화공안전기술사 사건수분석기법(ETA) 계산 방법 풀이

제126회 화공안전기술사 제3교시의 1번 문제로 출제된 ETA 계산문제입니다. 화공안전기술사 취득을 위해 위험성평가 관련 KOSHA Guide를 자주 읽어보셨을 텐데요. 사건수분석기법 계산문제는 KOSHA GUIDE P-87-2021(사건수 분석 기법에 관한 기술지침)에 예시문제를 약간 변형한 상태로 출제되었습니다.

 

같은 회차에 출제된 안전밸브 설정치 문제는 아래 링크를 통해 확인할 수 있습니다.

 

 화공안전기술사 안전밸브 설정치(Setting value) 결정 계산 풀이

화공안전기술사 안전밸브 설정치(Setting value) 결정 계산 풀이

 

 

사건수분석기법(ETA) 출제 문제 

 

1. 그림의 중합반응기는 반응열을 냉각수로 조절하는데 냉각수의 공급이 중단되면 폭주 반응 (Runaway reaction)이 발생할 수도 있다. 다음에 나타낸 ETA를 참조하여 냉각수가 공급 중단될 때 작업이 계속될 확률과 폭주 반응이 발생할 확률을 각각 구하시오.

 

사건수분석기법 출제문제

 

문제에서 요구하는 사항은 공급이 중단될 때 작업이 계속될 확률, 폭주반응이 발생할 확률을 구하는 문제입니다. 사건수 분석기법에서 정상작동시, 작동 실패 시 확률을 구하는 문제로 산업안전기사 취득 시 공부했던 내용을 기억한다면 풀 수 있는 문제이지 않나 싶습니다.

 

사건수분석기법(ETA) 참고자료

 

KOSHA GUIDE P-87-2021(사건수 분석 기법에 관한 기술지침)을 참고하면 다음과 같습니다. 코샤 가이드 다운로드는 오른쪽 사이드바에 바로가기 링크를 통해 검색하여 다운로드할 수 있습니다.

 

사건수분석기법 계산(KOSHA Guide 참고)

KOSHA Guide에 나온 사항을 참고해 보면, 냉매의 손실에 관한 초기사건으로 Event Tree가 화공안전기술사 출제문제와 같은 내용으로 있는 것을 확인할 수 있습니다.

 

하지만, 기술사 시험문제에서는 확률을 구하라는 말만 나오고, 초기 사건의 발생확률의 단위가 없이 1로만 되어 있어, KOSHA Guide의 단위(1회/년)와 답이 달라져야 하지 않나 생각됩니다.

 

사건수분석기법(ETA) 문제 풀이

 

결과적으로 문제를 풀기 위해 각각의 사건마다 안전기능이 제대로 작동한 경우와 작동하지 않은 경우에 대해 아래와 같은 표를 작성할 수 있느냐 없느냐에 달렸습니다.

 

사건수분석기법 확률 계산

문제에서 요구한 내용을 계산해 보면 다음과 같습니다. 냉각수 공급 중단을 A, 고온경보를 B, 경보인지를 C, 냉각시스템 재가동 D, 반응 중단 E로 잡고 작성합니다.

 

1. 작업이 계속될 확률

작업이 계속될 확률을 위 표를 보면 ①, ④, ⑦의 경우의 합이라고 볼 수 있습니다. 따라서 각각 발생할 확률의 곱을 더해주면 됩니다.

 

① = A * B * D = 1 * 0.99 * 0.75 = 0.7425

④ = A * (B-) * C * D = 1 * 0.01 * 0.75 * 0.75 = 0.005625

⑦ = A * (B-) * (C-) * D = 1 * 0.01 * 0.25 * 0.75 = 0.001875

 

따라서 작업이 계속될 확률은 ①, ④, ⑦의 합으로 다음과 같습니다.

 

작업이 발생될 확률 = ① + ④ + ⑦ = 0.7425 + 0.005625 + 0.001875 = 0.75

 

0.75 * 100% = 75%

 

작업이 계속될 확률은 75%로 확인됩니다.

 

 

2. 반응폭주가 발생할 확률

반응 폭주가 발생할 확률은 ③, ⑥, ⑨의 경우의 합이라고 볼 수 있습니다. 따라서 각각 발생할 확률의 곱을 더해주면 됩니다.

 

③ = A * B * (D-) * (E-) = 1 * 0.99 * 0.25 * 0.1 = 0.02475

⑥ = A * (B-) * C * (D-) * (E-) = 1 * 0.01 * 0.75 * 0.25 * 0.1 = 0.0001875

⑨ = A * (B-) * (C-) * (D-) * (E-) = 1 * 0.01 * 0.25 * 0.25 * 0.1 = 0.0000625

 

따라서 반응폭주가 발생할 확률은 ③, ⑥, ⑨의 합으로 다음과 같습니다.

 

반응 폭주가 발생할 확률 = ③ + ⑥ + ⑨ = 0.2475 + 0.0001875 + 0.0000625 = 0.025

 

0.025 * 100% = 2.5%

 

반응 폭주가 발생할 확률은 2.5%로 확인됩니다.

 

 

3. 작업이 중단될 확률

사건수 분석기법 특성상 모든 확률의 합은 1이 되어야 합니다. 따라서 작업이 진행될 확률 75% + 반응 폭주가 발생할 확률 2.5%를 제외한 22.5%의 확률로 작업이 중단되는 것으로 볼 수 있습니다.

 

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