벌크선 운송 - Coal(석탄) 3편

3. Risk 관리

3.1 인명사고

선창 및 밀폐구역 진입 시 석탄의 가스 발생으로 산소결핍 현상이 일어날 수 있으므로 반드시 환기시키고 유해 가스 유무를 검사한 진입하고 양하항에서도 하역인부 및 본선 지원 관련 업체의 밀폐구역 진입 시 본선 당직사관의 허가를 득하도록 조치한다. Hold내의 벽탄 제거 시 격벽에서 떨어지는 잔류 화물에 의해 인명사고가 발생할 수 있으므로 주의가 필요하다.

3.2 Wet Damage

주로 악천시 해수 침입 및 화물 빌지 과다로 인하여 발생한다. 수밀검사는 입항 전 화물창 청소 시 Test를 시행하고 기록을 유지한다. 항해 중 Bilge sounding을 계속 시행하여 증가의 기미가 보이면 곧 배수함과 동시에 그 원인을 조사하여 대책을 강구한 뒤 시행한다.

 

3.3 Contamination

선적중 화물 자체에 이물질이 존재하는 경우는 거의 희박하며 주로 전항 차 잔류 화물의 처리 미흡으로 인하여 발생하므로 화물창 청소 시 각별한 유의가 필요하다.

 

3.4 Shortage

Shore figure와 본선 Draft survey 양과의 차이에서 주로 발생하며 화물량 결정은 계약에 따라 결정이 되나 본선의 Draft survey량은 Remark로 기재하고 화물량의 차는 운항 담당자와 협의가 필요하다. 양하항 화물 부족은 적하항에서 과대 Draft 측정 또는 양하 하의 과소 측정이 대부분이므로 Draft 측정은 정확하게 한다.

 

3.5 발화

자연발화 및 화물창내 Bunker tank의 온도 상승으로 가끔 발생하므로 화물창내 온도 상승요인을 사전에 점검하고 매일 온도 확인을 시행하고 기록 유지한다.

3.5.1 석탄온도 상승 시 조치

화물 온도가 급상승 시 선창을 Ram neck tape 등을 사용하여 완전히 밀폐시키고 통풍통을 차단하여 공기가 창내로 유입되지 않도록 한다. 이 경우 창내에 함유된 산소는 석탄 자체 발열에 의하여 소모되므로 짧은 기간 후 화물 온도는 일정하게 안정된다. 일정기간 내 발열이 해소되지 않으면 선창을 개방하여 화물을 Compacting 하여야 하며, 화물 온도가 180℉(82℃) 달하는 경우는 필히 선창을 개방후 화물을 냉각시켜야 한다. 항해 중 창내 산소 함량을 5~8% 이하로 유지하여야 한다. 산소함유량이 이 값을 초과하는 경우에는 본선 보유 CO2를 Hold내에 적당량 주입하여 위의 한계치를 유지하도록 하되 목적항까지의 항해 소요 일수와 본선 CO2 감량을 비교/감안하여 부득이한 경우에는 10% 이하로 유지한다.

Ram neck tape

3.6 폭발

석탄에서 발생하는 메탄가스는 공기보다 가볍기 때문에 환기가 불량한 장소에 집적하여 폭발 분위기를 조성하며, 공기와 혼합비가 5~15%일때 폭발 한계에 이르는데(특히 9% 혼입시 발화원에 의하여 가장 강하게 폭발) 15% 넘는 경우에도 그 자체로는 폭발하지 않으나 공기와 희석되어 용이하게 폭발 범위를 형성하는바 매우 위험하다. 이러한 석탄과 관련한 폭발은 가스 폭발과 분진폭발로 대별된다. 가스폭발은 석탄 수송선과 저탄정에서, 분진폭발은 석탄통(Bulker), 트럭(Bulk-Trucks), Conveyor system, 석탄장(분탄장), 산업용 공장(시멘트, 발전소) 등에서 발생해 왔는데, 가스폭발은 주로 새로운 원탄이 유입될 때 발생하고 분진폭발은 분탄 시에 발생한다.

3.6.1 가스 폭발

탄화과정 동안에 당초의 고휘발성분은 시간이 경과할수록 감소되어, 그중 일부는 활성 가스 즉, 메탄가스로 전환된다. 대부분의 메탄가스는 석탄의 입자 틈에 갇혀있고 단지 일부분만이 탄소 표면에 흡수되므로 석탄의 활성 가스의 상당량은 고급 석탄에 훨씬 많이 포함되어 있다. 

3.6.1.1 일반적으로 메탄가스는 시간이 흐를수록 전부 상실되나 탈 가스율은 대기의 조건(온도, 기압), 탄의 구멍, 탄의 크기, 채탄후 경과기간, 기타 저장 및 운송방법에 따라 다르다. 조사보고에 의하면 석탄 운반선의 폭발사고는 대부분 선적 후 1~2일 사이에 석탄에서 발생한 메탄가스가 폐쇄된 곳에 집적되어 Electrical 또는 Frictional spark 및 나화(Naked fire)를 발생시키거나 개구 후 화기를 접근시킨 경우에 발생한다. 

3.6.1.2 통상 메탄가스는 "Deep mined coal"에 다량 존재한다. 예를 들면 New orleans에서 적재되는 석탄은 주로 고지에서 채탄되므로 메탄 함유량이 적고 채탄후 여러 수송과정에서 상당량 방출되는바 폭발사고 발생률이 매우 낮다.

3.6.1.3 메탄가스는 CO나 Gasoline gas와는 달리 매우 가볍고 방산하기 쉬운 성질이 있기 때문에 선창내에 축적된 메탄가스를 발산시키기 위하여는 소량의 개구만 있으면 충분하므로 적하 후 Hatch cover를 일부만 열거나 정기적인 통풍을 시행하면 비교적 간단히 그 위험을 피할 수 있다. 이때 주의할 점은 화물 내부에 공기를 공급해서는 안 되며 표면의 상승된 열과 위험 가스(메탄가스)를 방산하기 위한 표면 통풍(Surface ventilation)만을 시행하여야 한다.

3.6.2 분진폭발

석탄의 미립자가 밀폐된 공간에 확산되어 있는 경우 화기에 노출시 순간적, 폭발적으로 연소하는 현상을 말한다. 그 파괴력은 가스 폭발에 비하여 훨씬 거대하며, 특히 Silo나 선창에 적재될 시 크게 낙하하는 경우에 대량으로 분진이 발생한다. 또 폭발 후 가스가 발생하는데 특징으로 이 가스에는 다량의 CO가 함유되어 있다. 

분진 폭발

3.6.2.1 탄의 휘발분이 낮을수록 탄진과 공기혼합물의 발화가 어렵고 폭발도 약화된다. 10% 이하의 휘발분을 가진 탄진, 공기 혼합물은 통상 폭발하지 않는다.

3.6.2.2 회분의 영향은 비교적 적으나 회분이 높으면 어느정도 폭발 효과를 감소시킨다.

3.6.2.3 수분 및 평균입자의 크기

수분이 많고 입자가 크면 발화 및 폭발은 감소되는데 탄진이 50% 이상의 수분과 평균 입자의 크기가 500mm 이상이면 통상 탄진과 공기 혼합물은 폭발하지 않는다.

3.6.2.4 석탄의 자체 발열 성향은 탄진폭발의 가능성을 높여준다. 자체 발열로 자연연소가 일어나고 그 결과 강력한 발화원이 되어 탄진, 공기 혼합물에 불을 당기기도 한다.

분진폭발 발생순서