공정 위험성평가

왜 배우는가: 공정 위험성평가는 화학·가스·위험물 설비의 중대산업사고를 사전에 찾아내는 핵심 절차이며, 공정안전보고서(PSM) 작성 시 기법 선정의 기준이 된다. HAZOP과 K-PSR의 적용 시점·범위·결과 해석을 구분하지 못하면 답안이 뒤섞이므로 기술사 시험에서 반복해 출제된다.

출제 이력: 제134회 3교시 4번, 제127회 3교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

공정 위험성평가는 설치·가동 중인 설비의 공정 조건과 운전상 편차를 체계적으로 검토하여 사고 위험을 찾고 안전장치와 개선대책의 충분성을 판정하는 절차다.

• 공정위험성평가
• 위험과 운전분석(HAZOP)
• 공정안전성 분석 기법(K-PSR)
• 가이드 워드(Guide word)
• 연구 노드(Study node)
• 공정안전보고서(PSR)
• 중대산업사고

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 공정 위험성평가는 "이 설비가 설계대로 돌아가지 않으면 무슨 일이 생기는가"를 미리 묻고 답하는 작업이다. 정식 정의는 「공정안전보고서의 제출·심사·확인 및 이행상태평가 등에 관한 규정」 제2조에 있다. 여기서 공정위험성평가 기법은 사업장 내 위험을 정성적 또는 정량적으로 평가하는 방법이며, 체크리스트·상대위험순위·작업자 실수 분석·사고예상질문(What-if)·HAZOP·FMECA·FTA·ETA 등을 포함한다.

위험과 운전분석(HAZOP)은 공정 의도(design intent)에서 벗어난 편차를 가이드 워드로 찾아내고, 그 원인과 결과를 검토하는 기법이다. 규정에서는 공정에 존재하는 위험 요소와 운전상 문제점을 찾아 원인을 제거하는 방법으로 정의한다. 팀 기반의 정성적 기법이 기본이다.

공정안전성 분석 기법(K-PSR)은 KOSHA Process Safety Review의 약어다. 규정 제2조 제18호는 설치·가동 중인 화학공장의 공정안전성을 재검토하여 사고위험성을 분석하는 방법으로 정의한다. 즉 신규 설계 단계보다 가동 중 설비의 재검토에 무게가 있다.

가이드 워드는 의도를 보완하여 편차를 떠올리게 하는 간단한 단어(예: 없음, 과다, 과소, 역방향)다. 연구 노드는 설계 의도가 명확한 공정 구간(예: 반응기, 배관 한 구간)을 나눈 단위다. 편차는 가이드 워드를 적용해 발견된 의도 이탈이다.

평가 결과는 위험을 확률과 심각도의 결합으로 본다. 다만 HAZOP의 핵심 방법론은 확률·심각도를 반드시 등급화하라고 요구하지 않는다. 필요하면 위험 매트릭스로 추가 등급화한다.

3. 등장 배경과 필요성

대형 화학사고 이후 설비 자체의 결함뿐 아니라 운전 조건 편차가 사고의 주원인이라는 인식이 커졌다. 이에 따라 설계·운전 정보를 체계적으로 검토하는 절차가 요구되었다. 국내에서는 공정안전관리(PSM) 제도로 공정안전보고서 제출이 의무화되었고, 「산업안전보건법」 제44조는 대통령령으로 정한 유해·위험설비에 대해 공정안전보고서를 작성하여 심사받도록 한다. 같은 법 제44조 제1항 후단은 심사 결과 적합 통보 전에는 해당 설비를 가동하지 못하게 한다.

공정위험성평가서는 시행규칙 제50조 제1항 제2호에 따라 공정의 특성 등을 고려해 열거된 기법 중 한 가지 이상 또는 가목부터 자목까지와 같은 수준 이상의 기술적 평가기법을 선정해 위험성평가를 한 후 그 결과에 따라 작성한다. 기법 목록에 HAZOP과 K-PSR이 함께 들어 있어, 두 기법의 차이를 설명하는 문제가 이 배경에서 나온다.

한편 HAZOP은 공정 위험을 체계적으로 검토하는 위험성평가 기법이다. 기법의 역사적 세부는 근거가 충분하지 않으므로 답안에는 필요성 중심으로만 쓴다.

규정 제2조 제18호 K-PSR 정의와 HAZOP 정의(제2조 제11호)는 답안 첫 줄의 정의 근거가 된다.

4. 구성요소·원리·절차

공정 위험성평가는 공정(process) 단위로 위험을 식별하고, 발생 빈도와 피해 크기를 따져 대책 필요성을 정하는 절차다. 기법은 정성적 기법과 정량적 기법으로 나뉘며, 고시 기준으로 체크리스트, 상대위험순위 결정, 작업자 실수 분석, 사고예상 질문 분석, 위험과 운전분석(HAZOP), 이상위험도 분석, 결함수 분석, 사건수 분석, 원인결과 분석, 예비위험분석, 공정위험분석, 공정안전성 분석 기법(K-PSR), 방호계층 분석 등이 있다.

구성요소는 다음과 같이 정리한다.

원리는 설계 의도(intention)에서 벗어나는 편차(deviation)를 찾고, 그 원인과 결과를 연결해 안전장치의 충분성을 판단하는 것이다. 편차를 찾아 원인·결과·안전장치를 함께 평가하는 것이 공정 위험성평가의 핵심이다. 고시는 평가 결과에 따라 대책을 작성하도록 하므로, 평가 결과와 대책이 서로 대응해야 한다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 평가 목적·범위를 정하고 평가 대상 단위공정을 구분한다.
• 도면(P&ID, 공정흐름도)과 운전 지침을 수집하고 검토한다.
• 평가 기법을 선정하고 팀을 구성한다.
• 연구 노드를 정하고 공정 조건과 설계 의도를 정의한다.
• 가이드 워드를 적용해 편차, 원인, 결과, 안전장치를 검토한다.
• 권고 사항을 도출하고 결과를 기록한다.
• 권고 사항의 이행을 확인하고 재평가 주기를 정한다.

절차에서 가장 많이 틀리는 부분은 편차 도출과 원인 평가의 순서다. 편차를 먼저 정하고 그 원인과 결과를 따로 적어야 한다. 원인과 결과를 섞으면 대책이 흐려진다.

5. 관련 법령·기준·표준

공정 위험성평가의 법적 근거는 「산업안전보건법」 제44조(공정안전보고서의 작성·제출)와 시행규칙 제50조(공정안전보고서의 세부 내용 등)다. 제44조는 공정안전보고서를 작성해 고용노동부장관에게 제출하고 심사를 받도록 한다. 공정안전보고서 내용이 적합하다고 통보받기 전에는 해당 설비를 가동할 수 없다. 시행규칙 제50조 제1항 제2호는 공정의 특성 등을 고려해 열거된 기법 중 한 가지 이상 또는 가목부터 자목까지와 같은 수준 이상의 기술적 평가기법을 선정해 평가하도록 정한다.

고시 「공정안전보고서의 제출·심사·확인 및 이행상태평가 등에 관한 규정」은 기법의 정의를 두고 있다. K-PSR은 설치·가동 중인 화학공장의 공정안전성을 재검토해 사고위험성을 분석하는 방법으로 정의된다. HAZOP은 공정의 위험 요소와 운전상의 문제점을 찾아 원인을 제거하는 방법이다.

심사와 확인의 기준 수치는 다음과 같다.

작성자 교육 요건은 공단 교육 또는 직무교육기관의 전문화교육 과정으로, 교육 과정에 HAZOP 과정이 포함된다.

고시 머리말의 날짜는 최종 개정일일 뿐이다. 외국 기준과의 세부 차이는 이 절에서 다루지 않는다. HAZOP은 공정의 위험 요소와 운전상의 문제점을 검토하는 기법이며, 국내 고시와의 절차 차이는 근거가 없어 쓰지 않는다.