공직파(7) : HAZOP – 안전한 설계와 운영을 위한 핵심 기법

HAZOP(Hazard and Operability Study)는 산업 현장에서 공정 설계와 운영의 위험을 체계적으로 분석하고 평가하기 위해 개발된 국제적으로 인정받는 안전 분석 기법입니다. 화학, 석유, 정유, 가스, 제약 등 다양한 공정 산업에서 사용되며, 공정의 잠재적 위험과 운전상의 문제를 사전에 식별하여 사고를 예방하고 효율적인 운영을 지원합니다.

 

위험을 미리 진단하고 사고를 예방하는 위험성 평가기법, HAZOP에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

1. HAZOP이란 무엇인가?

HAZOP은 Hazard(위험)와 Operability(운전 가능성) Study의 약자로, 공정 설계 단계나 기존 공정을 대상으로 전문가 팀이 모여 구조화된 분석을 수행하는 방법론입니다.

• Hazard: 공정상 사고나 위험 발생 가능성을 의미합니다.
• Operability: 공정이 설계 의도대로 안전하고 효율적으로 운전될 수 있는지를 검토합니다.

HAZOP의 핵심은 체계적이고 반복적인 질문을 통해 예상치 못한 문제를 찾아내고 이를 개선하는 데 있습니다. 이를 통해 사고, 환경오염, 생산 손실 등의 리스크를 최소화할 수 있습니다.

 

 

2. HAZOP의 필요성과 중요성

산업 현장은 설계와 운영 과정에서 수많은 변수와 예측 불가능한 상황이 존재합니다. HAZOP은 다음과 같은 이유로 필수적입니다.

1. 사고 예방: 잠재적 위험을 사전에 식별하고 대응 방안을 마련합니다.
2. 설계 개선: 설계 단계에서 문제점을 발견함으로써 비용이 많이 드는 공정 변경을 줄입니다.
3. 규제 준수: 산업안전보건법과 국제 안전 규격(ISO, IEC 61511) 준수에 기여합니다.
4. 운영 효율 향상: 운전 가능성 검토를 통해 장비 고장, 생산 중단 등 운영 문제를 줄입니다.

특히 고위험 산업에서는 HAZOP 수행이 법적 의무로 요구되는 경우가 많습니다.

 

 

3. HAZOP 수행 절차

3.1 준비 단계

• 목표 정의: 분석 범위와 목적 설정
• 자료 수집: P&ID, 공정 설계서, 운영 매뉴얼
• 팀 구성: 공정 엔지니어, 안전 전문가, 계장 전문가 등

3.2 노드(Node) 구분

공정을 장비 단위, 배관 구간, 반응기 등 기능적 단위로 나누어 분석합니다.

 

3.3 가이드워드 적용

가이드워드(Guide Word)를 활용하여 설계 의도에서 벗어날 수 있는 상황을 체계적으로 탐색합니다.

• 예시: No/None, More, Less, As well as, Reverse

3.4 원인 및 영향 분석

각 노드에서 발생 가능한 이상 현상의 **원인(Cause)과 영향(Consequence)**을 분석합니다.

 

3.5 조치(Action) 결정

문제가 발견되면 설계 변경, 안전장치 설치, 운전 매뉴얼 개선 등의 조치를 결정합니다.

 

3.6 문서화 및 보고

분석 결과를 체계적으로 기록하여 공정 안전 보고서로 작성하며, 감사, 교육, 법적 검토 자료로 활용합니다.

 

 

4. HAZOP의 장점

• 체계적 위험 분석: 구조화된 분석으로 잠재적 위험을 식별
• 다분야 전문가 협업: 공정 전반에 대한 포괄적 검토 가능
• 예방적 안전 확보: 사고 발생 전 설계와 운영 개선
• 법규 준수 용이: 국내외 안전 규제 및 인증 요구사항 충족

 

5. HAZOP의 한계와 보완

• 시간과 비용 소모: 분석 과정이 길고 전문 인력 필요
• 정성적 분석 중심: 정량적 위험도 평가에는 제한적
• 팀 의존성: 팀원 경험과 지식에 따라 분석 결과 달라질 수 있음

보완을 위해 PHA, FMEA, QRA 등 다른 안전 분석 기법과 병행할 수 있습니다.

 

 

6. HAZOP 관련 국제 규격 및 적용 사례

• IEC 61882: HAZOP 수행 절차와 가이드라인 규정
• API RP 750: 석유 및 화학 공정 안전 분석 지침
• 국내 산업안전보건법: 고위험 화학물질 취급 공정에 대한 위험성 평가 요구

실제 사례로는 화학 플랜트 설계 단계에서 HAZOP을 통해 반응기 폭발, 배관 역류, 밸브 오작동 등을 사전에 식별하고 안전장치 설치와 운전 절차 개선을 수행한 경우가 있습니다.

 

 

7. KRAS(Korea Risk Analysis System)와 HAZOP의 차이

HAZOP과 KRAS(Korea Risk Analysis System)는 모두 위험 관리와 사고 예방을 위한 분석 기법이지만, 목적과 적용 범위에서 차이가 있습니다.

 

7.1 목적과 범위의 차이

• HAZOP: 공정 설계와 운전에서 발생할 수 있는 잠재적 위험과 운전 문제를 식별하고 예방하는 데 집중합니다. 주로 공정 단위의 기술적 분석에 초점을 맞춥니다.
• KRAS: 한국형 위험 분석 시스템으로, 공정뿐만 아니라 조직, 프로젝트, 정책 등 다양한 분야의 핵심 리스크를 평가하고 관리하는 데 활용됩니다. 특히 산업안전보건법, 화학물질관리법 등 국내 규제와 정책 환경에 맞춘 위험 관리 체계를 제공합니다.

7.2 분석 방법의 차이

• HAZOP: 노드(Node) 단위로 가이드워드(Guide Word)를 적용해 설계 의도에서 벗어날 수 있는 이상 현상을 체계적으로 탐색합니다.
• KRAS: 위험 식별 → 평가 → 우선순위 설정 → 대응 계획 수립 → 모니터링의 종합적 리스크 관리 사이클을 중심으로 진행되며, 공정 기술적 분석뿐만 아니라 조직적, 법적, 재무적 리스크까지 포함합니다.

7.3 적용 사례

• HAZOP: 화학, 정유, 제약, 가스 등 고위험 공정 산업에서 필수적으로 사용됩니다.
• KRAS: 국내 대기업, 공공기관, 산업 단지 등에서 한국형 위험 관리 체계를 구축하고, 법규 준수 및 안전 관리 전략을 실행하는 데 활용됩니다.

결론적으로 HAZOP은 공정 안전 중심의 기술적 분석, KRAS는 한국 환경에 맞춘 종합적 위험 관리 시스템으로 이해할 수 있으며, HAZOP 분석 결과를 KRAS 시스템에 반영하여 통합적 위험 관리를 수행할 수 있습니다.

 

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8. 결론

HAZOP은 산업 공정의 안전과 효율성을 확보하기 위한 필수 분석 기법으로, 체계적인 위험 식별과 운전 가능성 검토를 통해 사고 예방과 법규 준수에 기여합니다. HAZOP 분석 결과는 KRAS 등 조직 전반 리스크 관리 시스템과 연계되어, 통합적 위험 관리 체계를 구축하는 데 활용될 수 있습니다.

 

HAZOP 수행을 위해서는 전문 지식을 갖춘 다학제 팀, 체계적 자료 수집, 반복적 검토 과정이 필수적이며, 이를 통해 산업 현장에서 인명과 재산을 보호하고 안전하고 효율적인 공정 운영을 달성할 수 있습니다.