08년 2회차

속도감응 조향장치는 천장크레인의 구조 요소가 아니다. 이는 자동차 등 조향 바퀴가 있는 차량에 쓰이는 장치로, 레일 위를 주행하는 천장크레인의 구성과는 관계가 없다.

거더, 새들, 권상장치는 모두 천장크레인을 이루는 실제 구조 요소이다.

리미트 스위치는 과권상 등을 막기 위한 안전장치이므로, 운전자가 필요에 따라 임의로 조종에 이용해서는 안 된다. 따라서 임의로 조종 사용해도 좋다는 설명은 틀렸다.

동작이 확실할 것, 횡행용은 충격에 견딜 수 있을 것, 옥외용은 방수가 될 것은 모두 옳은 설명이다.

유압브레이크의 유압 계통에 공기가 차면 압력 전달이 불완전해져, 주행을 정지시켜도 밀리는 현상(밀림현상)이 나타난다.

공기는 압축성이 있어 유압을 가해도 부피만 줄어들 뿐 압력을 그대로 전달하지 못하므로, 브레이크가 제동력을 충분히 발휘하지 못하는 것이다.

천장크레인에서 정격하중이란 크레인의 구조와 재료에 따라 들어 올릴 수 있는 최대 하중에서 훅 등 달기기구의 자체 무게를 뺀 하중을 말한다.

따라서 들어 올릴 수 있는 최대 하중 자체나, 평상시 주로 취급하는 하중, 달기기구 무게를 포함한 하중은 정격하중의 정의와 다르다.

천장크레인의 드럼에서 와이어로프를 최대로 풀어 내렸을 때에도 드럼에는 최소 2바퀴 이상의 로프가 남아 있어야 한다.

이는 로프 끝단 고정부에 직접 하중이 걸리는 것을 막아 로프와 고정부의 손상을 방지하기 위한 기준이다.

주행차륜의 마모 한도 중 플랜지 두께는 원치수의 50%가 마모 한도이다.

플랜지가 이보다 얇아지도록 마모되면 차륜이 레일에서 이탈할 위험이 커지므로 교체 기준으로 삼는다.

천장크레인 주행레일에서 스팬이 10m 이하인 경우 스팬 편차 한계는 ±3mm이다.

스팬 편차가 이 기준을 넘으면 차륜과 레일의 정렬이 어긋나 주행 시 무리한 힘이 가해지고 탈선·차륜 편마모의 원인이 된다.

크레인 규격 200/40ton×Span 60m 표기에서 200과 40은 각각 주권과 보권의 정격 권상하중을 나타내는 것이지 시험하중을 뜻하지 않는다.

주권(main hoist)의 권상능력이 200톤, 보권(auxiliary hoist)의 권상능력이 40톤이며, 60은 스팬(주행레일 간 거리)을 의미한다.

• 주권 권상능력을 나타낸다는 설명은 옳다.
• 보권 권상능력을 나타낸다는 설명도 옳다.
• 스팬의 길이를 뜻한다는 설명도 옳다.

훅은 하중을 반복해서 받으면 개구부(입구)가 서서히 벌어지는데, 벌어짐이 원칫수의 20%를 넘은 상태는 소성변형이 뚜렷하게 진행된 것이므로 사용을 금지하고 폐기해야 한다.

• 와이어가 닿는 부분의 마모깊이 1㎜ 정도는 허용 마모 범위여서 계속 사용할 수 있다.
• 2% 수준의 미세한 벌어짐만으로는 사용 불가 상태로 보지 않는다.
• 도장이 일부 벗겨진 것은 방청 보수 대상일 뿐 강도와 직결되지 않아 사용 금지 사유가 아니다.

마그넷 브레이크의 라이닝 두께가 30% 정도 감소한 상태는 완전 마모 전 단계이므로, 즉시 라이닝을 교환하기보다 스트로크(에어갭)를 재조정해 제동력을 확보하는 것이 적절하다.

라이닝 교환은 마모가 한도에 근접했을 때 시행하는 조치이며, 마모 한도에 달할 때까지 그대로 사용하는 것은 제동력 저하로 위험하다.

천장크레인의 권과방지장치는 훅의 과권상을 감지해 정지시키는 리미트 스위치류로, 중추형·스크류식·캠형 리미트 스위치가 이에 해당한다.

마그넷 스위치는 전자접촉기 계열의 개폐 소자로 권과 검출과는 무관하므로 권과방지장치에 포함되지 않는다.

휠베이스(wheel base)는 스팬(span) 길이의 1/8 이상이 되어야 주행 안정성이 확보되며, 스팬의 8배가 되어야 한다는 설명은 틀린 내용이다.

• 차륜을 구동륜과 종동륜으로 구분한다는 설명은 옳다.
• 주행레일 유지보수 시 이물질을 확인·제거한다는 설명도 옳다.
• 새들 양끝에 완충용 스톱퍼를 설치한다는 설명도 옳다.

양정은 상한 리미트 스위치 작동지점부터 하한 리미트 스위치 작동지점까지의 거리, 즉 훅이 오르내릴 수 있는 수직 이동 범위를 말한다.

• 주행레일 간격은 스팬(span)에 대한 설명이다.
• 횡행레일 간격은 크래브의 횡행과 관련된 치수다.
• 바닥에서 크레인 상면까지 거리는 양정과 무관한 설치 높이 개념이다.

크레인 안전기준상 훅의 안전계수는 5 이상이어야 한다. 이는 훅의 절단(파단)하중을 그 훅에 걸리는 정격하중으로 나눈 값이 최소 5 이상 확보되어야 함을 의미한다.

천장크레인을 수시로 정격하중의 110%까지 과부하 시험을 반복하는 것은 옳지 않다. 과부하 시험은 설치·정기검사 등 정해진 절차에 따라 시행할 사항이지 일상적으로 반복할 사항이 아니며, 반복 시행 시 구조 피로와 손상 위험이 커진다.

• 안전장치를 해제한 채 작업하지 않는다는 설명은 옳다.
• 진행 방향의 앞쪽을 잘 살핀다는 설명도 옳다.
• 구석의 부하물을 경사지게 당겨 올리지 않는다는 설명도 옳다(사선 인양은 위험).

브레이크 라이닝에서 발열과 연기가 심할 때는 물을 뿌려 급냉시키지 말고 공기 중에서 자연 냉각시켜야 한다. 급냉은 드럼 변형이나 라이닝 손상을 유발할 수 있다.

냉각 후 점검하여 라이닝과 드럼 사이 간격이 너무 좁아 마찰열이 과다했던 것으로 확인되면 그 간격을 적정하게 재조정하는 것이 올바른 조치다.

자극 앞에 놓인 금속 원판이 회전할 때 원판에 유도되는 맴돌이 전류(와전류)가 회전을 저지하는 방향으로 제동력을 만드는 방식이 와류(渦流) 브레이크이다.

차륜은 큰 하중과 마찰에 견뎌야 하므로 주로 주철·주강·특수주강과 같은 고강도 재질로 제작하며, 구리는 강도와 내마모성이 부족해 차륜 재료로 사용하지 않는다.

훅 도르래가 크래브 상단과 충돌하는 것은 권상 한계에서 훅을 정지시켜야 할 권과방지용 리미트 스위치가 고장나 작동하지 않았기 때문이다.

브레이크 라이닝은 제동면이 과열되면 마찰계수가 떨어져 제동력이 저하되므로, 일반적으로 내열온도가 150℃를 초과하지 않도록 관리해야 한다.

연결부에 탄성체(고무·스프링 등)를 사용해 축의 미세한 편심이나 진동을 흡수하는 축이음은 플렉시블 커플링이다.

• 플랜지 커플링은 강성 이음으로 탄성체를 쓰지 않는다.
• 마프(머프) 커플링도 강체 원통형 이음이다.
• 유니버설 조인트는 두 축의 각도 변화를 흡수하는 이음으로 탄성체 방식이 아니다.

본 작업 전 사전 운전점검은 브레이크 기능, 클러치 기능, 와이어로프 감김상태처럼 그날의 가동 여부를 즉시 확인하는 항목 위주이다.

훅 균열 검사는 정밀 점검·정기검사 성격의 항목이어서 매회 운전 전 점검과는 상대적으로 거리가 멀다.

크레인 구성 부품 중에서는 전동기의 고장률이 가장 높은 것으로 알려져 있어, 예비품 확보나 점검 우선순위에서도 전동기를 중점적으로 관리한다.

금속을 정해진 온도로 가열해 일정 시간 유지한 뒤 서서히 냉각시켜 가단성을 높이고 취성을 줄이는 열처리는 풀림(annealing)이다.

• 구상화처리는 조직 중 탄화물을 구상으로 만드는 별도의 열처리다.
• 석출경화는 반대로 강도를 높이기 위한 처리다.

M20 볼트는 미터나사로, 나사산 각도가 60°이고 M 뒤의 숫자 20은 볼트의 바깥지름(호칭지름)을 나타낸다.

• 유효경이 20㎜라는 설명은 틀렸다(20은 바깥지름이다).
• 나사산 각도 55°는 미터나사가 아닌 휘트워스 나사의 각도다.

베어링 메탈은 반복 하중을 견뎌야 하므로 피로강도가 커야 하며, 피로강도가 작아야 한다는 설명은 반대로 잘못된 내용이다.

• 마찰·마멸이 적어야 한다는 조건은 옳다.
• 변압(압축) 강도가 커야 한다는 조건도 옳다.
• 길들임이 좋아야 한다는 조건도 옳다.

전자접촉기의 개폐 동작 불량은 전압강하, 접점 마모, 조작회로 고장 등 접촉기 자체나 제어회로의 문제에서 비롯된다.

전동기의 회전 속도는 접촉기의 개폐 동작과 직접적인 인과관계가 없으므로 불량 원인으로 보기 어렵다.

전기 스파크는 접점의 개폐 주파수가 높을수록 심해지며, 직류는 전류가 주기적으로 0이 되지 않아 아크가 잘 꺼지지 않으므로 교류보다 직류 쪽에서 스파크가 더 크게 발생한다.

오일이 묻으면 안 되는 부위는 마찰력을 이용하는 곳으로, 브레이크 휠·라이닝, 차륜답면·주행레일, V벨트는 오일이 묻으면 미끄러짐이 발생해 기능이 저하된다.

반면 전동용 롤러 체인은 오히려 원활한 작동을 위해 급유가 필요한 부품이므로 오일 주의 대상과는 관계가 없다.

도장면적의 약 10%에 녹이나 부식이 발생하면 그 시점을 재도장 시기로 본다.

권선 수리 시 계자 결선을 잘못해 회전방향이 반대로 될 위험이 있을 때, 이를 감지해 회로를 자동으로 차단하는 장치는 역상 보호 계전기이다.

작업 종료 시에는 크레인을 작업이 끝난 임의의 위치가 아니라 정해진 정차(주차) 위치로 이동시켜 두어야 하므로, 작업을 종료한 위치에 그대로 정지시켜둔다는 설명은 틀린 내용이다.

• 주 배선용 차단기를 내려놓는다는 설명은 옳다.
• 줄걸이 용구를 소정 위치에 보관한다는 설명도 옳다.
• 훅 블록을 통행에 지장 없는 높이까지 올려둔다는 설명도 옳다.

전동기 부품 중 브러시와 홀더는 정류자·슬립링과 접촉하며 마모가 빠르게 진행되는 소모품이므로 예비품으로 확보해 둘 필요성이 가장 크다.

회전자·고정자·터미널 단자는 상대적으로 마모나 교체 빈도가 낮은 부품이다.

물질 고유의 저항값인 고유저항(비저항)과, 온도가 1℃ 오를 때 저항이 변화하는 비율인 저항의 온도계수는 서로 다른 개념이다.

온도가 1℃ 상승했을 때 변화한 값을 고유저항이라고 설명한 것은 온도계수를 고유저항으로 잘못 정의한 것이므로 틀린 내용이다.

• 저항의 단위 기호가 옴(Ω)이라는 설명은 옳다.
• 저항이 길이에 비례하고 단면적에 반비례한다는 설명도 옳다.
• 접촉저항이 크면 발열이 생기고 전류 흐름이 나빠진다는 설명도 옳다.

새들 키(saddle key)는 축에는 홈을 파지 않고 보스(허브)에만 홈을 파서 축 위에 얹듯 고정하는 방식으로, 마찰력만으로 동력을 전달해 큰 힘은 전달하지 못한다.

평 키는 축을 평평하게 깎아 얹고, 성크 키는 축과 보스 양쪽에 홈을 판다.

제어기에 인터록을 설치하는 목적은 서로 반대되거나 동시에 동작하면 안 되는 접촉기가 함께 투입되지 않도록 하여 전자접촉의 안전(단락·오동작 방지)을 확보하기 위함이다.

지진하중은 크레인 자중에 수평 진도를 곱한 수평하중으로 보며, 옥외에 단독으로 설치되는 크레인에 한하여 자중의 15%에 상당하는 수평하중을 지진하중으로 고려한다.

건물 안에 설치되어 건축물 구조체에 지지되는 천장크레인은 건물 자체의 내진 설계에 포함되므로 별도의 지진하중을 따로 고려하지 않는다.

전기기기의 철심은 히스테리시스손과 와전류손을 줄여야 하므로 저손실 재료인 규소강판을 가장 많이 사용한다.

기어 소음은 백래시 과소, 축의 평행도 불량, 치면의 흠이나 다듬질 불량 등 치형·조립 정밀도 문제에서 주로 발생한다.

오일을 과다하게 급유한 경우는 오히려 마찰과 소음을 줄이는 쪽에 가까워 소음 발생 원인으로 보기 어렵다.

사용률 정격(%ED)은 $\dfrac{\text{운전시간}}{\text{운전시간}+\text{정지시간}}\times100$으로 구하며, 전동기가 전체 사이클 중 실제로 부하를 받아 운전한 시간의 비율을 의미한다.

와이어로프 폐기기준상 지름의 감소가 공칭 직경의 7%를 초과한 경우가 교체 대상이므로, 5% 감소는 기준에 못 미쳐 교체 대상으로 볼 수 없다.

• 소선수의 10% 이상 단선된 것은 교체 기준에 해당한다.
• 킹크(꼬임 손상)된 것도 교체 대상이다.
• 현저한 변형이나 부식도 교체 대상이다.

줄걸이용 샤클을 사용하기 전에는 허용인양하중, 나사부와 핀의 상태, 앵커형식의 안전작업하중(SWL) 표시 등 눈으로 바로 확인 가능한 사용 가능 여부를 점검해야 한다.

재질 확인은 제작 단계의 규격·인증 사항으로, 매 사용 전 현장 점검 항목과는 거리가 멀다.

화물의 부피와 비중으로 무게를 구한 뒤 4줄걸이 각도를 반영해 와이어 한 가닥의 하중을 구한다.

화물 부피는 $10\mathrm{m} \times 1\mathrm{m} \times 0.2\mathrm{m} = 2\mathrm{m^3}$이고 비중이 7.8이므로 전체 무게는 $2\mathrm{m^3} \times 7.8 = 15.6\mathrm{ton}$이다.

4줄걸이에서 매다는 각도가 수평면과 30°를 이루면 한 가닥이 부담하는 하중은 $T=\dfrac{W}{n\sin\theta}=\dfrac{15.6}{4\times\sin30^\circ}=\dfrac{15.6}{4\times0.5}=7.8\mathrm{ton}$이다.

와이어로프는 200~300℃ 이상의 열을 받으면 재질이 변화(취성화)되어 강도가 저하된다.

이 온도 구간을 넘어서면 소선의 조직과 심강이 변질되어 인장강도와 유연성이 급격히 떨어지므로 고온 작업장에서는 사용을 제한해야 한다.

매다는(줄걸이용) 체인은 숏링크·롱링크·스터드링크 체인이며, 롤러체인은 동력을 전달하는 전동용 체인이라 여기에 속하지 않는다.

• 숏링크 체인은 링 길이가 짧아 신축이 적은 줄걸이용 체인이다.
• 롱링크 체인은 링 길이가 길어 유연한 줄걸이용 체인이다.
• 스터드링크 체인은 링 내부에 스터드(가로대)를 넣어 변형을 줄인 줄걸이용 체인이다.

반면 롤러체인은 스프로킷과 맞물려 동력을 전달하는 기계요소로, 하중을 매다는 용도가 아니다.

그림의 로프는 소선이 로프 축과 거의 나란하고 스트랜드는 왼쪽 위에서 오른쪽 아래로 감겨 있어 보통 Z 꼬임이다.

스트랜드의 꼬임 방향과 그 속 소선의 꼬임 방향이 서로 반대여서 겉면의 소선이 로프 길이 방향으로 누워 보이면 보통 꼬임이고, 두 방향이 같아 소선이 스트랜드를 따라 비스듬히 누워 보이면 랭 꼬임이다. 그림은 소선 자국이 로프 축을 따라 가로로 누워 있어 보통 꼬임이다.

꼬임 방향은 로프를 세워 놓았을 때 스트랜드가 오른쪽 위로 올라가면 Z 꼬임(우꼬임), 왼쪽 위로 올라가면 S 꼬임(좌꼬임)이다. 그림의 가로로 누운 로프를 세우면 스트랜드가 우상향하므로 Z 꼬임이 된다.

양손 손바닥을 앞으로 하여 머리 위로 올린 뒤 좌우로 크게 흔들며 호각을 아주 길게 부는 것은 비상정지 신호다.

그림에서도 두 팔을 모두 머리 위로 들어 올린 자세에 좌우 양쪽을 가리키는 화살표가 붙어 손을 좌우로 흔드는 동작임을 나타낸다. 양손을 모두 쓰고 호각을 길게 부는 것은 가장 급한 정지를 뜻한다.

• 운전자 호출은 호각 등으로 운전자와 신호수의 주의를 집중시키는 것이지 양손을 흔드는 동작이 아니다.
• 신호 불명은 운전자가 손바닥을 안쪽으로 하여 얼굴 앞에서 흔드는 동작이다.
• 작업 완료는 거수경례를 하거나 양손을 머리 위에 교차시키는 동작이다.

안전율은 절단하중(파단하중)을 사용하중(허용하중)으로 나눈 값이다.

재료나 로프가 실제로 끊어지는 하중을 실제 사용 시 걸리는 하중으로 나누어, 여유가 얼마나 있는지를 나타내는 지표이기 때문이다.

• 이동하중과 고정하중의 비는 하중 종류 구분일 뿐 안전율 정의가 아니다.
• 시험하중과 정격하중의 비는 완성검사 시 부하시험 배율을 나타내는 값이다.
• 사용하중을 절단하중으로 나누면 안전율의 역수가 되어 정의가 뒤바뀐다.

필요한 와이어로프 가닥 수는 안전계수를 고려한 허용하중으로 결정된다. 20㎜ 와이어로프 1가닥의 허용하중은 절단하중을 안전계수로 나눈 값이므로 $\frac{20\text{ton}}{7} = 2.86\text{ton}$이다. 40ton의 부하를 지탱하기 위해 필요한 가닥 수는 $n = \frac{40}{20/7} = \frac{40 \times 7}{20} = \frac{280}{20} = 14$가닥이다. 따라서 14가닥(14줄 걸이)이 필요하다.

중심을 잘못 잡고 로프를 걸면 화물이 한쪽으로 쏠리거나 회전·비틀림이 생겨 크레인에도 흔들림과 편심하중이 그대로 전달된다.

• 화물이 예상치 못한 방향으로 쏠려 이동하는 것은 실제로 발생하는 현상이다.
• 매단 화물이 회전하며 로프가 비틀리는 것도 잘못된 중심잡기의 전형적인 결과다.
• 화물이 한쪽으로 기울어 넘어지는 것 역시 무게중심 오류로 생기는 위험이다.

따라서 크레인에 전혀 영향이 없다는 설명은 실제와 반대된다.

크레인으로 화물을 운반할 때는 정격하중(규정 무게)을 절대 초과해서는 안 된다.

규정 무게를 조금이라도 넘겨 들어올리면 와이어로프·훅·브레이크 등에 과부하가 걸려 파단이나 전도 사고로 이어질 수 있다.

반면 적재물 이탈 방지, 로프 등 안전장치 점검, 선회작업 시 사람과의 접촉 방지는 모두 올바른 주의사항이다.

유해광선(자외선·적외선 등)으로부터 눈을 보호하려면 차광 기능이 있는 보안경을 착용해야 한다.

• 안전모는 낙하물로부터 머리를 보호하는 용도다.
• 귀마개는 소음으로부터 청력을 보호하는 용도다.
• 방독마스크는 유해가스·증기를 차단하는 용도로 광선과는 관계가 없다.

화재는 물질에 따라 A~D급으로 분류되며 전기화재는 C급화재에 해당한다.

• A급화재는 목재·종이 등 일반가연물 화재다.
• B급화재는 기름류 등 유류화재다.
• D급화재는 마그네슘 등 금속화재다.

산업안전보건표지 중 파란색 바탕의 지시표지에 해당하는 것은 안전모 착용이다.

• 차량통행금지와 출입금지는 원형에 사선이 들어간 금지표지다.
• 고온경고는 노란색 삼각형의 경고표지다.

지시표지는 보호구 착용처럼 특정 행동을 반드시 하도록 지시하는 표지로, 안전모 착용이 여기에 속한다.

흔들리는 중량물은 사람이 직접 붙잡아 이동시켜서는 안 되며, 유도로프 등으로 방향을 잡아야 한다.

손으로 붙잡으면 화물의 관성과 진동에 의해 협착·충돌 재해로 이어지기 쉽다.

반면 주위 사람에게 인지시키는 것, 상승시킨 채 오래 방치하지 않는 것, 규정 용량을 초과하지 않는 것은 모두 올바른 안전수칙이다.

산업재해의 직접원인은 인적 불안전행위와 물적 불안전상태로 나뉘며, 기계의 결함은 물적 불안전상태에 해당한다.

• 작업 태도가 불안전한 것은 사람의 행동에서 비롯되는 인적 불안전행위다.
• 위험한 장소에 출입하는 것도 사람의 판단·행동에 의한 인적 불안전행위다.
• 작업자의 실수 역시 사람으로 인한 인적 불안전행위다.

낙하물이나 물건의 추락으로부터 머리를 보호하는 보호구는 안전모다.

• 안전대는 고소작업 시 추락(떨어짐)을 방지하는 용도다.
• 안전화는 발을 보호하는 용도다.
• 안전장갑은 손을 보호하는 용도다.

토크렌치는 규정된 조임 토크를 정확히 관리하며 볼트·너트를 조일 때 쓰는 공구이므로, 조이고 푸는 작업 전반에 사용한다고 일반화하는 것은 옳지 않다.

볼트·너트는 규정 토크로, 그것도 한 번에 조이지 않고 2~3회로 나누어 균등하게 조여야 하며, 규정 이상의 토크로 조이면 나사부가 손상된다.

이 세 가지는 모두 맞는 설명이지만, 토크렌치를 조이고 푸는 작업 전반에 사용한다는 설명은 틀린 설명이다.

작업 중 넥타이를 매는 것은 회전체·돌출부에 말려 들어갈 위험이 있어 안전작업 복장의 권장사항이 아니다.

땀을 닦는 수건을 목이나 허리에 걸치지 않는 것, 소매가 넓거나 단추가 있는 옷을 피하는 것, 낙하 위험 작업장에서 안전모를 착용하는 것은 모두 올바른 권장사항이다.

정답은 박스 렌치의 용도를 묻는 문항이다. 박스 렌치는 볼트나 너트의 육면체 부분을 완전히 감싸는 폐쇄형 렌치로, 육각 볼트나 너트를 집거나 푸는 일반적인 체결 작업에 사용된다. 연료 파이프 피팅(연결부) 작업처럼 좁은 공간에서 파이프를 다루는 용도로는 오픈 엔드 렌치(개방형) 또는 튜빙 렌치(파이프 렌치)를 사용하며, 박스 렌치는 이러한 파이프 작업에 적합하지 않다. 보기 1, 2, 4는 각각 조정 렌치(멍키 렌치)의 가변형 특성, 엘 렌치의 형태, 소켓 렌치의 교환 가능한 구조를 올바르게 설명하고 있다.