개념 한 쪽
정성적 안전성 평가는 공정 운전 중 발생할 수 있는 이상 상태와 운전상의 문제를 찾아내 그 원인을 제거하는 방법이다. HAZOP는 공정 변수를 기준으로 편차를 분석하여 위험과 운전가능성을 평가하는 정성적 기법이며, ETA와 FTA 등 다른 기법들과 목적과 분석 방향에서 차이를 보인다.
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출제기준 단원 「정성적 안전성 평가」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 방폭구조 명칭 판별 | 1 | 내부 폭발 견디고 외부 인화 차단하는 구조를 가리기 |
| 위험도 등급 판단 | 1 | 위험 등급의 위계에서 가장 심각한 단계를 고르기 |
| 공정 위험성 정성평가 기법 | 1 | 운전 중 발생하는 이상으로 인한 공정 성능 저하 원인을 규명하는 기법을 고르기 |
정성적 안전성 평가는 수치적 확률 산출보다 현상과 원인 관계를 체계적으로 찾아내는 데 초점을 둔다. HAZOP(Hazard and Operability Study)는 공정의 흐름을 작은 단위로 나누어 변수(예: 압력, 유량)와 편차(예: 과다, 과소)를 조합해 이상 상태를 탐지하는 방식이다. 이 과정에서 Guide Word를 사용해 가능한 편차를 유도하고 그 결과로 나타나는 위험요인을 규명한다.
HAZOP는 공정 전반의 운전 문제와 효율 저하 원인을 정성적으로 파악하는 데 적합하다. What-if는 질문 기반으로 위험을 찾아내는 간단한 정성적 기법이고, FMECA/FMEA는 주로 고장 모드와 영향에 초점을 맞춘 분석법이다. 정성적 평가는 설계나 운전 절차 단계에서 잠재적 문제를 발견하여 개선 조치를 도출하는 역할을 한다.
정량적 기법과의 구분이 중요하다. ETA(Event Tree Analysis)는 초기 사건으로부터 결과 전개를 상향식으로 추적해 사고 결과를 예측하는 기법이며, FTA(Fault Tree Analysis)는 상위 사건의 원인을 하향식으로 분석하여 근본 원인을 규명하는 기법이다. 따라서 문제에서 요구하는 대상이 '공정 운전상의 이상과 효율 저하'인지, '사고 전개 결과의 정량적 예측'인지, '근본 원인 규명'인지에 따라 적합한 기법을 선택해야 한다.
안전성 평가와 관련된 분류 체계나 방폭구조 등은 서로 다른 목적과 원리를 가지므로 키워드를 통해 빠르게 대응해야 한다. 예를 들어 '공정 변수'·'편차'·'정성적'이 등장하면 HAZOP를, '정량적'·'잠재적 사고결과'가 나오면 사건수분석(ETA)을, '내부 폭발을 견디는 밀폐 구조'가 나오면 내압방폭구조를 떠올려야 한다.
문제에서 "운전 중 발생하는 이상으로 인해 공정 성능이 저하되는 원인을 규명해 개선하는 정성적 기법"을 묻는다면 HAZOP를 선택한다. 반대로 "초기 사건으로부터 최종 결과를 예측하는 상향식 분석"을 묻는다면 ETA가 정답이다. 또한 "용기 내부 폭발 시 용기가 압력을 견디고 외부로 화염이 전달되지 않도록 전폐쇄 구조"를 물으면 내압방폭구조를 선택한다.
전 폐쇄 구조로 용기내부에서 폭발성 가스의 폭발이 일어났을 때 용기가 압력에 견디고 외부의 폭발성 가스에 인화할 우려가 없도록한 방폭구조는 ?
정답 ① · 문제는 용기 내부에서 폭발이 일어났을 때 내부 압력을 견디고 외부 인화 위험을 차단하는 방폭 구조를 찾는 것이다. 전폐쇄 상태에서 내부 폭발압력을 견디며 화염이나 가스가 외부로 유출되지 않도록 설계된 구조는 내압방폭구조이며, 다른 방식들은 배출이나 차단 등 다른 목적을 가진다.
내부 폭발 압력을 견디고 외부로 화염이 전달되지 않도록 완전히 밀폐한 구조를 내압방폭구조라 한다.
위험 등급의 분류에서 특정 결함의 위험도가 가장 큰 것은?
정답 ④ · 문항은 위험 등급 분류에서 가장 심각한 단계를 묻는 것이다. 일반적인 등급 체계는 안전→한계성→위험→파탄의 순서로 심각도가 증가하며 최종 단계인 파탄이 가장 위험도가 크다.
위험 등급은 안전→한계성→위험→파탄 순으로 심각도가 증가하며, 파탄이 가장 큰 위험이다.
용기내부에 보호가스를 압입하여 내부압력을 유지함으로서 가연성가스가 용기내부로 유입되지 아니하도록 한 방폭구조는 어느 것인가?
정답 ③ · 문제는 보호가스를 압입하여 용기 내부를 양압으로 유지함으로써 외부 가연성 가스의 유입을 막는 방폭구조를 묻고 있다. 내부에 양압을 유지하는 방식은 압력방폭구조로, 내부 압력을 외부보다 높게 유지하여 가연성 가스가 들어오지 못하게 하는 원리이다.
용기 내부에 보호가스를 압입하여 양압을 유지해 가연성 가스 유입을 막는 구조는 압력방폭구조입니다.
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