부산대학교 도서관

우리나라 주요 핵심 산업 중 하나인 반도체 산업의 반도체와 LCD 제조공정에서는 생산을 위해 많은 양의 특수가스와 화학물질을 사용하고 있다. 이렇게 제조에 사용된 고농도의 특수가스와 화학물질은 옥상에 대형화된 대기시설을 통해 처리 배출하고 있다. 반도체의 기술력이 고도화되며 새로운 가스들도 도입되고, 허용 기준을 맞춰 처리하기 위해 대기방지시설의 처리기술도 고도화되고 있다. 대기처리시설은 가연소재인 FRP를 사용하여 옥상에 대형화되어 설치되고 있지만, 소방시설법 시행령 별표 5에 특정 소방대상물로 분류되지 않아 소화설비의 설치의무가 없어 화재가 발생하였을 경우 대응이 쉽지 않은 현실이다. 본 논문에서는 화재위험이 큰 연소식 설비인 촉매식 PFC 대상으로 선정하여, 대기오염방지시설의 위험성 평가에 가장 많이 사용되는 HAZOP 기법을 통해 설비의 화재 및 폭발의 위험성 평가를 수행하였다. 본 연구를 진행하며 대기오염방지시설의 관리적, 제도적인 문제점과 설비적으로 보완되어야 할 사항들을 이야기하였다. 첫째 반도체 공정에서 사용되는 화학물질 중 IPA, PGMEA 같은 고인화성 물질과 산소와 접촉시 화재 및 폭발이 발생될 수 있는 산화지르코늄 같은 고위험성 물질들에 대해 배출 특성에 대한 교육과 안전표준을 도입하여 배출시 화재, 폭발사고가 발생되지 않도록 별도 관리 필요성을 제언하였다. 둘째 위험성 평가의 수행 시 수행팀의 구성이 대상공정의 설계기술자, 운전기술자, 계측제어, 기계, 전기 기술자 등 공정안전에 대한 전문가 위주로 구성되어 화재, 폭발에 대한 위험성과 대책이 누락될 수 있음을 확인하여 팀 구성 시 방재 안전 전문가의 참여를 통해 화재 안전에 대한 검토와 대책 수립의 필요성을 제시하였다. 셋째 HAZOP 수행에 사용되는 가이드 워드와 변수는 공정의 유량, 온도 압력 등의 증가, 감소, 차단과 같은 운전조건 변화에 중점을 두고 가이드 워드와 변수를 기반으로 이탈을 도출하고 있어 내/외장재 및 소방시설 등 화재 안전에 대한 항목이 검토되지 않을 수 있어, 방재 관련 항목의 보완을 통해 설비의 재질 및 소방시설 등 방재에 대한 부분이 검토될 수 있도록 제시하였다. 넷째 촉매식 PFC는 LNG를 사용한 연소식 설비이기 때문에 내부 점화원에 의한 폭발 및 화재 발생의 위험성이 높아 HAZOP P&ID 분석을 통해 폭발 및 화재 발생위험이 있는 구간에 파열판, 안전밸브, 스프링클러 등 설비 적으로 보완되어야 할 사항을 제시하였다. 다섯째 촉매식 PFC 배기는 대형화 설비로 가연소재인 FRP를 사용, 비상주구역인 옥상에 설치되어 높은 화재 위험성을 가지고 있지만 “화재예방, 소방시설 설치ᆞ유지 및 안전관리에 관한 법률 시행령 [별표 5]”에 포함되지 않아 현장 상황에 따라 소화 시설의 설치가 제외되고 있어, 법적인 기준 안에서 스프링클러 등 자동식 소화설비가 설치될 수 있도록 제도적인 보완의 필요성을 제시하였다. 본 논문에서는 반도체공장 촉매식 PFC 대기오염방지시설의 HAZOP 위험성 평가를 수행하여 확인된 설비, 관리, 제도의 문제점들을 제시하고 보완하여 반도체공장의 화재위험을 감소시키고자 하였다.
Semiconductor and LCD manufacturing processes, which are major industries in Korea, use large amounts of special gases and chemicals for production. The high concentration of special gas and chemicals used in manufacturing are treated within the emission allowance standards of the Air Environment Conservation Act through large-scale atmospheric facilities installed outdoors and discharged to the outside. As semiconductor technology became more precise until the 10-nano era, new gas, chemicals, and usage increased, and the technology of air prevention treatment facilities diversified and advanced to treat them to acceptable standards, and various treatment facilities emerged. These atmospheric treatment facilities are large and installed outdoors, but they are classified as voluntary facilities and are not classified as specific firefighting target facilities in attached Table 5 of the Enforcement Decree of the Fire Services Act. Although not subject to law, fire fighting facilities such as sprinklers are installed voluntarily to protect expensive facilities to protect them from fire, and despite the installation of these fire fighting facilities, most of them are vulnerable to fire with FRP materials, causing large and small fires every year. This study verified the safety of RCS greenhouse gas treatment facilities with the highest risk of explosion and fire through high-temperature catalyst treatment, targeting atmospheric prevention facilities that were classified as these voluntary facilities and became gray zones. Facility operation and maintenance were supplemented through Hazard and Operability, a qualitative analysis technique, and parts that can be directly connected to explosions and fires such as Sensor, Valve, and Damper were selected for Time Base Maintenance target and replacement cycle through RPN. Construction standards are established by verifying the fire stability of ducts and equipment materials. The stability of the facility against fire was strengthened.