일반화물선 릭썬(RICSUN) 추진기 손상사건

1.사 실<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146647793"></img><span style="display:none;"> 선 명릭썬(RICSUN) 선 적 항파나마(Panama) 선박소유자K 선박운영자J 총 톤 수77,453.00톤 기관종류.출력디젤기관 18,400마력 1기 해양사고관련자AB 직 명선장1등기관사 면허의 종류1급항해사1급기관사 사고일시2011년 1월 14일 04시 36분경(중국 현지시각, UTC+8) 사고장소북위 38도 50분 06초.동경 118도 10분 13초(중국 천진항 외항 묘박지)</span> 릭썬(RICSUN)은 1982년 3월 31일 울산시 소재 현대중공업(주)에서 건조.진수된 총톤수 77,453.00톤(길이 259.63미터.너비 42.97미터.깊이 23.77미터), 출력 18,400마력 디젤기관 1기를 장치한 파나마 선적의 강조 일반화물선으로, 프랑스 선급(BV)에 등록되어 동 선급으로부터 2006년 2월 5일 프로펠러 발출검사와 2007년 12월 26일 정기검사(Special Survey)를 받아 합격하였다.이 선박의 구조는 선미선교형으로, 상갑판 하부는 선수로부터 선수탱크.1～9번 화물창.기관실.선미탱크 순으로 구획되어 있고, 화물창 아래 이중저(Double Bottom)에는 1～4번 평형수탱크(좌.우)와 연료유탱크가 구획되어 있으며, 상갑판 상부는 기관실 위에 4개 층의 선원 거주공간과 5층에 조타실이 구획되어 있다.이 선박의 시운전 항해속력은 분당회전수(rpm) 103에서 12.5노트이고, 프로펠러[4개의 고정 날개(Fixed Blade), 직경 7,100㎜, 피치(Pitch) 4,767㎜, 무게 23,330㎏]는 1/20 기울기를 가진 테이퍼(전/후부 직경: 680/623.5㎜) 형태의 키(Key)가 없는 프로펠러축에 일정한 압력을 가하여 끼워 넣는 방식으로 결합되어 있다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146647795"></img><span style="display:none;"><그림.

1> 프로펠러축 및 프로펠러 구조도</span> 이 선박의 운영회사인 J는 2009년 5월 22일 선박소유자인 ‘K’와 나용선 계약(Bareboat Charter)을 체결하여 선박을 인수하였고, 이 선박을 운항선박으로 등재하여 2009년 7월 6일 국토해양부장관으로부터 해상화물운송사업(외항부정기화물운송사업) 등록증을 교부받아 국제항해에 투입하였다.이 선박은 해양사고관련자 1등기관사 B(이하 “1기사 B”라 한다.)를 포함한 선원 23명(한국인 4명, 필리핀인 19명)이 승무한 가운데 2010년 10월 14일 인도 고아항에 공선 상태로 입항하여 약 2개월 동안 정박하면서 철광석을 적재하였다.이 선박은 인도 고아항에서 출항하기 전인 같은 해 12월 11일 잠수부를 동원하여 수중 선체 상태를 검사하였는데, 프로펠러는 손상이 없이 정상이었으나 수중 선체의 약 80%에 걸쳐 따개비 등 해양생물이 덮여 있었으며, 해양생물의 평균 크기는 10～12㎜ 정도였다.이후 이 선박은 같은 해 12월 13일 03시 00분경(현지시각, 이하 같다.)

철광석 약 136,700톤을 적재하고 인도 고아항을 출항하여 예정된 항로를 따라 약 78rpm, 속력 약 8노트로 항해하여 같은 달 25일 08시 15분경 싱가포르(Singapore)에 도착하였다.싱가포르에서 연료유(벙커-C유) 약 800톤을 적재하는 동안 해양사고관련자 선장 A(이하 “선장 A”라 한다.)가 승선하여 전임 선장과 임무 교대를 하였으며, 같은 달 25일 20시 00분경 출항하여 중국 천진항으로 향하였다.싱가포르에서 출항 후 중국 천진항으로 향하는 도중 풍력계급 6～7의 북동풍이 부는 가운데 약 75rpm, 속력 약 6노트로 상하이 부근 해상까지 항해를 하였으며, 상하이 부근 해상부터 천진항까지는 해상 기상이 호전되어 약 77rpm, 속력 약 7.5노트로 항해하여 2011년 1월 13일 09시 00분경 천진항 외항 묘박지인 북위 38도 50분 06초, 동경 118도 10분 13초 해상(해도상 수심 약 20미터)에 선수흘수 16.48, 선미흘수 16.70미터인 상태로 도착하여 투묘(投錨)하였다.이 선박은 다음 날인 14일 04시 20분경 부두에 접안하기 위하여 도선사 2명이 승선한 후 양묘(揚錨)를 하면서 도선사의 지시에 따라 주기관을 다양하게 사용하던 중, 같은 날 04시 36분경 전속후진기관을 사용할 때 기관실에 있던 기관장 C과 1기사 B는 선체가 어떤 물체에 접촉하는 것 같은 ‘턱’ 하는 진동을 느꼈으며, 이때부터 주기관에 부하가 걸리지 않는 것을 확인하였으나 선장에게 보고는 하지 않았다.그 후 이 선박은 같은 날 04시 50분경 양묘를 마치고 도선사의 지시에 따라 주기관을 전진으로 작동하였으나 선박이 전진하지 않고 조류에 따라 압류되자, 선장 A는 기관실에 확인하니 주기관에 부하가 걸리지 않는다는 보고를 받고 선미쪽으로 가서 점검한 결과, 프로펠러가 회전할 때 발생하는 와류(渦流)가 없는 것을 확인하였으며, 이는 프로펠러축은 정상적으로 회전하지만 프로펠러에 이상이 생겨 추진력이 없는 것으로 판단하고 같은 날 05시 05분경 같은 묘박지에 다시 투묘하였다.사고 당시 기상 및 해상 상태는 흐린 날씨에 북서풍이 초속 6～8미터로 불고 파도는 약 1.0미터 높이로 일었으며, 수온은 약 2℃이고 시정은 약 7마일로 양호하였다.사고 후 J에서 같은 달 23일 프로펠러 유실(Missing Propeller) 여부를 확인하기 위하여 잠수부를 동원하여 수중조사를 실시하였는데, 작업 당시 잠수부는 시계가 제한되고 수온이 약 -2℃로 추정되는 저온의 수중에서 두꺼운 잠수용 장갑을 착용한 상태로 프로펠러의 상태를 점검한바, 프로펠러는 유실되지 않고 그대로 프로펠러축에 부착되어 있는 사실을 확인하였다.그 후 J에서는 다시 잠수부를 동원하여 같은 해 2월 12일 프로펠러가 유실되지 않도록 프로펠러에 와이어로프를 걸어서 선미 갑판의 비트에 고박하였다.그리고 이 선박은 같은 해 3월 22일 10시 10분경 양묘 후 예인선 7척을 동원하여 같은 날 16시 30분경 천진항 부두에 접안하였으며, 같은 달 24일 자정 무렵 하역을 완료하고 같은 해 4월 7일 중국 대련의 대양조선소에 입거하였다.조선소에 입거하여 프로펠러를 점검한 결과, 프로펠러 날개 4개 중 1개의 후진연(Trailing Edge) 모서리에 길이 약 1미터에 걸쳐 단단한 물체와 접촉한 것으로 보이는 손상이 발생하였으며, 프로펠러 고정핀(Locking Plate pin)이 절손되고 프로펠러 보스 내면 및 프로펠러축 외부는 프로펠러가 헛돌면서 마모(0.5∼1.0mm)된 흔적이 많이 있었다.(사진.

1, 2 참조)<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146647797"></img><span style="display:none;"> <사진. 1> 프로펠러 날개 손상 상태<사진. 2> 프로펠러축 마모상태</span>2.원 인이 추진기손상사건은 「해양사고의 조사 및 심판에 관한 법률」 제2조 제1호 나목에 해당한다.

가. 원인의 고찰이 사건은 총톤수 77,453.00톤의 일반화물선 릭썬(RICSUN)이 인도에서 철광석 136,700톤을 선적하고 싱가포르를 거쳐 중국 천진항 외항 묘박지에 도착하여 투묘 후 대기하다가 부두에 접안하기 위하여 주기관을 사용하면서 양묘작업을 하던 중 프로펠러가 프로펠러축에서 분리되어 축과 같이 회전하지 않고 헛돌아 추진력이 발생하지 않은 것이다.프로펠러가 프로펠러축에서 분리되게 된 원인을 규명하기 위해서는 프로펠러 조립 방식과 자체적 결함이 있었는지 여부 및 외부의 요인이 작용하였는지 여부를 검토할 필요가 있다.1) 키 없는 형태의 프로펠러(Keyless Propeller) 조립방식릭썬의 추진기는 1/20의 기울기를 가진 테이퍼(Taper) 형태의 프로펠러축에 키가 없는(Keyless) 상태로 프로펠러를 끼운 후 전진회전 방향과 반대나사로 제작된 너트로 잠가 고정시키고 너트의 풀림을 방지하기 위하여 너트에 고정핀(Locking Pin)을 설치한 후 프로펠러 캡을 프로펠러에 조립하는 구조이다.이 프로펠러를 발출하여 조립하는 과정은 프로펠러 보스(Boss) 내면과 프로펠러축의 테이퍼 부분을 소제.연마한 후 칼라체크를 하면서 프로펠러를 프로펠러축의 테이퍼부에 끼워 넣었다 빼내기를 수차례 반복하여 프로펠러축과 프로펠러 보스의 맞비빔 접촉면적이 70% 이상이 된 것을 확인한 다음, 유압잭을 이용하여 등록선급에서 요구하는 압력(IACS 규정 약 2.8배)으로 맞춰 너트를 잠그고 너트가 풀리지 않도록 고정핀을 프로펠러축의 구멍에 끼워 넣음으로써 완성된다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146647799"></img><span style="display:none;"><그림.

2> 프로펠러 고정너트 및 고정핀 구조도</span> 2) 선박 자체적 결함 여부 검토선박 자체적 결함이라 할 수 있는 사항으로는 프로펠러축 및 프로펠러 보스의 재질 불량, 프로펠러 발출검사 후 조립 불량 등이 있는데, 릭썬은 국제선급협회(IACS)의 정식회원인 프랑스 선급(B.V.)에 등록된 선박으로, 동 선급으로부터 2006년 2월 5일 프로펠러 발출검사와 2007년 12월 26일 정기검사(Special Survey)를 받아 합격하였다.릭썬이 국제적으로 인정받는 프랑스 선급의 검사에 합격하였다는 것은, 동 선급의 규정에 따라 프로펠러를 발출 후 정밀한 검사를 실시하여 정상적으로 조립이 되었다는 것을 의미하는 것이다.그리고 이 선박의 프로펠러 발출검사 주기는 10년인데 사고 당시에 프로펠러 발출검사기한이 약 5년 남아 있었던 점과 그동안 약 5년간 이상 없이 운항하고 있었던 점을 고려한다면, 사고 당시에 선박 자체적 결함에 의하여 프로펠러가 프로펠러축에서 이완될 가능성은 희박하다고 판단된다.3) 외부 요인 검토가) 천진항 묘박지 여건사고 당시 릭썬의 항해일지에 의하면 대기온도는 -3℃, 해수온도는 2℃로 해수온도가 매우 차가운 상태였고, 묘박지의 해도상 수심은 약 20미터였으며, 사고 당시(2011. 1. 14. 04:36경)의 조고(潮高)는 약 166㎝로 실제 수심은 약 21.7미터였다.<img src="/LSA/flDownload.do?flSeq=146647801"></img><span style="display:none;"><표.

1> 사고 당시(2011. 1. 14. 04:36) 천진항 조석표</span> 나) 천진항의 낮은 수온이 프로펠러축과 프로펠러에 미치는 영향일반적으로 물질은 고온이나 상온(25℃)에서는 연성이 있으나 저온에서는 부러지기 쉬운 성질의 취성(brittleness)이 증가한다.그리고 프로펠러축의 재질은 강(鋼, Steel/Grade 2)이고, 프로펠러 보스의 재질은 고장력 동합금(銅合金)으로 재질이 서로 다르기 때문에 열팽창계수의 차이가 있어서 상온에서 2℃로 온도가 낮아질 때 온도차에 따라 수축이 되는 정도에 미세한 차이가 발생할 수 있다.그러나 릭썬은 항행구역이 원양구역으로서 열대 수역부터 한대 수역까지 모든 해역을 항해할 수 있도록 설계가 되어 있기 때문에 천진항의 낮은 수온이 프로펠러축과 프로펠러의 접착력을 완화할 정도는 아닌 것으로 판단된다.다) 저수심에 따른 외부물체 접촉 가능성 여부 검토릭썬이 묘박지에서 양묘하던 중 전속후진기관을 사용할 때인 2011년 1월 14일 04시 36분경 묘박지의 실제 수심은 약 21.7미터로서 선미흘수 16.7미터 보다 약 5미터의 여유가 있다.만약, 릭썬이 묘박한 해저의 수심이 균일하고 해저면에 프로펠러와 접촉할 수 있는 어떤 물체가 없이 깨끗하다면 프로펠러에 손상이 발생할 수 없겠지만, 통상적으로 대부분 묘박지의 해저면은 높낮이가 균일하지 않고, 중국 천진항의 경우 선박(특히 어선)에서 탈락하거나 유출된 와이어로프, 닻, 철근 콘크리트 등의 미확인 물체가 해저면 곳곳에 쌓여 있는 경우가 적지 않다.릭썬의 기관장과 1등기관사가 묘박지에서 양묘 중 전속후진기관을 사용할 때 선체가 무엇인가에 접촉하는 진동을 느꼈고, 릭썬을 사고 후에 조선소에 입거시켜 확인한 결과, 이 선박의 프로펠러 날개 1개의 후진연에 어떤 물체와 접촉한 손상이 발견되었는바, 이는 이 선박이 전속후진기관을 사용 시 프로펠러 와류 등에 의하여 해저면에 있던 미확인 물체가 부유하여 프로펠러 날개에 접촉할 수 있다고 판단된다.라) 후진기관 사용 시 프로펠러에 작용하는 응력 검토키 없는 형태의 추진기에서 일정한 압력을 가하여 결합한 프로펠러가 프로펠러축과 같이 회전하지 않고 이완되어 헛돌게 되는 궁극적 원인은 프로펠러축과 프로펠러 사이에 발생하는 마찰력(접착력)에 의하여 전달 가능한 토크(Torque, 물체를 회전축 주위로 돌리는 데 드는 힘) 보다 프로펠러축의 비틀림 진동에 의한 토크와 프로펠러에 작용하는 토크의 합이 크기 때문에 발생한다.목포해양대학교 선박엔진.동력시스템연구센터장 F 교수 외 2명이 작성한 릭썬 프로펠러 축계 사고 조사보고서에 의하면 선박에서 후진기관을 사용할 때에는 전진기관을 사용할 때보다 프로펠러에 걸리는 비틀림 진동과 작용하는 토크가 약 30% 이상 커지고 특히, 비틀림 진동 공진점을 통과할 때 비틀림 진동 토크가 최대로 커진다.릭썬의 경우 비틀림 진동의 공진점은 60rpm이고 전속후진기관(80rpm)을 사용하기 위하여 주기관 회전수를 올리는 과정에 비틀림 진동 공진점을 통과하여야 한다.만약, 이때 외부의 어떤 물체와 프로펠러가 접촉을 한다면 프로펠러에 대단히 큰 저항이 발생하여 프로펠러에 작용하는 토크가 갑자기 크게 증가하면서 비틀림 진동 토크와 합성되어 프로펠러축과 프로펠러 사이의 마찰력에 의한 토크를 초과하여 프로펠러가 축에서 이완되어 헛돌게 된다.4) 주장에 대한 검토이 사건의 이해관계인 L의 의뢰를 받은 한국해사검정(주)에서는①릭썬이 인도 고아항에서 천진항으로 항해하는 도중에 이미 프로펠러축과 프로펠러가 약하게 이완(Slightly Loosening) 되었고,②프로펠러 날개에 발생한 손상이 사고 이후에 발생한 것이라고 주장하는바 이에 대하여 검토해 본다.가) 고아항에서부터 프로펠러가 약하게 이완되어 과도한 슬립이 발생하였다는 주장에 대하여이 사건의 이해관계인 L의 의뢰를 받은 한국해사검정(주)에서는 릭썬이 인도 고아항에서 천진항으로 항해하는 도중에 이미 프로펠러축과 프로펠러가 약하게 이완(Slightly Loosening) 되었거나 프로펠러 너트가 약하게 이완되었을 것이라고 주장하는데, 그 이유로 이 선박이 인도 고아항에서 중국 천진항까지 항해 중 슬립(Slip)이 과도하다는 것을 들고 있다.선박의 슬립은 주기관의 회전에 따른 프로펠러 피치만큼의 진행거리 보다 실제 선박의 진행거리가 적은 비율을 말하며, 선체 부착물, 바람, 파도 및 조류 등의 저항에 의해서 선박의 속력이 저하되어 일어나는 것이다.만약에 이러한 통상적인 슬립이 아닌 이해관계인 측에서 주장하는 것과 같이 프로펠러가 이완되어 헛돌기 시작한다면 프로펠러축과 프로펠러 보스가 헛돌면서 서로 마모가 가중되면서 단시간 내에 프로펠러는 완전히 회전을 하지 못하여 추진력을 상실하는 상태가 되게 된다.그러나 사고 항차에는 인도 고아항에서 중국 상하이 부근 해상까지는 슬립이 증가(속력이 저하)하였다가 상하이 부근 해상부터 천진항까지는 슬립이 다시 감소(속력이 증가)하는 현상을 보이고 있는 바, 프로펠러가 약하게 이완되어 장시간 헛돌고 있었다는 이해관계인 측의 주장은 논리에 맞지 않은 것으로 판단된다.따라서 릭썬의 사고 항차 슬립이 증가한 원인은 선체에 부착된 해양생물과 높은 파도 등 해상상태의 영향에 의하여 저항이 증가하였기 때문이지 프로펠러가 약하게 이완되어 발생한 것이 아니라고 판단된다.나) 프로펠러 날개의 손상이 사고 이후에 발생하였다는 주장에 대하여한국해사검정(주)에서는 릭썬의 프로펠러 날개에서 발견된 손상은, 처음에는 보고서에 2011년 1월 22일 프로펠러의 유실을 방지하기 위하여 와이어로프로 고박했을 때 와이어로프와 프로펠러 날개가 접촉하여 발생한 손상이라고 주장하였으나, 심판과정에서 추진기의 손상 위치가 추진기 날개의 후진연(Trailing Edge)에 발생되었으나 와이어로프는 전진연(Leading Edge)에 걸쳐 있었던 것이 확인되어 그 주장은 근거가 없는 것으로 인정되었다.그러자, 두 번째로 사고 후 부두에 접안하기 위하여 이동 중 예인선이나 다른 물체에 접촉하여 발생하였다고 주장을 하였는데, 이 또한 이 선박이 묘박지에서 천진항 부두에 접안할 때까지는 만재상태였으므로, 프로펠러가 수중에 깊이 잠겨 있어서 예인선 등에 의한 접촉 발생 가능성은 거의 없다고 판단하였다.그리고 세 번째로 심판과정에서 이해관계인 측은 선박이 하역을 마친 후에 프로펠러가 수면 위에 보이는 상태에서 선박소유자 측에서 망치 등을 이용하여 찍은 듯한 손상이라고 주장을 번복하였다.망치 등으로 찍은 듯한 손상이라고 주장하는 것에 대하여는, 직경 7.1미터, 무게 23,330㎏의 거대한 프로펠러를 사람이 직접 수면 위까지 내려가서 고의로 할 수 있는 행위라고 보기 어렵고, 위와 같이 동일한 손상에 대하여 세 번에 걸쳐 주장을 번복함으로써 일관성이 없다고 판단되어 이 주장을 인정할 수 없다.따라서 추진기 손상의 원인은 수중의 미확인물체가 프로펠러의 날개에 접촉(충돌)하여 발생한 것이라고 판단된다.

나. 사고발생원인이 추진기손상사건은 키가 없는 테이퍼(Taper) 형태의 프로펠러축에 프로펠러를 압착하여 조립한 구조의 추진기를 가진 릭썬이 중국 천진항 묘박지에서 양묘를 하기 위하여 전속후진기관을 사용하던 중 프로펠러에 과도한 비틀림 진동과 토크(Torque)가 작용하는 상태에서 수중의 미확인물체가 프로펠러 날개에 접촉(충돌)하면서 프로펠러에 강한 응력이 가중됨으로써 프로펠러가 프로펠러축과의 접착력을 상실하여 프로펠러축에서 분리되어 발생한 것이다.

3. 해양사고관련자의 행위가. 해양사고관련자 A해양사고관련자 A는 릭썬의 선장으로서 사고 당시 조타실에서 선박을 조선하고 있었으며, 이건 사고는 프로펠러가 수중의 미확인물체와 접촉한 것이 주된 원인이 되어 발생한 것으로, 선장으로서 예측할 수 없는 불가항력적인 사항이라고 판단되는바, 이 사람의 행위는 이건 사고 발생의 원인과 관련이 없다.

나. 해양사고관련자 B해양사고관련자 B는 릭썬의 1등기관사로서 사고 당시 기관실에서 기관당직을 수행하고 있었으며, 이건 사고는 프로펠러가 수중의 미확인물체와 접촉한 것이 주된 원인이 되어 발생한 것으로, 1등기관사로서 예측할 수 없는 불가항력적인 사항이라고 판단되는바, 이 사람의 행위는 이건 사고 발생의 원인과 관련이 없다.

4.사고방지교훈가. 수심이 낮은 묘박지에서 투묘 또는 양묘할 때에는 해저의 미확인물체의 부유를 방지하기 위하여 전속후진기관 사용을 자제하여야 한다.

나. 키가 없는 형태의 프로펠러는 정기적으로 발출검사를 하여 프로펠러축과 프로펠러 보스의 상태를 정밀검사하고 조립할 때에는 축과 보스의 접촉면적이 70% 이상 되도록 정격 압력을 가하여 압입하여야 한다. 따라서 주문과 같이 재결한다.

이 추진기손상사건은 릭썬이 중국 천진항 묘박지에서 양묘를 하기 위하여 전속후진기관을 사용하던 중 프로펠러에 과도한 토크와 비틀림 진동이 작용하는 상태에서 수중의 미확인물체가 프로펠러 날개에 접촉하면서 프로펠러에 강한 응력이 가중됨으로써 프로펠러가 접착력을 상실하여 프로펠러축에서 분리되어 발생한 것이다.