어선 제201성경호 폭발사건

1.사 실<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146630187"></img><span style="display:none;"> 선 명제201성경호 선 적 항부산광역시 선박소유자J 총 톤 수404.68톤 기관종류.출력디젤기관 1,103킬로와트 1기 해양사고관련자A 직 명1등기관사 면허의 종류5급기관사 사고일시2004년 5월 10일 02시 00분경 사고장소남위 34도 54분 06초.서경 056도 12분 36초(우루과이국 몬테비데오항 플로리다부두 해상)</span>가.

제201성경호의 구조와 냉동기 특성제201성경호는 1968년 11월 일본국 삼보조선㈜에서 건조ㆍ진수된 총톤수 404.68톤, 부산광역시 선적의 강조 원양오징어채낚기 어선으로, 이 선박의 주요 제원은 길이 49.60미터, 너비 8.60미터, 깊이 4.00미터이고, 주기관으로 연속최대출력 1,103킬로와트(Kw)인 디젤기관 1기가 설치되어 있다.이 선박은 (사)한국선급 부산지부로부터 2001년 11월 7일부터 2006년 11월 6일까지 유효한 선박검사증서를 교부받았으며, 최근 2003년 10월 31일에 제2종 중간검사를 필하였다.이 선박은 선미선교형으로서 위에서부터 차례대로 선교갑판, 항해갑판, 상갑판, 하갑판 및 이중저 탱크를 갖고 있으며, 선교갑판에는 조타실이, 항해갑판에는 선원거주구역이, 상갑판에는 선수로부터 선수창고, 어획물처리실, 냉장.동결실, 제3호 발전기실(좌), 선원식당과 조리실(우), 타기실 등이, 하갑판과 이중저 탱크 사이에는 선수로부터 제1번 연료탱크, 1번 어창, 2번 어창, 기관실과 청수탱크, 제5번～7번 연료탱크 순으로 구획되어 있다.이 선박에 설치된 냉동기 장치(MYCOM, TYPE N62B, 4x75KW, 42.5RT)는 기관실에 설치된 4대의 압축기(Compressor), 2대의 응축기(Condenser), 2대의 유분리기(Oil Separator), 용량이 1.5킬로리터(㎘)인 2대의 고압 주수액기, 2대의 암모니아 액체 펌프와 상갑판 좌현의 제3호 발전기실에 설치한 용량이 1.0킬로리터(㎘)인 보조수액기 및 안전장치 등으로 구성되어 있으며, 사용하는 냉매는 암모니아(NH₃)이다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146630189"></img><span style="display:none;"></span> 이 가스 압축식 냉동기의 냉매순환을 살펴보면, 냉장.동결실(冷藏.凍結室)에서 잠열을 빼앗아 저압고온의 상태로 변화한 냉매를 압축기로 끌어들여 고압고온의 상태로 만들고, 이를 해수 냉각수관이 내부에 설치된 2대의 응축기에 통과시켜 고압저온의 액화 암모니아로 변화시킨 다음, 2대의 유분리기를 거치게 해 유성분을 제거하여 2대의 고압 주수액기에 저장하며, 이 수액을 팽창밸브로 팽창시켜 다시 냉장.동결실로 보내는 팽창.증발.응축의 순환(Cycle)을 이룬다.보조수액기의 치수는 직경 약 1,500밀리미터, 높이 약 1,900밀리미터, 두께 약 16.5밀리미터의 실린더형식으로서 제3호 발전기실 바닥으로부터 높이 150밀리미터 상부에 설치되어 있고, 2개의 볼록한 반구 모양의 헤드(Head)가 달린 형태로 보조수액기의 하부에는 보충 밸브와 드레인 밸브가 부착되어 있으며, 이 선박은 보조수액기 용량의 약 80% 까지 암모니아 수액을 저장하도록 되어 있다.

이 보조수액기는 소유자인 J(주)이 2000년에 일본에서 이 선박을 인수할 당시부터 설치되어 있었다.보조수액기의 역할은 암모니아를 저장하여 두었다가 냉동기 내에서 순환하는 암모니아가 부족할 때 보충하거나 주수액기의 여유분을 저장하는 기능을 한다. 즉 어획량이 많아 모든 어창에 적재한 어획물을 냉동시키려면 주수액기의 용량만으로 부족하므로 부족분을 보조수액기에 받아서 사용한다.이 선박의 냉동기 장치를 위한 보호장치로는 제3호 발전기실에 냉동기 장치 내부 압력계(Pressure Gauge)와 이에 연결된 정지밸브(Stop Valve), 과압(18kg/㎠ 이상)이 될 경우 스프링 장치가 압력에 의해 밀려 올라가 암모니아 가스를 자동 방출하여 폭발을 방지하는 안전밸브(Safety Valve)와 이에 연결된 정지밸브, 시스템 내 압력을 동일하게 하는 균압관 밸브, 배출용 퍼지밸브(Purge Valve) 등이 설치되어 있다.이 선박은 출항하기 전 2003년 11월 3일 부산광역시 영도구 남항동 소재 태화냉동으로부터 냉동기 장치의 전반적인 정비 및 점검을 받고, 안전밸브를 분해 수리하여 작동시험을 한 후 조립 및 시운전하여 정상 작동함을 확인하였다.이 선박의 냉동기 장치는 균압관 밸브를 항상 열어두어 냉동기 장치 내의 압력을 동일하게 유지하여야 하며, 또 암모니아 수액의 기화로 압력이 증가하여 기준압력( 18kg/㎠) 이상이 되면 안전밸브가 작동하여 암모니아 가스가 배출되도록 안전밸브에 연결된 정지밸브를 항상 열어두어야 이상발생 시 폭발을 방지할 수 있다.

나. 사실의 경과제201성경호는 2003년 11월 4일 11시 00분경(현지시각, 세계시+9시간) 선장 B를 포함한 선원 31명이 승선한 가운데 원양조업 차 부산 감천항을 출항하여 2003년 12월 25일경 포클랜드 스탠리항에 도착하였다.이 선박은 같은 날 스탠리항에서 입어 허가장을 취득하고 바로 출항하여 2003년 12월 27일경 아르헨티나와 포클랜드 사이 공해상에 도착하여 계속 어로작업을 하였으나 어황이 극도로 부진하자 예년보다 2개월 정도 빨리 어로작업을 종료하기로 결정하고 한국으로 돌아가는 같은 회사 소속 선박과 해상에서 접현하여 어획물을 모두 인계하였다.이후 이 선박은 장기 정박할 것에 대비하여 냉동기 장치 내에 남아있던 모든 암모니아 기체를 액화시킨 다음 주수액기의 저장량을 80%로 맞추고 냉장.동결실로 가는 밸브를 잠궈 차단한 후, 용량을 초과한 잔여수액은 제3호 발전기실의 보조수액기로 이송시켜 보조수액기의 저장량을 약 80%로 유지한 상태에서 압력계가 8～10kg/㎠ 범위 내인 것을 확인하고서 모든 냉동기 관련밸브들을 잠궜다.이 선박은 2004년 4월 30일 12시 00분경(현지시각, 세계시-4시간) 공선상태로 우루과이 몬테비데오항 플로리다부두에 도착하여, 이미 접현한 상태로 정박하고 있던 어선 제3대광호와 101은해호 및 57통영호 등 어선 5척의 옆에 접현 계류하였다.제201성경호는 어기가 시작되는 같은 해 12월경 다시 출어할 때까지 장기정박하기 위해 해양사고관련자 1등기관사 A(이하 “1등기관사 A”라 한다), 갑판원 F(베트남 국적) 및 갑판원 G(베트남 국적)으로 구성된 3명의 당직요원만 남겨놓고 나머지 선원들은 같은 해 5월 4일 08시경 모두 하선하여 귀국하였다.이 선박의 기관장 C는 하선하면서 화재 및 도난주의, 연료서비스탱크 점검, 에어탱크 압력유지 등 약 10가지 사항을 메모해 1등기관사 A에게 주면서 철저히 당직유지할 것을 지시하였다.선원들이 하선할 당시 제201성경호의 냉동기를 비롯한 대부분의 기기는 정지상태였으며, 1등기관사 A는 당직을 서면서 주기관 시동용 압축공기탱크에 공기를 충전하기 위하여 이틀에 한 번씩 약 1시간 정도 기관실 내 발전기를 가동하였다.1등기관사 A는 자신을 포함한 당직자 3명의 당직시간을 지정하지 아니하고, 자신이 선박에 있는 주간에는 당직을 수행하고, 야간에는 베트남 선원 2명에게 당직을 맡기고 상륙하곤 하였다.1등기관사 A를 포함한 당직자들은 통상 하루에 서너 차례 선내순찰을 실시하면서 기관실에 빌지가 차지 않았는지, 물이 새는 곳은 없는지 등을 주로 확인하였으나, 도난방지를 위해 전선 및 집어등 안정기 등 고가의 물품을 넣어 두고 밖에서 자물쇠로 잠궈 두었던 제3호 발전기실 내부는 밀폐되어 있었으므로 순찰하지 아니하였다.1등기관사 A는 폭발사고 약 6시간 전인 같은 해 5월 9일 20시 00분경 기관실에 제2호 발전기만을 가동해 둔 상태로 베트남 선원 2명에게 당직을 맡기고 상륙하여 귀선하지 아니한 채 부근 호텔에서 취침하던 중 선박대리점 사장으로부터 전화를 받고, 같은 달 10일 02시 00분경 우루과이 몬테비데오항 플로리다부두 해상인 남위 34도 54분 06초, 서경 56도 12분 36초 지점에서 제201성경호의 보조수액기가 폭발하였다는 사고소식을 전해 들었다.사고당시 기상은 맑고, 해상은 잔잔하였으며 대기 평균온도는 섭씨 17도였다.제201성경호는 보조수액기의 폭발사고로 제3호 발전기실의 천장, 내부의 전선 등이 손상되었으며, 당직 중이던 베트남 선원 2명은 부상을 입었다.또한, 제201성경호와 접현한 채 정박 중이던 부산선적 어선 제3대광호(약 430.00톤)의 갑판원 H가 확산되는 암모니아 가스를 피하다 해상에 추락하여 익사하고, 부산선적 어선 101은해호(약 495.00톤)의 갑판원 I가 암모니아 가스를 흡입하고 병원에서 치료받다 사망하였으며, 부산선적 어선 57통영호(약 444.00톤)의 갑판원 E(중국 국적)이 대피하다 해상에 추락하여 실종되었다.상기 3명의 사망 및 실종자 이외에 인근 정박선박의 선원 52명, 현지 경찰관 9명 및 경비원 4명 등 총 65명이 누출된 암모니아 가스를 흡입하여 호흡기에 부상을 입었다.폭발사고 후 해사검정원 D가 1등기관사 A, 우루과이 연안경비대 및 우루과이 공과대학의 관계자가 입회한 가운데 사고현장을 정밀하게 조사한 결과,①보조수액기 용접부위에 일부 녹이 발생해 있었고 일부 용접부위는 30% 정도 두께가 모자라 국제기준을 충족하지 못할 정도의 용접상태였고,②보조수액기 안전밸브로 통하는 정지밸브가 잠겨져 있었으며,③보조수액기 안전밸브를 분리해 우루과이 공과대학에서 100 bar(약 101.97 kg/㎠)의 압력으로 시험하였지만 안전밸브는 작동하지 아니하였고,④제3호 발전기실 내 보조수액기의 압력계가 6.5 bar(약 6.63 kg/㎠)를 나타내고 있는 것을 확인하였다.이 조사결과 가장 가능성이 높은 폭발원인은 부적합하게 용접된 용접부위에서 암모니아 기체가 새어 나와 제3호 발전기실 내부 공기와 혼합되면서 폭발한 것으로 추정하였다.

2.원 인이 폭발사건은「해양사고의 조사 및 심판에 관한 법률」제2조제1호 가목 및 나목에 해당된다.

가.원인고찰1) 암모니아의 특성암모니아는 질소와 수소의 화합물로서 화학식은 NH₃, 끓는점은 섭씨 영하 33.3도, 녹는점은 섭씨 영하 77.7도, 자연 발화점은 섭씨 651도(화씨 1,204도)이고, 상온 상압에서 안정하며, 부식성을 가진 강염기로서 산과 강렬히 반응하고 이 때 화염성과 폭발성을 지닌 수소 가스를 형성한다.암모니아 기체는 강한 자극성의 냄새가 있는 무색의 독성 기체로, 기체의 비중은 섭씨 0도에서 0.7710으로 공기보다 가볍고 대기 중에서 확산되며, 폭발범위는 폭발하한계 16%, 폭발상한계 25% 이다.암모니아 기체는 인화성을 가지나 화재 위험은 무시할 수 있을 정도이며, 폭발가능성은 암모니아 가스와 공기가 혼합되면 폭발할 수 있고 또 암모니아 용기가 열에 노출되면 파열하거나 폭발할 수 있다.암모니아 용기가 폭발하여 암모니아 기체를 흡입하면 코점막을 자극하여 두통, 메스꺼움, 구토, 기침, 호흡곤란증상이 나타나며, 중독되면 후두수종, 인후염, 기관지 경련, 폐부종을 일으킬 수 있다.액체 상태의 암모니아수는 암모니아 기체를 섭씨 20도 이하 또는 8.8기압(Bar)으로 압축하여 액화시키며, 액체암모니아가 기화하면 그 체적은 약 850배가 된다.암모니아 수액의 포화온도는 8.8기압(Bar)에서 섭씨 20도이므로, 이는 보조수액기의 압력을 8.8기압으로 유지할 경우 섭씨 20도에서 자연 증발하여 기화가 된다는 것을 의미하며, 8.8기압보다 더 낮은 압력이 유지될 경우 섭씨 20도보다 낮은 온도에서도 기화될 수 있다는 것을 의미한다.즉, 대기온도가 올라갈 경우 수액기 용기 내 암모니아 수액의 온도도 증가하여 수액은 팽창하여 기화하므로 용기의 내부 압력이 증가하게 되며, 이 때 용기 내 빈 공간이 부족하거나 안전밸브가 작동하지 않을 경우 용기는 파열되거나 폭발할 수 있으므로 주의하여야 한다.이러한 암모니아 냉매는 어선의 냉동기 냉매로 많이 사용되며, 어선 선원은 암모니아 수액이 어떤 상태에서 기화하는지에 대한 지식을 가지고 냉동기 장치를 관리하여야 한다.따라서 기관사는 수액기 용기 용량의 80% 이하로 유지하고, 안전밸브에 연결된 정지밸브를 항상 열어 둔 상태로 유지하여야 하며, 압축기와 응축기를 정지한 상태에서는 온도변화에 주의하여 대기온도가 섭씨 20도 가까이 될 경우 압축기와 응축기를 즉시 가동하여 기화된 암모니아 기체를 수액으로 변환시켜 주어야 한다.2) 보조수액기의 폭발 원인제201성경호는 어로작업을 종료하면서 한국으로 향하는 같은 회사 소속의 어선에 어획물을 이적한 후, 장기정박에 대비하여 냉동기 장치 내에 남아있던 모든 암모니아 기체를 액화시킨 다음 주수액기의 저장량을 80%로 맞추고 냉장실 차단용 밸브를 잠궜다.

이후 주수액기 용량의 80%를 초과한 수액은 보조수액기로 이송시켜 보조수액기 용량의 80% 정도로 유지하고서 모든 냉동기 관련밸브들을 잠궈 냉동기를 정지하였다. 그런 다음 이 선박은 공선상태로 몬테비데오항에 입항하여 열흘간 정박하던 중 기관실 내에 제2호 발전기 외 운전되는 기기는 없는 가운데 상갑판 상 제3호 발전기실 내에 밀폐되어 있었던 보조수액기의 용기가 야간에 폭발하였다.사고 당시 제201성경호 주변의 대기온도는 평균 섭씨 17도 정도였고, 고가의 집어등 안정기 등 물품을 넣어 두고 밖에서 자물쇠로 잠궈 두었던 제3호 발전기실 내부 온도는 바깥 대기온도보다 더 높았을 것으로 추정되므로, 대기온도 상승으로 인하여 저온고압 상태였어야 할 보조수액기 내 수액은 고온상태로 되어 자연 기화하기 시작하였고 시간이 경과함에 따라 활발하게 증발되었을 것으로 추정된다.증발된 보조수액기 내의 암모니아 기체는 보조수액기로부터 균압관을 통하여 응축기(Condenser)를 경유한 후 암모니아수액으로 다시 변환되어 주수액기에 저장되어야 하나, 제201성경호는 압축기(Compressor)를 작동하지 아니하고 응축기(Condenser) 내에 해수 냉각수도 흐르지 않는 상태였으므로 증발하여 기화된 암모니아 가스를 응축시킬 수 없는 상태였다.이러한 상태는 수액기의 여유 공간이 충분하거나 소량의 기화현상만이 발생할 경우냉동기 장치 내 수액기들의 여유공간(20%)에 기화된 암모니아 가스를 저장할 수 있으므로 압축기와 응축기를 작동하지 않더라도 큰 문제가 되지 않는다.그러나 온도의 상승으로 인하여 다량의 기화현상이 발생할 경우, 주수액기와 보조수액기 내에 여유 공간이 부족하거나 또는 수액기와 응축기 사이에 설치된 균압관 정지밸브를 잠궈 둔 상태라면 체적증가로 인한 압력상승현상이 발생하여 수액기 용기는 폭발할 수 있다.그러므로 이때에는 즉시 압축기와 응축기를 가동하여 암모니아 기체를 액화하거나, 불필요한 양은 수액기의 안전밸브를 통하여 대기 중으로 방출시켜 주어야 한다.제201성경호는 이와 같은 경우, 즉 암모니아수액이 기체로 변하면서 체적이 850배로 팽창되어 압력이 18kg/㎠에 이를 경우 안전밸브가 자동으로 작동되어 암모니아 가스를 배출하도록 스프링 방식의 안전밸브와 이와 연결된 정지밸브를 설치해 두고 있었으나, 장기정박에 대비하여 냉동기 관련 밸브를 잠글 때 미상의 이유로 안전밸브에 연결된 정지밸브를 잠궈 버림으로써 과압이 되었을 때 안전밸브가 작동되지 아니하였다.일반적으로 체적이 팽창된 암모니아 가스가 냉동기 장치 내부의 빈 공간을 초과하여 압력이 높아지면 안전밸브를 통하여 가스가 자동적으로 배출되어 용기를 보호하여야 한다.그러나 본 사건의 경우에는 안전밸브와 연결된 정지밸브가 잠겨 있어 가스가 배출되지 못함으로써, 두께가 30% 정도 모자랄 정도로 불완전하게 용접되어 가장 취약한 부분이었던 보조수액기 용접부위가 폭발하고, 이로 인하여 반구형의 상부 헤드가 떨어져 나갔다.3) 인명 사상의 원인선원 2명의 사망은 폭발사고로 인하여 암모니아 가스가 주변으로 확산되자 제201성경호와 접현한 채 정박 중이던 어선 제3대광호의 갑판원이 확산되는 암모니아 가스를 피하다 해상에 추락하여 익사하고, 어선 101은해호의 갑판원이 암모니아 가스를 흡입하고 병원에서 치료받다 사망하였으며, 선원 1명의 실종은 어선 57통영호의 갑판원이 가스를 피해 대피하다 해상으로 추락하여 발생하였다.그리고 총 67명의 부상은 제201성경호 선원 2명과 인근 정박선박의 선원 52명, 현지 경찰관 9명 및 경비원 4명 등이 누출된 암모니아 가스를 흡입하여 호흡기에 부상을 입어 발생하였다.

나. 사고발생 원인이 폭발사건은 제201성경호가 장기정박으로 냉동기를 정지하는 과정에서 관련 직무지식의 부족으로 항상 열려져 있어야 하는 보조수액기의 안전밸브에 연결된 정지밸브를 잠긴 상태로 두었으며, 대기온도가 섭씨 17도로 상승하자 보조수액기를 설치해 둔 제3호 발전기실의 내부온도가 더욱 상승함으로써 보조수액기 내의 암모니아수액이 기화하여 팽창하게 되었다. 그 결과 보조수액기 내에서 팽창된 암모니아 기체로 인하여 과압이 걸렸으나 정지밸브가 잠겨있어 안전밸브가 작동되지 아니함으로써 외부로 가스를 배출하지 못하여 발생한 것이다.제201성경호 인근에 정박 중인 어선 선원들과 현지 경찰관 및 경비원이 사망.실종.부상당한 것은 폭발로 누출되어 확산되는 암모니아 가스를 피하여 대피하던 중 해상으로 추락하고, 암모니아 가스를 흡입하여 호흡기 손상으로 발생한 것이다.

3. 해양사고관련자의 행위가. 해양사고관련자 A해양사고관련자 A는 제201성경호의 1등기관사로서, 장기정박으로 선박의 안전에 대한 책임을 질 경우 암모니아 냉매의 특성과 위험성을 고려하여 저장 냉매의 양을 용량의 80% 이하로 조정, 각종 밸브의 개폐상태를 순찰 중 확인, 기온의 변화에 유의하여 기온 상승 시 조기에 압축기와 응축기를 가동하는 등 선내 냉동기의 안전 운전에 주의하여 폭발사고를 미연에 방지하여야 할 당직 중 주의의무가 있음에도 불구하고, 이를 소홀히 하여 냉동기 보조수액기의 안전밸브와 연결된 정지밸브가 잠겨 있게 함으로써 안전밸브가 작동하지 아니하여 보조수액기가 폭발에 이르게 한 행위는 이 사람의 직무상 과실이다.이 사람의 이러한 행위에 대하여는「해양사고의 조사 및 심판에 관한 법률」제5조제2항의 규정에 따라 같은 법 제6조제1항제2호를 적용하여 이 사람의 5급기관사 업무를 2개월 정지한다.

4. 사고방지 교훈가. 암모니아수액은 압력 8.8바(Bar)를 유지하더라도 섭씨 20도에서 증발하여 기화하므로 기관사는 사전에 수액기의 저장량을 용량의 80% 이내로 적절하게 조정하고, 압력과 기온의 변화에 유의하여 이상증가 시 가스의 대기 방출 및 냉동기 장치의 가동 등 필요한 조치를 취해야 한다.

나. 안전밸브에 연결된 정지밸브는 항상 열린 상태로 유지되어야 하므로 빨간색으로 도색하여 주의를 기울이게 하고, 취급책임자의 허가 없이 잠그지 않도록 "항상 개방, Normal Open"의 팻말을 걸도록 한다.

다. 어선 운항자 및 선박소유자는 냉동기에 사용되는 암모니아 수액과 기체의 특성, 냉동기의 작동법 및 장기정박 시 취하여야 할 안전관리에 대한 절차를 수립하고 이를 교육하여야 할 필요성이 있다. 따라서 주문과 같이 재결한다.

이 폭발사건은 제201성경호가 장기정박 중 냉동기의 보조수액기에 설치된 안전밸브의 정지밸브를 잠근 상태로 둠으로써 보조수액기 내 암모니아수액이 대기온도 상승으로 기화하며 급팽창하여 발생한 것이다.해양사고관련자 A의 5급기관사 업무를 2개월 정지한다.