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조문 목록KOSHA 권고 › 4절~6절·부록3

위험도 상KOSHA 권고✓ 원문 대조
KOSHA 기술지침 P-173-2021

4절~6절·부록3 수소 취급설비의 위험 특성과 누출·화염·저온·취성 대응

수소는 불꽃이 거의 보이지 않고, 아주 작은 틈으로도 새며, 액체는 극저온이라 다른 가연성 가스와 같은 감각으로 다루면 안 된다. 저장: 적은 양의 수소는 고압 용기에 압축해 저장하며 알루미늄·강철 저장탱크는 40 ∼ 70 MPa까지 압축 저장할 수 있고, 도로를 주행하는 튜브 트레일러는 300 ㎏ 정도를 운송한다. 액화수소는 열전달로 소형 초저온 진공저장탱크는 하루 약 1 %, 대형은 한 달에 약 1 % 의 손실량이 발생할 수 있다. 초저온 수소를 저장하는 용기는 단열 또는 진공 재킷을 사용하고, 액화수소 저장탱크는 안전장치로 내부압력을 안전하게 방출하고 내화 시공한다. 위험 특성: 액화수소는 끓는점 20.3 K, 밀도 약 70 kg/m3, 기체/액체 부피비 약 850으로 크게 팽창한다. 수소를 취급하는 설비의 안전틈새는 0.64 ㎜이고, 점화하기 가장 용이한 농도는 22 ∼ 26 % 정도이며, 인위적으로 제공된 에너지원이 없어도 정전기 등에 의한 점화가 가능하고 0.2 ∼ 0.3 MPa의 낮은 압력으로 저장하는 설비에서 누출되어도 화재가 발생할 수 있다. 밀폐된 지역에서 수소/산소 화염은 혼합물 초기 압력의 8배만큼 큰 압력 증가를 일으킬 수 있고, 폭굉은 보통 1,500 ∼ 2,000 m/s로 전파되며 표면에 충돌하면 입사·반사 압력의 중첩으로 입사 충격 압력보다 2 ∼ 3배 더 큰 압력을 만든다. 감지: 배관을 주기적으로 개방하는 곳에는 수소 가스 감지기 또는 화염 감지 설비를 설치한다. 자외선(UV) 감지는 수소화염을 감지하는 데 쓸 수 있지만 햇빛 또는 용접이 자외선 감지기에 영향을 미칠 수 있으므로 설치에 주의해야 하고, 탐지 장비가 없으면 화염의 첫 조짐은 가스 누출의 '쉬∼'하는 소리와 화염의 열구배로 인한 그림자다. 재질: 200 ℃ 이상의 고온에서 많은 저합금 구조의 강철은 수소 침식을 받을 수 있고, 잔류응력을 최소화하기 위해 용접부의 응력 감소나 냉간 가공 재질의 불림 또는 풀림 처리를 한다. 갇힘 방지: 두 밸브 사이에 액체 또는 차가운 가스 수소가 갇힐 수 있는 수소설비 모든 부분에 완화 장치를 설치한다. 보호: 차가운 것에 전신 노출이 길어지면 저체온증이 올 수 있으므로 작업자는 차가운 금속을 만져서는 안 되며 보호장갑·보호복을 반드시 착용한다. 수소설비는 비정상 상태나 기능 불량·고장 시에 사람들에게 경보를 주기 위한 주의장치와 경보장치를 포함해 사고에 대응할 적절한 시간을 줄 수 있어야 한다.

0.3MPa0.2 ∼
70MPa강철 저장탱크는 40 ∼
1%대형은 한 달에 약
70kg밀도 약

지금 해야 할 조치

  • 수소 가스 감지기·화염 감지 설비 설치 및 설치 위치 검토(햇빛·용접 영향)
  • 두 밸브 사이 갇힘 구간에 완화 장치 설치
  • 액화수소 저장탱크 압력 방출 안전장치와 내화 시공 확인
  • 수소 취급 구역 정전기 방지(접지·본딩)와 점화원 관리
  • 저온 작업자용 보호장갑·보호복 지급과 한랭 손상 교육
  • 설비 이상 경보장치 설치 및 작동 시험

📋사업주 의무사항

  1. 수소 저장용기의 설계·기능과 부속품은 고압가스 용기 또는 초저온 액체용기와 같은 사용 조건을 반영하고, 초저온 수소를 저장하는 용기는 단열 또는 진공 재킷을 사용할 것
  2. 액화수소 저장탱크는 안전장치를 통해 내부압력을 안전하게 방출·처리하고 내화 시공할 것
  3. 배관을 주기적으로 개방하는 곳에는 수소 가스 감지기 또는 화염 감지 설비를 설치할 것
  4. 자외선(UV) 감지를 수소화염 감지에 사용할 때는 햇빛 또는 용접이 자외선 감지기에 영향을 미칠 수 있으므로 설치에 주의할 것
  5. 고장으로 인해 초저온 설비 내의 진공 재킷 배관 내에 고압 수소가 들어오는 경우를 방지할 것
  6. 두 밸브 사이에 액체 또는 차가운 가스 수소가 갇힐 수 있는 수소설비 모든 부분에 완화 장치를 설치할 것
  7. 수소를 취급하는 설비의 안전틈새(0.64 ㎜)와 점화가 가장 용이한 농도(22 ∼ 26 %)를 고려하여 점화원 관리와 방폭 조치를 할 것
  8. 0.2 ∼ 0.3 MPa의 낮은 압력으로 저장하는 설비에서도 누출 시 화재가 발생할 수 있고 정전기 등으로 점화될 수 있음을 고려해 정전기 방지 조치를 할 것
  9. 200 ℃ 이상의 고온에서 저합금 구조 강철이 수소 침식을 받을 수 있음을 고려해 재질을 선정하고, 용접부의 응력 감소나 냉간 가공 재질의 불림·풀림 처리로 잔류응력을 최소화할 것
  10. 저온용 장치의 설계는 열 팽창이나 수축에 의한 구성품 내의 열응력을 고려할 것
  11. 차가운 금속을 만지지 않도록 하고 보호장갑·보호복을 반드시 착용하게 하여 저체온증과 한랭 손상을 예방할 것
  12. 수소설비에 비정상 상태나 기능 불량·고장 시 사람들에게 경보를 주기 위한 주의장치와 경보장치를 포함시켜 사고에 대응할 적절한 시간을 제공할 것
  13. 수소설비의 재질은 수소 취성 등 수소 호환성, 인접한 물질의 호환성, 사용 조건의 적합성, 내식성, 독성, 고장에 대응방법 등을 고려하여 선택하고, 주의깊게 고려하지 않거나 분석이 없다면 20 K 이상 연성-취성 전이 온도를 가진 물질은 액화수소에 사용해서는 안 된다
  14. 수소 저장에서 산소의 축적량은 갇힌 공간에서 혼합물이 가열되어 가스 상태로 밀폐되었을 때 체적비 2 %를 넘지 않게 할 것
  15. 저온 수소 취급 재료의 수축(철 합금 약 0.3 %, 알루미늄 0.4 % 이상, 플라스틱 1 % 이상)을 고려하고, 두 금속 표면 사이의 봉합(seals)에 플라스틱을 사용하는 경우 금속 대비 약 0.6 % 이상의 수축을 수용하도록 할 것

🔍현장 점검 확인 항목

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⚠️위반 시 처벌

이 규정은 권고이나 폭발 또는 화재 등의 예방(산안규칙 제232조), 폭발위험장소의 방폭 전기 기계·기구 선정(제311조), 정전기로 인한 화재·폭발 등 방지(제325조)는 법정 의무이며 위반 시 산업안전보건법 제168조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만원 이하의 벌금.

수소 누출로 인한 화재·폭발은 대표적 중대산업재해다. 수소 감지기·완화 장치를 두지 않았거나 정전기 방지 조치를 하지 않은 사실은 중대재해처벌법 제4조 위반 판단의 근거가 된다.

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