어선 제7성복호 기관손상사건

1. 사 실<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146641523"></img><span style="display:none;"> 선 명제7성복호 선 적 항경북 경주시 감포읍 선박소유자B 외 1인 총 톤 수69톤 기관종류.출력디젤기관.773마력 1기</span><img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146641525"></img><span style="display:none;"> 해양사고관련자A 직 명기관장 면허의 종류6급기관사(**-**-**-****) 사고일시2011년 10월 1일 04시 00분경 사고장소북위 38도 27분 00초.동경 131도 52분 00초 해상(울릉군 도동등대로부터 진방위 038도 방향, 약 73마일 해상)</span> 제7성복호는 2003년 9월 18일 전라남도 목포시 소재 한성조선소에서 건조.진수된 총톤수 69톤, 길이 29.99미터, 너비 6.00미터, 깊이 2.21미터, 디젤기관 1기를 주기관으로 장치하고 근해채낚기어업에 종사하는 강화플라스틱(F.R.P)조 어선이다.이 선박의 주기관[모델 S6R-24883, 출력 773마력(PS, 568 KW), 회전수 1,450(rpm), 직립형, 6기통, 제조번호 S6R-24883, 9806004, 검사번호 KF8298-579]은 1998년 일본 미스비시사에서 제조.수입된 것으로서 1998년 6월 15일 한국어선협회(현 선박안전기술공단)는 이 주기관의 예비검사를 실시하고 합격증을 교부하였다.예비검사를 받은 이 주기관은 1998년에 건조.진수된 어선 명진호(선박번호 980827-1030025, 총톤수 51톤, 선적항 강원 강릉시 주문진읍)에 탑재되어 사용되었다.어선 제7성복호 소유자는 제7성복호가 건조.진수되는 2003년 9월 18일 최초정기 및 제조검사를 받을 때 새 주기관을 탑재하는 대신 위 어선 명진호에 1998년에 탑재되어 사용하던 상기의 중고 주기관을 철거.분해.정비하여 제7성복호에 탑재하였다.어선 제7성복호에 탑재되어 사용 중이던 이 주기관은 2007년 5월 10일경 경북 포항시 감포항에 소재한 선박수리업체에서 2차로 분해.정비되어 선박안전기술공단 포항지부에서 제2종중간검사에 합격하였으며 그 후, 운항 중이던 2008년 7월 10일 제2회정기검사를 받았으나 검사규정(8년 마다 분해하여 검사)에 따라 주기관의 분해는 하지 아니하고 현상 및 작동검사만 실시되었다.그리고 2010년 12월 22일부터 2011년 1월 31일 사이에 이 주기관은 운항 중 오일펌프의 케이싱이 균열(Crack)되는 사유로 제2번 실린더라이너, 컨넥팅로드와 크랭크샤프트 등이 손상되는 큰 사고가 발생하여 육상 수리업체에 의하여 3차로 분해.정비된 후 선박안전기술공단 포항지부에 임시검사를 신청.합격하였으며 이때, 주기관의 피스톤링, 메탈베어링, 오일펌프, 실린더라이너는 새것으로 신환하고 가격이 고가인 크랭크샤프트, 제2번 컨넥팅로드는 중고로 교환되었다.이 후 이 주기관은 운항 중이던 2011년 7월 5일 제2종중간검사를 받고 합격하여 2013년 9월 18일까지 유효한 검사증서를 교부받았으며 상기 제2종중간검사를 받을 때 검사규정에 따라 주기관 분해.정비는 하지 아니하고 현상 및 작동검사만 실시하였다.해양사고관련자 제7성복호 기관장 A(이하 ‘기관장 A’라 한다.)는 2011년 4월 1일 전임 기관장이 없는 상태에서 이 선박에 기관장으로 승선하였다.기관장 A는 이 주기관에 대한 2010년 12월에 발생한 사고 원인이나 13년간 사용한 기관의 정비이력 및 특이점을 알지 못한 상태에서 윤활유 교체 및 보충, 윤활유 압력과 양, 냉각수 온도 확인 등 통상적인 점검.정비만을 하면서 운항하였다.기관장 A는 선원 8명과 함께 이 선박에 승무하고 2011년 9월 26일 09시 00분경 경상북도 감포항을 출항, 같은 날 19시 00분경 조업지에 도착하여 곧바로 오징어채낚기 조업을 시작하였다.기관장 A는 조업지를 옮기기 위하여 같은 달 30일 11시 00분경 조업지를 출발하여 주기관 회전수 약 1,100(rpm), 속력 약 8노트로 항해를 시작하였고 이때 기관실 당직은 기관실 입구(기관실 2층)에 설치된 기관장침실(간이침대)에서 아래층의 주기관 상부와 기관실을 내려다보며 당직에 임하였다.기관장 A는 같은 속력으로 항해 중이던 2011년 10월 1일 04시 00분경 북위 38도 27분 00초.동경 131도 52분 00초, 울릉군 도동등대로부터 진방위 038도방향, 약 73마일 해상에서 갑자기 주기관으로부터 ‘쿠당탕’ 하는 이상음(異常音)이 발생하는 것을 들었다.기관장 A는 기관실과 조타실에 설치된 경보장치 작동없이 주기관에서 이상음이 발생하자 즉시 아래층으로 내려가 주기관에 설치된 긴급정지장치를 작동하여 주기관을 정지하였다.기관장 A는 주기관으로부터 연기가 발생하는 상태에서 제1번실린더 주변의 좌우측 실린더블럭이 주먹만한 크기로 깨어져 있는 것을 보았고 깨어진 실린더블럭 안으로 손을 넣어 컨넥팅로드를 붙잡고 움직여 보자 좌우로 심하게 움직이는 것을 보고 피스톤핀이 이탈된 것으로 알고 더 이상 운전이 불가능하다고 판단하여 선장에게 운항이 불가함을 보고하였다.당시의 기상은 흐린 날씨에 북동풍이 초속 6 ～ 8미터로 불고, 파도는 0.5미터였다.이 선박은 해상에서 대기 중 같은 날 16시 00분경 구조요청을 받고 현장에 도착한 동해해양경찰서 경비정에 예인되어 감포항 입구까지 항해하였고, 이후 어선 명랑호에 예인되어 같은 달 3일 08시 00분경 감포항에 입항하였다.기관장 A는 제7성복호 소유자의 연락을 받고 승선한 육상 수리업체 직원이 사고가 발생한 주기관을 철거하여 수리업체로 가져가고 같은 제조사, 같은 모델, 다른 출력의 새 주기관을 선적하여 기관실에 설치하는 것을 보았다.기관장 A는 새 주기관[제조자 일본 미스비시, 모델 S6R2-MTK, 출력 348 PS(255 KW), 모델 MS6R2-MTK, 6기통, 실린더내경 170mm, 분당회전수 1,230, 제조번호 S6R-74821, MHI 1106246]으로 교체 한 후 운항을 재개하였다.

2. 원 인이 기관손상사건은 「해양사고의 조사 및 심판에 관한 법률」 제2조제1호 나목 및 라목에 해당한다.

가. 원인의 고찰1) 피스톤의 역할과 피로피스톤(Piston)은 기관 구조 중 상하 운동을 하는 구동부분으로서 절손이나 손상 시는 기관의 자체운전이 불가능 할 만큼 매우 중요한 부분이라 할 수 있다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146641527"></img>[피스톤]기관의 실린더 내로 분사되는 연료유가 연소 시 발생하는 고온고압의 폭발력을 받아 컨넥팅로드를 강하게 밀어내려 크랭크샤프트에 회전력을 전달하게 하는 피스톤 상부는 항상 고열과 함께 큰 압축력을 받고 측면은 실린더라이너와의 슬라이딩 작용 시 측압과 함께 또 한번 열을 받는다.피스톤의 원활한 작동을 위하여 운전 중 실린더 내에서는 정상적인 연료유 분사(완전연소)와 적절한 냉각이 되어야 하고, 상부에 위치한 피스톤링에 윤활유가 잘 공급되도록 하여야 하는데 이러한 작용이 원활하지 아니할 경우에는 과열과 큰 마찰력이 발생하여 피스톤에 피로현상이 가중되고 수명이 짧아짐은 물론, 계속 운전시에는 손상되는 경우가 종종 발생한다.2) 피스톤 손상가) 피스톤 손상 원인위에서 기술한 바와 같이 여러 가지의 복합적인 요인으로 피스톤에 피로를 가중시켜 피스톤이 파손되는데 사용 중 피스톤이 손상되는 주요부위와 원인은 다음과 같다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146641529"></img>[피스톤링, 스냅링, 피스톤핀, 컨넥팅로드가 조립된 피스톤] (1) 피스톤 상부: 일명 크라운(Crown)이라 불리는 상부는 운전 중 연료유가 연소 시 특히 불완전 연소시의 과열(過熱)과 과폭발력으로 인하여 피로가 가중되고 때로는 상부가 손상됨(과 마모 및 균열)(2) 피스톤 측면 : 분당 수백에서 천회 씩 상하 작용 시 발생하는 측면을 윤활.냉각하는 윤활유가 적절히 공급되지 아니할 때(링과 함께 링구루부 손상)(3) 피스톤 하부 : 일명 스커트(Skirt)라고 불리며 피스톤 중 가장 엷은 부분으로 피스톤핀과의 연결부분이 과열, 윤활 및 냉각 불량일 때, 피스톤 핀의 절손 시, 스냅링의 손상 또는 이탈 시(스커트부분 파손)나) 스냅링의 손상운전 중 스냅링이 조립불량이나 재질불량으로 손상되거나 이탈하는 경우가 이따금 발생하는데 이 경우에는 피스톤 핀을 이탈하게 만들어 피스톤 핀이 피스톤과 라이너를 가격하게 된다.그러나 이 선박 주기관 손상사고 후 실린더블럭과 피스톤, 라이너 등의 손상 부품은 발생되었지만 스냅링의 손상이나 이탈 여부는 확인되지 아니한 점과 조립 후 상당기간 운전된 점을 고려하면 이 스냅링의 조립불량, 재질결함에 의한 손상이나 이탈은 없었다고 판단된다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146641531"></img>[컨넥팅로드와 피스톤핀]다) 피스톤핀 손상피스톤핀은 내열성, 내마모성 및 강도가 좋은 재질이 요구되며 통상 탄소 표면강화경을 사용하고 고속기관에에서는 닉켈 표면경화강을 사용하기에 운전 중 윤활 불량으로 인한 피스톤과 고착되는 손상은 발생 할 수 있으나 굴곡(屈曲)이나 절손되는 손상은 매우 드믈다.

이번 사고의 경우에도 피스톤핀 손상은 발견되지 아니함에 따라 피스톤핀 손상은 없었다고 판단된다.3) 피스톤 재질결함과 피로누적이 선박의 피스톤은 트렁크형(Trunk-Type)으로 앞서 설명한 열과 마찰력에 견딜 수 있도록 충분한 강도를 가지도록 제조된 후 약 13년 간 손상 없이 사용된 점, 사고 후 확인된 절단면에서 재질결함으로 나타나는 현상이 나타나지 아니한 점을 고려하면 재질결함은 아니라고 판단된다.이 주기관은 약 10개월 전에도 정기적인 교환부품이 아니고 반영구적인 오일펌프의 케이싱이 운항 중 균열(Crack)되는 손상이 발생되었는바, 이는 이 주기관이 제조된 이후 약 13년간을 사용하면서 운전 중 발생하는 과부하 운전, 연소불량, 윤활 및 냉각 불량 등의 여러 가지 복합적인 요소로 인하여 피로가 장기간 누적되었다는 것을 보여주는 예이며 그동안 사용되던 피스톤에서 가장 엷은 부분인 피스톤핀 부위가 상기 이유로 피로가 누적되어 운전 중 손상되었다고 판단된다.특히, 손상된 피스톤 사진을 검토하면 피스톤핀 부위 아래 부분인 스커트가 절단되어 아래로 탈락되고, 피스톤핀과 컨넥팅로드가 실린더 내에서 상하운동하며 남은 상부 피스톤을 압착하는 동시에 실린더라이너 아래 부분을 손상(부수는)시킨 것이 선명하게 보여진다.4) 경보장치 검토이 선박에는 주기관이 과열 또는 윤활유 압력 저하 등으로 피스톤핀 피스톤링, 메탈베어링, 크랭크샤프트에 무리가 가지 아니하도록 조타실 계기반과 기관장당직실에 경보장치가 설치되었고 정상적으로 작동될 수 있도록 관리자인 기관장에게 항상 점검.정비하도록 의무를 부과하고 있다.이 경보장치는 사고발생 약 3개월 전인 2011년 7월 5일 제2종중간검사 시 작동상태를 검사한 점, 기관장이 사고 전 조업지를 출발할 당시 이상없이 작동되었음을 확인한 점, 현장검사 시 이상여부가 확인된 점을 고려하면 이 주기관의 윤활유 경보장치는 정상적으로 작동되고 있었다고 판단되며 이와 관련하여 피스톤 손상이 사고당시의 갑작스런 냉각 및 윤활불량에 의한 것으로 단정하기에는 무리라고 판단된다.5) 소결론결국 장기간에 걸친 연소실의 불완전 연소 등으로 인한 과열과 과폭발력 등 복합적인 요인에 의하여 피스톤에 피로가 누적되었고 피스톤 중 두께가 가장 엷은 피스톤핀이 접한 스커트 부분이 파손되면서 그 손상으로 국한되지 아니하고 피스톤핀의 이탈을 가져오고 핀의 이탈은 컨넥팅로드를 또 이탈시키는 결과를 연이어 초래해 고속의 왕복운동에 의하여 절단된 피스톤 상부를 실린더 안으로 압착.파손시키는 동시에 실린더라이너의 하부를 파괴하면서 크랭크샤프트의 회전력에 의하여 좌우로 넘어지며 컨넥팅로드 소단부가 실린더블럭을 강타(强打)해 파손시키는 큰 사고로 이어지게 되었다고 판단된다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146641533"></img><span style="display:none;"> [피스톤과 컨넥팅로드가 정상적으로 조립된 상태][사고로 손상된 피스톤, 실린더라이너]</span>나.

사고발생원인이 기관 손상사건은 주기관 운전 중 피스톤이 실린더 내의 불완전연소, 냉각 및 윤활불량이 장기간 반복되는 동안 피스톤에 피로가 누적되어 두께가 가장 엷은 부분인 피스톤핀 부위가 파손 되었고 이어 피스톤으로부터 컨넥팅로드가 이탈하며 실린더라이너와 실린더블럭을 강타(强打)하여 발생한 것이다.

3. 해양사고관련자의 행위해양사고관련자 A는 이 선박의 기관장으로서 선박의 안전을 위하여 주기관 운전 시 각 부위에 대한 정비.점검을 철저히 하여 안전하게 운항할 책임이 있다.그러나 운항 중 실린더 내 불완전 연소, 냉각 및 윤활불량 등이 장기간에 걸쳐 발생하여 피스톤에 피로가 누적되고 있었던 점과 고속기관의 내부에 있는 피스톤의 상태를 운항 중 스스로 개방하여 점검.정비하는 것은 한계가 있는 점을 고려하면 비난 할 수 없다고 본다.

또한 출항 전과 운항 중 기본 점검사항인 윤활 및 냉각수 계통 등을 점검한 점, 운항 중 당직실에 위치하여 당직 수행 중 이상음 발견즉시 기관을 정지한 것은 기관장의 의무를 다 한 것이라고 판단된다.따라서, 이 사람에 대하여는 징계하지 아니한다.

4. 사고방지교훈가. 기관 각 부품의 사용 중 피로누적현상을 예방하기 위하여 운전 중 사용자는 가능한 불완전 연소를 일으키는 과부하.과속도.노킹 운전을 피하고 변속 시에도 기관에 무리가 가지 아니하도록 하고 사용 중 제조자의 지침에 따라 철저히 보수.정비를 하며 관리하여야 한다.

나. 선박 소유자 및 관리자는 주기관의 손상, 정비 이력 등을 잘 기록.유지하고 기관장의 교체 시 이러한 사고.정비정보를 후임 기관장에게 제공하여 기관장이 이를 활용하여 점검.정비에 최선을 다하도록 하여야 한다. 따라서 주문과 같이 재결한다.

이 기관손상사건은 주기관 운전 중 피스톤이 불완전 연소.냉각 및 윤활불량이 장기간 반복되는 동안 피로가 누적되어 파손되면서 컨넥팅로드가 이탈하여 실린더라이너와 실린더블럭을 강타(强打)함으로서 발생한 것이다.