안전성평가

왜 배우는가: 안전성평가는 설비의 신설·변경 단계에서 위험을 미리 찾아 제거하는 핵심 절차로, 산업안전·가스안전 분야 실무에서 설계 검토와 공정안전관리의 출발점이 된다. 정성·정량 평가 방법을 구분하고 평가 시기를 아는 것은 기술사 시험에서 반복적으로 묻는 기본 논점이다.

출제 이력: 제111회 1교시 4번, 제108회 1교시 11번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

안전성평가는 설비나 공정에 내재된 위험요소를 사전에 찾아내고, 그 발생 가능성과 피해 크기를 정성적 또는 정량적으로 평가하여 대책을 세우는 체계적 절차이다.

• 안전성평가, 위험성 평가 기법, 정성적 평가, 정량적 평가
• 체크리스트, HAZOP, FTA, 사건수 분석(ETA)
• 안전성평가 시기, 개선·보완 조치계획

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 설비를 만들기 전이나 바꾸기 전에 "무엇이 잘못될 수 있고, 얼마나 위험한가"를 따져 보는 일이다. 사고가 난 뒤에 원인을 찾는 사고조사와 달리, 사고가 나기 전에 위험을 미리 없애는 데 목적이 있다.

정식으로 정의하면, 안전성평가는 사업장 안에 존재하는 위험에 대하여 정성적 또는 정량적으로 위험성 등을 평가하는 활동이다. 고압가스 분야 기준에서도 위험성평가기법을 같은 방식으로 정의하며, 체크리스트 기법, 상대위험순위 결정 기법, 작업자 실수 분석 기법, 사고예상 질문 분석 기법, 위험과 운전분석 기법, 이상위험도 분석 기법, 결함수 분석 기법, 사건수 분석 기법, 원인결과 분석 기법, 예비위험 분석 기법, 공정위험 분석 기법 등을 그 방법으로 든다.

정성적 평가는 위험요소를 목록이나 질문, 가이드 워드로 찾아내고, 그 위험의 크기를 등급이나 순위로 표현하는 방법이다. 숫자 확률을 꼭 쓰지 않고 경험과 전문가 판단에 기대므로 자료가 부족한 초기 단계에 적합하다. 대표 기법은 체크리스트 기법, 사고예상 질문 분석(What-if), 위험과 운전분석(HAZOP)이다.

정량적 평가는 사고 빈도와 결과의 크기를 수치로 계산하여 위험도를 나타내는 방법이다. 고장률, 고장 확률, 피해 규모를 쓰므로 결과를 비교·우선순위화하기 쉽다. 대표 기법은 결함수 분석(FTA), 사건수 분석(ETA), 원인결과 분석(CCA), 상대위험순위 결정(Dow and Mond Indices)이다.

두 방법은 배타적이 아니다. 보통 정성적 평가로 위험을 넓게 찾은 뒤, 중요한 사고 시나리오만 정량적으로 계산하는 순서로 함께 쓴다.

3. 등장 배경과 필요성

제조설비는 고온·고압, 인화성·독성 물질, 복잡한 계장 제어가 얽혀 있다. 한 가지 설비 고장이 연쇄 사고로 번지기 쉬우므로, 사후 대응만으로는 중대사고를 막기 어렵다. 이 때문에 설계와 운전 전 단계에서 위험을 체계적으로 찾는 제도가 발달했다.

국내에서는 고압가스 안전관리 기준이 가스시설의 안전성평가 절차를 규정한다. 사업자는 시설의 안전성 확보를 위하여 안전성평가계획을 세우고 안전성평가팀을 구성·운영해야 한다. 또 신규 시설을 설치하거나 기존 시설을 변경할 때에는 사전에 안전성평가를 실시하고, 기존 시설에 대해서는 정기적으로 평가해야 한다.

산업안전 분야에서도 공정안전보고서에 위험성평가서를 포함하도록 하고, 평가 기법을 한 가지 이상 선정하여 위험성평가를 하도록 정한다. 이처럼 평가는 법정 절차로 자리 잡았다.

평가가 필요한 이유는 세 가지로 정리된다. 첫째, 설계 변경의 비용은 공사 후보다 설계 단계에서 훨씬 낮다. 둘째, 인적 실수와 설비 결함이 결합된 사고를 미리 볼 수 있다. 셋째, 평가 결과를 기록하고 개선 계획으로 연결하면 안전관리 체계가 계속 개선된다.

4. 구성요소·원리·절차

안전성평가는 설비나 공정의 위험을 찾아내고, 그 위험이 사고로 이어질 가능성과 피해 크기를 따져 대책을 세우는 체계다. 평가 대상은 공정·설비·시설 전체이며, 평가 결과는 개선·보완 조치로 이어져야 한다. 구성요소는 평가계획, 평가팀, 평가기법, 결과 조치의 네 가지로 나눈다.

표의 네 항목은 평가 한 번의 흐름을 따라 배치했다. 계획과 팀이 없으면 기법을 고를 근거가 없고, 기법 결과가 조치로 닫히지 않으면 평가가 끝나지 않는다.

원리는 위험을 가능성과 결과의 곱으로 보는 것이다. 위험도는 다음과 같이 나타낸다.

$R = F \times C$

여기서 R은 위험도, F는 사고 발생 빈도(회/년), C는 사고 결과의 크기(피해 금액 또는 인명 영향 등급)다. 정성적 평가는 F와 C를 등급으로 나누어 비교하고, 정량적 평가는 실제 빈도와 피해를 수치로 계산한다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 평가 대상 시설과 평가 시기를 정한다.
• 평가팀을 구성하고 안전성평가계획을 세운다.
• 대상과 목적에 맞는 평가기법을 선택하고 선정 근거를 기록한다.
• 기법에 따라 위험요소, 사고 시나리오, 빈도·피해를 분석한다.
• 위험이 큰 항목부터 개선·보완 대책을 정한다.
• 조치항목, 대책, 추진상황, 일정표를 담은 조치계획서를 작성하고 시행한다.
• 위험에 노출된 종사자에게 관련 위험사항을 알린다.

도식으로 흐름을 정리하면 다음과 같다.

마지막 되먹임 화살표는 조치 후 재평가를 뜻한다. 기존 시설은 정기적으로 다시 평가해야 하므로 흐름이 한 바퀴 돌며 이어진다.

5. 관련 법령·기준·표준

안전성평가의 근거는 「고압가스 안전관리법」에 따른 고압가스안전관리기준통합고시 제2장 제2절이다. 이 고시는 안전성평가 기법을 열한 가지로 규정한다. 기법은 체크리스트, 상대위험순위결정, 작업자 실수분석, 사고예상질문분석(What-if), 위험과운전분석(HAZOP), 이상위험도분석(FMECA), 결함수분석(FTA), 사건수분석(ETA), 원인결과분석(CCA), 예비위험분석(PHA), 공정위험분석(PHR)이다.

기법별 성격은 다음과 같이 나뉜다. 고시는 체크리스트와 What-if, HAZOP을 정성적 기법으로, 작업자 실수분석·FTA·ETA·CCA를 정량적 기법으로 구분한다.

각 기법의 상세 절차는 6절에서 비교한다. 여기서는 기준 체계만 정리한다.

기준값과 조건은 다음과 같다.

주요구조부 변경의 기준으로 생산·부대설비 전기용량 300kW 이상 증가를 든다. 이 값이 넘으면 안전성향상계획서 대상이 된다. 기준의 적용은 고시 원문 조건을 따른다.

산업안전보건법 체계에서는 「산업안전보건법 시행규칙」 제50조가 공정안전보고서에 공정위험성평가서를 포함하도록 정한다. 위험성평가 기법은 한 가지 이상을 선정해 평가하고, 잠재위험이 인정될 때만 사고예방 대책을 작성한다. 이 체계는 고압가스 고시의 기법 목록과 같은 계열이다.