[가스기능장 필기] 05년 1회차
가스기능장 필기 기출문제

05년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com

05년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
아세틸렌 충전작업 시 주의사항으로 옳은 것은?
1구리합금 중 구리 62% 이상 함유물은 사용하지 말 것
2충전 중의 압력은 10kg/cm2을 넘지 않도록 할 것
3충전 후 12시간 정치할 것
4충전용 지관에는 탄소함유량이 1% 이하의 강을 사용 할 것
정답 및 해설

구리 함유량이 높은 합금은 아세틸렌과 반응해 폭발성이 강한 구리 아세틸라이드를 생성할 수 있어, 구리 함유량이 62% 이상인 구리합금은 아세틸렌 충전 설비·기구에 사용하지 않는다. 이 설명이 옳다.

나머지는 기준값이 실제와 다르다. 충전 중의 압력은 2.5MPa(약 25kg/cm²) 이하로 하고, 충전 후에는 24시간 정치하며, 충전용 지관에는 탄소 함유량 0.1% 이하의 강을 사용해야 한다.

문제 2
액화석유가스 저장탱크의 설치 기준으로 옳지 않은 것은?
1지상에 설치하는 저장탱크 및 지주는 내열성의 구조로 한다.
2저장탱크 외면으로 부터 2m 이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있는 냉각살수 장치를 한다.
3소형 저장탱크의 경우는 유효냉각 장치가 필요치 않다.
4저장탱크 외면에는 부식방지코팅 및 전기부식 방지조치를 한다.
정답 및 해설

액화석유가스 저장탱크의 냉각살수장치는 저장탱크 외면으로부터 5m 이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있어야 하므로, 2m 이상이면 된다고 한 설명이 옳지 않다.

화재가 발생하면 탱크 주변으로 접근하기 어려우므로, 충분히 떨어진 안전한 위치에서 살수장치를 조작할 수 있어야 하기 때문이다.

지상에 설치하는 저장탱크와 지주를 내열성 구조로 하는 것, 탱크 외면에 부식방지 코팅과 전기부식 방지조치를 하는 것은 옳은 기준이며, 소형 저장탱크는 유효냉각장치(물분무장치 등) 설치 대상에서 제외된다.

문제 3
상용압력 200㎏/cm2 인 고압설비의 안전밸브 작동압력은 몇 ㎏/cm2인가?
1130kg/cm2
2240kg/cm2
3350kg/cm2
4460kg/cm2
정답 및 해설

안전밸브 작동압력은 내압시험압력의 8/10에 해당하는 압력으로 정한다.

상용압력이 200 kgf/cm2200\ \mathrm{kgf/cm^2}인 고압설비의 내압시험압력은 상용압력의 1.5배인 300 kgf/cm2300\ \mathrm{kgf/cm^2}이다.

따라서 안전밸브 작동압력은 300×0.8=240 kgf/cm2300 \times 0.8 = 240\ \mathrm{kgf/cm^2}이다.

문제 4
금속재료의 가스에 의한 침식에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
1고온고압의 암모니아는 강재에 대해서 질화작용과 수소 취성의 두가지 작용을 미친다.
2일산화탄소는 Fe, Ni 등 철족의 금속과 작용하여 금속카보닐을 생성한다.
3고온고압의 질소는 강재의 내부까지 침입하여 강재를 취화시키므로 고온고압의 질소를 취급하는 기기에는 강재를 사용할 수 없다.
4중유나 연료유 속에 포함되는 바나듐산화물이 금속표면에 부착하면 급격한 고온부식을 일으키는 일이 있다.
정답 및 해설

질소는 상온에서 거의 반응하지 않는 안정한 기체이고, 고온·고압에서 일부 금속과 질화물을 만들기는 하지만 질소를 취급하는 기기에 강재를 사용할 수 없다고 할 정도는 아니므로 이 설명이 옳지 않다.

  • 고온고압의 암모니아는 강재에 질화작용과 수소취성을 동시에 일으킨다.
  • 일산화탄소는 철, 니켈 등 철족 금속과 반응해 금속카보닐을 생성한다.
  • 중유·연료유 속 바나듐산화물이 금속 표면에 부착하면 급격한 고온부식을 일으킬 수 있다.
문제 5
냉동장치의 배관 시공상 주의 사항 중 잘못된 것은?
1완전기밀이며 충분한 내압강도를 가질 것
2기기 상호간의 배관길이는 되도록 길게할 것
3관의 자중 등을 고려 적당한 고정구 및 지지구를 사용 할 것
4사용한 재료는 각각의 용도, 냉매의 종류, 온도에 따라서 선택된 것일 것
정답 및 해설

냉동장치 배관은 기기 상호간의 배관길이를 되도록 짧게 하는 것이 원칙이며, 되도록 길게 하라는 것은 잘못된 시공 방침이다.

배관이 길어지면 냉매의 압력손실과 열손실이 커지고 진동·소음 발생 우려도 늘어나므로, 완전기밀·충분한 내압강도를 갖추고 관의 자중을 지지하면서도 최단 경로로 배관하는 것이 바람직하다.

문제 6
염소의 용도에 해당하지 않는 것은?
1수도물의 살균
2염화비닐 원료
3섬유표백
4수소의 제조원료
정답 및 해설

염소는 수소를 만들기 위한 원료가 아니며, 오히려 소금물(NaCl 수용액)을 전기분해하는 염소-알칼리(전해) 공정에서 수소와 함께 동시에 생성되는 물질이다.

염소는 상수도의 살균, 염화비닐(PVC) 원료, 섬유의 표백 등에 널리 쓰이는 반면, 수소 제조의 원료로 쓰이지는 않는다.

문제 7
어떤 통 속에 원자량이 35.5의 액체 염소 25㎏이 들어있다 이 염소를 표준상태인 바깥으로 내 놓으면 몇 m3의 부피를 차지하는가?
122.4
215.4
311.0
47.9
정답 및 해설

염소는 2원자 분자이므로 분자량은 35.5×2=7135.5 \times 2 = 71이다.

몰수는 n=25000 g71 g/mol≈352.1 moln = \dfrac{25000\ \mathrm{g}}{71\ \mathrm{g/mol}} \approx 352.1\ \mathrm{mol}이다.

표준상태 기체 부피는 V=352.1×22.4 L≈7887 L≈7.9 m3V = 352.1 \times 22.4\ \mathrm{L} \approx 7887\ \mathrm{L} \approx 7.9\ \mathrm{m^3}로, 이것이 염소가 차지하는 부피이다.

문제 8
어떤 온도에서 A, B 각각 1몰을 반응시켜서 평형에 도달했을 때 C가 2/3몰 생성됐다. 이 반응 A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 의 평형상수는 얼마인가?
12
24
36
48
정답 및 해설

A, B 각 1몰에서 출발해 C가 2/3몰 생성되면, 반응식의 계수가 모두 1이므로 D도 2/3몰 생성되고 A, B는 각각 13\dfrac{1}{3}몰씩 남는다.

평형상수는 K=[C][D][A][B]=23×2313×13=4K = \dfrac{[C][D]}{[A][B]} = \dfrac{\frac{2}{3}\times\frac{2}{3}}{\frac{1}{3}\times\frac{1}{3}} = 4이며, 이것이 이 반응의 평형상수이다.

문제 9
표준상태에서 어떤 가스의 부피가 1m3인 것은 몇 몰인가?
122.6
233.6
344.6
455.6
정답 및 해설

표준상태에서 기체 1몰의 부피는 종류에 관계없이 22.4 L22.4\ \mathrm{L}이다.

부피 1 m3=1000 L1\ \mathrm{m^3} = 1000\ \mathrm{L}에 해당하는 몰수는 n=100022.4≈44.6 moln = \dfrac{1000}{22.4} \approx 44.6\ \mathrm{mol}이므로 약 44.6몰이다.

문제 10
기체의 압력이 감소하여 P→0인 한계상황에서 분자 자체의 체적은 어떻게 변화하는가?
1기체가 차지하는 전체 체적에 비해 점점 커지게 된다
2기체가 차지하는 전체 체적에 비해 점점 작아지게 된다.
3기체가 차지하는 전체 체적에 영향을 미치지 않는다.
4기체가 차지하는 전체 체적에 비해 지수함수적으로 커진다.
정답 및 해설

압력이 낮아져 P→0P \to 0에 가까워지면 분자 사이의 평균 거리가 멀어져, 분자 자체의 부피는 기체가 차지하는 전체 부피에 비해 점점 작아져 무시할 수 있는 수준이 된다.

이 극한에서 기체는 분자 자체의 부피와 분자 간 인력을 모두 무시할 수 있는 이상기체 거동에 가까워진다.

문제 11
25℃, 1기압의 공기 중에서 프로판가스의 폭발 범위는?
11.8 - 8.4%
22.2 - 9.5%
34.15 - 75%
41.5 - 80.5%
정답 및 해설

공기 중 프로판(C₃H₈)의 폭발범위(연소범위)는 2.2∼9.5%2.2 \sim 9.5\%이다.

이는 자주 출제되는 프로판의 고유 물성값으로, 부탄이나 수소·아세틸렌처럼 범위가 훨씬 넓은 가스의 값과 혼동하지 않도록 주의해야 한다.

문제 12
다음 사항중 배관진동의 원인이 되지 않는 것은?
1왕복 압축기의 맥동류
2직관내의 압력 강하
3안전밸브작동
4지진
정답 및 해설

직관 내의 압력강하는 유체가 흐르면서 마찰로 서서히 생기는 정상적인 압력 손실일 뿐, 배관을 흔드는 힘을 만들지 않으므로 진동의 원인이 아니다.

  • 왕복 압축기의 맥동류는 주기적인 압력 변동으로 배관을 진동시킨다.
  • 안전밸브 작동은 순간적인 분출 반력과 급격한 유량 변화로 충격 진동을 일으킨다.
  • 지진은 외부에서 가해지는 대표적인 진동원이다.
문제 13
압축가스를 단열 팽창시키면 온도와 압력이 강하하는 현상을 무엇이라고 하는가?
1펠티어 효과
2제백효과
3쥬울톰슨 효과
4페러데이 효과
정답 및 해설

압축된 기체를 외부에 일을 하지 않고 단열 팽창시킬 때 온도와 압력이 함께 낮아지는 현상을 쥬울-톰슨 효과라 한다.

이 효과는 냉동·액화 장치에서 가스를 팽창시켜 냉각시키는 원리로 이용된다. 펠티어효과·제백효과는 전기와 열 사이의 변환 현상이고, 페러데이 효과는 자기장에 의한 빛의 편광면 회전 현상으로 이 문제와는 무관하다.

문제 14
다음 중 제백(Seebeck)효과를 응용한 온도계는?
1저항온도계
2열전대온도계
3브로돈관식온도계
4바이메탈식온도계
정답 및 해설

제백(Seebeck) 효과는 서로 다른 두 금속의 접점에 온도차가 생기면 기전력이 발생하는 현상으로, 이를 응용한 온도계가 열전대온도계이다.

저항온도계는 금속의 전기저항 변화를, 브로돈관식·바이메탈식 온도계는 각각 압력 변화와 열팽창 차이를 이용하는 방식이어서 제백효과와는 원리가 다르다.

문제 15
다음 배관 도시 기호 중 관내의 유체가 가스인 것을 나타내는 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

배관 도시기호에서 관 속을 흐르는 유체의 종류는 인출선 위에 영문 머리글자로 적으며, 가스는 Gas의 머리글자 G로 표시한다. 보기 중 인출선 위에 G가 쓰인 기호가 가스 배관이다.

나머지 기호가 가리키는 유체는 다음과 같다.

  • O는 기름(Oil)을 흘리는 관이다.
  • S는 증기(Steam)를 흘리는 관이다.
  • A는 공기(Air)를 흘리는 관이다.

이 밖에 물은 W(Water)로 적는다.

문제 16
다음은 고압가스 운반시의 운반기준이다. 잘못된 항목은?
1충전용기는 자전거 또는 오토바이에 적재하여 운반하지 아니할 것
2염소와 수소는 동일차량에 적재하여 운반하지 아니할 것
3가연성가스를 운반하는 차량에는 소화설비 및 재해발생 방지를 위한 자재 및 공구를 휴대할 것
4충전용기와 휘발유를 동일 차량에 적재하여 운반할 경우에는 시, 도지사의 허가를 받을 것
정답 및 해설

가연성가스 충전용기를 휘발유 등 위험물과 동일 차량에 적재해 운반하는 것은 원칙적으로 금지되며, 시·도지사의 허가를 받으면 예외가 인정되는 사항이 아니다.

자전거·오토바이 적재 금지, 염소와 수소의 동일차량 적재 금지, 가연성가스 운반차량의 소화설비·재해방지 자재 및 공구 휴대는 실제 운반기준에 해당하는 옳은 내용이다.

문제 17
특정 고압가스가 아닌 것은?
1산소
2액화염소
3천연가스
4산화에틸렌
정답 및 해설

산화에틸렌은 법령상 지정된 특정고압가스 목록에 포함되지 않는다.

특정고압가스는 수소, 산소, 액화암모니아, 아세틸렌, 액화염소, 천연가스 등 사용 신고 대상으로 별도 지정된 가스를 가리키며, 산소·액화염소·천연가스는 이 목록에 포함되지만 산화에틸렌은 포함되지 않는다.

문제 18
압축가스를 충전하는 용기의 부속품에 표시하는 기호는?
1PG
2AG
3LT
4LG
정답 및 해설

압축가스를 충전하는 용기의 부속품에는 PG 기호를 표시한다.

이와 달리 아세틸렌가스 전용 용기 부속품은 AG, 초저온용기 및 저온용기의 부속품은 LT, 액화석유가스 외의 액화가스용은 LG로 구분해 표시하며, 액화석유가스 전용은 LPG로 표시한다.

문제 19
다음 물질의 제조(공업적)시 최고압력이 높은 것부터 순서대로 나열된 것은?
1① - ② - ③
2② - ① - ③
3③ - ② - ①
4① - ③ - ②
정답 및 해설

세 공정의 운전압력을 비교하면 고압법 폴리에틸렌 제조가 1,000~3,000 atm으로 가장 높고, 그다음이 고압법 암모니아 합성의 600~1,000 atm이며, 일산화탄소와 물로 수소를 만드는 공정이 가장 낮다.

폴리에틸렌은 에틸렌을 라디칼 중합시키기 위해 초고압이 필요하고, 암모니아 합성은 질소와 수소가 합쳐지며 분자수가 줄어드는 반응이라 압력을 올릴수록 평형이 생성물 쪽으로 이동해 고압으로 운전한다.

반면 일산화탄소와 수증기의 전화반응 CO+H2O→CO2+H2\mathrm{CO}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2} 는 양변의 분자수가 같아 가압해도 평형이 이동하지 않으므로 굳이 고압을 쓰지 않는다.

문제 20
도시가스 누출시 냄새에 의한 감지를 위하여 냄새나는 물질을 첨가하는 올바른 방법은?
11/100의 상태에서 감지 가능한 것
21/500의 상태에서 감지 가능한 것
31/1000의 상태에서 감지 가능한 것
41/2000의 상태에서 감지 가능한 것
정답 및 해설

도시가스에 첨가하는 부취제는 가스가 공기 중에 1/1000(0.1%)의 상태에서도 냄새로 감지할 수 있도록 첨가해야 한다.

이는 폭발하한계에 이르기 훨씬 전, 낮은 농도에서부터 누출을 알아챌 수 있도록 하기 위한 안전 기준이다.

문제 21
배관을 지하매설하는 경우 배관은 그 외면으로 부터 다른 시설물과 몇 m 이상 거리를 유지해야 하는가?
10.1m
20.3m
30.5m
40.7m
정답 및 해설

배관을 지하에 매설하는 경우, 배관 외면으로부터 다른 시설물과 0.3m 이상의 거리를 유지해야 한다.

이 이격거리는 굴착 등 다른 시설물 공사 시 배관 손상 사고를 예방하기 위한 최소 기준이다.

문제 22
1kg의 공기가 100℃에서 열량 25kcal를 얻어 등온팽창 시킬 때 엔트로피 변화량은 몇 kcal/kg·K인가?
10.043
20.058
30.067
40.083
정답 및 해설

등온 과정에서의 엔트로피 변화량은 ΔS=QT\Delta S = \dfrac{Q}{T}로 구한다.

온도는 T=100+273=373 KT = 100+273 = 373\ \mathrm{K}이므로, ΔS=25 kcal373 K≈0.067 kcal/(kg⋅K)\Delta S = \dfrac{25\ \mathrm{kcal}}{373\ \mathrm{K}} \approx 0.067\ \mathrm{kcal/(kg\cdot K)}이며 이것이 엔트로피 변화량이다.

문제 23
액화석유가스 사용자 중에서 보험가입대상이 되는 자는?
1LPG 사용자 신고자중 병원, 공중목욕탕, 호텔 또는 여관을 경영하는자 또는 시장에서 최고 100㎏미만의 LPG를 저장하는 자
2LPG사용자 신고자중 제1종 보호시설에서 영업장의 면적이 50m2미만인 영업소 경영자
3LPG사용자 신고자중 저장능력이 50㎏과 사용면적이 50m2미만인 사용자
4LPG사용자 신고자 중 저장능력이 250㎏이상인 저장시설을 갖춘 자
정답 및 해설

액화석유가스 사용자 중 보험가입 대상이 되는 자는 저장능력 250kg 이상인 저장시설을 갖춘 사용자이다.

저장능력이 일정 규모 이상인 사용시설은 특정사용시설로 관리되어 안전관리 의무가 무거워지고, 사고 시 피해 규모도 커지므로 배상책임보험 가입 대상이 된다.

반면 병원·목욕탕·호텔 같은 업종이나 영업장 면적, 사용면적만을 기준으로 보험가입 대상을 정하지는 않으므로 나머지 설명은 기준과 맞지 않는다.

문제 24
고압가스 용기제조의 기술기준에 있어서 재료로서 가장 옳은 것은? (단, 이음매 없는 용기는 제외)
1스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 0.33%, 0.04% 및 0.05% 이하의 강등을 사용한다.
2스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 0.35% 이상의 강 등을 사용한다.
3스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 3.3% 이상, 0.04% 이상 및 0.05% 이상의 강 등을 사용한다.
4스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 0.33%, 0.04% 및 5% 이하의 강 등을 사용한다.
정답 및 해설

이음매 없는 용기를 제외한 고압가스 용기 제조에는 스테인리스강, 알루미늄합금 또는 탄소 0.33% 이하·인 0.04% 이하·황 0.05% 이하인 강 등을 사용한다.

탄소·인·황은 용접성과 취성에 영향을 미치는 성분이므로, 용접 구조로 제작되는 용기의 재료는 이 상한값 이하로 관리된다.

문제 25
관을 용접으로 이음하고 용접부를 검사하는데 다음 중 비파괴 검사법에 속하지 않는 것은?
1음향검사
2침투검사
3인장시험검사
4자분검사
정답 및 해설

음향검사, 침투탐상검사, 자분탐상검사는 재료·구조를 파괴하지 않고 결함을 찾는 비파괴검사이다.

인장시험검사는 시험편을 실제로 잡아당겨 파단시키는 파괴검사이므로 비파괴검사법에 속하지 않는다.

문제 26
다음 중 프로판 가스에 대한 성질이 아닌 것은?
1완전연소에 필요한 이론 공기량은 프로판 1몰에 대해 산소 5몰이 필요하다.
21[㎏]의 발열량은 약 12000[㎉] 이다.
31[m3]의 발열량은 약 12000[㎉] 이다.
4연소 속도가 늦다.
정답 및 해설

프로판(C₃H₈) 1m³의 발열량은 약 12000kcal이 아니라 그 두 배가량이므로, 이 설명이 프로판의 성질과 맞지 않는다.

프로판의 분자량은 44이므로 표준상태 밀도는 4422.4≈1.96 kg/m3\dfrac{44}{22.4} \approx 1.96\ \mathrm{kg/m^3}이다. 1kg의 발열량이 약 12000kcal이므로 1m³의 발열량은 12000×1.96≈24000 kcal12000 \times 1.96 \approx 24000\ \mathrm{kcal} 수준이 된다.

완전연소식 C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2O}에서 프로판 1몰당 산소 5몰이 필요하다는 것과, 프로판의 연소속도가 수소·아세틸렌 등에 비해 느리다는 설명은 실제 성질과 일치한다.

문제 27
일산화탄소의 제법이다. 올바른 것은?
1수소가스 제조시의 부산물로 제조된다.
2석유 또는 석탄을 가스화하여 얻을 수 있는 수성가스에서 회수한다.
3알코올 발효시의 부산물이다.
4석회석의 연소에 의해 생성된다.
정답 및 해설

일산화탄소는 석유나 석탄을 가스화할 때 생기는 수성가스(水性가스)에서 회수해 얻을 수 있다.

수소 제조의 부산물이나 알코올 발효의 부산물, 석회석의 연소로 얻는다는 설명은 일산화탄소의 실제 제조 경로와 맞지 않는다.

문제 28
다음 설명중 ( )에 알맞는 것은?
1100㎏, 10m3
210ton, 10만m3
31ton, 5m3
4500㎏, 100m3
정답 및 해설

고압가스를 일정량 이상 저장하려면 저장소 설치허가를 받아야 하는데, 독성이 매우 강한 가스는 그 기준량이 크게 낮아진다. 허용농도가 1 ppm 미만인 독성가스는 액화가스 100 kg, 압축가스 10 m3 이상이면 허가 대상이다.

일반 고압가스의 기준량이 액화가스 5톤·압축가스 500 m3이고 보통의 독성가스가 액화가스 1톤·압축가스 100 m3인 것과 견주면, 맹독성 가스는 훨씬 적은 양부터 규제를 받는 셈이다. 근거는 고압가스 안전관리법 시행규칙의 저장능력 기준이다.

※ 현행 기준으로는 허용농도가 100만분의 200(200 ppm) 이하인 독성가스에 대해 같은 100 kg·10 m3 기준을 적용한다.

문제 29
긴급차단 장치는 긴급차단 밸브의 동력원에 의해 다음과 같이 분류된다. 틀린 것은?
1유압식 긴급차단 장치
2공기식 긴급차단 장치
3스프링식 긴급차단 장치
4전기식 긴급차단 장치
문제 30
다음 가스 중 허용농도가 작은 것부터 올바르게 배열된 것은?
1① - ② - ③ - ④
2③ - ② - ④ - ①
3③ - ② - ① - ④
4② - ③ - ④ - ①
정답 및 해설

보기의 네 가스를 허용농도(TLV-TWA)로 놓고 보면 포스겐 0.1 ppm, 염소 1 ppm, 시안화수소 10 ppm, 암모니아 25 ppm 이므로 작은 것부터 포스겐 → 염소 → 시안화수소 → 암모니아 순이다.

허용농도가 작을수록 미량으로도 인체에 해를 주는 가스다. 포스겐은 폐포까지 침투해 폐부종을 일으키는 질식성 가스여서 값이 가장 작고, 암모니아는 강한 자극취 덕분에 낮은 농도에서 알아차리고 피할 수 있어 값이 가장 크다.

문제 31
스케줄 번호와 응력의 관계는?
1
2
3
4
정답 및 해설

스케줄 번호는 사용압력을 허용응력으로 나눈 값에 10을 곱한 Sch No=10×PS\text{Sch No}=10\times\dfrac{P}{S} 로 정해지므로, 사용압력에 비례하고 허용응력에는 반비례한다.

여기서 P는 사용압력(kg/cm2)(\mathrm{kg/cm^2}), S는 허용응력(kg/mm2)(\mathrm{kg/mm^2}) 이며 허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이다. 단위가 같은 계열이면 계수가 1000이 되지만, 압력을 kg/cm2\mathrm{kg/cm^2}, 응력을 kg/mm2\mathrm{kg/mm^2} 로 쓰면 100배 차이가 상쇄되어 계수가 10이 된다.

같은 압력이라도 재질이 약해 허용응력이 작으면 관을 두껍게 해야 하므로 스케줄 번호가 커진다. 허용응력을 분자에 둔 식은 이 관계를 거꾸로 적은 것이다.

문제 32
가스발생설비에서 설치하지 않는 장치는?
1압력상승방지장치
2긴급차단장치
3역류방지장치
4밀도측정장치
정답 및 해설

밀도측정장치는 가스발생설비에 설치하는 장치가 아니다.

가스발생설비는 이상 압력 상승을 막는 압력상승방지장치, 배관 파손 등 이상시 가스를 즉시 차단하는 긴급차단장치, 가스가 역류해 원료 계통으로 유입되는 것을 막는 역류방지장치를 반드시 갖춘다.

밀도는 제조가스의 품질 관리 항목일 뿐 안전을 위해 설비에 필수로 설치해야 하는 방호장치는 아니다.

문제 33
다음 화학반응중 수소가스를 발생하지 않는 반응은?
1소금물의 전해반응
2알루미늄과 수산화나트륨 용액의 반응
3은과 묽은 황산의 반응
4철과 묽은 황산의 반응
정답 및 해설

은과 묽은 황산의 반응에서는 수소가스가 발생하지 않는다.

은은 수소보다 이온화 경향이 작은 금속이어서 묽은 황산과 반응해 수소를 치환시키지 못한다.

  • 소금물의 전해반응은 음극에서 물이 환원되며 수소가 발생한다.
  • 알루미늄과 수산화나트륨 용액의 반응은 양쪽성 금속인 알루미늄이 알칼리와 반응해 수소를 낸다.
  • 철과 묽은 황산의 반응은 철이 수소보다 이온화 경향이 커서 수소를 치환해 낸다.
문제 34
프로판가스 10kg을 완전 연소하는데 필요한 공기량을 구하면? (단, 공기는 산소와 질소로 조성되어 있고, 체적비는 21:79로 되어있다)
196Nm3
2105Nm3
3120Nm3
4122Nm3
정답 및 해설

프로판가스 10kg을 완전연소시키는 데 필요한 공기량은 약 122 Nm³이다.

연소반응 C3H8+5O2→3CO2+4H2OC_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O에서 프로판 1몰에 산소 5몰이 필요하다.

프로판 10kg은 1000044≈227.3 mol\dfrac{10000}{44} \approx 227.3\ \mathrm{mol}이며, 표준상태 부피로 환산하면 227.3×22.4≈5.09 Nm3227.3 \times 22.4 \approx 5.09\ \mathrm{Nm^3}이다.

필요 산소량은 5.09×5≈25.45 Nm35.09 \times 5 \approx 25.45\ \mathrm{Nm^3}이고, 공기 중 산소의 체적비가 21%이므로 공기량은 25.450.21≈121.2 Nm3\dfrac{25.45}{0.21} \approx 121.2\ \mathrm{Nm^3}로, 제시된 값 중 122 Nm³에 가장 가깝다.

문제 35
냉동장치의 점검·수리 등을 위하여 냉매계통을 개방하고 자 할 때는 펌프다운(pump down)을 하여 계통내의 냉매를 어디에 회수하는가?
1수액기
2압축기
3증발기
4유분리기
정답 및 해설

펌프다운 시 계통 내의 냉매는 수액기에 회수한다.

펌프다운은 압축기를 운전해 증발기·배관 등에 남아 있는 냉매를 응축시켜 고압 액체 상태로 수액기에 모으는 작업이다.

이렇게 냉매를 수액기에 회수한 뒤 저압측 배관·밸브를 개방해야 냉매 유출 없이 안전하게 점검·수리할 수 있다.

문제 36
도시가스 사용시설 중 배관에 표기하는 내용으로 틀린 것은?
1가스명칭
2흐름방향
3최고사용압력
4유량
정답 및 해설

배관에 표기해야 하는 사항 중 유량은 포함되지 않는다.

도시가스 사용시설의 배관 표면에는 사용하는 가스명칭, 가스가 흐르는 흐름방향, 배관이 견딜 수 있는 최고사용압력을 표시하도록 되어 있다.

유량은 배관 자체의 고정 표시 항목이 아니라 계측기(유량계)로 측정하는 값이다.

문제 37
가연성 가스 제조장치의 기밀시험에 사용되는 기체는?
1암모니아
2산소
3아세틸렌
4질소
정답 및 해설

가연성 가스 제조장치의 기밀시험에는 질소를 사용한다.

기밀시험은 설비의 누설 유무만 확인하면 되므로 가연성·조연성·독성이 없는 불활성가스를 사용해야 안전하다.

  • 암모니아는 독성·가연성 가스여서 시험용으로 쓸 수 없다.
  • 산소는 조연성 가스로 가연성 설비 내부에 남아 있으면 폭발 위험을 높인다.
  • 아세틸렌 자체가 가연성 가스이므로 시험기체로 부적합하다.
문제 38
도시가스 집단 공급 사업자가 공급규정의 승인 또는 변경 승인을 얻고자 할 때의 설명으로 맞는 것은?
1도시가스사업자는 가스의 요금을 산업자원부장관이 정하는 서류첨부하여 시장, 군수, 구청장에게 제출 한다.
2공사는 공급규정을 정하여 군수, 구청장에게 제출하여 승인을 얻는다.
3시·도지사가 정하는 서류첨부, 산업자원부장관에게 제출하여 승인을 얻는다.
4도시가스사업자는 가스의 요금 등을 정하여 산업자원부장관 또는 시·도지사의 승인을 얻는다.
정답 및 해설

도시가스사업자는 가스의 요금 등 공급조건을 정하여 산업자원부장관 또는 시·도지사의 승인을 얻어야 한다.

공급규정(요금 등 공급조건)의 승인권자는 사업 범위에 따라 산업자원부장관 또는 시·도지사이며, 사업자가 직접 관할 승인권자에게 신청해 승인을 받는 구조다. 출제 당시의 산업자원부장관은 현재의 산업통상자원부장관에 해당한다.

  • 시장·군수·구청장은 도시가스 공급규정의 승인권자가 아니다.
  • 공사가 공급규정을 정해 군수·구청장에게 제출한다는 설명은 사업자 승인 절차와 맞지 않는다.
  • 승인권자를 산업자원부장관 한 곳으로만 한정한 설명도 시·도지사가 승인권자가 될 수 있는 경우를 빠뜨린 것이다.
문제 39
암모니아의 공업적 제법 중 하버-보시법에 해당하는 것은?
1석탄 고온건류에서 얻어진 암모니아
2석회질소를 과열 수증기로 분해시켜 얻어진 암모니아
3수소와 질소를 직접 반응시켜 얻어진 암모니아
4염화암모니아 용액에 소석회액을 넣어서 얻어진 암모니아
정답 및 해설

하버-보시법은 수소와 질소를 직접 반응시켜 암모니아를 얻는 공업적 제법이다.

촉매 존재 하에 고온·고압에서 N2+3H2→2NH3N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 반응을 진행시켜 암모니아를 합성한다.

석탄 건류나 석회질소 분해, 염화암모늄과 소석회의 반응으로 얻는 암모니아는 각각 다른 화학적 경로로, 하버-보시법과는 별개다.

문제 40
다음 안전관리자의 직무범위가 아닌 것은?
1가스용품의 제조공정관리
2사업소의 종사자에 대한 안전관리를 위하여 필요한 지휘,감독
3회사의 가스영업 활동
4정기검사 또는 수시검사 결과 부적합 판정을 받은 시설의 개선
정답 및 해설

회사의 가스영업 활동은 안전관리자의 직무범위에 속하지 않는다.

안전관리자는 가스용품의 제조공정 관리, 사업소 종사자에 대한 안전관리를 위한 지휘·감독, 정기·수시검사에서 부적합 판정을 받은 시설의 개선 등 안전관리 업무를 담당한다.

영업활동은 안전관리와 직접 관련이 없는 경영·영업 부문의 업무이므로 안전관리자의 직무에 해당하지 않는다.

문제 41
독성가스이면서 가연성 가스인 것은?
1Cl2
2H2S
3HCl
4COCl2
정답 및 해설

황화수소(H₂S)는 독성이면서 동시에 가연성인 가스다.

황화수소는 폭발범위를 가지는 가연성 가스이면서 독성 허용농도 기준도 적용받는 대표적인 독성·가연성 겸용 가스다.

  • 염소는 독성 가스이지만 스스로 타지 않는 조연성·불연성 가스다.
  • 염화수소는 독성 가스이나 가연성이 없다.
  • 포스겐(COCl₂)도 독성 가스이지만 가연성은 없다.
문제 42
유전지대에서 채취되는 습성 천연가스와 원유에서 액화석유 가스를 회수하는 법으로 옳지 않는 것은?
1압축냉각법
2흡수유(경유)에 의한 흡수법
3활성탄에 의한 흡착법
4팽창가열에 의한 탈수법
정답 및 해설

팽창가열에 의한 탈수법은 습성천연가스·원유에서 액화석유가스를 회수하는 방법이 아니다.

실제 회수 공정은 압축한 가스를 냉각해 액화시키는 압축냉각법, 경유 등 흡수유에 흡수시키는 흡수법, 활성탄 등에 흡착시키는 흡착법이 사용된다.

기체를 팽창시켜 회수하는 방식도 가열이 아니라 냉각(팽창냉각법)으로 온도를 낮춰 액화시키는 방식이며, 가열해서 탈수하는 방법은 LPG 회수 공정에 해당하지 않는다.

문제 43
산소의 공업적 제조법에 해당하는 것은?
1과산화수소와 이산화망간을 반응시켜 얻는다.
2염소산칼륨과 이산화망간을 혼합하여 열분해시켜 얻는다.
3공기를 액화분리하여 산소를 얻는다.
4석유의 부분 산화법으로 산소를 얻는다.
정답 및 해설

산소의 공업적 제조법은 공기를 액화분리하여 산소를 얻는 방법(심냉공기분리법)이다.

공기를 압축·냉각해 액화시킨 뒤 비등점 차이를 이용해 질소와 산소를 분리하는 방식으로, 대량 생산에 적합해 산업 현장에서 표준적으로 쓰인다.

  • 과산화수소와 이산화망간의 반응, 염소산칼륨의 열분해는 실험실 규모의 소량 제조법이다.
  • 석유의 부분산화법은 산소가 아니라 일산화탄소·수소 혼합가스를 얻는 공정이다.
문제 44
냉매의 구비조건 중 틀린 것은?
1증발잠열이 클 것
2가스의 비체적이 작을 것
3열전도율이 좋을 것
4점성이 클 것
정답 및 해설

냉매는 점성(점도)이 작아야 하므로 "점성이 클 것"은 냉매의 구비조건으로 틀렸다.

점성이 작아야 배관·압축기 내에서 유동저항이 줄어 순환동력 손실이 작아진다.

반면 증발잠열이 크고 가스의 비체적이 작으며 열전도율이 좋은 성질은 냉동효과와 열교환 효율을 높이므로 바람직한 냉매 구비조건에 해당한다.

문제 45
산업자원부장관은 도시가스사업법에 의하여 도시가스사업자에게 조정명령을 내릴 수 있다. 다음 중 조정명령 사항과 관계가 먼 것은?
1가스공급시설 공사계획의 조정
2가스요금등 공급조건의 조정
3가스의 열량·압력의 조정
4가스검사 기관의 조정
정답 및 해설

가스검사 기관의 조정은 조정명령의 대상 사항이 아니다.

도시가스사업법상 조정명령은 가스공급시설 공사계획, 가스요금 등 공급조건, 가스의 열량·압력처럼 공급 실태와 소비자 보호에 직결되는 사항을 조정하는 제도다.

가스검사를 수행하는 기관 자체의 조정·지정은 별도의 검사기관 지정·관리 절차에 속하는 사항으로, 조정명령의 범위에 포함되지 않는다.

문제 46
내부에너지가 30kcal 증가하고 압력의 변화가 1ata에서 4ata로, 체적변화는 3m3 에서 1m3로 변화한 계의 엔탈피 증가량은?
126.8 kcal
230.2 kcal
344.6 kcal
453.4 kcal
정답 및 해설

이 계의 엔탈피 증가량은 53.4 kcal이다.

엔탈피는 H=U+PVH = U + PV이므로 증가량은 ΔH=ΔU+(P2V2−P1V1)\Delta H = \Delta U + (P_2V_2 - P_1V_1)로 구한다.

P2V2−P1V1=(4×1)−(1×3)=1 ata⋅m3P_2V_2 - P_1V_1 = (4 \times 1) - (1 \times 3) = 1\ \mathrm{ata \cdot m^3}

1 ata는 1 kgf/cm², 즉 104 kgf/m210^4\ \mathrm{kgf/m^2}이므로 1 ata⋅m3=104 kgf⋅m1\ \mathrm{ata \cdot m^3} = 10^4\ \mathrm{kgf \cdot m}이고, 여기에 일의 열당량 A=1427 kcal/(kgf⋅m)A = \dfrac{1}{427}\ \mathrm{kcal/(kgf \cdot m)}을 곱하면 104427≈23.4 kcal\dfrac{10^4}{427} \approx 23.4\ \mathrm{kcal}이다.

따라서 ΔH=30+23.4=53.4 kcal\Delta H = 30 + 23.4 = 53.4\ \mathrm{kcal}이다.

문제 47
연소분석으로 메탄의 양을 정량하려고 한다. 소모된 공기가 400mL(이중 산소는 20%)일 때 메탄가스의 양은?
120mL
240mL
330mL
450mL
정답 및 해설

소모된 메탄가스의 양은 40mL이다.

공기 400mL 중 산소 비율이 20%이므로 실제 반응에 쓰인 산소량은 400×0.2=80 mL400 \times 0.2 = 80\ \mathrm{mL}이다.

메탄의 완전연소 반응 CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O에서 메탄과 산소의 부피비는 1:2이므로, 메탄가스의 양은 802=40 mL\dfrac{80}{2} = 40\ \mathrm{mL}이다.

문제 48
고압가스 탱크의 수리를 위하여 내부 가스를 배출하고, 불활성가스로 치환하여 다시 공기로 치환하였다. 분석결과는 각각의 가스에 대해 다음과 같다. 안전작업 조건에 해당하는 것은?
1산소 30%
2수소 10%
3일산화탄소 200 ppm
4질소 80%, 나머지 산소
정답 및 해설

질소 80%, 나머지가 산소인 조성이 사람이 들어가 작업할 수 있는 안전한 조건에 해당한다.

탱크 내부 작업이 가능한 치환 기준은 산소 농도 18% 이상 22% 이하, 가연성 가스는 폭발하한계의 1/4 이하, 독성 가스는 허용농도 이하다. 질소 80%에 나머지가 산소인 조성은 산소가 약 20%로 정상 공기와 같아 이 기준을 모두 만족한다.

  • 산소 30%는 상한 기준인 22%를 크게 넘어 가연물의 연소를 조장하는 위험한 상태다.
  • 수소 10%는 폭발하한(약 4%)은 물론 그 1/4인 1%를 크게 웃돌아 폭발 위험이 있는 농도다.
  • 일산화탄소 200ppm은 허용농도를 크게 초과하는 독성 위험 농도다.
문제 49
비등점이 -183℃ 되는 액체산소 용기나 저온용 금속재료로서 다음 중 적당치 않은 것은?
1탄소강
29% 니켈강
3스테인레스강(18-8)
4황동
정답 및 해설

비등점 -183℃의 액체산소 용기 등 저온설비 재료로 탄소강은 적당하지 않다.

탄소강은 온도가 낮아지면 충격에 약해지는 저온취성을 가지고 있어 극저온에서 쉽게 취성파괴를 일으킨다.

반면 9% 니켈강, 스테인리스강(18-8), 황동은 저온에서도 인성을 유지해 저온용 금속재료로 널리 쓰인다.

문제 50
도시가스 사용시설에 있어서 배관을 건축물에 고정 부착할때 관 지름이 33mm이상의 것에는 몇 m마다 고정장치를 설치하는가?
11m
22m
33m
44m
정답 및 해설

관 지름이 33mm 이상인 배관은 3m마다 고정장치를 설치한다.

도시가스 사용시설의 배관 고정 간격은 관경이 클수록 넓게 정해져 있어, 13mm 미만은 1m마다, 13mm 이상 33mm 미만은 2m마다, 33mm 이상은 3m마다 고정하도록 규정한다.

관경이 클수록 배관 자체의 강성이 커서 지지 간격을 더 넓혀도 처짐·흔들림에 의한 손상 위험이 낮기 때문이다.

문제 51
25℃의 병진에너지와 같은 에너지량을 가진 1몰의 수증기를 1몰의 물에 가하면 물의 온도는 약 얼마나 상승하는가? (단, 물의 열용량은 18cal이다.)
135℃
241℃
349℃
456℃
정답 및 해설

물의 온도는 약 49℃ 상승한다.

1몰의 병진운동에너지는 E=32RTE = \dfrac{3}{2}RT이며, T=298 KT = 298\ \mathrm{K}, R=1.987 cal/(mol⋅K)R = 1.987\ \mathrm{cal/(mol\cdot K)}를 대입하면 E≈1.5×1.987×298≈888 calE \approx 1.5 \times 1.987 \times 298 \approx 888\ \mathrm{cal}이다.

이 에너지를 열용량 18cal인 물 1몰에 가하면 ΔT=88818≈49 ∘C\Delta T = \dfrac{888}{18} \approx 49\ \mathrm{^\circ C}만큼 온도가 상승한다.

문제 52
다음 중 용기의 재검사 항목이 아닌 것은?
1질량검사
2내압시험
3인장시험
4누출시험
정답 및 해설

인장시험은 용기의 재검사 항목이 아니다.

용기 재검사는 사용 중인 용기의 안전성을 확인하는 절차로 외관검사, 질량검사, 내압시험, 누출시험 등으로 구성된다.

인장시험은 재료의 기계적 강도를 파괴적으로 측정하는 시험으로, 신규 제조 시 재료 검사 단계에서 실시하며 유통 중인 용기의 재검사 항목에는 포함되지 않는다.

문제 53
산소압축기의 내부윤활제로 사용되는 것은?
1석유
2식물성유
3진한 황산
4물
정답 및 해설

산소압축기의 내부윤활제로는 물(또는 묽은 글리세린수)을 사용한다.

산소는 유지류와 접촉하면 발화·폭발할 위험이 크므로 석유나 식물성유 같은 기름 성분의 윤활제를 쓸 수 없다.

따라서 산소압축기는 내부 윤활에 오일 대신 물을 사용해 기름과의 접촉 위험 자체를 없앤다.

문제 54
가스 배관 장치에서 많이 쓰이고 있는 브로돈관 압력계 사용시 주의 사항이 아닌 것은?
1정기적인 검사를 행하고 지시 정확성을 확인하여 둘 것
2안전장치를 한 것을 사용할 것
3압력계의 가스 유입시, 폐지시는 조용히 조작할 것
4압력계는 온도 변화나 진동, 충격등의 변화에 관계없이 선택할 것
정답 및 해설

압력계를 온도 변화나 진동·충격 등의 변화에 관계없이 선택한다는 것은 옳은 주의사항이 아니다.

실제로는 설치 환경의 온도 변화, 진동, 충격 등을 고려해 그에 맞는 사양의 압력계를 선택해야 지시 오차와 파손을 막을 수 있다.

정기적인 검사로 지시 정확성을 확인하고, 안전장치가 있는 것을 사용하며, 가스를 유입·폐지할 때 급격한 압력 변화 없이 조용히 조작하는 것은 모두 올바른 주의사항이다.

문제 55
다음 중 검사를 판정의 대상에 의한 분류가 아닌 것은?
1관리 샘플링검사
2로트별 샘플링검사
3전수검사
4출하검사
정답 및 해설

판정의 대상에 의한 검사 분류는 전수검사·로트별 샘플링검사·관리 샘플링검사·무검사로 나뉘며, 출하검사는 이에 속하지 않는다.

출하검사는 검사가 이루어지는 공정 단계(수입검사·공정검사·최종검사·출하검사)에 따른 분류에 속한다.

문제 56
수요예측 방법의 하나인 시계열분석에서 시계열적 변동에 해당되지 않는 것은?
1추세변동
2순환변동
3계절변동
4판매변동
정답 및 해설

시계열분석에서 다루는 시계열적 변동요인은 일반적으로 추세변동, 순환변동, 계절변동, 불규칙변동의 네 가지로 구분된다.

판매변동은 이러한 표준적인 시계열 구성요소에 해당하지 않는다.

문제 57
다음 내용은 설비보전조직에 대한 설명이다. 어떤 조직의 형태인가?
1집중보전
2지역보전
3부문보전
4절충보전
정답 및 해설

보전작업자를 각 제조부문 감독자 밑에 두는 조직 형태는 부문보전이다. 보전 요원이 생산 라인 조직에 속하므로 운전 담당자와 일체감이 생기고 현장 감독이 쉬워진다는 장점이 그대로 설명되어 있다.

반면 생산이 우선시되어 보전작업이 뒤로 밀리기 쉽고, 보전 요원이 부문별로 흩어져 있어 보전기술의 축적과 향상이 어렵다는 단점이 따른다.

  • 집중보전은 모든 보전 요원을 한 부서에 모아 보전 관리자가 통제하는 형태다.
  • 지역보전은 공장을 지역으로 나누어 요원을 배치하되 관리 책임은 보전부서가 갖는다.
  • 절충보전은 집중·지역·부문보전을 필요에 따라 조합한 형태다.
문제 58
파레토그림에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 내용은?
1부적합품(불량), 클레임 등의 손실금액이나 퍼센트를 그 원인별, 상황별로 취해 그림의 왼쪽에서부터 오른쪽으로 비중이 작은 항목부터 큰 항목 순서로 나열한 그림이다.
2현재의 중요 문제점을 객관적으로 발견할 수 있으므로 관리방침을 수립할 수 있다.
3도수분포의 응용수법으로 중요한 문제점을 찾아내는 것으로서 현장에서 널리 사용된다.
4파레토그림에서 나타난 1∼2개 부적합품(불량) 항목만 없애면 부적합품(불량)률은 크게 감소된다.
정답 및 해설

파레토그림은 부적합품·클레임 등의 손실을 원인별로 집계해 그림의 왼쪽부터 오른쪽으로 비중이 큰 항목에서 작은 항목 순서로 나열하는 도구다.

선택지는 이를 반대로 비중이 작은 항목부터 큰 항목 순서라고 설명하고 있어 옳지 않다.

중요 문제점을 객관적으로 파악해 관리방침 수립에 활용한다는 점과 상위 1~2개 항목만 개선해도 부적합품률이 크게 줄어든다는 점은 파레토그림의 실제 특징과 일치한다.

문제 59
nP관리도에서 시료군마다 n=100 이고, 시료군의 수가 k=20이며, ΣnP = 77이다. 이때 nP관리도의 관리상한선 UCL을 구하면 얼마인가?
1UCL = 8.94
2UCL = 3.85
3UCL = 5.77
4UCL = 9.62
정답 및 해설

nP관리도의 관리상한선은 UCL=npˉ+3npˉ(1−pˉ)UCL = n\bar p + 3\sqrt{n\bar p(1-\bar p)}로 구한다.

먼저 평균 부적합품률은 pˉ=ΣnPn×k=77100×20=0.0385\bar p = \dfrac{\Sigma nP}{n \times k} = \dfrac{77}{100 \times 20} = 0.0385이다.

이를 대입하면 UCL=100×0.0385+3100×0.0385×(1−0.0385)≈3.85+5.77=9.62UCL = 100 \times 0.0385 + 3\sqrt{100 \times 0.0385 \times (1-0.0385)} \approx 3.85 + 5.77 = 9.62가 된다.

문제 60
원재료가 제품화 되어가는 과정 즉 가공, 검사, 운반, 지연, 저장에 관한 정보를 수집하여 분석하고 검토를 행하는 것은?
1사무공정 분석표
2작업자공정 분석표
3제품공정 분석표
4연합작업 분석표
정답 및 해설

제품공정분석표는 원재료가 제품으로 만들어지기까지의 가공, 검사, 운반, 정체(지연), 저장 과정을 기호로 나타내어 분석하는 도구다.

사무공정분석표는 사무처리 흐름을, 작업자공정분석표는 작업자의 동작 흐름을, 연합작업분석표는 작업자와 설비의 협동 작업을 각각 분석하는 데 쓰인다.

가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
05년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
아세틸렌 충전작업 시 주의사항으로 옳은 것은?
1구리합금 중 구리 62% 이상 함유물은 사용하지 말 것
2충전 중의 압력은 10kg/cm2을 넘지 않도록 할 것
3충전 후 12시간 정치할 것
4충전용 지관에는 탄소함유량이 1% 이하의 강을 사용 할 것
정답 및 해설

구리 함유량이 높은 합금은 아세틸렌과 반응해 폭발성이 강한 구리 아세틸라이드를 생성할 수 있어, 구리 함유량이 62% 이상인 구리합금은 아세틸렌 충전 설비·기구에 사용하지 않는다. 이 설명이 옳다.

나머지는 기준값이 실제와 다르다. 충전 중의 압력은 2.5MPa(약 25kg/cm²) 이하로 하고, 충전 후에는 24시간 정치하며, 충전용 지관에는 탄소 함유량 0.1% 이하의 강을 사용해야 한다.

문제 2
액화석유가스 저장탱크의 설치 기준으로 옳지 않은 것은?
1지상에 설치하는 저장탱크 및 지주는 내열성의 구조로 한다.
2저장탱크 외면으로 부터 2m 이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있는 냉각살수 장치를 한다.
3소형 저장탱크의 경우는 유효냉각 장치가 필요치 않다.
4저장탱크 외면에는 부식방지코팅 및 전기부식 방지조치를 한다.
정답 및 해설

액화석유가스 저장탱크의 냉각살수장치는 저장탱크 외면으로부터 5m 이상 떨어진 위치에서 조작할 수 있어야 하므로, 2m 이상이면 된다고 한 설명이 옳지 않다.

화재가 발생하면 탱크 주변으로 접근하기 어려우므로, 충분히 떨어진 안전한 위치에서 살수장치를 조작할 수 있어야 하기 때문이다.

지상에 설치하는 저장탱크와 지주를 내열성 구조로 하는 것, 탱크 외면에 부식방지 코팅과 전기부식 방지조치를 하는 것은 옳은 기준이며, 소형 저장탱크는 유효냉각장치(물분무장치 등) 설치 대상에서 제외된다.

문제 3
상용압력 200㎏/cm2 인 고압설비의 안전밸브 작동압력은 몇 ㎏/cm2인가?
1130kg/cm2
2240kg/cm2
3350kg/cm2
4460kg/cm2
정답 및 해설

안전밸브 작동압력은 내압시험압력의 8/10에 해당하는 압력으로 정한다.

상용압력이 200 kgf/cm2200\ \mathrm{kgf/cm^2}인 고압설비의 내압시험압력은 상용압력의 1.5배인 300 kgf/cm2300\ \mathrm{kgf/cm^2}이다.

따라서 안전밸브 작동압력은 300×0.8=240 kgf/cm2300 \times 0.8 = 240\ \mathrm{kgf/cm^2}이다.

문제 4
금속재료의 가스에 의한 침식에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
1고온고압의 암모니아는 강재에 대해서 질화작용과 수소 취성의 두가지 작용을 미친다.
2일산화탄소는 Fe, Ni 등 철족의 금속과 작용하여 금속카보닐을 생성한다.
3고온고압의 질소는 강재의 내부까지 침입하여 강재를 취화시키므로 고온고압의 질소를 취급하는 기기에는 강재를 사용할 수 없다.
4중유나 연료유 속에 포함되는 바나듐산화물이 금속표면에 부착하면 급격한 고온부식을 일으키는 일이 있다.
정답 및 해설

질소는 상온에서 거의 반응하지 않는 안정한 기체이고, 고온·고압에서 일부 금속과 질화물을 만들기는 하지만 질소를 취급하는 기기에 강재를 사용할 수 없다고 할 정도는 아니므로 이 설명이 옳지 않다.

  • 고온고압의 암모니아는 강재에 질화작용과 수소취성을 동시에 일으킨다.
  • 일산화탄소는 철, 니켈 등 철족 금속과 반응해 금속카보닐을 생성한다.
  • 중유·연료유 속 바나듐산화물이 금속 표면에 부착하면 급격한 고온부식을 일으킬 수 있다.
문제 5
냉동장치의 배관 시공상 주의 사항 중 잘못된 것은?
1완전기밀이며 충분한 내압강도를 가질 것
2기기 상호간의 배관길이는 되도록 길게할 것
3관의 자중 등을 고려 적당한 고정구 및 지지구를 사용 할 것
4사용한 재료는 각각의 용도, 냉매의 종류, 온도에 따라서 선택된 것일 것
정답 및 해설

냉동장치 배관은 기기 상호간의 배관길이를 되도록 짧게 하는 것이 원칙이며, 되도록 길게 하라는 것은 잘못된 시공 방침이다.

배관이 길어지면 냉매의 압력손실과 열손실이 커지고 진동·소음 발생 우려도 늘어나므로, 완전기밀·충분한 내압강도를 갖추고 관의 자중을 지지하면서도 최단 경로로 배관하는 것이 바람직하다.

문제 6
염소의 용도에 해당하지 않는 것은?
1수도물의 살균
2염화비닐 원료
3섬유표백
4수소의 제조원료
정답 및 해설

염소는 수소를 만들기 위한 원료가 아니며, 오히려 소금물(NaCl 수용액)을 전기분해하는 염소-알칼리(전해) 공정에서 수소와 함께 동시에 생성되는 물질이다.

염소는 상수도의 살균, 염화비닐(PVC) 원료, 섬유의 표백 등에 널리 쓰이는 반면, 수소 제조의 원료로 쓰이지는 않는다.

문제 7
어떤 통 속에 원자량이 35.5의 액체 염소 25㎏이 들어있다 이 염소를 표준상태인 바깥으로 내 놓으면 몇 m3의 부피를 차지하는가?
122.4
215.4
311.0
47.9
정답 및 해설

염소는 2원자 분자이므로 분자량은 35.5×2=7135.5 \times 2 = 71이다.

몰수는 n=25000 g71 g/mol≈352.1 moln = \dfrac{25000\ \mathrm{g}}{71\ \mathrm{g/mol}} \approx 352.1\ \mathrm{mol}이다.

표준상태 기체 부피는 V=352.1×22.4 L≈7887 L≈7.9 m3V = 352.1 \times 22.4\ \mathrm{L} \approx 7887\ \mathrm{L} \approx 7.9\ \mathrm{m^3}로, 이것이 염소가 차지하는 부피이다.

문제 8
어떤 온도에서 A, B 각각 1몰을 반응시켜서 평형에 도달했을 때 C가 2/3몰 생성됐다. 이 반응 A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 의 평형상수는 얼마인가?
12
24
36
48
정답 및 해설

A, B 각 1몰에서 출발해 C가 2/3몰 생성되면, 반응식의 계수가 모두 1이므로 D도 2/3몰 생성되고 A, B는 각각 13\dfrac{1}{3}몰씩 남는다.

평형상수는 K=[C][D][A][B]=23×2313×13=4K = \dfrac{[C][D]}{[A][B]} = \dfrac{\frac{2}{3}\times\frac{2}{3}}{\frac{1}{3}\times\frac{1}{3}} = 4이며, 이것이 이 반응의 평형상수이다.

문제 9
표준상태에서 어떤 가스의 부피가 1m3인 것은 몇 몰인가?
122.6
233.6
344.6
455.6
정답 및 해설

표준상태에서 기체 1몰의 부피는 종류에 관계없이 22.4 L22.4\ \mathrm{L}이다.

부피 1 m3=1000 L1\ \mathrm{m^3} = 1000\ \mathrm{L}에 해당하는 몰수는 n=100022.4≈44.6 moln = \dfrac{1000}{22.4} \approx 44.6\ \mathrm{mol}이므로 약 44.6몰이다.

문제 10
기체의 압력이 감소하여 P→0인 한계상황에서 분자 자체의 체적은 어떻게 변화하는가?
1기체가 차지하는 전체 체적에 비해 점점 커지게 된다
2기체가 차지하는 전체 체적에 비해 점점 작아지게 된다.
3기체가 차지하는 전체 체적에 영향을 미치지 않는다.
4기체가 차지하는 전체 체적에 비해 지수함수적으로 커진다.
정답 및 해설

압력이 낮아져 P→0P \to 0에 가까워지면 분자 사이의 평균 거리가 멀어져, 분자 자체의 부피는 기체가 차지하는 전체 부피에 비해 점점 작아져 무시할 수 있는 수준이 된다.

이 극한에서 기체는 분자 자체의 부피와 분자 간 인력을 모두 무시할 수 있는 이상기체 거동에 가까워진다.

문제 11
25℃, 1기압의 공기 중에서 프로판가스의 폭발 범위는?
11.8 - 8.4%
22.2 - 9.5%
34.15 - 75%
41.5 - 80.5%
정답 및 해설

공기 중 프로판(C₃H₈)의 폭발범위(연소범위)는 2.2∼9.5%2.2 \sim 9.5\%이다.

이는 자주 출제되는 프로판의 고유 물성값으로, 부탄이나 수소·아세틸렌처럼 범위가 훨씬 넓은 가스의 값과 혼동하지 않도록 주의해야 한다.

문제 12
다음 사항중 배관진동의 원인이 되지 않는 것은?
1왕복 압축기의 맥동류
2직관내의 압력 강하
3안전밸브작동
4지진
정답 및 해설

직관 내의 압력강하는 유체가 흐르면서 마찰로 서서히 생기는 정상적인 압력 손실일 뿐, 배관을 흔드는 힘을 만들지 않으므로 진동의 원인이 아니다.

  • 왕복 압축기의 맥동류는 주기적인 압력 변동으로 배관을 진동시킨다.
  • 안전밸브 작동은 순간적인 분출 반력과 급격한 유량 변화로 충격 진동을 일으킨다.
  • 지진은 외부에서 가해지는 대표적인 진동원이다.
문제 13
압축가스를 단열 팽창시키면 온도와 압력이 강하하는 현상을 무엇이라고 하는가?
1펠티어 효과
2제백효과
3쥬울톰슨 효과
4페러데이 효과
정답 및 해설

압축된 기체를 외부에 일을 하지 않고 단열 팽창시킬 때 온도와 압력이 함께 낮아지는 현상을 쥬울-톰슨 효과라 한다.

이 효과는 냉동·액화 장치에서 가스를 팽창시켜 냉각시키는 원리로 이용된다. 펠티어효과·제백효과는 전기와 열 사이의 변환 현상이고, 페러데이 효과는 자기장에 의한 빛의 편광면 회전 현상으로 이 문제와는 무관하다.

문제 14
다음 중 제백(Seebeck)효과를 응용한 온도계는?
1저항온도계
2열전대온도계
3브로돈관식온도계
4바이메탈식온도계
정답 및 해설

제백(Seebeck) 효과는 서로 다른 두 금속의 접점에 온도차가 생기면 기전력이 발생하는 현상으로, 이를 응용한 온도계가 열전대온도계이다.

저항온도계는 금속의 전기저항 변화를, 브로돈관식·바이메탈식 온도계는 각각 압력 변화와 열팽창 차이를 이용하는 방식이어서 제백효과와는 원리가 다르다.

문제 15
다음 배관 도시 기호 중 관내의 유체가 가스인 것을 나타내는 것은?
1
2
3
4
정답 및 해설

배관 도시기호에서 관 속을 흐르는 유체의 종류는 인출선 위에 영문 머리글자로 적으며, 가스는 Gas의 머리글자 G로 표시한다. 보기 중 인출선 위에 G가 쓰인 기호가 가스 배관이다.

나머지 기호가 가리키는 유체는 다음과 같다.

  • O는 기름(Oil)을 흘리는 관이다.
  • S는 증기(Steam)를 흘리는 관이다.
  • A는 공기(Air)를 흘리는 관이다.

이 밖에 물은 W(Water)로 적는다.

문제 16
다음은 고압가스 운반시의 운반기준이다. 잘못된 항목은?
1충전용기는 자전거 또는 오토바이에 적재하여 운반하지 아니할 것
2염소와 수소는 동일차량에 적재하여 운반하지 아니할 것
3가연성가스를 운반하는 차량에는 소화설비 및 재해발생 방지를 위한 자재 및 공구를 휴대할 것
4충전용기와 휘발유를 동일 차량에 적재하여 운반할 경우에는 시, 도지사의 허가를 받을 것
정답 및 해설

가연성가스 충전용기를 휘발유 등 위험물과 동일 차량에 적재해 운반하는 것은 원칙적으로 금지되며, 시·도지사의 허가를 받으면 예외가 인정되는 사항이 아니다.

자전거·오토바이 적재 금지, 염소와 수소의 동일차량 적재 금지, 가연성가스 운반차량의 소화설비·재해방지 자재 및 공구 휴대는 실제 운반기준에 해당하는 옳은 내용이다.

문제 17
특정 고압가스가 아닌 것은?
1산소
2액화염소
3천연가스
4산화에틸렌
정답 및 해설

산화에틸렌은 법령상 지정된 특정고압가스 목록에 포함되지 않는다.

특정고압가스는 수소, 산소, 액화암모니아, 아세틸렌, 액화염소, 천연가스 등 사용 신고 대상으로 별도 지정된 가스를 가리키며, 산소·액화염소·천연가스는 이 목록에 포함되지만 산화에틸렌은 포함되지 않는다.

문제 18
압축가스를 충전하는 용기의 부속품에 표시하는 기호는?
1PG
2AG
3LT
4LG
정답 및 해설

압축가스를 충전하는 용기의 부속품에는 PG 기호를 표시한다.

이와 달리 아세틸렌가스 전용 용기 부속품은 AG, 초저온용기 및 저온용기의 부속품은 LT, 액화석유가스 외의 액화가스용은 LG로 구분해 표시하며, 액화석유가스 전용은 LPG로 표시한다.

문제 19
다음 물질의 제조(공업적)시 최고압력이 높은 것부터 순서대로 나열된 것은?
1① - ② - ③
2② - ① - ③
3③ - ② - ①
4① - ③ - ②
정답 및 해설

세 공정의 운전압력을 비교하면 고압법 폴리에틸렌 제조가 1,000~3,000 atm으로 가장 높고, 그다음이 고압법 암모니아 합성의 600~1,000 atm이며, 일산화탄소와 물로 수소를 만드는 공정이 가장 낮다.

폴리에틸렌은 에틸렌을 라디칼 중합시키기 위해 초고압이 필요하고, 암모니아 합성은 질소와 수소가 합쳐지며 분자수가 줄어드는 반응이라 압력을 올릴수록 평형이 생성물 쪽으로 이동해 고압으로 운전한다.

반면 일산화탄소와 수증기의 전화반응 CO+H2O→CO2+H2\mathrm{CO}+\mathrm{H_2O}\rightarrow \mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2} 는 양변의 분자수가 같아 가압해도 평형이 이동하지 않으므로 굳이 고압을 쓰지 않는다.

문제 20
도시가스 누출시 냄새에 의한 감지를 위하여 냄새나는 물질을 첨가하는 올바른 방법은?
11/100의 상태에서 감지 가능한 것
21/500의 상태에서 감지 가능한 것
31/1000의 상태에서 감지 가능한 것
41/2000의 상태에서 감지 가능한 것
정답 및 해설

도시가스에 첨가하는 부취제는 가스가 공기 중에 1/1000(0.1%)의 상태에서도 냄새로 감지할 수 있도록 첨가해야 한다.

이는 폭발하한계에 이르기 훨씬 전, 낮은 농도에서부터 누출을 알아챌 수 있도록 하기 위한 안전 기준이다.

문제 21
배관을 지하매설하는 경우 배관은 그 외면으로 부터 다른 시설물과 몇 m 이상 거리를 유지해야 하는가?
10.1m
20.3m
30.5m
40.7m
정답 및 해설

배관을 지하에 매설하는 경우, 배관 외면으로부터 다른 시설물과 0.3m 이상의 거리를 유지해야 한다.

이 이격거리는 굴착 등 다른 시설물 공사 시 배관 손상 사고를 예방하기 위한 최소 기준이다.

문제 22
1kg의 공기가 100℃에서 열량 25kcal를 얻어 등온팽창 시킬 때 엔트로피 변화량은 몇 kcal/kg·K인가?
10.043
20.058
30.067
40.083
정답 및 해설

등온 과정에서의 엔트로피 변화량은 ΔS=QT\Delta S = \dfrac{Q}{T}로 구한다.

온도는 T=100+273=373 KT = 100+273 = 373\ \mathrm{K}이므로, ΔS=25 kcal373 K≈0.067 kcal/(kg⋅K)\Delta S = \dfrac{25\ \mathrm{kcal}}{373\ \mathrm{K}} \approx 0.067\ \mathrm{kcal/(kg\cdot K)}이며 이것이 엔트로피 변화량이다.

문제 23
액화석유가스 사용자 중에서 보험가입대상이 되는 자는?
1LPG 사용자 신고자중 병원, 공중목욕탕, 호텔 또는 여관을 경영하는자 또는 시장에서 최고 100㎏미만의 LPG를 저장하는 자
2LPG사용자 신고자중 제1종 보호시설에서 영업장의 면적이 50m2미만인 영업소 경영자
3LPG사용자 신고자중 저장능력이 50㎏과 사용면적이 50m2미만인 사용자
4LPG사용자 신고자 중 저장능력이 250㎏이상인 저장시설을 갖춘 자
정답 및 해설

액화석유가스 사용자 중 보험가입 대상이 되는 자는 저장능력 250kg 이상인 저장시설을 갖춘 사용자이다.

저장능력이 일정 규모 이상인 사용시설은 특정사용시설로 관리되어 안전관리 의무가 무거워지고, 사고 시 피해 규모도 커지므로 배상책임보험 가입 대상이 된다.

반면 병원·목욕탕·호텔 같은 업종이나 영업장 면적, 사용면적만을 기준으로 보험가입 대상을 정하지는 않으므로 나머지 설명은 기준과 맞지 않는다.

문제 24
고압가스 용기제조의 기술기준에 있어서 재료로서 가장 옳은 것은? (단, 이음매 없는 용기는 제외)
1스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 0.33%, 0.04% 및 0.05% 이하의 강등을 사용한다.
2스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 0.35% 이상의 강 등을 사용한다.
3스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 3.3% 이상, 0.04% 이상 및 0.05% 이상의 강 등을 사용한다.
4스테인레스강, 알루미늄합금, 탄소·인 및 황의 함유량이 각각 0.33%, 0.04% 및 5% 이하의 강 등을 사용한다.
정답 및 해설

이음매 없는 용기를 제외한 고압가스 용기 제조에는 스테인리스강, 알루미늄합금 또는 탄소 0.33% 이하·인 0.04% 이하·황 0.05% 이하인 강 등을 사용한다.

탄소·인·황은 용접성과 취성에 영향을 미치는 성분이므로, 용접 구조로 제작되는 용기의 재료는 이 상한값 이하로 관리된다.

문제 25
관을 용접으로 이음하고 용접부를 검사하는데 다음 중 비파괴 검사법에 속하지 않는 것은?
1음향검사
2침투검사
3인장시험검사
4자분검사
정답 및 해설

음향검사, 침투탐상검사, 자분탐상검사는 재료·구조를 파괴하지 않고 결함을 찾는 비파괴검사이다.

인장시험검사는 시험편을 실제로 잡아당겨 파단시키는 파괴검사이므로 비파괴검사법에 속하지 않는다.

문제 26
다음 중 프로판 가스에 대한 성질이 아닌 것은?
1완전연소에 필요한 이론 공기량은 프로판 1몰에 대해 산소 5몰이 필요하다.
21[㎏]의 발열량은 약 12000[㎉] 이다.
31[m3]의 발열량은 약 12000[㎉] 이다.
4연소 속도가 늦다.
정답 및 해설

프로판(C₃H₈) 1m³의 발열량은 약 12000kcal이 아니라 그 두 배가량이므로, 이 설명이 프로판의 성질과 맞지 않는다.

프로판의 분자량은 44이므로 표준상태 밀도는 4422.4≈1.96 kg/m3\dfrac{44}{22.4} \approx 1.96\ \mathrm{kg/m^3}이다. 1kg의 발열량이 약 12000kcal이므로 1m³의 발열량은 12000×1.96≈24000 kcal12000 \times 1.96 \approx 24000\ \mathrm{kcal} 수준이 된다.

완전연소식 C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 3\mathrm{CO_2} + 4\mathrm{H_2O}에서 프로판 1몰당 산소 5몰이 필요하다는 것과, 프로판의 연소속도가 수소·아세틸렌 등에 비해 느리다는 설명은 실제 성질과 일치한다.

문제 27
일산화탄소의 제법이다. 올바른 것은?
1수소가스 제조시의 부산물로 제조된다.
2석유 또는 석탄을 가스화하여 얻을 수 있는 수성가스에서 회수한다.
3알코올 발효시의 부산물이다.
4석회석의 연소에 의해 생성된다.
정답 및 해설

일산화탄소는 석유나 석탄을 가스화할 때 생기는 수성가스(水性가스)에서 회수해 얻을 수 있다.

수소 제조의 부산물이나 알코올 발효의 부산물, 석회석의 연소로 얻는다는 설명은 일산화탄소의 실제 제조 경로와 맞지 않는다.

문제 28
다음 설명중 ( )에 알맞는 것은?
1100㎏, 10m3
210ton, 10만m3
31ton, 5m3
4500㎏, 100m3
정답 및 해설

고압가스를 일정량 이상 저장하려면 저장소 설치허가를 받아야 하는데, 독성이 매우 강한 가스는 그 기준량이 크게 낮아진다. 허용농도가 1 ppm 미만인 독성가스는 액화가스 100 kg, 압축가스 10 m3 이상이면 허가 대상이다.

일반 고압가스의 기준량이 액화가스 5톤·압축가스 500 m3이고 보통의 독성가스가 액화가스 1톤·압축가스 100 m3인 것과 견주면, 맹독성 가스는 훨씬 적은 양부터 규제를 받는 셈이다. 근거는 고압가스 안전관리법 시행규칙의 저장능력 기준이다.

※ 현행 기준으로는 허용농도가 100만분의 200(200 ppm) 이하인 독성가스에 대해 같은 100 kg·10 m3 기준을 적용한다.

문제 29
긴급차단 장치는 긴급차단 밸브의 동력원에 의해 다음과 같이 분류된다. 틀린 것은?
1유압식 긴급차단 장치
2공기식 긴급차단 장치
3스프링식 긴급차단 장치
4전기식 긴급차단 장치
문제 30
다음 가스 중 허용농도가 작은 것부터 올바르게 배열된 것은?
1① - ② - ③ - ④
2③ - ② - ④ - ①
3③ - ② - ① - ④
4② - ③ - ④ - ①
정답 및 해설

보기의 네 가스를 허용농도(TLV-TWA)로 놓고 보면 포스겐 0.1 ppm, 염소 1 ppm, 시안화수소 10 ppm, 암모니아 25 ppm 이므로 작은 것부터 포스겐 → 염소 → 시안화수소 → 암모니아 순이다.

허용농도가 작을수록 미량으로도 인체에 해를 주는 가스다. 포스겐은 폐포까지 침투해 폐부종을 일으키는 질식성 가스여서 값이 가장 작고, 암모니아는 강한 자극취 덕분에 낮은 농도에서 알아차리고 피할 수 있어 값이 가장 크다.

문제 31
스케줄 번호와 응력의 관계는?
1
2
3
4
정답 및 해설

스케줄 번호는 사용압력을 허용응력으로 나눈 값에 10을 곱한 Sch No=10×PS\text{Sch No}=10\times\dfrac{P}{S} 로 정해지므로, 사용압력에 비례하고 허용응력에는 반비례한다.

여기서 P는 사용압력(kg/cm2)(\mathrm{kg/cm^2}), S는 허용응력(kg/mm2)(\mathrm{kg/mm^2}) 이며 허용응력은 인장강도를 안전율로 나눈 값이다. 단위가 같은 계열이면 계수가 1000이 되지만, 압력을 kg/cm2\mathrm{kg/cm^2}, 응력을 kg/mm2\mathrm{kg/mm^2} 로 쓰면 100배 차이가 상쇄되어 계수가 10이 된다.

같은 압력이라도 재질이 약해 허용응력이 작으면 관을 두껍게 해야 하므로 스케줄 번호가 커진다. 허용응력을 분자에 둔 식은 이 관계를 거꾸로 적은 것이다.

문제 32
가스발생설비에서 설치하지 않는 장치는?
1압력상승방지장치
2긴급차단장치
3역류방지장치
4밀도측정장치
정답 및 해설

밀도측정장치는 가스발생설비에 설치하는 장치가 아니다.

가스발생설비는 이상 압력 상승을 막는 압력상승방지장치, 배관 파손 등 이상시 가스를 즉시 차단하는 긴급차단장치, 가스가 역류해 원료 계통으로 유입되는 것을 막는 역류방지장치를 반드시 갖춘다.

밀도는 제조가스의 품질 관리 항목일 뿐 안전을 위해 설비에 필수로 설치해야 하는 방호장치는 아니다.

문제 33
다음 화학반응중 수소가스를 발생하지 않는 반응은?
1소금물의 전해반응
2알루미늄과 수산화나트륨 용액의 반응
3은과 묽은 황산의 반응
4철과 묽은 황산의 반응
정답 및 해설

은과 묽은 황산의 반응에서는 수소가스가 발생하지 않는다.

은은 수소보다 이온화 경향이 작은 금속이어서 묽은 황산과 반응해 수소를 치환시키지 못한다.

  • 소금물의 전해반응은 음극에서 물이 환원되며 수소가 발생한다.
  • 알루미늄과 수산화나트륨 용액의 반응은 양쪽성 금속인 알루미늄이 알칼리와 반응해 수소를 낸다.
  • 철과 묽은 황산의 반응은 철이 수소보다 이온화 경향이 커서 수소를 치환해 낸다.
문제 34
프로판가스 10kg을 완전 연소하는데 필요한 공기량을 구하면? (단, 공기는 산소와 질소로 조성되어 있고, 체적비는 21:79로 되어있다)
196Nm3
2105Nm3
3120Nm3
4122Nm3
정답 및 해설

프로판가스 10kg을 완전연소시키는 데 필요한 공기량은 약 122 Nm³이다.

연소반응 C3H8+5O2→3CO2+4H2OC_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O에서 프로판 1몰에 산소 5몰이 필요하다.

프로판 10kg은 1000044≈227.3 mol\dfrac{10000}{44} \approx 227.3\ \mathrm{mol}이며, 표준상태 부피로 환산하면 227.3×22.4≈5.09 Nm3227.3 \times 22.4 \approx 5.09\ \mathrm{Nm^3}이다.

필요 산소량은 5.09×5≈25.45 Nm35.09 \times 5 \approx 25.45\ \mathrm{Nm^3}이고, 공기 중 산소의 체적비가 21%이므로 공기량은 25.450.21≈121.2 Nm3\dfrac{25.45}{0.21} \approx 121.2\ \mathrm{Nm^3}로, 제시된 값 중 122 Nm³에 가장 가깝다.

문제 35
냉동장치의 점검·수리 등을 위하여 냉매계통을 개방하고 자 할 때는 펌프다운(pump down)을 하여 계통내의 냉매를 어디에 회수하는가?
1수액기
2압축기
3증발기
4유분리기
정답 및 해설

펌프다운 시 계통 내의 냉매는 수액기에 회수한다.

펌프다운은 압축기를 운전해 증발기·배관 등에 남아 있는 냉매를 응축시켜 고압 액체 상태로 수액기에 모으는 작업이다.

이렇게 냉매를 수액기에 회수한 뒤 저압측 배관·밸브를 개방해야 냉매 유출 없이 안전하게 점검·수리할 수 있다.

문제 36
도시가스 사용시설 중 배관에 표기하는 내용으로 틀린 것은?
1가스명칭
2흐름방향
3최고사용압력
4유량
정답 및 해설

배관에 표기해야 하는 사항 중 유량은 포함되지 않는다.

도시가스 사용시설의 배관 표면에는 사용하는 가스명칭, 가스가 흐르는 흐름방향, 배관이 견딜 수 있는 최고사용압력을 표시하도록 되어 있다.

유량은 배관 자체의 고정 표시 항목이 아니라 계측기(유량계)로 측정하는 값이다.

문제 37
가연성 가스 제조장치의 기밀시험에 사용되는 기체는?
1암모니아
2산소
3아세틸렌
4질소
정답 및 해설

가연성 가스 제조장치의 기밀시험에는 질소를 사용한다.

기밀시험은 설비의 누설 유무만 확인하면 되므로 가연성·조연성·독성이 없는 불활성가스를 사용해야 안전하다.

  • 암모니아는 독성·가연성 가스여서 시험용으로 쓸 수 없다.
  • 산소는 조연성 가스로 가연성 설비 내부에 남아 있으면 폭발 위험을 높인다.
  • 아세틸렌 자체가 가연성 가스이므로 시험기체로 부적합하다.
문제 38
도시가스 집단 공급 사업자가 공급규정의 승인 또는 변경 승인을 얻고자 할 때의 설명으로 맞는 것은?
1도시가스사업자는 가스의 요금을 산업자원부장관이 정하는 서류첨부하여 시장, 군수, 구청장에게 제출 한다.
2공사는 공급규정을 정하여 군수, 구청장에게 제출하여 승인을 얻는다.
3시·도지사가 정하는 서류첨부, 산업자원부장관에게 제출하여 승인을 얻는다.
4도시가스사업자는 가스의 요금 등을 정하여 산업자원부장관 또는 시·도지사의 승인을 얻는다.
정답 및 해설

도시가스사업자는 가스의 요금 등 공급조건을 정하여 산업자원부장관 또는 시·도지사의 승인을 얻어야 한다.

공급규정(요금 등 공급조건)의 승인권자는 사업 범위에 따라 산업자원부장관 또는 시·도지사이며, 사업자가 직접 관할 승인권자에게 신청해 승인을 받는 구조다. 출제 당시의 산업자원부장관은 현재의 산업통상자원부장관에 해당한다.

  • 시장·군수·구청장은 도시가스 공급규정의 승인권자가 아니다.
  • 공사가 공급규정을 정해 군수·구청장에게 제출한다는 설명은 사업자 승인 절차와 맞지 않는다.
  • 승인권자를 산업자원부장관 한 곳으로만 한정한 설명도 시·도지사가 승인권자가 될 수 있는 경우를 빠뜨린 것이다.
문제 39
암모니아의 공업적 제법 중 하버-보시법에 해당하는 것은?
1석탄 고온건류에서 얻어진 암모니아
2석회질소를 과열 수증기로 분해시켜 얻어진 암모니아
3수소와 질소를 직접 반응시켜 얻어진 암모니아
4염화암모니아 용액에 소석회액을 넣어서 얻어진 암모니아
정답 및 해설

하버-보시법은 수소와 질소를 직접 반응시켜 암모니아를 얻는 공업적 제법이다.

촉매 존재 하에 고온·고압에서 N2+3H2→2NH3N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 반응을 진행시켜 암모니아를 합성한다.

석탄 건류나 석회질소 분해, 염화암모늄과 소석회의 반응으로 얻는 암모니아는 각각 다른 화학적 경로로, 하버-보시법과는 별개다.

문제 40
다음 안전관리자의 직무범위가 아닌 것은?
1가스용품의 제조공정관리
2사업소의 종사자에 대한 안전관리를 위하여 필요한 지휘,감독
3회사의 가스영업 활동
4정기검사 또는 수시검사 결과 부적합 판정을 받은 시설의 개선
정답 및 해설

회사의 가스영업 활동은 안전관리자의 직무범위에 속하지 않는다.

안전관리자는 가스용품의 제조공정 관리, 사업소 종사자에 대한 안전관리를 위한 지휘·감독, 정기·수시검사에서 부적합 판정을 받은 시설의 개선 등 안전관리 업무를 담당한다.

영업활동은 안전관리와 직접 관련이 없는 경영·영업 부문의 업무이므로 안전관리자의 직무에 해당하지 않는다.

문제 41
독성가스이면서 가연성 가스인 것은?
1Cl2
2H2S
3HCl
4COCl2
정답 및 해설

황화수소(H₂S)는 독성이면서 동시에 가연성인 가스다.

황화수소는 폭발범위를 가지는 가연성 가스이면서 독성 허용농도 기준도 적용받는 대표적인 독성·가연성 겸용 가스다.

  • 염소는 독성 가스이지만 스스로 타지 않는 조연성·불연성 가스다.
  • 염화수소는 독성 가스이나 가연성이 없다.
  • 포스겐(COCl₂)도 독성 가스이지만 가연성은 없다.
문제 42
유전지대에서 채취되는 습성 천연가스와 원유에서 액화석유 가스를 회수하는 법으로 옳지 않는 것은?
1압축냉각법
2흡수유(경유)에 의한 흡수법
3활성탄에 의한 흡착법
4팽창가열에 의한 탈수법
정답 및 해설

팽창가열에 의한 탈수법은 습성천연가스·원유에서 액화석유가스를 회수하는 방법이 아니다.

실제 회수 공정은 압축한 가스를 냉각해 액화시키는 압축냉각법, 경유 등 흡수유에 흡수시키는 흡수법, 활성탄 등에 흡착시키는 흡착법이 사용된다.

기체를 팽창시켜 회수하는 방식도 가열이 아니라 냉각(팽창냉각법)으로 온도를 낮춰 액화시키는 방식이며, 가열해서 탈수하는 방법은 LPG 회수 공정에 해당하지 않는다.

문제 43
산소의 공업적 제조법에 해당하는 것은?
1과산화수소와 이산화망간을 반응시켜 얻는다.
2염소산칼륨과 이산화망간을 혼합하여 열분해시켜 얻는다.
3공기를 액화분리하여 산소를 얻는다.
4석유의 부분 산화법으로 산소를 얻는다.
정답 및 해설

산소의 공업적 제조법은 공기를 액화분리하여 산소를 얻는 방법(심냉공기분리법)이다.

공기를 압축·냉각해 액화시킨 뒤 비등점 차이를 이용해 질소와 산소를 분리하는 방식으로, 대량 생산에 적합해 산업 현장에서 표준적으로 쓰인다.

  • 과산화수소와 이산화망간의 반응, 염소산칼륨의 열분해는 실험실 규모의 소량 제조법이다.
  • 석유의 부분산화법은 산소가 아니라 일산화탄소·수소 혼합가스를 얻는 공정이다.
문제 44
냉매의 구비조건 중 틀린 것은?
1증발잠열이 클 것
2가스의 비체적이 작을 것
3열전도율이 좋을 것
4점성이 클 것
정답 및 해설

냉매는 점성(점도)이 작아야 하므로 "점성이 클 것"은 냉매의 구비조건으로 틀렸다.

점성이 작아야 배관·압축기 내에서 유동저항이 줄어 순환동력 손실이 작아진다.

반면 증발잠열이 크고 가스의 비체적이 작으며 열전도율이 좋은 성질은 냉동효과와 열교환 효율을 높이므로 바람직한 냉매 구비조건에 해당한다.

문제 45
산업자원부장관은 도시가스사업법에 의하여 도시가스사업자에게 조정명령을 내릴 수 있다. 다음 중 조정명령 사항과 관계가 먼 것은?
1가스공급시설 공사계획의 조정
2가스요금등 공급조건의 조정
3가스의 열량·압력의 조정
4가스검사 기관의 조정
정답 및 해설

가스검사 기관의 조정은 조정명령의 대상 사항이 아니다.

도시가스사업법상 조정명령은 가스공급시설 공사계획, 가스요금 등 공급조건, 가스의 열량·압력처럼 공급 실태와 소비자 보호에 직결되는 사항을 조정하는 제도다.

가스검사를 수행하는 기관 자체의 조정·지정은 별도의 검사기관 지정·관리 절차에 속하는 사항으로, 조정명령의 범위에 포함되지 않는다.

문제 46
내부에너지가 30kcal 증가하고 압력의 변화가 1ata에서 4ata로, 체적변화는 3m3 에서 1m3로 변화한 계의 엔탈피 증가량은?
126.8 kcal
230.2 kcal
344.6 kcal
453.4 kcal
정답 및 해설

이 계의 엔탈피 증가량은 53.4 kcal이다.

엔탈피는 H=U+PVH = U + PV이므로 증가량은 ΔH=ΔU+(P2V2−P1V1)\Delta H = \Delta U + (P_2V_2 - P_1V_1)로 구한다.

P2V2−P1V1=(4×1)−(1×3)=1 ata⋅m3P_2V_2 - P_1V_1 = (4 \times 1) - (1 \times 3) = 1\ \mathrm{ata \cdot m^3}

1 ata는 1 kgf/cm², 즉 104 kgf/m210^4\ \mathrm{kgf/m^2}이므로 1 ata⋅m3=104 kgf⋅m1\ \mathrm{ata \cdot m^3} = 10^4\ \mathrm{kgf \cdot m}이고, 여기에 일의 열당량 A=1427 kcal/(kgf⋅m)A = \dfrac{1}{427}\ \mathrm{kcal/(kgf \cdot m)}을 곱하면 104427≈23.4 kcal\dfrac{10^4}{427} \approx 23.4\ \mathrm{kcal}이다.

따라서 ΔH=30+23.4=53.4 kcal\Delta H = 30 + 23.4 = 53.4\ \mathrm{kcal}이다.

문제 47
연소분석으로 메탄의 양을 정량하려고 한다. 소모된 공기가 400mL(이중 산소는 20%)일 때 메탄가스의 양은?
120mL
240mL
330mL
450mL
정답 및 해설

소모된 메탄가스의 양은 40mL이다.

공기 400mL 중 산소 비율이 20%이므로 실제 반응에 쓰인 산소량은 400×0.2=80 mL400 \times 0.2 = 80\ \mathrm{mL}이다.

메탄의 완전연소 반응 CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O에서 메탄과 산소의 부피비는 1:2이므로, 메탄가스의 양은 802=40 mL\dfrac{80}{2} = 40\ \mathrm{mL}이다.

문제 48
고압가스 탱크의 수리를 위하여 내부 가스를 배출하고, 불활성가스로 치환하여 다시 공기로 치환하였다. 분석결과는 각각의 가스에 대해 다음과 같다. 안전작업 조건에 해당하는 것은?
1산소 30%
2수소 10%
3일산화탄소 200 ppm
4질소 80%, 나머지 산소
정답 및 해설

질소 80%, 나머지가 산소인 조성이 사람이 들어가 작업할 수 있는 안전한 조건에 해당한다.

탱크 내부 작업이 가능한 치환 기준은 산소 농도 18% 이상 22% 이하, 가연성 가스는 폭발하한계의 1/4 이하, 독성 가스는 허용농도 이하다. 질소 80%에 나머지가 산소인 조성은 산소가 약 20%로 정상 공기와 같아 이 기준을 모두 만족한다.

  • 산소 30%는 상한 기준인 22%를 크게 넘어 가연물의 연소를 조장하는 위험한 상태다.
  • 수소 10%는 폭발하한(약 4%)은 물론 그 1/4인 1%를 크게 웃돌아 폭발 위험이 있는 농도다.
  • 일산화탄소 200ppm은 허용농도를 크게 초과하는 독성 위험 농도다.
문제 49
비등점이 -183℃ 되는 액체산소 용기나 저온용 금속재료로서 다음 중 적당치 않은 것은?
1탄소강
29% 니켈강
3스테인레스강(18-8)
4황동
정답 및 해설

비등점 -183℃의 액체산소 용기 등 저온설비 재료로 탄소강은 적당하지 않다.

탄소강은 온도가 낮아지면 충격에 약해지는 저온취성을 가지고 있어 극저온에서 쉽게 취성파괴를 일으킨다.

반면 9% 니켈강, 스테인리스강(18-8), 황동은 저온에서도 인성을 유지해 저온용 금속재료로 널리 쓰인다.

문제 50
도시가스 사용시설에 있어서 배관을 건축물에 고정 부착할때 관 지름이 33mm이상의 것에는 몇 m마다 고정장치를 설치하는가?
11m
22m
33m
44m
정답 및 해설

관 지름이 33mm 이상인 배관은 3m마다 고정장치를 설치한다.

도시가스 사용시설의 배관 고정 간격은 관경이 클수록 넓게 정해져 있어, 13mm 미만은 1m마다, 13mm 이상 33mm 미만은 2m마다, 33mm 이상은 3m마다 고정하도록 규정한다.

관경이 클수록 배관 자체의 강성이 커서 지지 간격을 더 넓혀도 처짐·흔들림에 의한 손상 위험이 낮기 때문이다.

문제 51
25℃의 병진에너지와 같은 에너지량을 가진 1몰의 수증기를 1몰의 물에 가하면 물의 온도는 약 얼마나 상승하는가? (단, 물의 열용량은 18cal이다.)
135℃
241℃
349℃
456℃
정답 및 해설

물의 온도는 약 49℃ 상승한다.

1몰의 병진운동에너지는 E=32RTE = \dfrac{3}{2}RT이며, T=298 KT = 298\ \mathrm{K}, R=1.987 cal/(mol⋅K)R = 1.987\ \mathrm{cal/(mol\cdot K)}를 대입하면 E≈1.5×1.987×298≈888 calE \approx 1.5 \times 1.987 \times 298 \approx 888\ \mathrm{cal}이다.

이 에너지를 열용량 18cal인 물 1몰에 가하면 ΔT=88818≈49 ∘C\Delta T = \dfrac{888}{18} \approx 49\ \mathrm{^\circ C}만큼 온도가 상승한다.

문제 52
다음 중 용기의 재검사 항목이 아닌 것은?
1질량검사
2내압시험
3인장시험
4누출시험
정답 및 해설

인장시험은 용기의 재검사 항목이 아니다.

용기 재검사는 사용 중인 용기의 안전성을 확인하는 절차로 외관검사, 질량검사, 내압시험, 누출시험 등으로 구성된다.

인장시험은 재료의 기계적 강도를 파괴적으로 측정하는 시험으로, 신규 제조 시 재료 검사 단계에서 실시하며 유통 중인 용기의 재검사 항목에는 포함되지 않는다.

문제 53
산소압축기의 내부윤활제로 사용되는 것은?
1석유
2식물성유
3진한 황산
4물
정답 및 해설

산소압축기의 내부윤활제로는 물(또는 묽은 글리세린수)을 사용한다.

산소는 유지류와 접촉하면 발화·폭발할 위험이 크므로 석유나 식물성유 같은 기름 성분의 윤활제를 쓸 수 없다.

따라서 산소압축기는 내부 윤활에 오일 대신 물을 사용해 기름과의 접촉 위험 자체를 없앤다.

문제 54
가스 배관 장치에서 많이 쓰이고 있는 브로돈관 압력계 사용시 주의 사항이 아닌 것은?
1정기적인 검사를 행하고 지시 정확성을 확인하여 둘 것
2안전장치를 한 것을 사용할 것
3압력계의 가스 유입시, 폐지시는 조용히 조작할 것
4압력계는 온도 변화나 진동, 충격등의 변화에 관계없이 선택할 것
정답 및 해설

압력계를 온도 변화나 진동·충격 등의 변화에 관계없이 선택한다는 것은 옳은 주의사항이 아니다.

실제로는 설치 환경의 온도 변화, 진동, 충격 등을 고려해 그에 맞는 사양의 압력계를 선택해야 지시 오차와 파손을 막을 수 있다.

정기적인 검사로 지시 정확성을 확인하고, 안전장치가 있는 것을 사용하며, 가스를 유입·폐지할 때 급격한 압력 변화 없이 조용히 조작하는 것은 모두 올바른 주의사항이다.

문제 55
다음 중 검사를 판정의 대상에 의한 분류가 아닌 것은?
1관리 샘플링검사
2로트별 샘플링검사
3전수검사
4출하검사
정답 및 해설

판정의 대상에 의한 검사 분류는 전수검사·로트별 샘플링검사·관리 샘플링검사·무검사로 나뉘며, 출하검사는 이에 속하지 않는다.

출하검사는 검사가 이루어지는 공정 단계(수입검사·공정검사·최종검사·출하검사)에 따른 분류에 속한다.

문제 56
수요예측 방법의 하나인 시계열분석에서 시계열적 변동에 해당되지 않는 것은?
1추세변동
2순환변동
3계절변동
4판매변동
정답 및 해설

시계열분석에서 다루는 시계열적 변동요인은 일반적으로 추세변동, 순환변동, 계절변동, 불규칙변동의 네 가지로 구분된다.

판매변동은 이러한 표준적인 시계열 구성요소에 해당하지 않는다.

문제 57
다음 내용은 설비보전조직에 대한 설명이다. 어떤 조직의 형태인가?
1집중보전
2지역보전
3부문보전
4절충보전
정답 및 해설

보전작업자를 각 제조부문 감독자 밑에 두는 조직 형태는 부문보전이다. 보전 요원이 생산 라인 조직에 속하므로 운전 담당자와 일체감이 생기고 현장 감독이 쉬워진다는 장점이 그대로 설명되어 있다.

반면 생산이 우선시되어 보전작업이 뒤로 밀리기 쉽고, 보전 요원이 부문별로 흩어져 있어 보전기술의 축적과 향상이 어렵다는 단점이 따른다.

  • 집중보전은 모든 보전 요원을 한 부서에 모아 보전 관리자가 통제하는 형태다.
  • 지역보전은 공장을 지역으로 나누어 요원을 배치하되 관리 책임은 보전부서가 갖는다.
  • 절충보전은 집중·지역·부문보전을 필요에 따라 조합한 형태다.
문제 58
파레토그림에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 내용은?
1부적합품(불량), 클레임 등의 손실금액이나 퍼센트를 그 원인별, 상황별로 취해 그림의 왼쪽에서부터 오른쪽으로 비중이 작은 항목부터 큰 항목 순서로 나열한 그림이다.
2현재의 중요 문제점을 객관적으로 발견할 수 있으므로 관리방침을 수립할 수 있다.
3도수분포의 응용수법으로 중요한 문제점을 찾아내는 것으로서 현장에서 널리 사용된다.
4파레토그림에서 나타난 1∼2개 부적합품(불량) 항목만 없애면 부적합품(불량)률은 크게 감소된다.
정답 및 해설

파레토그림은 부적합품·클레임 등의 손실을 원인별로 집계해 그림의 왼쪽부터 오른쪽으로 비중이 큰 항목에서 작은 항목 순서로 나열하는 도구다.

선택지는 이를 반대로 비중이 작은 항목부터 큰 항목 순서라고 설명하고 있어 옳지 않다.

중요 문제점을 객관적으로 파악해 관리방침 수립에 활용한다는 점과 상위 1~2개 항목만 개선해도 부적합품률이 크게 줄어든다는 점은 파레토그림의 실제 특징과 일치한다.

문제 59
nP관리도에서 시료군마다 n=100 이고, 시료군의 수가 k=20이며, ΣnP = 77이다. 이때 nP관리도의 관리상한선 UCL을 구하면 얼마인가?
1UCL = 8.94
2UCL = 3.85
3UCL = 5.77
4UCL = 9.62
정답 및 해설

nP관리도의 관리상한선은 UCL=npˉ+3npˉ(1−pˉ)UCL = n\bar p + 3\sqrt{n\bar p(1-\bar p)}로 구한다.

먼저 평균 부적합품률은 pˉ=ΣnPn×k=77100×20=0.0385\bar p = \dfrac{\Sigma nP}{n \times k} = \dfrac{77}{100 \times 20} = 0.0385이다.

이를 대입하면 UCL=100×0.0385+3100×0.0385×(1−0.0385)≈3.85+5.77=9.62UCL = 100 \times 0.0385 + 3\sqrt{100 \times 0.0385 \times (1-0.0385)} \approx 3.85 + 5.77 = 9.62가 된다.

문제 60
원재료가 제품화 되어가는 과정 즉 가공, 검사, 운반, 지연, 저장에 관한 정보를 수집하여 분석하고 검토를 행하는 것은?
1사무공정 분석표
2작업자공정 분석표
3제품공정 분석표
4연합작업 분석표
정답 및 해설

제품공정분석표는 원재료가 제품으로 만들어지기까지의 가공, 검사, 운반, 정체(지연), 저장 과정을 기호로 나타내어 분석하는 도구다.

사무공정분석표는 사무처리 흐름을, 작업자공정분석표는 작업자의 동작 흐름을, 연합작업분석표는 작업자와 설비의 협동 작업을 각각 분석하는 데 쓰인다.