고압가스 중에서 천연가스(NG)나 액화석유가스(LPG)는 취급이 간편하고 깨끗한 이유로 널리 사용되고 있으며 최근 국제적으로 환경보호가 강화되는 추세에 따라 사용량이 증가하고 있다. 고압가스 사용시설은 설치·이전 및 주요 구조부분 변경 단계에서부터 안전성을 심사하고 사전에 유해·위험요인(Hazard)을 제거하기 위하여 「산업안전보건법」과 「고압가스안전관리법」에 따라 안전관리가 이루어지고 있다. 그러나 안전밸브 설치에 대한 기준은 「산업안전보건법」과 「고압가스안전관리법」에서 상이하게 규정하고 있어 산업현장에서 규제준수 및 안전관리에 어려움이 발생하고 있다.

이 연구에서는 안전밸브의 효과적인 관리와 합리적인 설치 방안 추론을 위해 고압가스 사용시설의 안전밸브 설치에 대한 3 가지 시나리오-PSV 전·후단에 차단밸브를 설치하지 않는 경우(Case A), PSV 전·후단에 차단밸브를 설치하는 경우(Case B), PSV 전·후단에 차단밸브를 설치하되 PSV를 병렬로 설치하는 경우(Case C)-를 선정하였다. 휴먼에러를 포함한 유해·위험요인(Hazard)을 파악한 후 안전밸브 설치유형별 리스크 분석(Risk analysis)을 하였다. 3 가지 시나리오에 대한 리스크 분석은 정성적 평가로 HAZOP, 정량적 평가로 FTA를 선택하였다. 또한, 고압가스를 사용하는 100개 사업장을 선정하여 안전밸브설치에 대한 관련법규 인식 및 설치유형별 위험인식 실태조사를 실시하였다. 리스크 분석과 실태조사를 바탕으로 고압가스 사용시설에 내 설치된 안전밸브 설치유형별 리스크를 분석·비교하였다.
산업현장에서 사용되는 안전밸브의 유형별 사례를 제시하여 현장설문을 실시한 설문 결과로 안전밸브 설치유형에 따른 위험성 문항은 Case B의 선택이 34명(48.6%)으로 가장 많았으며, Case A는 32명(45.7%)으로 응답했으며 Case C의 경우 4명(5.7%)이 응답했다. 설치유형별 위험성항목 묻는 응답에는 차단밸브 부착으로 인한 근로자 조작실수가 41명(58.6%)으로 가장 많이 응답했으며, 안전밸브의 자체 결함이 16명(22.9%)으로 응답하고, 안전밸브 검사 및 보수 작업할 경우가 10명(14.3%), 부품의 자체 결함은 3명(4.3%)순으로 나타났다. 다수의 응답자가 근로자 조작실수 및 안전밸브 자체 결함이 위험인자로 인식되었다.

설문 결과를 바탕으로 안전밸브 설치 유형별로 HAZOP과 FTA 통해 비교·분석한 결과 고압가스 사용시설의 안전밸브 설치유형별 장·단점 및 과압으로 인한 사고의 발생가능 확률비교, 설치 유형별 법규준수, 저장용기보호, 발생확률값 순으로 살펴보면 Case B > Case A > Case C 순으로 나타났다. FT도로 분석된 결과에는 저장용기를 보호하기 위해 설치되는 안전밸브의 설치유형에 따라 사고발생 확률 차이를 보였다. FTA에는 저장용기에 부착된 기기의 자체결함 뿐만 아니라 운전자의 실수에 대한 확률값을 대입하여 분석한 결과 Case B의 사례가 2.01×10-6으로 가장 높게 나타났다. 분석 결과에 따라 Case B의 설치유형은 안전성 확보를 위해 차단밸브 설치금지 또는 시건장치 의무화 규제가 필요한 것으로 판단된다. 또한 안전밸브의 고장과 작업자 실수로부터 고압가스 사용시설 보호에는 Case C 가장 적은 확률값을 보이며 산업현장의 안전성 확보에 효과적으로 적용 될 것으로 판단된다.

또한 연구를 통해 고압가스 사용시설의 안전밸브의 합리적인 설치 기준을 마련하고 고압가스 특성상 폭발 및 화재와 같은 심각한 중대사고로부터 고압가스 사용시설에 대한 안정성 제고 효과를 기대할 수 있을 것이다.