교체 시기 안된 바퀴가 깨졌다…올초 부산행 KTX 탈선 원인 결론

올 초 충북 영동터널 부근에서 발생한 부산행 KTX-산천 열차 탈선 사고의 원인은 열차 바퀴의 내부 결함 때문인 것으로 드러났다. 사고가 발생한 열차의 바퀴는 교체 시기가 되지 않았는데도 미세 균열이 발생해 파괴된 것으로 드러났다.

지난 1월 5일 서울역을 출발해 부산역으로 가던 KTX-산천 열차가 충북 영동터널을 진입하던 중 탈선했다. 사진은 열차가 궤도를 이탈한 모습./소방청

국토교통부 소속 항공철도사고조사위원회는 열차의 바퀴가 당초 제작 사양으로 정한 사용 한도(마모 한도)에 도달하기 이전에 파괴되는 ‘피로 파괴’가 사고 원인이라고 26일 밝혔다. 피로 파괴란 철재나 목재 등에 진동이나 하중이 반복적으로 가해지면서 미세 균열이 발생해 일정 시간이 지난 뒤 파괴되는 현상을 뜻한다. 아직 교체할 때가 되지 않았지만 바퀴가 깨졌다는 것이다.

지난 1월 5일 오후 충북 영동터널 부근에서 부산행 KTX-산천 열차가 탈선하는 사고가 발생했다. 열차가 철로에서 이탈하며 자갈이 튀어 올라 객실 유리창이 깨졌고, 짐칸에 있던 물건이 떨어지며 승객 7명이 다쳤다. 당시 탈선한 KTX 4호 차량의 바퀴 1개가 사고 지점 3km 앞에서 발견돼 바퀴 문제 때문일 것이라는 관측이 나왔다.

항공철도사고조사위에 따르면, 사고는 열차 중간부(5~6호차 사이) 차량의 오른쪽 바퀴가 파손되면서 발생했다. 이 상태에서 열차가 운행되다가 1km 정도 지난 지점에서 차축(두 개의 차바퀴를 이은 바퀴 회전의 중심축이 되는 쇠막대기)이 떨어져 나갔고, 3km 지난 지점에서 제동 장치의 공기관이 파손돼 비상제동이 걸렸다.

파손된 바퀴는 사용 한도에 도달하지 않은 상태였다. 마모에 따라 바퀴 지름이 850mm가 될 때까지 사용할 수 있는데, 사고 당시 지름은 이에 못 미치는 869mm였다.

하지만 바퀴의 단단한 정도를 뜻하는 경도와 잡아당기는 힘에 버티는 정도인 인장강도는 최소 허용치보다 낮은 상태였다. 또 바퀴 균열 시작점에 미세한 공기방울(기공)이 몰려 있었다. 기존의 초음파검사 방식으로는 바퀴의 내부 결함을 조기에 발견할 수 없었던 것으로 조사됐다.

사고조사위는 한국철도공사(코레일)에 KTX 바퀴의 발주·제작·검사·유지관리 전 단계의 품질과 안전성 확보 방안을 마련해 시행하라고 권고했다.