탱크로리 정전기 완화조치

왜 배우는가: 탱크로리·탱크차에 인화성 액체를 주입할 때 발생하는 정전기는 화재·폭발의 직접 점화원이 된다. 실무에서 본딩·접지 절차를 빠뜨리면 바로 사고로 이어지므로 현장 안전관리의 핵심이다. 기술사 시험에서는 「정전기재해 예방을 위한 기술상의 지침」 제12조의 조치 항목과 생략 조건을 묻는 문제로 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제128회 2교시 3번, 제120회 2교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

고무타이어가 있는 탱크로리·탱크차·드럼에 위험물을 주입할 때 운반체와 주입파이프 사이에 전위차가 없도록 본딩·접지하여 정전기 대전을 완화하는 조치

핵심 키워드

• 정전기 대전: 접촉·분리, 마찰, 충격, 유동, 분사로 물체에 전하가 축적된 상태
• 본딩(bonding): 두 물체를 도체로 연결해 전위차를 없애는 조치
• 정전기적 접지: 대지에 대한 접지저항이 10^6Ω 이하인 접지
• 상부주입방식·하부주입방식: 주입파이프가 위에서 들어가는지 아래에서 들어가는지에 따른 구분
• 저유속 유지: 유속을 낮춰 전하 발생량을 줄이는 방법
• 정치 시간: 필터 통과 후 전하가 완화될 때까지 두는 대기 시간
• 도전성 첨가제: 액체의 도전율을 높여 전하 축적을 줄이는 물질
• 폐쇄배관방식: 증기 방출 없이 밀폐된 배관으로 주입하는 방식

2. 개념 풀이

쉽게 말하면, 액체를 빠르게 흘려 넣으면 액체와 배관, 탱크 사이에 전기가 쌓인다. 이 전기가 한 번에 방전되면 증기에 불이 붙을 수 있다. 그래서 탱크로리와 주입파이프를 같은 전위가 되도록 금속선으로 묶고 대지에 접지하는 것이 기본 대책이다.

정식 정의로 보면, 정전기 완화조치는 「정전기재해 예방을 위한 기술상의 지침」 제12조 제1항에 따라 위험물을 고무타이어 운반체에 주입하는 설비에 요구되는 전하 발생·축적 억제 조치다. 이 조치는 본딩접지, 주입방식 관리, 금속부 연결, 본딩되지 않은 금속체 점검, 필터 후 정치, 도전성 첨가제 사용의 여섯 가지로 구성된다.

핵심 용어는 다음과 같다.

정전기 대전은 물체 사이의 전하 축적 상태를 말한다. 액체 흐름에서는 액체 자체와 관벽 사이 경계면에서 전하가 분리되어 생긴다.

본딩은 두 도체를 전선으로 연결해 같은 전위로 만드는 것이다. 본딩만으로는 대지로 전하가 빠지지 않으므로 접지와 함께 쓴다.

접지는 대지와 도체를 연결해 전하를 흘려보내는 것이다. 지침은 정전기적 접지를 대지 접지저항 기준으로 정의한다.

3. 등장 배경과 필요성

액체 위험물을 이동식 탱크에 옮기는 작업은 흐름이 빠르고 배관과 금속체가 많다. 이때 전하가 쌓여 방전되면 가연성 증기 농도 범위에서 점화가 일어날 수 있다. 고무타이어가 있는 차량은 타이어 고무가 절연체 역할을 하여 차체가 대지와 절연된다. 그래서 차량 자체를 통해 전하가 빠지지 않고, 별도의 접지 연결이 반드시 필요하다.

산업안전보건법은 이러한 설비를 정전기 재해 예방 대상으로 정하고 있다. 「산업안전보건기준에 관한 규칙」 제325조 제1항 제1호는 위험물을 탱크로리·탱크차·드럼에 주입하는 설비에 대해 확실한 접지, 도전성 재료 사용, 제전장치 사용 등 정전기 억제 조치를 요구한다. 이 고시는 그 기술적 방법을 구체화한 지침이다.

정전기 완화조치가 필요한 이유는 세 가지다. 첫째, 주입 유속이 빠를수록 전하 발생량이 커진다. 둘째, 금속 배관과 탱크가 분리되어 있으면 전위차가 생긴다. 셋째, 개구부를 열고 작업하는 과정에서 본딩이 빠지기 쉽다.

고무타이어 차량은 절연되어 있으므로 본딩접지로 전위차를 없애는 것이 핵심이다

따라서 이 조치는 단순한 편의 규정이 아니라 점화원 제거를 위한 필수 설계 요건으로 이해해야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

탱크로리·탱크차에 인화성 액체를 주입할 때 정전기 완화의 핵심은 운반체와 주입 설비 사이의 전위차 제거다. 주입 설비의 구성요소와 역할을 표로 정리하면 다음과 같다.

정전기는 액체가 배관 내부와 탱크 내벽을 흐르면서 생긴다. 유속이 빠를수록, 필터를 지날수록 대전량이 커진다. 대전된 액체가 탱크 안의 금속체와 전위차를 만나면 방전이 일어난다. 따라서 운반체와 주입파이프를 같은 전위로 묶는 본딩과, 대전된 액체가 안정될 정치 시간을 함께 쓴다.

주입 방식에 따라 원리가 다르다. 상부주입방식은 주입구가 위에 있어 액체가 떨어지며 낙하 대전과 액면 대전이 생긴다. 하부주입방식은 액체가 아래에서 올라오므로 낙하에 의한 대전과 표면 와류를 줄인다. 하부주입방식에서 플랜지 좌우 본딩을 예외로 두는 이유도 여기에 있다.

본딩 접지 절차는 다음 순서로 수행한다.

• 운반체를 주차하고 엔진을 정지시킨다.
• 개구부(햇치)를 열기 전에 본딩 접지를 먼저 한다.
• 본딩용 전선의 한쪽 끝을 주입파이프 또는 접지된 금속체에 고정 접속한다.
• 다른 쪽 끝 접지 클램프를 운반체 금속부에 물린다.
• 탱크 내부를 점검해 본딩되지 않은 금속체가 없는지 확인한다.
• 주입을 마친 뒤 개구부를 닫고 나서 본딩을 제거한다.

정전기 완화 흐름은 다음과 같다.

본딩 접지의 목적은 전위차를 없애는 데 있고, 접지저항은 정전기 접지 기준인 10^6Ω 이하를 만족해야 한다. 접지 연결이 떨어지면 전위차가 다시 생기므로 주입 중 연결 상태를 유지한다.

5. 관련 법령·기준·표준

위험물을 고무타이어가 있는 탱크로리·탱크차·드럼 등에 주입하는 설비의 정전기 기준은 「산업안전보건법」 제13조에 따른 「정전기재해 예방을 위한 기술상의 지침」(고시)에 있다. 산업현장의 의무는 「산업안전보건기준에 관한 규칙」 제325조가 정한다. 시행 조문은 위험물 주입 설비를 정전기 재해 우려 설비로 지정하고, 접지·도전성 재료·제전장치 등으로 발생을 억제하도록 요구한다.

위 표의 기준은 고무타이어 운반체에 적용된다. 정전기 대전 기준이 되는 도전율 기준은 고시 제3조에서 고유저항의 역수로 정의한다. 개정 연혁은 고시 머리말의 최종 개정일 외에 근거가 없으므로 이 절에서는 재검토 주기만 쓴다.