[위험물기능사 필기] 21년 3회차 시험지 PDF 다운로드

압력수조를 이용한 가압송수장치의 필요압력은 위험물안전관리법 시행규칙 별표17에 따라 $P = p_1 + p_2 + p_3 + 0.35\,\mathrm{MPa}$(소방용 호스 마찰손실수두압 + 배관 마찰손실수두압 + 낙차 환산수두압 + 0.35MPa)로 구한다. 대입하면 $P = 3 + 1 + 1.35 + 0.35 = 5.70\,\mathrm{MPa}$이다.

품명이 다른 위험물을 함께 저장할 때는 지정수량 배수의 합이 1 이상이면 지정수량 이상으로 본다. 브롬산칼륨(브롬산염류, 지정수량 300kg)과 염소산칼륨(염소산염류, 50kg)은 $\dfrac{80}{300} + \dfrac{40}{50} \approx 0.27 + 0.8 = 1.07$로 1을 넘는다. 질산·과산화수소(각 300kg)는 약 0.83배, 질산칼륨(300kg)·중크롬산나트륨(1000kg)은 0.9배, 휘발유(200L)·윤활유(제4석유류 6000L)는 약 0.43배로 모두 1 미만이다.

[보기]의 과염소산·과산화수소·질산은 모두 제6류 위험물(산화성 액체)이고, 제6류의 공통성질 중 하나가 '비중이 1보다 크다'이므로 세 가지 모두 물보다 무겁다.

실제 비중도 과염소산 약 1.76, 과산화수소 약 1.47, 질산 약 1.49(위험물 기준 비중 1.49 이상)로 모두 1을 넘으므로 답은 3개이다.

위험물안전관리법 시행령 별표1에서 유기과산화물의 지정수량은 10kg, 히드록실아민의 지정수량은 100kg이다. 따라서 지정수량 배수의 합은 $\dfrac{30}{10} + \dfrac{500}{100} = 3 + 5 = 8$배이다.

연소가 잘 일어나려면 산소와의 친화력이 커서 산화되기 쉬워야 하고, 반응 개시에 필요한 활성화 에너지는 작아야 한다. 활성화 에너지가 작을수록 작은 점화원으로도 연소반응이 시작되므로, 산소 친화력이 크고 활성화 에너지가 작은 물질이 연소 가능성이 가장 크다.

황린은 공기 중에서 자연발화할 수 있어 오히려 물 속에 저장하는 물질이므로 물과의 접촉을 피하라는 설명은 틀리다. 황린은 맹독성이므로 피부 접촉을 피하고, 산화제·화기의 접근을 멀리해야 한다는 나머지 설명은 모두 옳다.

탄화칼슘(CaC₂)은 물과 반응하여 가연성 가스인 아세틸렌을 발생시키므로 주수소화하면 오히려 화재가 확대된다. 반응식은 $\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}$이며, 염소산칼륨 등 제1류 산화성 고체는 다량의 물로 냉각소화가 가능하다.

알루미늄분과 아연분은 공기 중에서 표면에 치밀한 산화피막(Al₂O₃, ZnO)을 형성하여 내부의 산화를 막는 제2류 위험물이다. 부틸알코올은 제4류 위험물이며, 황화린·적린은 이러한 보호 산화피막을 형성하지 않는다.

황린은 발화점이 약 34℃로 매우 낮아 공기 중에서 자연발화하므로 공기와의 접촉을 차단하기 위해 물 속에 저장한다. 황린은 물에 녹지 않고 물과 반응하지도 않으며, 이황화탄소에는 잘 녹기 때문에 이황화탄소나 벤젠 속 보관은 부적합하다.

염소산나트륨(NaClO₃)은 산과 반응하면 유독성이며 폭발성이 있는 이산화염소(ClO₂) 가스를 발생시킨다. 이 때문에 염소산염류는 산과의 접촉을 엄격히 피해서 저장·취급해야 한다.

트리니트로톨루엔(TNT)은 벤젠 고리에 니트로기(-NO₂)가 세 개 결합한 제5류 위험물의 니트로화합물이다. 니트로셀룰로오스와 셀룰로이드류는 질산에스테르 계열이고, 니트로벤젠은 제4류 제3석유류로 니트로화합물이 아니다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표17의 경보설비 기준상 소화난이도등급Ⅱ의 옥내탱크저장소는 자동화재탐지설비 의무 설치 대상이 아니므로 비상경보설비 등으로 대신할 수 있다. 반면 연면적 500m² 이상의 일반취급소, 처마높이 6m 이상인 단층건물 옥내저장소, 옥내주유취급소는 자동화재탐지설비를 반드시 설치해야 한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표17에 따라 옥외소화전설비의 수원은 설치개수(4개 이상이면 4)에 13.5m³를 곱한 양 이상으로 한다. 이는 방수량 450L/min으로 30분간 방수할 수 있는 양($450 \times 30 = 13500\,\mathrm{L} = 13.5\,\mathrm{m^3}$)에 해당한다.

톨루엔은 벤젠 고리를 가진 무극성 방향족 탄화수소로 물에 녹지 않는 비수용성 위험물이다. 아세트알데히드·아세톤·메틸알코올은 모두 극성이 커서 물에 잘 녹는 수용성 위험물이다.

염소화이소시아눌산은 위험물안전관리법 시행규칙에서 제1류 위험물(산화성 고체)로 정하고 있는 행정안전부령이 정하는 품명에 해당하며, 지정수량은 300kg이다. 살균·소독제 원료로 쓰이는 강한 산화성 물질이다.

이황화탄소(CS₂)는 인화점이 약 -30℃로 매우 낮고 가연성 증기의 발생이 심하므로, 증기 발생을 억제하기 위해 물 속에 저장한다. 비중이 약 1.26으로 물보다 무겁고 물에 녹지 않기 때문에 수조 저장이 가능하다.

양쪽이 볼록한 경판을 가진 횡형 원통 탱크의 내용적 공식은 다음과 같다.

V = πr²(L + (L₁+L₂)/3)

V = 3.14 × 2² × (6 + (1.5+1.5)/3) = 3.14 × 4 × 7 = 87.92㎥

등유는 전기 부도체이므로 유동·주입 시 정전기가 축적되기 쉽고, 이 정전기 불꽃이 점화원이 될 수 있어 접지 등의 대책이 필요하다. 화기를 피하고 통풍이 잘 되는 곳에 밀봉·밀전하며 용기에 여유 공간을 남기는 것은 모두 옳은 취급법이다.

과염소산나트륨(NaClO₄)은 분자량이 약 122.5($23 + 35.5 + 16 \times 4$)인 무취의 백색 결정으로, 녹는점이 약 482℃이며 강한 산화제로서 폭약·로켓 추진제 등에 사용된다. 아염소산나트륨(약 90.5), 과산화바륨(약 169), 염소산바륨(약 304)은 분자량이 조건과 맞지 않는다.

황은 제2류 가연성 고체이므로 산소를 공급하는 산화제와 혼합되면 예민한 혼촉 위험 혼합물이 되어 충격·마찰에 의해 폭발할 수 있다. 황·질산칼륨(산화제)·목탄을 혼합한 흑색화약이 그 대표적인 예다.

습도가 높을수록 공기 중 수분을 통해 전하가 누설되어 정전기가 축적되기 어려우므로, 정전기를 제거하려면 상대습도를 70% 이상으로 높여야 한다. 습도를 낮추는 것은 오히려 정전기 축적을 촉진하며, 접지·공기 이온화·제전기 설치는 모두 올바른 제거 방법이다.

위험물안전관리법 시행령 제18조에 따라 자체소방대는 지정수량의 3천배 이상의 제4류 위험물을 취급하는 제조소 또는 일반취급소에 설치하여야 한다. 300배 규모나 저장소는 보기 중 자체소방대 설치 대상에 해당하지 않는다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표19 부표2의 운반 시 혼재기준에 따라 제4류 위험물은 제2류·제3류·제5류와 혼재할 수 있으므로 제4류와 제5류의 혼재는 가능하다. 제1류는 제6류와만 혼재할 수 있어 제1류+제2류, 제1류+제4류는 불가하고, 제5류+제3류도 혼재할 수 없다.

산화프로필렌은 제4류 특수인화물로 비점이 약 34℃이고, 과산화수소는 위험물 성상 자료 기준 비점이 약 80.2℃(융점 -0.89℃, 비중 1.465)이므로 두 물질 모두 끓는점이 100℃ 이하이다.

과산화수소는 제6류 산화성 액체이지 특수인화물이 아니고, 분해 시 산소를 낼 뿐 질소를 내지 않으며, 용액 상태에서 자연발화하지도 않으므로 나머지 보기는 모두 성립하지 않는다.

금속나트륨은 물은 물론 이산화탄소·할로겐화합물과도 격렬히 반응하는 금수성 물질이므로 팽창질석·팽창진주암·마른모래로 덮어 질식소화한다. 이산화탄소나 할로겐화합물 소화약제는 나트륨과 반응하여 오히려 위험을 키운다.

제5류 위험물은 자기반응성 물질로, 그 자체가 가연성이면서 분자 내에 산소를 함유하여 가열·충격·마찰에 의해 폭발적으로 연소할 수 있다. 따라서 불연성이라는 설명은 틀리며, 불연성 위험물은 제1류와 제6류이다.

위험물안전관리법 시행령 별표1에서 과산화벤조일(제5류 유기과산화물)의 지정수량은 10kg, 과염소산(제6류)의 지정수량은 300kg이다. 따라서 두 지정수량의 합은 $10 + 300 = 310\,\mathrm{kg}$이다.

자기연소(내부연소)는 제5류 위험물처럼 분자 내에 산소를 함유한 물질이 외부 공기 중의 산소 공급 없이 자체 산소로 연소하는 형태이다. 이 때문에 제5류 화재는 산소 차단에 의한 질식소화가 효과가 없고 다량의 물로 냉각소화해야 한다.

피크린산(트리니트로페놀)은 단독으로는 마찰·충격에 비교적 둔감하여 안정하지만, 금속과 반응하여 철·납·구리 등의 피크린산 금속염이 되면 매우 예민해져 폭발하기 쉽다. 이 때문에 피크린산은 금속제 용기의 사용을 피해야 한다.

위험물안전관리법 제5조에 따라 지정수량 이상의 위험물을 제조소등이 아닌 장소에서 임시로 저장 또는 취급하려면 관할 소방서장의 승인을 받아야 하며, 그 기간은 90일 이내이다.

인화칼슘(Ca₃P₂)은 물과 반응하여 유독성·가연성 가스인 포스핀(PH₃, 인화수소)을 발생시킨다. 반응식은 $\mathrm{Ca_3P_2 + 6H_2O \rightarrow 3Ca(OH)_2 + 2PH_3}$이다.

제2류 가연성 고체는 비교적 저온에서 착화하는 이연성 물질로 연소 속도가 빠르고 산화제와의 접촉·가열이 위험하지만, 자체적으로 산소를 함유하고 있지는 않다. 분자 내에 산소를 함유한 것은 제1류·제5류·제6류 위험물의 특징이다.

석유류에 포함된 황 성분이 연소하면 이산화황(SO₂, 아황산가스)이 발생한다. 이산화황은 강한 자극성 냄새가 나는 유독가스이며 수분과 만나면 아황산이 되어 취급 장치를 부식시킨다.

스테아르산은 탄소수 18의 포화 고급지방산으로 상온에서 백색 고체이며, 분자 내 이중결합이 없어 요오드값이 낮다. 벤젠·에테르에 녹고 양초·비누 제조에 사용된다는 설명은 옳다.

니트로셀룰로오스는 셀룰로오스를 질산과 황산의 혼산으로 니트로화(에스테르화)하여 만드는 질산에스테르이므로, 염기와 반응시켜 만든다는 설명은 틀리다. 질화도(질소 함유량)가 클수록 위험성이 크고, 질화도에 따라 강면약과 약면약으로 구분되며 약 130℃에서 분해하기 시작한다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표17의 소화설비 적응성 표에서 인산염류 분말소화설비는 제4류와 제6류 위험물 모두에 적응성이 있다. 이산화탄소·할로겐화합물·탄산수소염류 분말소화설비는 제4류에는 적응하지만 제6류에는 적응성이 없다.

위험물안전관리법 시행규칙 별표17에서 압력수조 방식의 필요압력은 소방용 호스 마찰손실수두압, 배관 마찰손실수두압, 낙차 환산수두압에 0.35MPa를 더하여 구한다. 즉 $P = 3 + 1 + 1.35 + 0.35 = 5.70\,\mathrm{MPa}$이다.

과염소산(HClO₄)의 분자량은 $1 + 35.5 + 16 \times 4 = 100.5$로 가장 크다. 과산화수소(H₂O₂)는 34, 질산(HNO₃)은 63, 히드라진(N₂H₄)은 32이다.

과산화나트륨(Na₂O₂)은 제1류 무기과산화물로 물과 반응하여 발열하면서 산소를 발생시킨다. 반응식은 $\mathrm{2Na_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4NaOH + O_2}$이며, 염소산칼륨·질산나트륨·과망간산칼륨은 물에 녹을 뿐 산소를 발생시키지 않는다.

철분·금속분·마그네슘은 금수성 성질이 있어 위험물안전관리법 시행규칙 별표17의 적응성 표에 따라 탄산수소염류 분말소화약제나 건조사 등으로 질식소화한다. 물은 가연성 가스인 수소를 발생시키고, 이산화탄소는 금속과 반응하며, 할로겐화합물도 적응성이 없다.

금속칼륨은 이산화탄소와 폭발적으로 반응하므로($\mathrm{4K + 3CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + C}$) 이산화탄소 소화약제를 사용할 수 없다. 칼륨 화재에는 건조사·팽창질석·팽창진주암으로 덮어 질식소화한다.

제6류 위험물은 물과 접촉하면 발열하는 강산화성 액체이므로 습기가 많은 곳이 아니라 통풍이 잘 되는 건조한 곳에서 취급해야 한다. 누출 시 마른 모래나 흙으로 흡수시키고, 피부 접촉을 피하며, 소화 후 다량의 물로 씻어내리는 것은 모두 옳은 방법이다.

탄화현상은 착화에너지가 부족하여 열분해가 충분히 일어나지 못해 가연성 증기가 적게 발생하고, 그 결과 불꽃연소로 이어지지 못한 채 표면만 검게 타는 현상이다. 조해현상은 공기 중 수분을 흡수해 녹는 것, 풍화현상은 결정수를 잃는 것으로 연소와 무관하다.

휘발유는 인화점이 약 -43~-20℃로 상온보다 훨씬 낮아 상온에서도 가연성 증기를 쉽게 발생시키므로 증기 발생에 항상 주의해야 한다. 증기는 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하고, 휘발유는 전기 부도체라서 정전기가 축적되기 쉽다는 점에서 나머지 보기는 틀리다.

디에틸에테르는 인화점 약 -45℃, 끓는점 약 34.5℃로 온도 상승에 따른 증기압 상승과 부피 팽창이 크므로, 저장용기에 2% 이상의 공간용적을 두어야 하며 가득 채워 보관하면 안 된다. 용기 밀봉, 통풍이 잘 되는 곳 보관, 정전기 방지는 모두 옳은 취급법이다.

니트로셀룰로오스는 제5류 자기반응성 물질로 무연화약 등 화약류 제조의 원료로 사용된다. 중크롬산나트륨은 제1류, 과산화수소는 제6류, 클로로벤젠은 제4류 제2석유류로 제5류 위험물이 아니다.

지정수량은 벤조일퍼옥사이드(유기과산화물) 10kg, 니트로글리세린(질산에스테르류) 10kg, TNT(니트로화합물) 200kg이다. 따라서 지정수량 배수의 합은 $\dfrac{10}{10} + \dfrac{50}{10} + \dfrac{400}{200} = 1 + 5 + 2 = 8$배이다.

위험물안전관리법 시행령 별표1에서 과염소산칼륨(과염소산염류)·과산화나트륨(무기과산화물)·금속칼슘(알칼리토금속)의 지정수량은 모두 50kg이지만, 황의 지정수량은 100kg으로 다르다.

과산화수소는 농도 36중량% 이상인 것만 위험물안전관리법 시행령 별표1의 제6류 위험물에 해당하므로 농도 40중량%인 것은 위험물이다. 질산은 비중 1.49 이상이어야 하고, 철분은 53μm 표준체 통과분이 50중량% 이상이어야 위험물에 해당하며, 황산은 위험물이 아니다.

과산화수소는 강한 산화제이지만 과망간산칼륨처럼 자신보다 더 강한 산화제와 만나면 환원제로도 작용한다. 물·알코올·에테르에 잘 녹고, 옥시돌은 약 3% 수용액이며, 알칼리성 용액에서는 오히려 분해가 촉진되므로 나머지 보기는 틀리다.

물을 안개 모양으로 무상 주수하면 미세한 물방울이 기화하면서 생긴 수증기가 산소 공급을 차단하는 질식소화작용을 하고, 비수용성 액체 표면에 유화층(에멀션)을 형성해 가연성 증기 발생을 억제하는 유화소화작용도 나타난다. 이 두 효과가 냉각소화에 부가되어 소화효과가 높아진다.

위험물안전관리법 제22조에 따라 소방공무원 또는 경찰공무원은 주행 중인 이동탱크저장소를 정지시켜 위험물의 취급에 관한 국가기술자격증 또는 교육수료증의 제시를 요구할 수 있다. 이동탱크저장소에 대한 단속 권한은 소방공무원과 경찰공무원에게 부여되어 있다.

메틸에틸케톤은 인화점이 약 -1℃인 제4류 제1석유류로 인화성이 강하므로, 가연성 증기가 새어 나오지 않도록 용기를 밀전·밀봉해야 하며 가스 배출 구멍을 설치하면 오히려 위험하다. 직사광선을 피해 찬 곳에 저장하고 통풍을 잘 시키는 것은 옳은 취급법이다.

수소화나트륨(NaH)·수소화칼륨(KH)·수소화리튬(LiH) 등 금속의 수소화물은 제3류 위험물로, 물과 반응하여 가연성 가스인 수소를 발생시킨다. 예를 들어 $\mathrm{NaH + H_2O \rightarrow NaOH + H_2}$의 반응이 일어나므로 물과의 접촉을 피해야 한다.