KTX산천 탈선 '바퀴 피로파괴'가 원인…반복하중에 미세균열

올해 1월5일 경부고속철도 하행선 대전~김천구미역 사이에서 발생한 한국철도공사(코레일) KTX-산천 궤도이탈 사고는 사고차량의 바퀴가 피로파괴로 파손된게 주원인으로 조사됐다.

항공철도사고조사위원회(이하 사조위)는 26일 이런 내용을 담은 사고조사 결과를 발표했다.

사조위에 따르면 당시 사고열차는 시속 285㎞로 운행하던중 5번째와 6번째 차량을 연결하는 대차의 2번째 차축 오른쪽 바퀴가 파손돼 궤도를 벗어났다. 열차는 이후 1㎞쯤을 더 달려 차축이 탈락하고 3㎞쯤 지난 지점에서 비상제동이 걸리면서 5㎞쯤 밀린후 멈춰 섰다.

이 사고로 승객 7명이 다치고 차량과 레일, 침목 등이 파손됐으며 215개 열차가 운행에 지장을 받았다.

사조위는 사고열차의 3~4㎞ 뒤쪽 선로변에서 떨어져 나간 차축과 파손된 바퀴 조각을 발견한뒤 주행장치에 문제가 있었던 것으로 보고 사고바퀴에 대한 정밀 검사와 분석을 진행했다.

조사결과 사고원인은 피로파괴로 바퀴가 파손됐던 것으로 밝혀졌다. 피로파괴는 재료에 미세한 반복하중이 장기간 작용하면서 미세균열이 생겨 파괴되는 현상을 말한다. 사고열차 바퀴의 마모한계(사용한도) 지음은 850㎜이지만 사고당시 지름은 869㎜였던 것으로 조사됐다. 즉 피로파괴로 사고바퀴가 사용한도에 도달하기 이전에 파손된 것이다.

여기에 파손된 바퀴의 경도·인장강도도 유럽의 바퀴 제작 규격(EN 13262)에서 정한 최소 허용치보다 낮았던 것으로 확인됐다. 또한 균열이 시작된 지점에 미세기공이 집중돼 있고 기존 초음파 검사방식으로는 바퀴 전체의 내부결함을 조기에 발견할 수 없었던 점도 사고를 일으키는데 한몫했다고 사조위는 설명했다.

사조위는 조사결과에 따라 코레일에 바퀴 전체의 내부 결함을 조기 발견할 수 있도록 초음파검사 방식과 주기를 개선하라고 권고했다. 고속열차 바퀴의 발주·제작·검사·유지관리 등 생애주기 전 단계의 품질 확보 방안을 마련할 것도 주문했다.

또한 고속열차 대차 헌팅(일정 수준 이상의 좌우진동) 발생 시 조치사항과 바퀴의 삭정(성형을 위한 깎기), 초음파탐상 등의 검사 주기를 준수하도록 관리를 강화하라고 권고했다. 광명역 제어담당 권역(서울역 기점 33~45㎞·왕복 24㎞ 구간)에서 대차 헌팅이 빈번한 사유를 검토하고 개선하라고도 했다.

사조위는 국토부에도 고속열차 바퀴 형식승인 이후 안전성 등에 대한 사후관리를 강화하라고 권고했다.

사조위 관계자는 "관계기관에 조사보고서를 보내 안전권고 이행결과 등을 제출하도록 할 것"이라며 "정기적으로 안전권고 이행 상황을 점검해 유사 사고가 재발하지 않게 힘쓰겠다"고 말했다.