 설비등의 변경

에 따라 운전절차가 적기에 수정되는지 여부

(다) 사고사례 및 공정위험분석을 통해 도출된 결과가 반영되는지 여부

6. 안전운전절차서의 변경

운전절차에 영향을 주는 변경이 발생하는 경우 변경관리절차에 따라 관리하여야 하

며 안전운전절차서에 반영하여야 할 변경사항은 아래와 같다

(1) 화학물질, 장치 및 공정 기술상의 변경

(2) 운전방법의 변경

(3) 공정위험성평가로부터 나온 새로운 정보

(4) 설계기준의 변경

(5) 사고조사 결과 발견된 개선사항