07년 3회차

암모니아는 강알칼리성 가스이므로 피부에 닿으면 다량의 물로 세척한 뒤 붕산수와 같은 약산성 용액으로 중화하는 것이 올바른 응급조치이다.

열습포로 감싸거나 강산으로 직접 중화하는 방법, 아연화 연고를 바르는 방법은 암모니아 화상 처치로 적절하지 않다.

옥외 공동구 벽을 관통하는 배관의 손상 방지 조치로 규정된 항목은 지반의 부등침하에 대한 영향을 줄이는 조치, 보호관과 배관 사이에 가황고무 등을 충전하는 조치, 공동구 내외에서 배관에 작용하는 응력을 차단하는 조치이다.

반면 보호관의 지름을 배관 바깥지름에 일정 치수를 더한 값으로 하라는 내용은 관통부의 손상 방지 조치 항목에 해당하지 않는다.

$\mathrm{H_2S}$(황화수소)는 독성·가연성이 있는 가스이지만, 마찰이나 타격만으로 격렬히 폭발하는 예민한 폭발성 물질은 아니다.

은아지화물류, 은아세틸라이드($\mathrm{Ag_2C_2}$), 사질화사황($\mathrm{N_4S_4}$)과 같은 금속 함유 화합물은 작은 충격에도 격렬히 분해·폭발하는 대표적인 예민 폭발물질이다.

액화프로판 용기의 저장능력은 $W = \dfrac{V}{C}$ 식으로 구한다.

내용적 90L을 충전상수 2.35로 나누면 $W = \dfrac{90}{2.35} \approx 38.3\ \mathrm{kg}$으로, 약 40kg에 해당한다.

방호벽은 압축기와 충전장소, 압축기와 충전용기 보관장소, 충전장소와 충전용기 보관장소 사이처럼 고정된 설비 사이에 설치하는 것이 원칙이다.

이동 중인 운반차량과 충전용기 사이는 방호벽 설치 대상에 해당하지 않는다.

액화천연가스 저장설비의 안전거리는 L = C∛(143000W) 로 구한다.

유지거리 L은 상수 C에 143000W의 세제곱근(∛)을 곱한 값이다. 저장능력 W가 커져도 거리는 세제곱근에 비례해서만 늘어나므로, 저장량이 몇 배로 늘어도 이격거리는 완만하게 증가한다.

제곱근(√)을 씌운 형태, W와 C의 자리를 맞바꾼 형태, L이 아니라 W를 구하도록 정리한 형태는 모두 이 산정식이 아니다.

저장탱크를 지하에 설치할 때 저장탱크 정상부와 지면 사이의 거리는 60cm 이상으로 해야 하며, 40cm는 기준에 미달한다.

주위에 마른 모래를 채우고, 2개 이상 인접 설치 시 상호간 1m 이상 거리를 두며, 지상에 매설 경계를 표시하는 것은 실제 기준과 일치한다.

도시가스 배관망 전산관리 대상은 설치도면·시방서·시공자 등 시공·설계 이력 정보이며, 배관제조자는 전산관리 대상 항목에 포함되지 않는다.

아황산가스는 독성이 강해 가스설비 배관을 2중관으로 시공해야 하는 특정 독성가스 중 하나이다.

이황화탄소·수소·불소는 이 2중관 시공 대상 독성가스 목록에 해당하지 않는다.

충전용기와 위험물안전관리법상 위험물은 원칙적으로 동일 차량에 함께 적재하여 운반하지 않는 것이 기준이며, 일정 거리만 이격하면 함께 실을 수 있다는 설명은 잘못된 기준이다.

밸브돌출 용기에 프로텍터·캡을 부착하고, 넘어짐 방지를 위해 결속하며, 가연성과 조연성 독성가스를 같은 적재함에 싣지 않는 것은 실제 운반기준과 일치한다.

아황산가스의 제독제는 가성소다 수용액, 탄산소다 수용액, 물이며, 소석회는 아황산가스가 아니라 염소·포스겐 계열 가스의 제독제로 쓰인다.

용기보관 장소 주위 2m 이내에는 화기나 인화성·발화성 물질을 두지 않아야 하므로 5m로 적은 설명이 틀렸다. 충전용기와 잔가스용기의 구분 보관, 40℃ 이하 유지와 직사광선 차단, 가연성가스 보관장소에 휴대용 손전등 외 등화 휴대 금지는 모두 옳은 기준이다.

액화석유가스 저장시설의 강제통풍구조에서 배기구는 바닥면에서 30cm 이내에 설치해야 하며, 천장면 기준이 아니다.

LPG는 공기보다 무거워 누출 시 바닥 쪽에 체류하므로, 흡입구와 배기구 모두 바닥 가까이 두어 가스를 효과적으로 배출하는 구조로 설계한다.

통풍능력은 바닥면적 1m²마다 0.5m³/분 이상, 배기가스 방출구는 지면에서 5m 이상 높이에 설치하는 기준은 실제와 일치한다.

독성의 세기는 허용농도(TLV)가 낮을수록 강한데, 아크릴로니트릴은 허용농도가 약 2ppm으로 암모니아·디메틸아민·브롬화메틸보다 낮아 가장 독성이 강하다.

화염전파속도가 가스 중 음속보다 빨라져 충격파를 동반하며 압력이 급격히 상승하는 현상을 폭굉(detonation)이라 한다.

폭연은 화염전파속도가 음속보다 느린 경우를 말하며, 폭굉은 이보다 파괴력이 훨씬 크다.

아세트알데히드는 발화온도가 약 185℃로 낮고 폭발범위도 약 4.1~57%로 매우 넓어, 나열된 가스 중 위험도가 가장 크다.

부탄·메탄·암모니아는 발화온도가 상대적으로 높거나 폭발범위가 좁아 위험도가 낮게 평가된다.

LPG 저장시설의 공기 내압시험은 상용압력의 50%까지 승압한 후, 그 이후부터는 상용압력의 10%씩 단계적으로 압력을 올려 규정압력에 도달시킨다.

도시가스 사용시설(연소기 제외)의 기밀시험은 최고사용압력의 1.1배 또는 8.4kPa 중 높은 압력 이상으로 실시해 이상이 없어야 한다.

독성가스 용기 운반 시 방독면, 제독제, 고무장갑·고무장화는 누출·접촉 사고에 대비해 반드시 휴대해야 하는 보호장비이다.

반면 산소마스크는 필수 휴대 목록에 포함되지 않는다.

LPG연소기의 명판 기재사항은 산업통상자원부 고시 「액화석유가스 사용기구 안전기준」에 따라 정해진다. 연소기명, 가스소비량, 제조(롯트)번호는 명판에 반드시 표기해야 하는 필수사항이다. 연소기 재질명은 명판의 필수 기재사항이 아니며, 재질 정보는 기술문서나 카탈로그에 기술되는 정보로 명판에 표기할 필요가 없다. 따라서 정답은 3번이다.

고압가스 설비에 설치하는 압력계의 최고눈금은 상용압력의 1.5배 이상 2배 이하 범위로 정해야 정상 운전압력을 안정적으로 지시할 수 있다.

가연성 액화가스를 저장능력 3,000kg 이상 싣고 200km를 초과해 운반할 때는 운반책임자를 동승시켜야 한다.

같은 조건에서 조연성 액화가스는 6,000kg 이상, 독성 액화가스는 1,000kg 이상이 기준으로, 가스 종류에 따라 동승 기준 무게가 다르게 정해져 있다.

저온저장탱크의 내부압력이 외부압력보다 낮아져 탱크가 찌그러지는 것을 막으려면 진공안전밸브, 균압관, 압력연동 긴급차단장치가 달린 송액설비처럼 압력 저하 자체를 방지하거나 감지·차단하는 설비가 필요하다.

물분무설비는 외부 화재로부터 탱크를 냉각·보호하기 위한 설비로, 내부압력 저하에 의한 파괴 방지와는 목적이 다르다.

수소는 $4\sim75\%$에 이르는 매우 넓은 폭발범위를 가져 소량이 누출되어도 폭발 위험이 크다.

수소는 가연성 기체이지 조연성 기체가 아니며, 비중이 매우 작아 확산이 빠르고, 수소취성은 저온이 아니라 고온·고압 조건에서 발생한다.

가스공급시설의 임시사용기준은 공급 가능 여부, 해당 지역의 수급상 필요 여부, 안전 저해 우려 여부를 확인하는 항목으로 구성된다.

사업자의 공급 이익 여부는 임시사용 승인 여부를 판단하는 기준 항목에 해당하지 않는다.

내열 방폭구조는 규정된 방폭구조의 종류에 속하지 않으므로, 방폭구조가 아닌 것에 해당한다.

방폭구조는 내압(耐壓), 유입, 압력, 안전증, 본질안전, 특수 방폭구조 등으로 구분되며, 각각 폭발성 가스에 점화되지 않도록 하는 원리가 다르다.

안전증·압력·내압 방폭구조는 모두 실제로 규정된 구조이며, '내열'은 방폭구조의 명칭으로 쓰이지 않는다.

전기시설물과의 접촉 등 사고 우려가 없는 장소에서 정압기 가스방출관의 방출구는 지면으로부터 5m 이상의 높이에 설치해야 한다.

방출구를 충분히 높게 두는 것은 방출되는 가스가 지표 부근에 체류하여 화기나 전기설비와 접촉해 폭발사고로 이어지는 것을 막기 위함이다.

다만 전기시설물과의 접촉 등 사고 우려가 있는 장소에서는 3m 이상으로 완화되며, 이 문제는 우려가 없는 경우를 전제로 하므로 5m 이상이 기준이 된다.

수소와 염소의 혼합가스는 빛(일광)을 받으면 급격히 반응하여 폭발하는데, 이때 빛이 반응을 개시시키는 역할을 하므로 이러한 형태의 폭발을 촉매폭발로 분류한다.

분해폭발은 아세틸렌처럼 불안정한 분자 자체가 분해되며 일어나는 폭발이고, 중합폭발은 시안화수소 등이 중합반응을 일으키며 발생하는 폭발이므로 이 반응의 특성과 맞지 않는다.

산화폭발은 가연성가스와 산소(공기)가 반응하는 일반적인 연소폭발을 가리키는데, 수소-염소 반응은 산소가 관여하지 않고 빛이 촉매처럼 연쇄반응의 방아쇠 역할을 한다는 점에서 촉매폭발로 구분된다.

가스사용시설의 지하매설배관 중 최고사용압력이 저압인 배관은 황색으로 표시한다.

중압 이상인 배관은 적색으로 구분하여, 압력 등급에 따라 색상만으로도 배관 종류를 식별할 수 있도록 하고 있다.

LPG충전소의 "화기엄금" 게시판은 백색바탕에 적색 글씨로 표시한다.

이는 위험표지 색상 기준에 따른 것으로, 게시판 색상 자체가 화기 취급 금지라는 경고를 명확히 전달하도록 규정되어 있다.

LNG·액화산소 저장탱크의 단열재는 안전 사용온도 범위가 넓을 것이 요구되는 조건 중 하나이다.

이 밖에도 단열재는 밀도가 작아 가벼워야 하고, 저온에서도 강도가 유지되어야 하며, 열전도율이 작아야 단열 성능이 좋다.

• 단열재는 밀도가 작아야 하므로 '밀도가 클 것'은 실제 요구조건과 반대이며, 밀도가 크면서 경량이라는 표현 자체도 성립하지 않는다.
• 저온에서 강도가 적어야 한다는 것은 저온취성으로 파손 위험이 커지므로 실제 요구조건과 반대이다.
• 열전도율이 커야 한다는 것도 단열 목적에 맞지 않으며, 단열재는 열전도율이 작아야 한다.

불꽃 기저부 주변의 공기 흐름이 강해져 불꽃이 노즐에서 떨어져 꺼지는 현상을 블로우 오프(blow-off)라 한다.

• 선화는 가스 유출 속도가 연소속도보다 빨라 불꽃이 노즐에서 뜬 채로 연소하는 현상이다.
• 역화는 반대로 연소속도가 유출 속도보다 커져 불꽃이 노즐 내부로 역행하는 현상이다.
• 불완전연소는 공기 공급 부족 등으로 그을음·일산화탄소가 발생하는 현상으로, 불꽃이 꺼지는 현상과는 다르다.

동일한 원심펌프 여러 대를 병렬로 연결해 운전하면 유량은 늘어나지만 양정은 단독 운전 시와 거의 일정하게 유지된다.

병렬연결은 같은 토출 조건(같은 양정)에서 각 펌프의 유량이 합쳐지는 방식이기 때문이며, 반대로 직렬연결은 양정을 증가시키고 유량은 크게 변하지 않는다.

왕복펌프 밸브의 구비조건이 아닌 것은 "누출을 막기 위해 밸브의 중량이 클 것"이다.

실제로는 밸브가 가볍고 관성이 작아야 개폐가 빠르고 정확하게 이루어지며, 유체가 지날 때의 저항이 최소화되고 내구성도 갖추어야 한다.

밸브 중량이 크면 개폐 지연과 마모가 커져 오히려 성능을 떨어뜨리므로, 제시된 조건 중 이것만 실제 요구사항과 반대된다.

부취제 주입방식 중 위크증발식은 부취제를 증발시켜 가스에 흡수시키는 증발식에 해당하며, 액체를 직접 배관에 주입하는 액체주입법이 아니다.

• 펌프주입식은 펌프로 액체 부취제를 정량 주입하는 액체주입법이다.
• 미터연결 바이패스식은 유량계와 연동해 액체 부취제를 주입하는 액체주입법이다.
• 적하주입식은 부취제를 방울방울 떨어뜨려 주입하는 액체주입법이다.

암모니아 합성법 중 케로그(켈로그)법은 저압합성 공정에 속하므로 중압합성에 해당되지 않는다.

IG법, 뉴파우더법, 케미크법은 모두 300기압 전후에서 운전되는 중압합성법으로 분류되며, 켈로그법은 이보다 낮은 150기압 전후의 저압합성법이다.

고온·고압의 가스배관에 주로 사용되며 분해·보수가 쉬운 반면, 매설배관에는 적합하지 않은 접합방법은 플랜지 접합이다.

플랜지는 볼트로 체결·분리가 가능해 점검·교체가 용이하지만, 매설 상태에서는 누설 위험과 관리의 어려움 때문에 적용하지 않는다.

저온 배관용 탄소강관의 규격 표시기호는 SPLT이다.

SPPS는 압력배관용 탄소강관, SPPH는 고압배관용 탄소강관, SPHT는 고온배관용 탄소강관을 나타내는 기호로, 사용 온도·압력 조건에 따라 강관 종류가 구분된다.

열기전력을 이용하는 온도계, 즉 열전대(thermocouple)의 실용 규격에는 백금-콘스탄탄 조합이 없다.

실제로 널리 쓰이는 열전대는 백금-백금로듐(R형), 동-콘스탄탄(T형), 철-콘스탄탄(J형) 등이며, 콘스탄탄은 주로 동·철·크로멜과 짝을 이루어 사용된다.

염화파라듐지는 일산화탄소(CO)를 검지하는 시험지로, 일산화탄소와 반응해 흑색으로 변색된다.

아세틸렌은 염화제1구리착염지, 황화수소는 연당지(초산납시험지), 염소는 요오드화칼륨전분지 등 각기 다른 검지지를 사용하므로 서로 구분된다.

임펠러는 원심압축기(터보형 압축기)의 회전 날개 부품으로, 왕복동 압축기의 구성 부품이 아니다.

왕복동 압축기는 피스톤이 실린더 내를 왕복 운동하며 가스를 압축하는 구조로, 피스톤·커넥팅로드·크랭크축이 핵심 구동 부품을 이룬다.

저온취성(cold brittleness)은 금속이 낮은 온도에서 충격에 의해 갑자기 부서지는 현상인데, 탄소강에서 이를 유발하는 주요 원소는 인(P)이다. P는 결정립계에 편석(segregation)되어 강도는 증가시키지만 인성을 크게 저하시켜 저온취성을 촉진한다. S는 주로 열간취성(hot brittleness)을 일으키고, Mo와 Cu는 강화원소로서 저온취성을 유발하지 않는다.

속도수두는 $h_v = \dfrac{v^2}{2g}$로 구하며, 이 값은 약 1.28m이다.

$h_v = \dfrac{5^2}{2 \times 9.8} = \dfrac{25}{19.6} \approx 1.28\,\mathrm{m}$

네 항목 모두 적외선 분광분석법의 핵심 용어다.

분자가 적외선을 흡수하려면 진동에 따라 쌍극자 모멘트의 알짜변화가 있어야 하고, 인접한 진동이 서로 영향을 주는 진동 짝지움(coupling)은 적외선 스펙트럼의 봉우리 위치를 해석할 때 쓰는 개념이다.

Nernst 백열등은 적외선 영역의 대표적인 광원이고, Fourier 변환 분광계(FT-IR)는 간섭계 신호를 푸리에 변환해 스펙트럼을 얻는 현대 적외선 분광기의 표준 방식이다.

질량분석법은 이온의 질량 대 전하비를, 흡광광도법은 자외·가시광 흡광도를, 킬레이트 적정법은 EDTA를 이용한 용량분석을 다루므로 위 용어들과는 무관하다.

가늘고 긴 수직형 반응기 안에서 유체가 순환되며 교반이 이루어지고, 주로 대형 화학공장에서 채택하는 오토클레이브 형식은 가스교반형이다.

교반형은 내부에 교반 날개를 두어 기계적으로 젓는 방식이고, 진탕형은 반응기 자체를 흔들어 섞으며, 회전형은 반응기를 회전시켜 교반하는 방식으로 서로 원리가 다르다.

물 1g을 1℃ 올리는 데 필요한 열량은 1cal로 정의된다.

이는 칼로리(cal)라는 열량 단위의 기준 정의 자체이며, 1J·1btu·1erg는 각각 다른 계량계에서 쓰이는 에너지 단위로 이 정의와 직접 대응하지 않는다.

메탄은 공기보다 가벼운 기체이므로, "공기보다 무거운 기체이다"라는 설명은 틀린 내용이다.

메탄의 분자량은 16으로 공기의 평균분자량(약 29)보다 작아 비중이 1보다 작으며, 무색·무취이고 천연가스의 주성분이며 폭발범위는 약 5~15% 정도로 나머지 설명은 모두 옳다.

아세틸렌은 구리와 반응하여 폭발성 물질인 동아세틸라이드를 만든다. 그래서 설비에는 동 함유량이 62%를 초과하는 동합금을 사용하지 않아야 한다. 카바이드에 물을 넣어 제조하는 것, 흡열화합물이라 압축하면 분해폭발할 수 있는 것, 폭발범위가 약 2.5~81%로 넓은 것은 모두 맞는 설명이다.

산소는 상자성(常磁性)을 띠는 기체로, 자석에 약하게 끌리는 성질을 가지고 있다.

• 산소는 스스로 타지 않는 조연성(지연성) 가스이지 가연성가스가 아니다.
• 산소는 수소와 반응하여 연소·폭발(수소폭명기)을 일으키므로 반응하지 않는다는 설명은 틀렸다.
• 산소 자체는 폭발범위 개념이 적용되는 가연성가스가 아니라 연소를 돕는 지지가스이다.

수소폭명기는 수소와 산소가 부피비 2:1로 혼합된 폭발성 기체로, 점화 시 격렬히 폭발하며 물을 생성한다.

이는 $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$의 화학양론적 반응비를 그대로 반영한 혼합비이다.

표준대기압 1atm은 76cmHg, 10.332mH₂O, 14.7psi에 해당하지만, 14.7inchHg는 표준대기압과 다른 값이다.

1atm을 수은주 높이로 나타낸 표준값은 76cmHg(약 29.92inHg)이며, 14.7이라는 숫자는 압력 단위 psi(lb/in²)에서의 대기압 값이지 inchHg 단위의 값이 아니므로 단위가 잘못 짝지어져 있다.

산화에틸렌은 물에 잘 녹고 알코올·에테르·아세톤·사염화탄소 등 대부분의 유기용제에도 잘 녹는 물질이므로, "불용이다"라는 설명은 틀렸다.

무색의 유독한 기체이며, 알코올과 반응하여 글리콜에테르를, 암모니아와 반응하여 에탄올아민을 생성한다는 나머지 설명은 산화에틸렌의 실제 성질과 일치한다.

다량의 물속에 카바이드(CaC₂)를 투입하여 아세틸렌을 발생시키는 방식은 투입식이며, 반응이 급격하지 않고 안정적이어서 공업적 대량생산에 적합하다.

주수식은 카바이드에 물을 부어 넣는 방식이고, 침지식은 카바이드를 물에 담가 반응을 조절하는 방식으로, 투입식과는 물과 카바이드를 넣는 순서 및 반응 조절 방식이 다르다.

촉매를 사용해 400~800℃에서 탄화수소와 수증기를 반응시켜 수소·메탄·일산화탄소·이산화탄소 등의 저급탄화수소로 변환하는 도시가스 제조공정을 접촉분해(수증기 개질) 프로세스라 한다.

열분해 프로세스는 고온에서 촉매 없이 탄화수소를 분해하는 방식이고, 부분연소 프로세스는 산소를 일부 공급해 연소열로 반응을 진행시키는 방식이어서 촉매를 이용한 저온 개질 반응과는 구분된다.

부취제는 일상생활의 냄새와 명확히 구분되는 독특한 냄새를 가져야 하므로, "구분되지 않을 것"이라는 조건은 실제 구비조건과 반대된다.

부취제는 독성이 없고, 낮은 농도에서도 냄새를 감지할 수 있으며, 연소 후 유해물질을 남기지 않아야 한다는 점에서 나머지 조건은 실제 요구사항과 일치한다.

도시가스 부취제 중 DMS(디메틸설파이드)는 마늘 냄새가 나는 것이 특징이다.

THT(테트라하이드로티오펜)는 석탄가스 냄새, TBM(터셔리부틸메르캅탄)은 양파 썩는 냄새가 나는 것으로 구분되어, 부취제 종류마다 고유한 냄새 특성을 갖는다.

빈칸에 들어갈 것은 대기압이다.

게이지압력은 대기압을 0으로 놓고 잰 상대적인 압력이다. 따라서 완전진공을 기준으로 하는 절대압력을 얻으려면 여기에 대기압을 더해야 하며, 표준상태에서는 1atm ≒ 101.325kPa을 더한다.

진공압은 대기압보다 낮은 정도를 나타낸 값이라 더하는 것이 아니라 빼야 하고, 수두압은 액주 높이로 환산한 압력, 동압은 유체의 속도 때문에 생기는 압력이어서 이 관계식에는 들어가지 않는다.

표준상태에서 아세틸렌가스의 밀도는 약 1.16 g/ℓ이다.

아세틸렌의 분자량은 26이므로 $\dfrac{26}{22.4} \approx 1.16\,\mathrm{g/\ell}$로 계산된다.

엔트로피의 단위는 J/K이다.

엔트로피는 열량을 절대온도로 나눈 양($dS = \dfrac{dQ}{T}$)으로 정의되므로, 에너지 단위(J)를 온도 단위(K)로 나눈 형태의 단위를 갖는다.

전압이 20기압이고 산소가 부피비 20%를 차지하므로, 산소의 분압은 4기압이다.

$P_{O_2} = 20\,\mathrm{atm} \times 0.2 = 4\,\mathrm{atm}$으로, 돌턴의 분압법칙에 따라 전체 압력에 부피비(몰분율)를 곱해 구한다.