정전기 재해 방지

왜 배우는가: 정전기 재해는 석유화학·탱크로리·화약류 등 인화성 물질을 취급하는 현장에서 화재·폭발로 이어지는 대표적 재해라서 실무에서 가장 먼저 점검하는 위험원이다. 시험에서도 설비 대책과 인체 대책을 나눠 묻는 형태로 여러 교시에 반복해서 출제된다. 개념을 정확히 잡아야 접지·본딩·유속 제한·가습·제전복 같은 대책을 문항 요구에 맞게 분류해 쓸 수 있다.

출제 이력: 제114회 1교시 10번, 제96회 3교시 5번, 제93회 4교시 2번, 제92회 1교시 12번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

정전기 재해 방지는 대전된 전하가 방전되어 인화성 가스·분진에 점화되는 것을 접지·본딩·유속 제한·가습·제전 등으로 억제하거나 제거하는 대책이다.

• 핵심 키워드: 정전기, 대전, 접지, 본딩, 유속 제한, 정치시간, 제전기, 대전방지화

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 물체끼리 마찰하거나 액체가 관 속을 흐를 때 전기가 한쪽에 쌓이는 현상이 정전기다. 이렇게 쌓인 전하가 한꺼번에 튀어 나가는 순간 불꽃이 생기고, 주변에 가연성 가스나 분진이 폭발범위 안에 있으면 화재·폭발이 된다.

정식으로는 물질 사이의 접촉·분리나 유체의 흐름으로 전하가 분리되어 물체에 축적되는 현상을 정전기 대전(帶電) 이라 한다. 대전된 전하가 공기 중이나 다른 물체로 빠져나가는 것을 방전(放電) 이라 하며, 방전 에너지가 착화에너지 이상이면 점화원이 된다.

대책의 원리는 두 방향이다. 하나는 전하가 쌓이지 않게 발생을 억제하는 것이고, 다른 하나는 이미 쌓인 전하를 대지로 흘려 제거하는 것이다. 접지는 설비를 대지에 연결해 전위를 0에 가깝게 유지하는 방법이다. 본딩은 서로 다른 금속 설비끼리 전선으로 연결해 설비 사이 전위차를 없애는 방법이다. 접지만으로 막을 수 없는 절연성 액체에는 유속을 낮추거나 정치시간을 두어 전하가 자연 감쇠하도록 한다.

인체 대전은 사람이 걷거나 옷이 마찰하면서 몸에 전하가 쌓이는 현상이다. 이 전하가 금속 손잡이 등을 통해 방전되면 인체 감전과 2차 재해, 그리고 가연성 환경에서는 점화원이 된다. 대책은 대전방지용 안전화, 제전복, 손목접지대처럼 사람 몸의 전하를 대지로 빼는 것이다.

3. 등장 배경과 필요성

정전기 재해는 1960년대 이전부터 인식되어 왔다. 1967년 미국석유협회(API)의 연구에서 탱크 트럭 적재 작업의 정전기 방전이 60건 이상 사고 원인으로 확인되었다는 기록이 있다. 이는 이송 공정에서 자연 발생하는 정전기가 오래전부터 중대한 화재 위험이었음을 보여준다.

정상 유량으로 제품을 채울 때도 짧은 시간에 탱크 트럭 용기 표면에 높은 전위가 유도될 수 있다. 이 방전 에너지는 가연성 증기와 인화성 분진을 점화할 수 있는 수준에 이를 수 있다. 따라서 규제는 액체 이송 설비와 인화성 물질 취급 공정에 정전기 억제·제거 조치를 의무로 정하게 되었다.

저전도성 분말과 액체는 전하 이동이 어려워 정전기 축적의 주된 원천이다. 비전도성 액체는 금속 배관과 접촉해도 전하를 유지하므로 탱크나 탱크로리 용기 자체가 대전된다. 파이프·필터·펌프·밸브·탱크·교반기가 가장 흔한 대전 접촉면이다. 국내 법령에서도 이 때문에 산업안전보건기준에 관한 규칙 제325조가 위험물 주입 설비, 탱크로리·드럼 저장설비, 인화성 액체 도포 설비, 화약류 제조설비 등 열 가지 설비를 정해 조치를 요구한다.