탱커선의 위험 요소, 가스 농도를 나타내는 방식!

 1. 탱커선의 위험성

 원유 운반선, 정유선, 가스선 등 탱커선에 승선하시는 분은 비교적 안전에 대한 교육을 많이 받게 됩니다. 타 선종에 비해 여러 가지 위험 요소가 많기 때문입니다. 탱커선의 종류별 특징과 그에 따른 위험성에 대해 정리를 하겠습니다.

 원유선은 가능한 한 많은 화물을 실어 톤당 운항비를 줄이기 위해 대형화가 되어 있습니다. 경제적인 관점에서 바라보면 장점은 있겠지만, 기름 유출로 인한 환경오염의 가능성이 크다는 단점도 있습니다. 따라서 1994년 이후에 건조된 선박은 화물 탱크가 두 겹이 되도록 규정되어 있습니다. 충돌 시 한 겹이 파손되더라도 다른 한 겹이 화물을 보호하여 기름이 유출되는 것을 막기 위한 의도입니다. 

 케미컬 운반선에 대해 생각을 해봅시다. 케미컬 운반선은 석유 화학제품이나 액체 화학제품을 운반합니다. 다양한 종류의 화학제품인 만큼 다양한 화물의 특성이 있습니다. 그에 따른 여러 가지 위험요소도 존재합니다. 부식성이 강한 화물, 화재의 위험이 있는 가연성 화물, 독성이 강한 유독성 화물, 공기나 물에 닿으면 화학반응을 하는 화물도 있습니다. 

 이번에는 LNG 선박이나 LPG 선박 등 가스 운반선에 대해 말씀드리겠습니다. 가스선은 대량의 화물을 운송하기 위해 가스 상태의 화물을 액체 상태로 만듭니다. 가스선에 싣는 화물은 상온, 상압에서는 기화가 되므로 특수한 장치를 필요로 합니다. 이런 특징 때문에 가스선에서 폭발 사고가 일어나면 다른 탱커선에 비해 훨씬 큰 피해를 입게 됩니다. 

 위에 언급한 위험성 외에도 다양한 위험성이 존재할 수 있습니다. 하지만 오늘은 많은 위험성 중에 폭발의 위험성과 독성가스의 위험성에 대해 중점을 두도록 하겠습니다. 탱커선에서 특히 위험한 요소가 많은 것이지 다른 선박에도 똑같이 적용이 될 수 있으므로 타선박에 승선을 하시는 분도 알아두시면 도움이 될 것입니다. 

2. 가스 농도에 대한 이해와 적용

 선박에 승선을 하면서 "%", "ppm"등 들어보셨을 것이라고 생각합니다. 특히 본인이 초임 항해사인 경우 앞의 단위에 대해서 정확하게 설명을 못 하실 수도 있다고 생각합니다. 오늘 이 시간을 통해 제가 이해할 수 있도록 도와드리겠습니다. 

 우선 % by Volume에 대해서 알아본다면, 주어진 공간에서 특정한 물질이 얼마만큼 차지하고 있느냐를 나타내는 것입니다. 공기 중에 산소농도가 약 21%가 존재합니다. 이 말은 100칸의 방이 있다면 21칸의 공간을 산소가 차지하고 있다는 뜻입니다. % by Volume은 있는 그대로 얼마만큼의 부피를 차지하는지 수치로 나타내는 것입니다. 우리에게 가장 익숙하기 때문에 이 정도만 설명을 드리겠습니다. 

 선박에서는 늘 폭발성 가스가 존재합니다. 따라서 점화 물질만 존재한다면 화재나 폭발로 이어질 수 있습니다. 하지만 폭발성 가스가 존재한다는 이유로 무조건적으로 화재나 폭발로 이어지는 것은 아닙니다. 적절한 농도의 가스가 존재해야 화학반응이 일어납니다. 폭발 곡선을 보시면 폭발하한(LEL)과 폭발상한(UEL)이 있습니다. 그 범위 안에서만 화재나 폭발 반응이 일어납니다. 

 폭발 곡선에서 나타내는 폭발 하한을 우리는 LEL이라고 부르고, Lower Explosive Limit를 줄인 말입니다. 이 범위보다 폭발성 가스가 적다면 폭발이 일어나기에 부족한 양이라고 생각하시면 됩니다. 예를 들어 Methane이 공기 중에 2%가 존재하면 폭발 가능성이 존재한다고 봅시다. 이때 우리는 Methane의 LEL을 2% by Volume이라고 부릅니다. 하지만 LEL는 참고할 수 있는 수치일 뿐 절대적인 기준이 될 수 없습니다. 바꿔 말해 2%의 Methane이 있다 하더라도 상황에 따라 폭발이 하지 않을 수도 있고, 오히려 2%의 이하에서도 폭발을 할 수 있습니다. 그래서 우리는 더 조심하자는 의미에서 LEL보다 작은 %LEL 개념을 사용해 안전한 마진을 두고 선박에서 일을 하는 것입니다. %LEL의 개념도 간단합니다. 

% Vol. / % LEL Conversion Chart
Methane LEL: 2.0% by Vol.
0%	0.4%	0.8%	1.2%	1.6%	2.0%	% Methane / 공기
0% LEL	20% LEL	40% LEL	60% LEL	80% LEL	LEL	% LEL / Methane LEL

 마지막으로 ppm에 대해 설명드리겠습니다. 앞서 다룬 %(Percent)는 어떤 양을 100을 기준으로 나눴다면 ppm은 어떤 양을 백만(Million)을 기준으로 얼마나 있는지 다루는 것입니다. 즉 분모가 100에서 100만으로 바뀐 것이니까 수치로 따지면 훨씬 작은 값이 됩니다. 독성가스는 아주 미량에 조금만 노출이 되어서 문제가 발생할 수 있으므로 퍼센트보다 훨씬 작은 단위인 ppm을 주로 사용합니다.  아래 표를 확인해주시면 되겠습니다.

Conversion Table

 LEL을 위의 표와 같이 ppm으로 환산을 할 수 있습니다. 하지만 단위가 너무 커지기 때문에 편의상 폭발 가스를 다룰 때는 LEL단위를 사용합니다. 위에서 언급한 단위들을 주로 언제 쓰는지 다시 한번 정리하면서 마무리하도록 하겠습니다. 

 1) % by Volume: 사람이 호흡할 때 필요한 산소 농도를 측정할 때 사용합니다.

 2) % LEL: 폭발성 가스를 확인할 때 사용합니다. 

 3) ppm: 주로 독성가스를 다룰 때 이 정도의 ppm은 주의하라는 식으로 사용합니다.