5. 전기 및 화공 안전

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙에 따라 감전 위험이 큰 아래 세 장소에서는 교류아크용접기에 자동전격방지기를 설치해야 한다. 자동전격방지기는 용접하지 않을 때 무부하전압을 안전한 수준으로 낮춰 주는 장치다.

• 도전체에 둘러싸인 장소 — 선박 이중선체 내부·밸러스트 탱크·보일러 내부처럼 몸 전체가 금속에 닿기 쉬운 곳이다.
• 높이 2미터 이상에서 철골 등 도전성이 높은 물체에 닿을 우려가 있는 장소 — 감전되면 추락까지 겹친다.
• 습윤 상태에서 작업하는 장소 — 물이나 땀 때문에 인체 저항이 낮아져 전류가 잘 흐른다.

세 장소를 한데 외우는 요령은 "몸이 전기와 닿기 쉬운 곳"이다. 금속에 둘러싸인 곳, 높은 철골, 젖은 몸으로 기억하면 된다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙의 가스장치실 구조 기준으로, 누출된 가스를 내보내고 폭발·화재 피해를 줄이는 것이 목적이다.

• 정체 방지 — 누출된 가스가 실내에 고이지 않아야 폭발 농도에 이르지 않는다.
• 지붕·천장은 가벼운 불연성 재료 — 폭발 시 가벼운 지붕이 먼저 날아가 폭압을 위로 빼낸다.
• 벽은 불연성 재료 — 화재가 옆 공간으로 번지는 것을 막는다.

외우는 요령: 지붕·천장에만 '가벼운'이 붙고, 벽은 그냥 불연성 재료다.

[해설]

화학설비의 탱크 내 작업은 산업안전보건법 시행규칙에서 정한 특별교육 대상 작업이다. 교육 내용은 법령에 정해진 항목을 그대로 외운다.

• 차단장치·정지장치 및 밸브 개폐장치의 점검 — 작업 중 유해물질이 흘러들거나 설비가 갑자기 움직이지 않게 막는다.
• 탱크 내 산소농도 측정 및 작업환경 — 밀폐된 탱크 안에서 생기는 산소결핍·질식을 막는다.
• 안전보호구 및 이상 발생 시 응급조치 — 사고가 났을 때 대응하는 방법이다.
• 작업절차·방법 및 유해·위험 — 작업 전에 순서와 위험요인을 미리 익힌다.

외우는 요령: 작업 흐름대로 "차단 → 측정 → 보호·응급 → 절차" 순서로 묶으면 쉽다.

[해설]

방호장치 안전인증 고시에 따라 파열판에는 안전인증 표시 외에 규격·성능·작동조건·재질·방향을 추가로 표시한다.

• 호칭지름 — 설치할 배관·노즐 규격을 알려 준다.
• 용도(요구성능) — 어떤 설비 보호용인지 나타낸다.
• 설정파열압력(MPa)과 설정온도(°C) — 파열판이 터지도록 설계된 압력과 그때의 기준 온도다.
• 분출용량(kg/h) 또는 공칭분출계수 — 파열 시 내보낼 수 있는 유체량이다.
• 재질 — 취급 유체에 대한 내식성을 확인하는 근거다.
• 유체의 흐름방향 지시 — 거꾸로 설치하면 설정압력에서 제대로 파열되지 않으므로 방향을 표시한다.

혼동 주의: 압력 단위는 MPa, 분출용량 단위는 kg/h로 문항 괄호 단위와 짝지어 외운다.

[해설]

고체 가연물은 열분해 여부와 상태 변화에 따라 네 가지 연소 형태로 나뉜다.

• 표면연소 — 열분해 없이 고체 표면에서 산소와 바로 반응한다(숯·코크스·금속분).
• 분해연소 — 열분해로 생긴 가연성 가스가 탄다(목재·종이·석탄).
• 증발연소 — 고체가 녹거나 승화해 생긴 증기가 탄다(황·나프탈렌·파라핀).
• 자기연소 — 분자 안에 산소를 품고 있어 외부 산소 없이도 탄다(니트로셀룰로오스 등 제5류 위험물).

혼동 주의: 자기연소는 내부연소라고도 한다. 확산연소·예혼합연소는 기체의 연소 형태다.

[해설]

MOF는 계기용 변성기(Metering Out Fit)의 약칭으로, 고압·대전류 상태인 전력계통 값을 계기가 측정할 수 있는 저압·소전류로 낮춰주는 변성 설비다.

변류기(CT)로 대전류를 소전류로, 계기용변압기(PT)로 고전압을 저전압으로 각각 변성하여 전력량계 등 계측기에 안전하게 공급하는 것이 핵심 역할이다.

[해설]

위험도 H는 폭발범위(U − L)를 폭발하한계 L로 나눈 값이다. 값이 클수록 폭발 위험이 크다.

H = (U − L) / L
H = (44.0 − 1.2) / 1.2
H = 35.67

혼동 주의: 분모는 반드시 하한계(1.2)이다. 이황화탄소는 하한계가 낮고 범위가 넓어 위험도가 매우 큰 물질이다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙의 누전차단기 설치 대상으로, 감전 시 인체 위험이 큰 전압·환경·작업장소를 기준으로 정한다.

• 대지전압 150볼트 초과 — 이동형·휴대형 기계·기구는 손에 쥐고 쓰므로 누전 시 바로 감전된다.
• 도전성이 높은 액체가 있는 습윤장소 — 물기로 인체 저항이 떨어져 저압이라도 위험하다.
• 철판·철골 위 — 발밑이 도체라 누설전류가 인체를 거쳐 쉽게 대지로 흐른다.
• 임시배선의 전로 — 공사현장 가설전선은 피복 손상·누전 가능성이 높다.

혼동 주의: 이중절연구조 기기, 비접지방식 전로, 절연대 위에서 사용하는 기기는 누전차단기 설치 대상에서 제외된다.

[해설]

피뢰기는 뇌서지 같은 이상전압을 대지로 방전해 기기 절연을 보호하는 장치다. 구비조건은 "잘 방전하고, 빨리 끊고, 오래 버틸 것"으로 요약된다.

• 반복동작이 가능할 것 — 여러 번 뇌격을 받아도 계속 동작해야 한다.
• 구조가 견고하며 특성이 변하지 않을 것 — 시간이 지나도 성능이 유지되어야 한다.
• 점검·보수가 간단할 것 — 유지관리가 쉬워야 한다.
• 충격파 방전 개시 전압이 낮을 것 — 이상전압이 오면 빨리 방전을 시작해야 한다.
• 제한 전압이 낮을 것 — 방전 중 피뢰기 양단에 남는 전압이 낮아야 기기가 보호된다.
• 속류 차단 능력이 클 것 — 방전 뒤 이어 흐르는 전원 전류를 빨리 끊어야 한다.
• 방전 능력이 클 것 — 큰 서지 전류를 견디며 흘려보내야 한다.

외우는 요령: 전압 두 가지(방전 개시 전압·제한 전압)는 낮게, 능력 두 가지(속류 차단·방전)는 크게.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙의 정전전로 작업 절차로, 확인 → 차단 → 잠금 → 방전 → 검전 → 접지 순서다.

• 도면·배선도로 공급 전원을 모두 확인한다(ㄹ).
• 전원을 차단하고 단로기 등을 개방·확인한다(ㄱ).
• 재투입을 막도록 잠금장치와 꼬리표를 부착한다(ㄴ).
• 콘덴서·케이블 등에 남은 잔류전하를 방전시킨다(ㅁ).
• 검전기로 충전 여부를 확인한다(ㄷ).
• 오통전·유도전압에 대비해 단락 접지기구로 접지한다(ㅂ).

외우는 요령: 방전을 먼저 하고 검전으로 확인한 뒤 마지막에 접지한다는 흐름을 기억한다.

[해설]

폭굉유도거리는 완만한 연소가 폭굉으로 바뀔 때까지 화염이 진행한 거리다. 폭굉으로 전이하기 쉬운 조건일수록 짧아진다.

• 압력이 높을수록 — 분자 밀도가 커져 반응이 격렬해진다.
• 연소속도가 빠를수록 — 화염 가속이 빨라 폭굉에 일찍 도달한다.
• 관 지름이 작을수록 — 좁은 관에서는 압력파가 집중되어 가속된다.
• 관 속에 방해물이 있을 때 — 장애물이 난류를 일으켜 화염을 가속한다.
• 점화원 에너지가 강할수록 — 처음부터 강한 화염이 생긴다.

혼동 주의: 관 지름만 "작을수록"이고, 나머지 압력·연소속도·점화에너지는 모두 "클수록·빠를수록" 짧아진다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙의 터널 건설작업 기준으로, 자동경보장치는 당일 작업 시작 전 측정·감지·경보 세 부분을 점검한다.

• 계기의 이상 유무 — 가스 농도를 표시하는 지시부가 정상인지 본다.
• 검지부의 이상 유무 — 가스를 감지하는 센서 부분에 고장·오염이 없는지 본다.
• 경보장치의 작동상태 — 설정 농도에서 실제로 경보가 울리는지 확인한다.

외우는 요령: 계기·검지부는 '이상 유무', 경보장치만 '작동상태'로 표현이 다르다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙에 따르면 안전밸브만으로는 대응하기 어려운 세 경우에 파열판을 설치한다. 파열판은 설정 압력에서 얇은 판이 터지며 압력을 한 번에 빼내는 장치다.

• 반응 폭주 등으로 급격한 압력 상승 우려가 있을 때 — 안전밸브는 응답이 느리고 배출량이 부족할 수 있다.
• 급성 독성물질 누출로 작업환경 오염 우려가 있을 때 — 안전밸브의 시트에서 미세하게 새는 것조차 허용할 수 없다.
• 안전밸브에 이상 물질이 누적되어 작동되지 않을 우려가 있을 때 — 점착·고형 물질이 밸브를 막을 수 있다.

외우는 요령: "급격·독성·막힘" 세 단어로 기억한다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙의 충전전로 작업 기준은 절연 확보와 접근한계거리 확보 두 가지로 감전을 막는다.

• 절연용 보호구 — 절연장갑·절연화처럼 근로자가 몸에 착용하는 것이다.
• 절연용 방호구 — 절연덮개·절연시트처럼 충전전로 쪽에 씌워 설치하는 것이다.
• 비유자격자 접근한계 — 대지전압 50kV 이하는 300cm 이내 접근 금지, 50kV 초과 시 10kV당 10cm씩 더한다.

혼동 주의: 보호구는 '착용', 방호구는 '설치'로 동사가 짝지어진다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙의 누전차단기 감전방지 기준으로, 일반 기계·기구와 대용량 기계·기구의 차단 조건이 다르다.

• 일반 전기기계·기구는 정격감도전류 30 mA 이하, 작동시간 0.03초 이내로 빠르게 차단해야 한다.
• 정격전부하전류 50 A 이상의 대용량 기계·기구는 평소 누설전류가 커 오작동이 잦으므로 정격감도전류 200 mA 이하, 작동시간 0.1초 이내로 완화할 수 있다.

외우는 요령: 일반은 30 mA·0.03초, 대용량은 200 mA·0.1초로 짝지어 기억한다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙은 위험물질을 기준량 이상 다루는 특수화학설비에 온도계·유량계·압력계 같은 계측장치를 설치하도록 정하고 있다. 대상은 내부 이상을 늦게 알아채면 폭발이나 화재로 번지는 설비들이다.

• 발열반응이 일어나는 반응장치는 열이 쌓이면 반응이 스스로 빨라진다.
• 증류·정류·증발·추출 같은 분리장치는 가열과 상변화로 온도·압력이 계속 바뀐다.
• 가열물질이 분해온도나 발화점보다 높은 온도에서 운전되는 설비는 조금만 이상이 생겨도 분해되거나 불이 붙을 수 있다.
• 반응폭주(발열반응이 제어되지 않고 연쇄적으로 가속되는 현상) 같은 이상 반응으로 위험물질이 생길 수 있는 설비도 대상이다.
• 온도 350℃ 이상이거나 게이지압력 980kPa 이상에서 운전되는 고온·고압 설비도 포함된다.
• 가열로와 가열기는 직접 불을 때서 가열하는 설비라 대상에 든다.

외우는 요령: 기준 수치는 350℃와 980kPa(약 10kgf/cm²) 두 개뿐이다.

[해설]

산업안전보건법 시행령에서 정한 공정안전보고서의 내용으로, 중대산업사고를 예방하기 위한 문서다.

• 공정안전자료 — 취급 물질, 설비 목록·사양, 공정도면 등 설비·물질의 기초 정보.
• 공정위험성 평가서 — 공정의 잠재 위험요인을 찾아 평가한 결과와 대책.
• 안전운전계획 — 평상시 운전절차, 설비 점검·정비, 작업허가 등 관리 기준.
• 비상조치계획 — 사고 발생 시 대피·연락·대응 절차.

외우는 요령: 자료 → 평가 → 운전 → 비상의 흐름으로 묶으면 순서대로 떠올리기 쉽다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙에 따라 반응 폭주 등으로 급격한 압력 상승 우려가 있는 설비에는 파열판을 설치해야 한다. 파열판은 설정 압력에서 얇은 판이 터지며 순간적으로 완전히 열리는 안전장치다.

안전밸브는 스프링으로 서서히 열리기 때문에 반응폭주처럼 한순간에 치솟는 압력을 빼내지 못한다. 그래서 응답이 빠른 파열판을 쓴다.

혼동 주의: 급성독성물질이 누출돼 주위를 오염시킬 우려가 있을 때와 이상물질이 쌓여 안전밸브가 작동하지 않을 우려가 있을 때도 파열판 설치 대상이다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제306조에 따라 물·도전성이 높은 액체로 습윤한 장소에서 쓰는 교류아크용접기에는 방호장치를 달아야 한다.

자동전격방지기는 용접을 하지 않는 대기 상태에서 무부하전압을 안전전압(약 25 V 이하)으로 낮춰 준다. 젖은 몸은 인체저항이 낮아 감전 위험이 크기 때문에 이 장치로 대기 중 감전을 막는다.

혼동 주의: 습윤 장소 외에 도전체로 둘러싸인 좁은 장소, 높이 2 m 이상의 철골 위 작업에도 같은 방호장치가 요구된다.

[해설]

공정안전보고서에 첨부하는 공정흐름도(PFD)는 주요 설비와 물질·에너지 흐름, 운전조건을 한 장으로 보여주는 도면이다.

• 주요 동력기계, 장치 및 설비의 표시와 명칭으로 공정을 이루는 기기를 식별한다.
• 주요 계장설비와 제어설비를 적어 공정을 어디서 측정하고 조절하는지 보여준다.
• 물질수지와 열 수지는 각 흐름에 들어가고 나가는 물질량과 열량의 균형이다.
• 운전온도와 운전압력은 각 설비의 정상 운전조건이다.

혼동 주의: 배관 규격, 밸브, 계기 하나하나까지 상세히 그리는 도면은 공정배관·계장도(P&ID)이다.

[해설]

방폭구조는 폭발성 가스가 존재하는 장소에서 점화원을 없애거나 격리하는 방식에 따라 구분되며, 기호(d·q·p·e·o·i·n·m·s)가 각각의 원리를 나타낸다.

• d(내압) — 내부 폭발을 용기가 견디고 외부로 전파되지 않게 하는 구조
• q(충전) — 모래 등 충전물로 점화원을 차단하는 구조
• p(압력) — 용기 내부를 보호가스로 가압하는 구조
• e(안전증) — 정상 운전 시 점화원이 되지 않도록 안전도를 증가시킨 구조
• o(유입) — 점화원이 될 부분을 절연유에 잠기게 한 구조
• ia/ib(본질안전) — 점화에 필요한 에너지 이하로 전기적 에너지를 제한하는 구조
• n(비점화) — 정상 운전 중 점화원을 발생시키지 않는 구조
• m(몰드) — 전기부품을 컴파운드로 몰딩하여 점화원을 차단하는 구조
• s(특수) — 위 방식 외의 특수한 방법으로 점화를 방지하는 구조

내압(d)은 폭발을 가두는 방식, 압력·충전·유입·몰드는 가연성 가스와 점화원을 격리하는 방식, 안전증·본질안전·비점화는 점화원 자체를 만들지 않는 방식으로 묶어 두면 기호를 헷갈리지 않는다.

[해설]

한국전기설비규정(KEC)은 전압을 저압·고압·특고압으로 나누며, 직류와 교류의 저압 상한이 서로 다르다.

• 저압은 직류 1500V 이하, 교류 1000V 이하이다.
• 고압은 직류 1500V 초과 7000V 이하, 교류 1000V 초과 7000V 이하이다.
• 특고압은 직류·교류 모두 7000V 초과이다.

혼동 주의: 고압과 특고압의 경계인 7000V는 직류와 교류가 같고, 저압 상한만 직류가 1.5배 높다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 1(위험물질의 종류)의 인화성액체·부식성 산류 분류 기준값이다.

• 에틸에테르·가솔린은 인화점 23℃ 미만이면서 초기끓는점 35℃ 이하인 가장 위험한 인화성액체다.
• 크실렌·등유·경유는 인화점 23℃ 이상 60℃ 이하인 인화성액체다.
• 염산·황산·질산은 농도 20% 이상이면 부식성 산류다.
• 인산·아세트산·불산은 농도 60% 이상이면 부식성 산류다.

혼동 주의: 인화성액체 상한 60℃와 인산·아세트산·불산 농도 60%를 섞지 말고, 부식성 염기류(수산화나트륨 등)는 40%다.

[해설]

방호장치 자율안전기준 고시는 교류아크용접기용 자동전격방지기의 성능 용어를 다음과 같이 정의한다.

• 교류아크용접기용 자동전격방지기 — 용접할 때만 주회로를 연결하고, 그 밖에는 출력측 무부하전압을 25V 이하로 낮추는 장치이다.
• 정격사용률 — 정격전류를 단속할 때 전체 시간 중 부하가 걸린 시간의 비율을 백분율로 나타낸 값이다.
• 무부하전압 — 방지기가 동작 중일 때 출력측에 나오는 정상 상태의 전압이다.
• 시동시간 — 용접봉이 피용접물에 닿은 뒤 주접점이 닫힐 때까지의 시간이다.
• 지동시간 — 용접을 멈춰 무부하전압이 생긴 뒤 주접점이 열릴 때까지의 시간이다.
• 표준시동감도 — 방지기를 시동시킬 수 있는 출력회로의 시동감도로, 명판에 표시된 값이다.
• 전격방지기 제어방식 — 전자접촉기를 쓰는 유접점 방식과 반도체 소자를 쓰는 무접점 방식으로 나뉜다.

혼동 주의: 시동시간은 접점이 닫힐 때까지이고, 지동시간은 접점이 열릴 때까지이다.

[해설]

도체에 쌓인 정전에너지 E = ½CV²가 프로판의 최소발화에너지에 이르면 방전 불꽃만으로 점화된다. 그래서 이 식을 V에 대해 풀어 폭발이 일어날 수 있는 최소 대전전위를 구한다.

공식: V = √(E ÷ ½C) = √(2E ÷ C)
대입: V = √(0.25×10^-3 J ÷ (½ × 12×10^-12 F))
결과: V ≒ 6,454.97 V

단위 환산이 채점 포인트다. 0.25 mJ는 0.25×10^-3 J로, 12 pF는 12×10^-12 F로 바꿔 넣어야 자릿수가 맞는다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 8(안전거리)에 따라 화재·폭발이 번지지 않도록 설비 사이에 두는 최소 거리다.

• 플레어스택은 공정의 가연성 가스를 태워 내보내는 굴뚝형 설비로, 늘 화염이 있어 단위공정시설·저장탱크·하역설비와 반경 20 m 이상 떨어져야 한다.
• 위험물 저장탱크는 불을 쓰는 보일러·가열로, 단위공정시설과 탱크 바깥면에서 20 m 이상 떨어져야 한다.
• 사무실·연구실·실험실·정비실·식당은 사람이 상주하므로 단위공정시설 등과 바깥면에서 20 m 이상 떨어져야 한다.

혼동 주의: 단위공정시설 상호 간 거리만 설비 바깥면에서 10 m 이상이고 나머지는 모두 20 m다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙은 아세틸렌 용접장치를 쓸 때 가스 누출과 인화 사고를 막기 위한 사업주 준수사항을 정하고 있다.

• 발생기의 종류·형식 같은 정보는 발생기실 안 보기 쉬운 곳에 게시해 잘못 조작하지 않게 한다.
• 관계 근로자가 아닌 사람은 발생기실 출입을 금지해 화기 반입과 오조작을 막는다.
• 발생기에서 5m, 발생기실에서 3m 이내에서는 흡연·화기 사용·불꽃이 생기는 행위를 금지한다.
• 도관은 산소용과 아세틸렌용이 뒤바뀌지 않도록 색이나 표시로 구분한다.
• 설치장소에는 초기 화재에 대응할 수 있도록 적당한 소화설비를 갖춘다.

혼동 주의: 화기 금지 거리는 발생기 쪽이 5m로 더 길고, 벽으로 둘러싸인 발생기실은 3m이다.

[해설]

퍼지는 설비 내부를 불활성가스로 치환해 산소 농도를 낮추는 불활성화 방법으로, 설비 조건에 따라 네 가지로 나뉜다.

• 진공퍼지 — 용기를 진공으로 감압한 뒤 불활성가스를 채우며, 진공에 견디는 용기에 쓴다.
• 압력퍼지 — 불활성가스를 가압 주입했다가 대기로 방출하며, 진공퍼지보다 빠르다.
• 사이폰퍼지 — 용기에 물 등 액체를 채운 뒤 빼내면서 빈 공간에 불활성가스를 채운다.
• 스위프퍼지 — 한쪽으로 불활성가스를 넣고 반대쪽으로 흘려 내보내며, 가압·감압이 어려운 설비에 쓴다.

외우는 요령: 감압(진공)·가압(압력)·액체 치환(사이폰)·흘려보내기(스위프)로 원리를 짝지어 둔다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙은 대지전압이 30V 이하인 전기기계·기구·배선·이동전선에는 누전에 의한 감전위험 방지 규정을 적용하지 않는다.

전압이 이 정도로 낮으면 사람이 닿아도 위험한 전류가 흐르지 않는다고 보기 때문이다. 대지전압이 30V를 넘으면 접지나 누전차단기 같은 감전방지 조치를 해야 한다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 1(위험물질의 종류)의 분류 기준값이다.

• 노르말헥산·아세톤·메틸에틸케톤은 인화점 23℃ 미만이면서 초기끓는점이 35℃를 넘는 인화성액체다.
• 염산·황산·질산은 농도 20% 이상이면 부식성 산류다.
• 수산화나트륨·수산화칼륨은 농도 40% 이상이면 부식성 염기류다.

혼동 주의: 인화점 23℃ 미만 물질 가운데 초기끓는점 35℃ 이하는 에틸에테르·가솔린 쪽이고, 산류 20%와 염기류 40%를 바꿔 쓰지 않는다.

[해설]

혼합가스의 폭발상한계는 각 성분의 부피비를 단독 상한계로 나눈 값의 합으로 100을 나누는 르샤틀리에 법칙으로 구하고, 메탄의 위험도는 상한계와 하한계 차이를 하한계로 나눈 값으로 평가한다.

상한계 공식: $U=\dfrac{100}{\frac{28}{75}+\frac{45}{15}+\frac{27}{12.4}}$
계산: $U=\dfrac{100}{0.373+3.0+2.177}\approx18.02\ \mathrm{vol\%}$

위험도 공식: $H=\dfrac{U-L}{L}$
대입: $H=\dfrac{15-5}{5}=2$

위험도가 클수록 폭발범위가 넓어 위험성이 크다는 뜻이며, 위험도에는 혼합가스 상한계가 아니라 메탄 단독의 상·하한계(15, 5)를 넣어야 한다는 점이 채점 포인트다.

[해설]

분진폭발은 가연성 분진이 공기 중에 떠 있다가 점화원을 만나 일어난다. 아래 조건은 불이 붙기 쉽게 하거나 연소가 퍼지는 속도를 높인다.

• 가연성 — 분진 자체가 탈 수 있는 물질이어야 폭발한다.
• 점화원의 존재 — 불꽃·정전기·마찰열 같은 에너지가 있어야 발화가 시작된다.
• 미분상태 — 입자가 고운 가루일수록 쉽게 가열되고 빨리 탄다.
• 표면적이 클수록 — 공기와 닿는 면이 넓어 산소와의 반응이 빨라진다.
• 부유성이 클수록 — 공기 중에 오래 떠 있어 폭발성 분진운이 잘 만들어진다.
• 교반과 유동 — 공기가 휘저어지고 흐르면 분진이 흩날려 공기와 고르게 섞인다.

외우는 요령: '탈 것(가연성)·불씨(점화원)·잘게(미분·표면적)·떠서(부유성)·섞여(교반·유동)'의 흐름으로 묶어 기억한다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제270조(내화기준)에 따라, 가스·분진폭발 위험장소의 구조물은 화재가 나도 일정 시간 무너지지 않도록 내화구조로 해야 한다.

• 건축물의 기둥과 보 — 건물을 떠받치는 뼈대이므로 지상 1층까지 내화구조로 한다(1층 높이가 6m를 넘으면 6m까지).
• 위험물 저장·취급용기의 지지대 — 지상에서 지지대 끝부분까지 내화구조로 하고, 높이 30cm 이하인 낮은 지지대는 제외한다.
• 배관·전선관 등의 지지대 — 지상에서 1단까지 내화구조로 한다(1단 높이가 6m를 넘으면 6m까지).

외우는 요령: 기둥·보와 배관 지지대는 높이 상한이 6m이고, 용기 지지대만 30cm라는 제외 기준이 따로 붙는다.

[해설]

분진폭발은 가열 → 열분해 → 혼합 → 착화 → 전파 순서로 진행된다. 고체 분진은 먼저 가열되어 가연성 기체를 내놓아야 연소할 수 있기 때문이다.

입자표면 온도 상승 → 입자표면 열분해 및 기체 발생 → 주위의 공기와 혼합 → 점화원에 의한 폭발 → 폭발열에 의하여 주위 입자 온도상승 및 열분해 순서다.

마지막 단계가 처음 단계로 되돌아가 반복되기 때문에 분진폭발은 연쇄적으로 확산되고, 2차·3차 폭발로 이어지기 쉽다.

[해설]

자동전격방지기는 아크가 꺼져 있는 무부하 상태에서 용접봉 쪽 전압을 안전한 수준(25V 이하)으로 낮춰 감전을 막는 장치이므로, 이 기능이 제대로 작동하도록 설치해야 한다.

• 부착 방향 — 직각으로 부착하는 것이 원칙이고, 어려우면 직각에서 20도를 넘지 않게 한다(내부 계전기가 기울기의 영향을 받는다).
• 이완 방지 — 이동·진동·충격으로 부착부가 헐거워지지 않게 고정한다.
• 표시등 — 작동 상태를 한눈에 확인할 수 있도록 보기 쉬운 곳에 둔다.
• 테스트 스위치 — 작동 시험을 바로 해볼 수 있도록 조작하기 쉬운 곳에 둔다.
• 외함 접지 — 누전되더라도 외함에 전압이 걸려 감전되는 일을 막는다.

외우는 요령: 표시등은 보기 쉬운 곳, 테스트 스위치는 조작하기 쉬운 곳으로 짝지어 외운다.

[해설]

방호장치 자율안전기준에 따라 역화방지기에는 자율안전확인 표시 외에 가스의 종류와 가스의 흐름 방향을 추가로 표시한다.

• 가스의 종류 — 아세틸렌용·LPG용처럼 대상 가스에 따라 소염 성능이 다르므로 맞는 제품을 써야 한다.
• 가스의 흐름 방향 — 역화방지기는 한쪽 방향으로만 작동하므로 거꾸로 달면 역화를 막지 못한다.

실무 의미: 두 표시 모두 현장에서 엉뚱한 가스용 제품을 쓰거나 반대로 설치하는 실수를 막기 위한 것이다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 1은 실험동물의 절반을 죽이는 용량(LD50)이나 농도(LC50)가 아래 값 이하인 물질을 급성 독성 물질로 정한다.

• 경구 — 쥐에게 먹였을 때 LD50 300mg/kg 이하.
• 경피 — 쥐 또는 토끼의 피부에 발랐을 때 LD50 1000mg/kg 이하(피부는 흡수가 느려 기준이 더 크다).
• 가스 흡입 — 쥐가 4시간 동안 들이마셨을 때 LC50 2500ppm 이하.

흡입 기준은 형태별로 달라서 증기는 10mg/L, 분진·미스트는 1mg/L 이하이며 ppm 단위는 가스에만 쓴다.

[해설]

교류아크용접기용 자동전격방지기의 형식 표시는 설치 형태·정격전류·적용 용접기 종류를 기호로 나타낸 것이다.

• SP는 용접기 밖에 따로 붙이는 외장형을 뜻한다.
• 숫자 3은 적용 정격전류 300A를 뜻한다(2이면 200A, 5이면 500A).
• A는 용접기에 내장되어 있는 콘덴서의 유무에 관계없이 사용할 수 있는 것을 뜻한다.

혼동 주의: 맨 뒤 H는 고저항시동형, L은 저저항시동형을 나타내며, B는 콘덴서를 내장하지 않은 용접기에만 쓰는 것이다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙의 가스집합 용접장치 규정은 가스를 많이 모아 두는 설비에서 인화와 역화가 번지는 것을 막는 데 초점을 둔다.

• 설치 장소 — 화기를 쓰는 설비에서 5m 이상 떨어뜨려 주변 불씨로 인화되는 것을 막는다.
• 안전기 — 주관과 분기관에 설치하고, 하나의 취관에는 2개 이상 두어 역화를 이중으로 차단한다.
• 구리 사용 제한 — 구리나 구리 함유량 70% 이상인 합금은 쓰지 않는다. 아세틸렌이 구리와 만나 폭발성 아세틸라이드를 만들기 때문이다.

혼동 주의: 아세틸렌 발생기실은 화기 사용 설비에서 3m를 넘게 떨어뜨리고, 가스집합장치는 5m 이상 떨어뜨린다.

[해설]

정전기 대전은 서로 다른 물체가 접촉하거나 분리될 때 전하가 이동해 발생하며, 접촉·분리가 일어나는 양상에 따라 여러 유형으로 구분한다.

• 마찰대전: 두 물체가 마찰하면서 전하가 이동하는 가장 흔한 형태다.
• 유동대전: 액체가 배관 등을 흐르면서 관벽과의 접촉·분리로 대전되는 형태다.
• 박리대전: 밀착된 두 물체가 떨어질 때 전하가 분리되며 발생한다.
• 충돌대전: 분체나 입자가 서로 충돌할 때 발생한다.

이 밖에 노즐로 분출될 때의 분출대전, 고체가 파괴될 때의 파괴대전도 함께 인정되므로 네 가지를 골라 쓰면 된다.

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화설비 적응성 표에 따르면, 화재 종류마다 통하는 소화 원리가 달라 맞는 소화기도 달라진다.

• 전기화재 — 약제가 전기를 통하지 않아야 하므로 이산화탄소·할로겐화합물·분말소화기가 맞다.
• 인화성 액체 — 기름 표면을 덮거나 산소를 차단하는 질식 효과가 필요하므로 포·이산화탄소·할로겐화합물·분말소화기가 맞다.
• 자기반응성 물질 — 물질 안에 산소가 들어 있어 질식소화가 통하지 않는다. 그래서 다량의 물로 식히는 봉상수·봉상수강화액·포 소화기가 맞다.

혼동 주의: 봉상수(물줄기)는 전기가 통하고 기름을 퍼뜨리므로 전기·유류 화재에 쓰지 않는다. 반대로 이산화탄소·할로겐·분말은 자기반응성 물질에는 효과가 없다.

[해설]

고압가스 안전관리법 시행규칙은 가스 종류를 색으로 구분하도록 공업용 용기의 도색을 정하고 있다.

• 수소 — 주황색.
• 아세틸렌 — 황색.
• 헬륨 — 따로 지정된 색이 없어 그 밖의 가스인 회색이다.
• 산소 — 녹색.
• 질소 — 역시 그 밖의 가스로 회색이다.

혼동 주의: 의료용 산소 용기는 백색이고, 공업용 액화탄산가스는 청색이다.

[해설]

혼합가스의 폭발하한계는 르샤틀리에 법칙으로 구한다. 각 성분의 부피비를 그 성분의 단독 하한계로 나눠 더한 값으로 100을 나눈다.

L = 100 / (V₁/L₁ + V₂/L₂ + V₃/L₃)
L = 100 / (80/9.5 + 10/5.6 + 10/3.1) = 100 / (8.42 + 1.79 + 3.23)
L = 100 / 13.44 ≒ 7.4 Vol%

혼동 주의: 분자에는 부피비의 합(100)이 들어간다. 분모에서는 부피비를 하한계로 나누며, 하한계에 부피비를 곱하는 식으로 계산하면 틀린다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제321조는 충전전로 전압 구간별로 접근한계거리를 정한다. 전압이 높을수록 공기를 통한 섬락(불꽃방전) 위험거리가 길어져 거리가 늘어난다.

• 0.75kV 초과 2kV 이하 — 45cm.
• 37kV 초과 88kV 이하 — 110cm.
• 145kV 초과 169kV 이하 — 170cm.
• 242kV 초과 362kV 이하 — 380cm.

혼동 주의: 0.3kV 이하는 접촉금지, 0.3kV 초과 0.75kV 이하는 30cm로 별도 구간이다.

[해설]

산업안전보건법 시행령 제43조는 위험물질을 대량으로 다뤄 중대산업사고 위험이 큰 7개 업종을 공정안전보고서 제출 대상으로 정한다. 이 문항은 그 가운데 석유·화학비료 계열의 5개를 묻는다.

• 원유 정제처리업 — 원유를 정제해 석유제품을 만드는 업종이다.
• 기타 석유정제물 재처리업 — 이미 정제된 석유제품을 다시 처리하는 업종이다.
• 석유화학계 기초화학물질 제조업 또는 합성수지 및 기타 플라스틱물질 제조업이다.
• 질소 화합물, 질소·인산 및 칼리질 화학비료 제조업 중 질소질 비료 제조이다.
• 복합비료 및 기타 화학비료 제조업 중 복합비료 제조이다.

혼동 주의: 나머지 2개 업종은 화학 살균·살충제 및 농업용 약제 제조업(농약 원제 제조)과 화약 및 불꽃제품 제조업이다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제230조에 따라 사업주는 아래 장소를 폭발위험장소로 설정하고 구분도를 작성해 관리해야 한다.

• 인화성 액체의 증기나 인화성 가스를 제조·취급·사용하는 장소 — 가스폭발 위험장소로 구분한다.
• 인화성 고체를 제조·사용하는 장소 — 분진폭발 위험장소로 구분한다.

설정 기준은 한국산업표준을 따르며, 위험장소의 종별에 맞는 방폭구조 전기기계·기구를 선정하는 근거가 된다.

[해설]

방호장치 자율안전기준 고시는 아세틸렌·가스집합 용접장치용 역화방지기의 성능을 여러 시험으로 확인하도록 정한다. 이 문항은 그중 4가지를 묻는다.

• 내압시험 — 본체가 정해진 압력을 견디고 파손·변형되지 않는지 확인한다.
• 기밀시험 — 접속부와 본체에서 가스가 새지 않는지 확인한다.
• 역류방지시험 — 하류 쪽 가스가 공급 쪽으로 거꾸로 흘러드는 것을 막는지 확인한다.
• 역화방지시험 — 취관에서 거꾸로 들어오는 불꽃을 실제로 끄고 차단하는지 확인한다.

외우는 요령: 내압과 기밀은 구조를, 역류방지와 역화방지는 기능을 확인하는 시험으로 묶어 외운다.

[해설]

르샤틀리에 법칙에 따라 혼합가스의 폭발하한은 각 성분의 부피비(%)를 단독 하한값으로 나눈 값을 모두 더한 뒤, 그 합으로 100을 나눠 구한다.

L = 100 / (V₁/L₁ + V₂/L₂ + V₃/L₃)
= 100 / (80/5 + 15/3 + 5/2.1)
= 100 / (16 + 5 + 2.38) = 100 / 23.38
≈ 4.28 vol%

혼동 주의: 부피비를 하한값으로 나누는 계산(V/L)이다. 하한값에 부피비를 곱하는 가중평균으로 풀면 틀린다.

[해설]

산업안전보건기준에 관한 규칙 제304조(누전차단기에 의한 감전방지)에서 감전방지용 누전차단기를 달아야 하는 기계·기구를 정한다.

• 이동형·휴대형 전기기계·기구는 대지전압이 150V를 넘으면 대상이다(손에 들고 쓰므로 누전되면 바로 감전된다).
• 습윤장소에서 쓰는 저압 중 직류는 1,500V 이하가 대상이다.
• 습윤장소에서 쓰는 저압 중 교류는 1,000V 이하가 대상이다.

혼동 주의: 저압 상한은 직류(1,500V)가 교류(1,000V)보다 크므로 두 수치를 바꿔 쓰지 않는다.