2. 석탄 운반선(Coal carrier)과 살물선(Bulk carrier)의 차이
석탄 운반선과 벌크선은 큰 차이가 없으나 석탄 운반선은 각 Hold에 측온관(온도 측정이 가능한 관)이 필요하다. 석탄은 일반 Bulker, 또는 Log carrier 등에도 Loading이 가능하고 여타 Bulk cargo와 별다른 차이점이 없으며, 석탄의 표면으로부터 Gas가 발생하고 내부 잠열이 심하므로 운항중 Gas 및 발열에 대한 특별한 주의가 요구된다.
3. 석탄에서 발생하는 가연성 가스의 성질
선박에서 석탄으로부터 발생한 가스로 인한 사고는 드물었기 때문에 일반인에게 잘 인식되어 있지 않다. 석탄에서 가스가 발생하는 것은 주로 석탄이 파쇄되는 경우에 많이 생긴다. 예를 들면 용적 3 Lrt의 분쇄기 내에 도제 Ball과 함께 석탄입자(1~2cm로 잘게 부순 것) 약 900g을 넣어 분쇄하는 실험장치에 의해 석탄이 분쇄되는 경우에 발생하는 가스의 양을 계측한 실험치는 다음과 같다.
| 석탄 시료 | CO 농도(%) | CO2 농도(%) | CH4 농도(%) | CH4 함유량(%) | 석탄 비중 |
| A | 0.015 | 0.10 | 29.2 | 538 | 1.31 |
| B | 0.038 | 0.10 | 25.5 | 510 | 1.25 |
| C | 0.050 | 0.27 | 15.1 | 270 | 1.21 |
| D | 0.060 | 0.20 | 14.3 | 250 | 1.24 |
4. 석탄 운송 중 사고발생의 위험성
석탄으로부터 발생한 메탄가스는 공기와의 혼합치가 5~16% 일 때 폭발 한계에 이르는데, 이 가스는 공기보다 가볍기 때문에 환기가 나쁜 장소에 집적하여 폭발의 위험이 생긴다. 한편 CO(일산화탄소)는 Store내에 위치한 환기 불량한 장소에서 연소하여 발생한다. 그러므로 CO는 화재 이전에 발생하는 일이 없으므로 선박의 폭발 사고는 주로 메탄가스에 기인한다고 볼 수 있다. 메탄가스의 발생은 선적 직후에 발생하기 쉽고 적하 후 1주일 이내가 가장 농도가 높다. 선내에 환기가 좋으면 날씨가 경과함에 따라 메탄가스는 발산하여 사라지지만, 밀폐된 장소에서는 잔류하여 공기와 위험한 혼합비를 구성한다.
지금까지의 조사에 의하면 Coal Carrier의 폭발사고의 대부분은 선적 후 1~2일 중 폐쇄된 곳 중 석탄에서 발생한 메탄가스가 축적되어 불꽃(또는 스파크), 또는 나화(Naked light)를 발생시키거나 개구 후 화기를 가까이 댄 경우인 것으로 나타났다. 메탄가스는 CO 가스나 가솔린 가스와는 달리 대단히 가볍고 방산하기 쉬운 성질이 있기 때문에 사고가 빈번하게 발생하는 것은 아니지만 통풍이 잘 안 되는 곳에서는 위험성이 극히 증가하므로 석탄 운송 시에 이점을 절대로 간과해서는 안된다.
따라서 가장 중요한 것은 선내 어느곳에도 가스가 축적되지 않게 환기를 충분히 하여 공기와 위험한 혼합비를 구성(5~16%) 하지 못하게 해야 한다. 석탄의 자연발화는 석탄의 온도가 55℃ 이상일 때 일어나며, 온도 상승은 유황 성분이 많은 석탄에서 현저하게 발생한다. 일정기간 이상 노천에 야적 후 불도저 등으로 여러 번 뒤섞어야 온도 저하 및 Gas free 효과를 얻을 수가 있는데, 채광 후 광산 부근의 야적장에서 바로 Barge로 운송되어 강하구에서 선적할 경우는 석탄의 온도가 55℃ 이상 될 경우가 많다. 특히 우천 중 선적 시는 유황의 작용으로 온도 상승 현상이 촉진된다.
5. 선적시 주의사항
가. 석탄이 적재되는 화물창 구획에는 석탄으로부터 발생한 위험 가스의 배출에 적합한 통풍통이 적어도 2개 설치되어야 하며, 상기 통풍통은 적절하고 효과적인 폐쇄장치가 부착되어 있어야 한다. 화물창 하부에 개구가 있는 통풍 겸용 마스트 및 선창 하부까지 연결된 Trunkway가 있는 통풍통은 탄층내에 산소를 공급하여 자연발화를 촉진시키는 경향이 있는바 적재전 완전히 폐쇄하며, 하창, 중갑판에 분리 적재할 경우에는 각각의 통풍통을 독립시켜야 한다.
나. 기름 묻은 헝겊, 나무조각, 전항 차 잔여물 등 가연성 물질이 석탄과 혼입 하지 않도록 적재전 선창 소재를 한다.
다. 선적전 Bilge 및 Bilge well을 철저히 Cleaning 한 후 Dry up 시키며, Bilge pump system을 양호한 상태로 유지한다.
라. 화물창 및 그 주위에 설치된 전선과 전기기구는 결함이 없어야 한다.
마. 선적전에 가능한 한 하주로부터 당해 석탄의 Angle of repose, Transportable moisture limit, Avg moisture content, ASH 및 Sulphur content, Volatility cargo temp, Methan gas 방출과 자연발화 성향 등 화학적, 물리적 성질에 대한 상세정보를 입수한다.
바. 화물창 및 화물창 주위의 갑판상에서는 Smoking, Burning, Cutting, Chipping 등 발화원을 발생시키는 행위는 가능한 금지 하여야 하며, 화물창 및 화물창 주위에 "흡연 및 나화 사용금지"에 대한 경고판을 선박 입구 및 화물창 주위에 설치한다.
사. 적재완료 무렵에는 항해 중 화물의 이동을 방지하고 탄층내로 공기의 유입을 억제하며, 위험 가스 배출을 위한 표면 통풍이 용이하도록 화물 표면을 Trimming 및 Compacting 하여야 한다.
아. Heavy rain 상태에서는 선적을 중지하고 또한 화물온도가 55℃ 이상이 되면 선적 중지를 고려한다.(Shipper 및 운항 담당자와 협의)
6. 운송 중 주의사항
가. 선창내의 메탄가스를 발산시킬 경우에는 소량의 개구부만 있으면 충분하기 때문에 적하 후 Hatch cover를 일부만 열거나 Ventilation을 하여 정기적인 통풍을 수행한다. 정기적인 통풍은 석탄을 적재하는 Hold ventilation의 전방의 것은 급기공으로, 후방의 것은 배기공으로 하는 방법과 날씨가 허락하면 Hatch cover의 일부를 Open 하는 것이 바람직하다. 통풍은 화물내부에 공기를 공급하게 해서는 안되고 표면의 상승된 열과 위해 가스를 발산하기 위해 표면 통풍을 한다.
나. 환기는 항해나 정박을 불문하고 실행하여야 하며 Hold는 물론 독립된 Steel bulk head 및 Door가 있는 구획 등 일반적으로 발생 가스의 집적이 우려되는 장소는 절대적으로 환기 시킬 필요가 있다. 그리고 해당 구역은 가스탐지, 환기 등 적절한 조치를 실시한 후 안전을 확인 후 나화의 사용 등을 허용하여야 하며, 또 비방폭형 손전등, 전기구의 점등 및 작동을 소홀히 행하지 않도록 충분한 주의가 필요하다.
다. 항해 중에는 각 Hold의 온도 및 가스 농도를 수행 가능한 한 매일 1회 측정하여 화물가스/온도 점검 기록부에 기입하여야 하며, 화재 발생이 의심되는 Hold는 세군데 틀린 장소에서 각각 상하 3개소 층의 온도를 Check하고 이상 유무를 확인한다.
라. 운송 중 발생한 Hold Bilge는 3일이 넘지 않는 간격으로 PH를 측정하여 화물가스/온도 점검 기록부에 기입하여야 하며, 측정한 PH값이 부식성 위험이 있는 경우(리트머스 시험지로 측정결과 4이하일 경우) 선장은 이 사실을 회사에 통보하고 Tank top과 Bilge line에 산(Acids)의 축적을 피하기 위하여 모든 빌지를 건조 상태로 유지하도록 노력한다.
마. 운송중 수행한 Bilge 배출은 Log book에 기재한다.
바. 화물창 내에는 산소 농도를 확인하기 전에는 들어가서는 안되고, 또한 선내에 호흡구를 비치하여야 한다. 자연발화를 인지하면 화물창은 공기가 들어가지 않게 완전히 밀폐해야 한다. 물과 고유황 석탄이 화학반응을 일으키면 화물은 그 자체의 산소를 방생시킨다.
사. 메탄가스 또는 석탄의 가열로 인하여 발생하는 일산화탄소가 존재한 화물창 및 밀폐된 공간에는 자장식 호흡구를 착용하거나 통풍환기 후 충분한 산소량 함유와 Gas free 후 확인되지 않는 한 출입해서는 안되며, 자장식 호흡구는 착용에 익숙한 자가 착용한다.
아. 석탄으로부터 방출된 메탄가스가 선창내에 축적되지 않도록 표면통풍을 시행한다. 단, 탄층내에 공기가 유입되므로서 자연발화가 촉진되지 않도록 충분한 주의를 기울인다.
자. 창내에 적재된 석탄이 발화하는 경우에는 단내가 나는 특수한 악취가 생기므로, 운송중에 수시로 창구부근을 점검하여 발화의 조기 발견에 노력한다.
차. 석탄의 온도가 55℃를 초과하여 급격하게 증가하는 경우는 잠재적인 화재가 진행 중일 가능성이 농후하므로 다음 조치사항을 따른다.
1) 통풍통을 차단하고 화물창을 완전히 폐쇄한다.
2) 화재가 예상되는 선창의 화물온도 및 온도상승률, 조치내용 등 상세를 운항담당자에게 통보하고 지속적으로 진행 상황을 보고하는 등 긴밀한 연락 관계를 유지한다.
3) 즉각적으로 Shipper, 적항 대리점 등을 통하여 전문가의 조언을 요청한다.
카. 입항, 양하전에는 미리 Hatch cover를 열어 축적된 가스를 Free 시키는 것이 필요하다.
타. 양하 직전에는 선창내에 급격하게 공기를 유입하는 것은 매우 위험하므로 입항전 신중하게 통풍을 시행하며, 화물창 환기가 불량한 곳에 축적된 가스가 발화하지 않도록 충분히 주의를 기울여야 한다.
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