기계 설비 안전화와 방호 장치

핵심 정리

기계 설비의 안전 대책은 위험한 부위와 작업자의 접촉을 막고 설비의 구조와 기능을 안전하게 하여 사고를 예방하는 데 목적이 있다. 안전화 방안은 위험 부위를 덮거나 작업 환경을 조정하는 방법, 설비 구조를 견고하게 하는 방법, 오조작과 고장에 대비해 기능을 안전하게 하는 방법으로 나눈다. 회전부나 돌출부에 덮개를 씌우는 것은 외형의 안전화다. 방호 덮개와 울타리는 위험한 부분을 가리거나 접근을 제한한다.

방호 장치는 위험의 종류와 작동 방식에 따라 구별한다. 울타리나 방호망처럼 위험 영역을 물리적으로 가로막는 장치는 격리형이다. 신체가 가까워지면 밀어내는 장치는 접근 반응형 또는 밀어내기형이다. 위험을 감지해 설비를 멈추거나 경보하는 장치는 감지·정지 기능을 중심으로 판단한다. 파편이나 칩이 날아오는 위험에는 해당 위험을 막는 방호 장치를 적용한다. 장치의 이름보다 무엇을 막고 어떤 방식으로 반응하는지를 살펴야 한다.

작업자의 잘못된 조작을 막는 풀 프루프와 설비 고장에 대비하는 페일 세이프는 구별해야 한다. 풀 프루프는 작업자가 조작 순서를 틀리거나 실수하더라도 사고가 나지 않도록 하는 보호 기능이다.풀 프루프 장치는 작업자가 잘못 조작하더라도 사고가 발생하지 않도록 하는 보호 장치이다. 페일 세이프는 기계나 시스템에 결함이 생기거나 부품이 고장 나더라도 안전한 방향으로 작동하는 기능이다. 따라서 전자는 사람의 오조작, 후자는 기계의 고장이라는 위험 원인을 기준으로 구분한다.

방호 덮개 설치는 설비의 위험 요인을 줄이는 안전 대책이다. 구조의 안전화는 충분한 강도의 재료와 설계 여유를 통해 파열 등을 막는 방식이다. 작업 상황에 따라 안전대와 사용법 교육, 난간·보호망, 충격 완충 공구, 분진 포집용 국소 배기 장치도 각각 추락·진동·작업 환경의 위험에 대응한다. 외형 안전화, 구조 안전화, 기능 안전화는 서로 바꾸어 쓸 수 있는 명칭이 아니다. 위험 원인과 예방 원리가 서로 다른 대책이다.

자세히

기계 설비의 안전을 판단할 때는 먼저 위험이 있는 곳과 작업자의 노출 방식을 살핀다. 다음으로 장치가 위험을 어떤 방식으로 줄이는지 확인한다. 회전축과 돌출부는 신체나 옷이 닿거나 말려들 수 있는 부분이고, 가공 중에는 공작물이나 공구의 파편이 날아올 수 있다. 작업자의 접근을 막는 문제와 날아오는 물체를 막는 문제는 모두 덮개나 울타리를 쓸 수 있지만 방호 대상은 다르다. 문제에 나온 위험을 먼저 표시한 뒤 접근 차단인지 비래 차단인지, 오조작 방지인지 고장 대비인지 분류한다.

외형의 안전화는 기계의 위험한 외형을 안전하게 만드는 방안이다. 회전 부분, 돌출부, 날카로운 부분을 덮개로 감싸거나 매끄럽게 하여 접촉 위험을 줄인다. 기계 돌출부와 회전체의 덮개, 회전 부위의 방호 덮개, 연삭숫돌 파편을 막는 덮개가 그 예다. 선반이나 밀링 작업에서 공작물 또는 공구 파편이 작업자 쪽으로 튀는 상황에서는 덮개가 위험 부위를 가리는 기능과 비래 방호 기능을 구별해 살핀다. 해당 문항의 장치 유형은 ‘포집형 방호 장치’다.

구조의 안전화는 설비 구조가 위험한 파손이나 파열을 일으키지 않도록 하는 대책이다. 충분한 강도의 재료를 사용하고 설계에 여유를 두면 구조적 안전성을 확보할 수 있다. 위험한 회전축이나 돌출부를 덮는 일은 설비의 재료 강도나 구조를 바꾸는 조치가 아니다. 위험 부위에 닿지 않도록 하는 방호 장치 설치이자 외형 안전화다. 따라서 강도에 관한 설명 없이 덮개 설치를 구조 안전화로 분류하거나, 설계 강도 확보를 방호 덮개와 같은 조치로 취급해서는 안 된다. 설비 구조를 보강하는지, 위험 부위를 가려 접촉을 막는지가 판단 기준이다.

기능적 안전화는 설비의 작동 방식이나 조작 과정에서 생기는 위험을 줄이는 방법이다. 자동 정지 장치처럼 작업자의 실수로 위험한 동작이 계속되지 않도록 하는 장치는 기능적 안전화에 해당한다. 작업자가 조작 순서를 잘못해도 사고가 나지 않도록 설계한 기능을 풀 프루프라 한다.풀 프루프는 작업자의 실수를 방지하여 기계 설비의 기능의 안전화를 꾀하는 방법이다. 작업자의 잘못된 조작이나 접근을 감지했을 때 작동을 정지하도록 되어 있다면, 핵심은 사람의 실수로 인한 사고를 막는 풀 프루프 기능이다. 장치가 덮개인지 센서인지보다 오조작을 어떻게 안전하게 처리하는지 살펴야 한다.

페일 세이프는 풀 프루프와 달리 설비 자체의 결함이나 부품 고장을 출발점으로 삼는다. 고장이 났을 때 기계가 위험한 상태로 계속 작동하지 않고 안전한 상태가 되도록 설계하는 기능이다.기계 부품이 고장 나면 자동으로 안전한 상태가 되는 기능을 페일 세이프라 한다. 기계나 시스템에 결함이 생겨도 안전한 방향으로 작동한다는 설명 역시 페일 세이프를 가리킨다. 고장 시 안전 기능이 유지되도록 하는 페일 세이프의 필요성도 따로 확인해야 한다. ‘작업자가 실수했을 때 자동 정지’는 풀 프루프이고, ‘기계 부품이 고장 났을 때 안전 상태가 됨’은 페일 세이프다. 둘 다 사고를 줄이는 기능이지만 원인이 사람의 실수인지 설비의 고장인지가 구분 기준이다.