[1편] 항만 안벽 크레인 최신 안전기술

컨테이너 부두의 핵심 하역 장비인 안벽 크레인의 주요 사고 유형별로 안전을 위한 최신기술과 기능 요구사항을 소개하고자 함

  -1편에서는 사고 유형 중 크레인 충돌, 크레인 기사의 대기 오염 물질 흡입, 강풍으로 인한 작업 중 크레인 손상, 주차된 크레인의 이탈, 돌풍으로 인한 크레인 제어 불가, 비정상 스프레더 혹은 컨테이너로 인한 구조 및 리프팅 시스템 손상, 전기실 혹은 기계실 화재에 대한 내용을 다루고자 함

크레인 충돌(접안한 선박과 붐의 충돌, 주행 중 레일 트랙 주변 물체와 갠트리의 충돌, 주행 중 인접 크레인과 충돌) → 전자 충돌 방지 시스템

-  최소한 2개의 감지 영역이 필요함 (경고/감속 영역, 전기적 멈춤 영역)

-  감지 범위는 크레인이 정상적으로 정지할 수 있는 충분한 시간을 허용하여야 하고, 제동 시스템의 마모, 파손, 노화에 따른 정지 거리가 매년 정기적으로 테스트되어야 함

-  애플리케이션에는 전용 전자 센서 혹은 시스템이 사용되어야 하고, 로프 혹은 철사로 구성된 시스템은 부적절함

-  전용 전자 센서 혹은 시스템이 올바르게 작동하기 위해서는, 승인되거나 자격을 갖춘 기사가 설치와 유지보수를 맡아야 함

크레인 기사의 대기 오염 물질 흡입 → 운전실 공기 조절 기술

-  대기 오염 물질에서 나오는 유해 성분으로부터 기사를 보호하기 위해, 운전실에는 고효율 미립자 및 가스 흡수제를 사용하는 검증된 양압식(positive pressurized) 공기 여과 시스템이 제공되어야 함

작업 중 강풍으로 인한 크레인 손상 → 긴급 작업 중단을 위한 풍속 탐지 및 경보 기술

-  크레인 상단의 개방된 공간에 풍속계를 설치하여, 안전한 작업이 가능한 풍속 한계를 넘을 경우에는 기사의 운전실에 청각과 시각 방식 모두로 전달하여야 함

-  선박과 에이프런에서 행하는 작업자에게 안전한 작업이 가능한 풍속 한계를 넘었다는 것을 알리기 위한 경보 장치가 설치되어야 함

-  풍속계는 비관적인 상황을 고려하여 측정해야 하고, 풍속, 풍향, 시간 데이터를 기록하여야 하며, 작업이 가능한 최대 풍속은 18~19m/s로 권장함

-  안전한 작업이 가능한 풍속 한계를 넘으면 크레인을 고정하기 위해 이동해야 하므로, 경보 음이 울리더라도 크레인이 자동으로 멈추지는 않아야 함

주차된 크레인의 이탈 → 크레인 고정 기술

-  storm(stowage) pin 시스템은 storm(stowage) pin과 pin socket으로 구성되며, storm(stowage) pin은 크레인 해측 및 육측 sill beam의 중앙 아래에 설치되고 pin socket은 에이프런 표면에 시공됨

-  tie-down 시스템은 tie-down 연결 장치와 anchor point로 구성되며, tie-down 연결 장치는 크레인의 네 모서리에 설치되고 anchor point는 에이프런 표면에 시공됨

-  크레인의 storm(stowage) pin을 에이프런의 pin socket에 삽입함으로써 주차된 크레인을 갠트리 주행 방향으로 이동하지 않도록 고정하고, 크레인의 tie-down 연결 장치를 에이프런의 anchor point에 결속함으로써 주차된 크레인의 leg가 레일에서 분리되지 않도록 고정함

-  storm(stowage) pin 시스템과 tie-down 시스템은 가해지는 최대 예측력을 견딜 수 있도록 설계되어야 함

돌풍으로 인한 크레인 제어 불가 → 갠트리 제동 기술

-  돌풍 발생시 주차 위치로의 주행을 용이하게 하기 위해, 갠트리 주행 제동 시스템은 28m/s의 풍속에서 크레인을 정지하고 유지할 수 있도록 설계되어야 함

-  작업 중에 발생하는 돌풍 사고를 방지하기 위해, 35m/s의 풍속에 맞춰 설계된 레일 브레이크를 장착해야 함

-  바퀴의 불균등한 중량 분포를 고려하여 설계함으로써 제동력이 크레인 레일에 전달될 수 있도록 해야 하고, 제동력이 레일에 정상적으로 전달되면 바퀴의 미끄러짐을 방지할 수 있음

비정상 스프레더 혹은 컨테이너로 인한 구조 및 리프팅 시스템 손상 → 호이스트 비정상 하중 방지 기술

-  리프팅 시스템의 설계 하중 초과를 방지하기 위해, 긴급 중단(fast stop)을 가능하게 하는 감지 시스템과 운동 에너지를 흡수하거나 분리하는 시스템이 필요함

전기실 혹은 기계실 화재 → 전기실 및 기계실의 온도 및 연기 감지 기술

-  전기실과 제어실 내부의 온도와 연기에 대한 감지 경보 시스템이 필요함

-  감지 경보 시스템은 운전실, 전기실, 기계실, 기계실 출입문 외부, 크레인 입구 근방, 육측 sill beam 등에 청각과 시각 방식으로 모두 알림을 할 수 있어야 함

시사점

-  안벽 크레인은 컨테이너 부두의 핵심 하역 장비로서, 사고 발생 시 다른 장비로 대체하는 것이 거의 불가능하므로 안전에 많은 관심이 필요함

-  크레인 충돌 사고는 안벽 크레인의 전체 사고 중 손실액 측면에서 가장 높은 비중을 차지하고 있으며, 장비 자체에 물리적인 문제를 유발하므로 최대한 회피해야 함

-  접안 중인 선박과 항만 하역 장비가 친환경 에너지를 사용하는 비중이 증가함에 따라, 작업자의 대기 오염 물질 흡입은 점차 줄어들 것으로 예상됨

-  강풍으로 인한 사고는 사전 탐지 및 경보 기술, 강력한 고정 및 제동 기술을 사용하여 대비할 수 있음

-  크레인 화재는 센서와 사물 인터넷을 통한 실시간 데이터 수집과 빅데이터 분석을 통해, 사전에 예방하거나 초기에 진압할 수 있는 기회가 늘어날 것으로 예상됨