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2023년-위험물기능장실기(필답형)-제73회
위험물기능장 실기(필답형) 기출문제

2023년 위험물기능장실기(필답형) 제73회

총 19문항 · 주관식 · A4 약 1장

1 / 1
A4정답 포함
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2023년 위험물기능장실기(필답형) 제73회

19문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1

23-1(제73회)

아래 표는 소화난이도등급 Ⅱ에 해당하는 제조소 등에 어떤 소화설비를 두어야 하는지 정리한 것이다. ①~⑤에 들어갈 말을 쓰시오.

제조소 등의 구분소화설비
제조소, 옥내저장소, 옥외저장소, ( ① ), ( ② ), ( ③ )방사능력범위 내에 해당 건축물, 그 밖의 공작물 및 위험물이 포함되도록 대형수동식소화기를 설치하고, 해당 위험물의 소요단위의 15\dfrac{1}{5} 이상에 해당되는 능력단위의 소형수동식소화기 등을 설치할 것
옥외탱크저장소, 옥내탱크저장소( ④ ) 및 ( ⑤ ) 등을 각각 1개 이상 설치할 것
정답 및 해설

① 주유취급소

② 판매취급소

③ 일반취급소

④ 대형수동식소화기

⑤ 소형수동식소화기


[해설]

소화난이도등급은 제조소 등의 규모·저장량·구조에 따라 Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ으로 나뉘고, 등급이 낮아질수록 요구되는 소화설비도 가벼워진다. 등급 Ⅰ이 옥내·옥외소화전설비나 스프링클러설비 같은 고정식 설비를 요구하는 데 비해, 등급 Ⅱ는 대형수동식소화기 + 소형수동식소화기 조합으로 충족된다.

등급 Ⅱ에 해당하는 제조소 등은 제조소, 옥내저장소, 옥외저장소, 주유취급소, 판매취급소, 일반취급소옥외탱크저장소, 옥내탱크저장소다. 앞 그룹은 「대형수동식소화기를 방사능력범위 안에 배치하고, 소요단위의 15\dfrac{1}{5} 이상 능력단위의 소형수동식소화기를 추가」하는 방식이고, 탱크저장소 두 곳은 대형·소형 수동식소화기를 각각 1개 이상 두면 된다.

빈칸 ①~③에 「취급소」 계열 세 곳(주유·판매·일반)이 들어간다는 점, ④·⑤가 앞 행에 이미 나온 두 소화기라는 점만 잡으면 표 전체를 복원할 수 있다.

문제 2

23-1(제73회)

일반식이 R-CHO인 특수인화물에 대하여 다음 물음에 답하시오. 다만 (3)·(4)에서 온도에 관한 기준이 따로 정해져 있지 않으면 "해당 없음"이라고 쓸 것.

(1) 이 물질의 시성식을 쓰시오.

(2) 이 물질이 산화되어 제2석유류가 만들어지는 반응식을 쓰시오.

(3) 지하탱크저장소의 압력탱크에 저장한다면 몇 [℃] 이하로 유지해야 하는가?

(4) 옥외탱크저장소의 압력탱크 외의 탱크에 저장한다면 몇 [℃] 이하로 유지해야 하는가?

정답 및 해설

(1) CH₃CHO

(2) 2CH3CHO+O22CH3COOH2CH_3CHO + O_2 \rightarrow 2CH_3COOH

(3) 40[℃] 이하

(4) 15[℃] 이하


[해설]

R-CHO는 알데하이드기를 가진 화합물의 일반식이고, 이에 해당하는 특수인화물은 아세트알데하이드(시성식 CH₃CHO)다. 제4류 위험물 특수인화물로 지정수량 50[L], 위험등급 Ⅰ이며 인화점 -38[℃], 비점 21[℃]로 휘발성이 대단히 크다.

(2) 산화반응 — 알데하이드가 산화되면 카복실산이 된다. 아세트알데하이드가 산화되면 아세트산(초산)이 생기는데, 아세트산은 제4류 제2석유류(수용성)다. 2CH3CHO+O22CH3COOH2CH_3CHO + O_2 \rightarrow 2CH_3COOH

반대로 환원되면 에탄올이 되므로, 「에탄올 ⇄ 아세트알데하이드 ⇄ 아세트산」의 산화·환원 계열로 묶어 두면 좋다.

(3)·(4) 저장온도 — 아세트알데하이드등을 저장하는 탱크의 온도 기준은 압력탱크인지 여부로 갈린다.

탱크 구분아세트알데하이드등다이에틸에터등·산화프로필렌
압력탱크 (옥외·옥내·지하탱크저장소)40[℃] 이하
압력탱크 외의 탱크 (옥외·옥내·지하탱크저장소)15[℃] 이하30[℃] 이하

따라서 (3) 지하탱크저장소의 압력탱크40[℃] 이하, (4) 옥외탱크저장소의 압력탱크 외의 탱크15[℃] 이하다. 압력탱크는 밀폐되어 증기가 새지 않으므로 온도 여유가 크고, 압력탱크가 아니면 비점이 낮은 물질일수록 더 낮게 유지해야 한다.

또한 아세트알데하이드는 구리·마그네슘·은·수은 및 그 합금과 접촉하면 폭발성 화합물을 만들므로 이들 재질의 설비를 쓸 수 없다.

문제 3

다음 [보기]에 열거한 동식물유류를 건성유와 불건성유로 나누어 쓰시오.

[보기] 동유, 정어리기름, 아마인유, 들기름, 올리브유, 피마자유, 야자유, 낙화생유(땅콩기름), 동백유

정답 및 해설

건성유 : 동유, 정어리기름, 아마인유, 들기름

불건성유 : 올리브유, 피마자유, 야자유, 낙화생유(땅콩기름), 동백유


[해설]

동식물유류(제4류 위험물, 지정수량 10,000L)는 아이오딘값으로 나눈다. 아이오딘값이란 유지 100g에 부가되는 아이오딘의 g수로, 값이 클수록 유지 속 이중결합이 많아 불포화도가 높고 공기 중 산소와 잘 결합한다.

· 건성유 — 아이오딘값 130 이상 : 아마인유, 들기름, 동유(오동나무기름), 정어리기름, 해바라기유

· 반건성유 — 아이오딘값 100 초과 130 미만 : 참기름, 채종유, 콩기름, 청어유, 옥수수유, 면실유

· 불건성유 — 아이오딘값 100 이하 : 올리브유, 피마자유, 야자유, 낙화생유(땅콩기름), 동백유, 우지, 돈지

따라서 [보기]에서 동유·정어리기름·아마인유·들기름이 건성유, 올리브유·피마자유·야자유·낙화생유·동백유가 불건성유이고, 반건성유에 해당하는 것은 들어 있지 않다.

건성유가 위험한 이유는 이중결합이 많아 산소와 잘 결합하기 때문이다. 기름이 밴 헝겊이나 톱밥처럼 표면적이 큰 상태로 쌓여 있으면 산화열이 빠져나가지 못하고 축적되어 자연발화로 이어진다. 불건성유는 이 위험이 거의 없다. 동물성 기름이라고 모두 불건성유인 것은 아니라는 점(정어리기름은 건성유)이 이 문제의 함정이다.

문제 4

메테인과 암모니아를 백금 촉매하에서 산소와 반응시켜 얻는 물질로, 반응성이 강하고 분자량 27, 인화점 -17℃, 증기비중 0.93이며 물에 잘 녹고 독성이 매우 강한 제4류 위험물이 있다. 다음 물음에 답하시오.

㉮ 명칭

㉯ 화학식(시성식)

㉰ 구조식

㉱ 품명

㉲ 증기비중(계산식과 함께)

㉳ 위험등급

㉴ 연소반응식(질소가 생성된다)

정답 및 해설

사이안화수소

HCNHCN

H-C≡N

제1석유류(수용성)

2729=\dfrac{27}{29} = 0.93

위험등급 II

4HCN+5O22N2+4CO2+2H2O4HCN + 5O_2 \rightarrow 2N_2 + 4CO_2 + 2H_2O


[해설]

㉮·㉯ 물질의 특정 — 분자량 27은 1+12+14=271 + 12 + 14 = 27사이안화수소(HCNHCN, 청산)와 정확히 맞는다. 여기에 인화점 -17℃, 수용성, 강한 독성, 그리고 메테인·암모니아·산소를 백금 촉매로 반응시켜 만든다는 제법(안드루소법)이 겹치면 물질이 확정된다.

2CH4+2NH3+3O22HCN+6H2O2CH_4 + 2NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2HCN + 6H_2O

㉰ 구조식 — 탄소가 수소와 단일결합, 질소와 삼중결합을 이룬 직선형 분자다. 즉 H-C≡N.

㉱ 품명 — 인화점이 -17℃로 21℃ 미만이므로 제1석유류이고 물에 잘 녹으므로 수용성이다. 지정수량은 400L다.

㉲ 증기비중 — 증기의 분자량을 공기의 평균분자량 29로 나눈 값이다.

2729=\dfrac{27}{29} = 0.93

1보다 작으므로 사이안화수소 증기는 공기보다 가볍다. 제4류 위험물의 증기는 대부분 공기보다 무거워 바닥에 깔리는데 사이안화수소는 그 예외라는 점에서 자주 출제된다. 공기의 평균분자량을 28.84로 잡아 0.94로 낸 판본도 있으나 표준 기준값은 29이므로 0.93이 맞다.

㉳ 위험등급 — 제4류에서 위험등급 I은 특수인화물뿐이고, 제1석유류와 알코올류가 II, 나머지(제2·3·4석유류, 동식물유류)가 III이다. 따라서 위험등급 II.

㉴ 연소반응식 — 분자 안의 질소는 연소하면 질소 기체로 빠져나온다.

4HCN+5O22N2+4CO2+2H2O4HCN + 5O_2 \rightarrow 2N_2 + 4CO_2 + 2H_2O

좌변의 산소 10개가 우변 4CO24CO_2의 8개와 2H2O2H_2O의 2개로 균형이 맞는다.

그 밖의 물성 — 액비중 0.69, 녹는점 약 -13℃, 끓는점 약 26℃, 발화점 약 540℃이며 연소범위가 약 6~41%로 매우 넓다. 아몬드 냄새가 나는 무색 액체로 극소량으로도 치명적이다. 순수한 것은 안정하지만 소량의 수분이나 알칼리가 섞이면 중합폭발을 일으키므로 안정제를 넣어 저장한다. -17℃는 인화점이지 융점이 아니며, 이를 “융점”으로 실은 판본은 오기다.

문제 5

이송취급소의 설치허가를 신청할 때 긴급차단밸브 및 차단밸브에 관하여 첨부해야 하는 서류 5가지를 쓰시오.

정답 및 해설

구조설명서(부대설비를 포함한다)

기능설명서

강도에 관한 설명서

제어계통도

밸브의 종류·형식 및 재료에 관하여 기재한 서류


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 제6조 및 별표 1은 이송취급소 설치허가 신청 시 배관·펌프·밸브 등 설비별로 첨부할 서류를 따로 정하고 있다. 그중 긴급차단밸브 및 차단밸브에 대해서는 위 다섯 가지 서류를 낸다.

긴급차단밸브는 배관에서 누설이 생겼을 때 이송을 즉시 끊어 유출량을 밸브 구간의 잔류량으로 묶어 두는 설비다. 사고가 난 뒤에 확실히 닫히는지가 전부이므로, 서류도 어떻게 생겼고(구조), 어떻게 작동하며(기능), 압력을 견디는지(강도), 어떤 신호로 닫히는지(제어계통), 무엇으로 만들었는지(종류·형식·재료)를 차례로 확인하는 구성이다. 「구조 → 기능 → 강도 → 제어계통도 → 종류·형식·재료」의 순서로 묶어 두면 빠뜨리지 않는다.

구조설명서에는 밸브 본체뿐 아니라 부대설비까지 포함해야 한다는 점을 놓치기 쉽다.

문제 6

23-1(제73회)

TNT 1[kg]이 폭발할 때 표준상태에서 생성되는 기체의 부피는 830[L]이다. 1기압, 2,217[℃]에서 이 기체의 부피는 폭발 전 고체 상태 TNT 부피의 몇 배인지 구하시오. (단, 고체 상태 TNT의 밀도는 1.65[kg/L]이다.)

정답 및 해설

12,491.04배


[해설]

폭발 전 고체의 부피와 폭발 후 고온 기체의 부피를 각각 구해 비를 잡으면 된다.

① 폭발 전 고체 TNT의 부피 — 밀도가 1.65[kg/L]이므로

V1=1kg1.65kg/L=0.6061LV_1 = \dfrac{1\,\mathrm{kg}}{1.65\,\mathrm{kg/L}} = 0.6061\,\mathrm{L}

② 2,217[℃]에서 기체의 부피 — 압력이 1기압으로 일정하므로 샤를의 법칙을 적용한다. 표준상태(0[℃] = 273[K])에서 830[L]이므로

V2=830L×273+2,217273=830×2,490273=7,570.33LV_2 = 830\,\mathrm{L} \times \dfrac{273 + 2{,}217}{273} = 830 \times \dfrac{2{,}490}{273} = 7{,}570.33\,\mathrm{L}

③ 부피비

V2V1=7,570.330.6061=7,570.33×1.65=12,491.04\dfrac{V_2}{V_1} = \dfrac{7{,}570.33}{0.6061} = 7{,}570.33 \times 1.65 = 12{,}491.04

따라서 폭발 후 기체의 부피는 폭발 전 고체 부피의 약 12,491.04배가 된다. 폭발이 위험한 이유가 바로 이 급격한 부피 팽창(약 1만 2천 배)에 있다.

일부 교재는 중간값을 7,556.63[L]로 적어 12,468.44배를 답으로 싣고 있으나, 830×2,490÷273=7,570.33830 \times 2{,}490 \div 273 = 7{,}570.33[L]이므로 계산상 12,491.04배가 맞다. 절대온도를 273.15로 잡더라도 7,566.63[L] → 12,484.94배가 되어 12,468.44배는 나오지 않는다.

문제 7

23-1(제73회)

다음 두 물질에 대하여 물과의 반응식과, 그 반응으로 발생한 기체의 연소반응식을 각각 쓰시오.

(1) 탄화칼슘

  ㉠ 물과의 반응식

  ㉡ ㉠에서 발생한 기체의 연소반응식

(2) 탄화알루미늄

  ㉠ 물과의 반응식

  ㉡ ㉠에서 발생한 기체의 연소반응식

정답 및 해설

(1) ㉠ CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2

   ㉡ 2C2H2+5O24CO2+2H2O2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O

(2) ㉠ Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4

   ㉡ CH4+2O2CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O


[해설]

둘 다 제3류 위험물 「칼슘 또는 알루미늄의 탄화물」(지정수량 300[kg])로, 금수성 물질이라 물과 만나면 가연성 기체를 내놓는다. 어떤 기체가 나오는지를 먼저 잡고, 그 기체의 연소반응식을 이어서 세우는 문제다.

(1) 탄화칼슘(CaC₂, 카바이드) — 물과 반응해 수산화칼슘과 아세틸렌을 만든다. CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2

아세틸렌은 연소범위가 2.5~81[vol%]로 매우 넓어 폭발 위험이 크다. 완전연소식은 탄소 2개 → 2CO22CO_2, 수소 2개 → H2OH_2O 1개이므로 양변의 산소를 맞추면 2C2H2+5O24CO2+2H2O2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O 가 된다.

(2) 탄화알루미늄(Al₄C₃) — 물과 반응해 수산화알루미늄과 메테인을 만든다. Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4

메테인의 완전연소식은 CH4+2O2CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O 이다.

두 물질 모두 물·포·이산화탄소 소화는 금물이고, 마른모래나 팽창질석·팽창진주암 등으로 질식소화한다.

문제 8

23-1(제73회)

다음 각 경우의 소요단위 또는 능력단위를 구하시오.

(1) 내화구조인 취급소로서 연면적이 300[m²]일 때의 소요단위

(2) 내화구조가 아닌 제조소로서 연면적이 300[m²]일 때의 소요단위

(3) 내화구조가 아닌 저장소로서 연면적이 300[m²]일 때의 소요단위

(4) 삽 1개를 포함한 마른모래 800[L]의 능력단위

(5) 소화전용물통 3개를 포함한 수조 800[L]의 능력단위

정답 및 해설

(1) 3단위

(2) 6단위

(3) 4단위

(4) 8단위

(5) 15단위


[해설]

소요단위는 소화설비의 설치대상이 되는 건축물·위험물의 양을 재는 기준 단위이고, 능력단위는 소화설비가 가진 소화능력의 기준 단위다.

소요단위 산정 기준은 다음과 같다.

구분내화구조내화구조가 아닌 것
제조소·취급소의 건축물연면적 100[m²]연면적 50[m²]
저장소의 건축물연면적 150[m²]연면적 75[m²]
위험물지정수량의 10배

(1) 300100=3\dfrac{300}{100} = \mathbf{3}단위   (2) 30050=6\dfrac{300}{50} = \mathbf{6}단위   (3) 30075=4\dfrac{300}{75} = \mathbf{4}단위

같은 300[m²]라도 내화구조가 아니면 기준면적이 절반이라 소요단위가 두 배로 늘어난다.

기타 소화설비의 능력단위는 다음과 같다.

소화설비용량능력단위
소화전용물통8[L]0.3
수조(소화전용물통 3개 포함)80[L]1.5
수조(소화전용물통 6개 포함)190[L]2.5
마른모래(삽 1개 포함)50[L]0.5
팽창질석 또는 팽창진주암(삽 1개 포함)160[L]1.0

(4) 마른모래는 50[L]가 0.5단위이므로 80050×0.5=8\dfrac{800}{50} \times 0.5 = \mathbf{8}단위

(5) 수조는 80[L]가 1.5단위이므로 80080×1.5=15\dfrac{800}{80} \times 1.5 = \mathbf{15}단위

문제 9

23-1(제73회)

다음 성질을 모두 가지는 제3류 위험물이 있다.

· 지정수량 10[kg]   · 비중 0.86   · 분자량 39.1

이 물질을 다음 각 물질과 반응시켰을 때의 화학반응식을 각각 쓰시오.

(1) 이산화탄소

(2) 사염화탄소

(3) 에틸알코올

정답 및 해설

(1) 4K+3CO22K2CO3+C4K + 3CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + C

(2) 4K+CCl44KCl+C4K + CCl_4 \rightarrow 4KCl + C

(3) 2K+2C2H5OH2C2H5OK+H22K + 2C_2H_5OH \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2


[해설]

조건이 곧 물질 특정이다. 제3류 위험물 중 지정수량 10[kg]인 것은 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬이고, 이 가운데 원자량(분자량) 39.1, 비중 0.86인 은백색 경금속은 칼륨(K)뿐이다. 위험등급은 I이다.

(1) 이산화탄소 — 칼륨은 이산화탄소를 환원시켜 탄산칼륨과 탄소를 만든다. 4K+3CO22K2CO3+C4K + 3CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + C. 이 반응 때문에 이산화탄소 소화기는 칼륨 화재에 쓸 수 없다(연소 촉진·폭발 위험).

(2) 사염화탄소 — 마찬가지로 염소를 빼앗아 염화칼륨과 탄소를 만든다. 4K+CCl44KCl+C4K + CCl_4 \rightarrow 4KCl + C. 할로젠화합물 소화약제도 금지되는 이유다.

(3) 에틸알코올 — 알코올의 하이드록시기와 반응해 칼륨에틸레이트(칼륨에톡사이드)와 수소를 발생시킨다. 2K+2C2H5OH2C2H5OK+H22K + 2C_2H_5OH \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2. 물과의 반응(2K+2H2O2KOH+H22K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2)과 형태가 같다.

칼륨은 공기 중 수분·이산화탄소와도 반응하므로 등유·경유 등 석유류 속에 넣어 보관하고, 소화는 마른모래·팽창질석 등에 의한 질식소화로 한다.

문제 10

23-1(제73회)

은백색 광택을 내는 원자량 27의 금속으로, 상온의 공기 중에서 겉면에 치밀한 산화피막을 만들어 스스로 속을 보호하기 때문에 부식성이 적은 제2류 위험물이 있다. 이 물질에 대하여 다음 물음에 답하시오.

(1) 물과 반응할 때의 화학반응식을 쓰시오.

(2) 이 물질 50[g]을 물과 반응시켰을 때 발생하는 기체의 부피는 2[atm], 30[℃]에서 몇 [L]인지 구하시오.

정답 및 해설

(1) 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H22Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2

(2) 34.56[L]


[해설]

은백색 광택, 원자량 27, 표면에 치밀한 산화피막(Al₂O₃)을 만들어 내부를 보호하는 제2류 위험물은 알루미늄분(금속분, 지정수량 500[kg], 위험등급 Ⅲ)이다.

(1) 알루미늄은 물과 반응해 수산화알루미늄과 수소를 발생시킨다. 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H22Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2

(2) 반응식에서 Al 2몰(2×27=54g2 \times 27 = 54\,\mathrm{g})이 H₂ 3몰(3×2=6g3 \times 2 = 6\,\mathrm{g})을 만든다. 따라서 Al 50[g]이 만드는 수소의 질량은

w=50×3×22×27=5.56gw = 50 \times \dfrac{3 \times 2}{2 \times 27} = 5.56\,\mathrm{g}

이상기체 상태방정식 PV=nRT=wMRTPV = nRT = \dfrac{w}{M}RT 에서 V=wRTPMV = \dfrac{wRT}{PM} 이므로, R=0.08205atmL/(molK)R = 0.08205\,\mathrm{atm \cdot L/(mol \cdot K)}, T=273+30=303KT = 273 + 30 = 303\,\mathrm{K}, P=2atmP = 2\,\mathrm{atm}, M=2g/molM = 2\,\mathrm{g/mol} 을 대입하면

V=5.56×0.08205×3032×2=34.56LV = \dfrac{5.56 \times 0.08205 \times 303}{2 \times 2} = 34.56\,\mathrm{L}

따라서 34.56[L]이다. 기체상수를 0.082, 절대온도를 303.15[K]로 잡으면 34.55[L]가 나오는데, 이는 유효숫자 처리 차이일 뿐 조건이 다른 것이 아니다.

알루미늄분은 수소를 발생시키므로 물·산·알칼리와의 접촉을 피하고, 화재 시에는 마른모래 등으로 질식소화한다.

문제 11

다음 소화약제를 담는 저장용기의 충전비를 각각 쓰시오.

(1) 할론 2402 가운데 가압식 저장용기에 담는 것

(2) 할론 2402 가운데 축압식 저장용기에 담는 것

(3) 할론 1211

(4) 할론 1301

(5) HFC-23

정답 및 해설

(1) 0.51 이상 0.67 이하

(2) 0.67 이상 2.75 이하

(3) 0.7 이상 1.4 이하

(4) 0.9 이상 1.6 이하

(5) 1.2 이상 1.5 이하


[해설]

충전비란 저장용기의 내용적을 그 안에 넣는 소화약제의 중량으로 나눈 값이다(단위 L/kg\mathrm{L/kg}).

충전비=용기의 내용적[L]소화약제의 충전량[kg]\text{충전비} = \dfrac{\text{용기의 내용적}\,[\mathrm{L}]}{\text{소화약제의 충전량}\,[\mathrm{kg}]}

값이 클수록 같은 무게의 약제를 더 큰 용기에 담는다는 뜻이라 용기 안 여유 공간이 늘고 내부 압력이 낮아진다. 온도가 올라 약제가 팽창해도 용기가 견디도록 하한을, 방출 성능이 떨어지지 않도록 상한을 함께 못박아 둔 것이다.

법령이 정한 값은 다음과 같다.

· 할론 2402(가압식) : 0.51 이상 0.67 이하

· 할론 2402(축압식) : 0.67 이상 2.75 이하

· 할론 1211 : 0.7 이상 1.4 이하

· 할론 1301 : 0.9 이상 1.6 이하

· HFC-23, HFC-125 : 1.2 이상 1.5 이하

할론 2402는 상온에서 액체라 스스로 나갈 압력이 없어 가압식과 질소를 미리 채워 두는 축압식으로 저장방식이 갈린다. 축압식은 가압가스가 차지할 공간이 필요해 상한이 2.75로 유독 크게 잡혀 있는데, 이것이 이 표의 함정이다. 저장방식을 나누어 정하는 약제가 할론 2402뿐인 이유이기도 하다.

숫자만 놓고 보면 하한이 0.51 → 0.67 → 0.7 → 0.9 → 1.2로 차례로 커지므로 순서대로 꿰어 외우면 헷갈리지 않는다. 참고로 이산화탄소는 고압식 1.5 이상 1.9 이하, 저압식 1.1 이상 1.4 이하이다.

문제 12

23-1(제73회)

옥내저장소 저장창고는 벽·기둥 및 바닥을 내화구조로 하고, 지붕은 폭발압력이 위로 빠질 만큼 가벼운 불연재료로 하며 천장은 만들지 않는 것이 원칙이다. 그러나 저장하는 위험물의 수량과 유별에 따라 예외가 인정된다. 다음 완화가 허용되는 것은 각각 어떤 창고인지 쓰시오.

(1) 벽·기둥 및 바닥을 불연재료로 하는 경우

(2) 지붕을 내화구조로 하는 경우

(3) 천장을 불연재료 또는 난연재료로 만드는 경우

정답 및 해설

(1) 지정수량의 10배 이하의 위험물의 저장창고 또는 제2류 위험물(인화성 고체는 제외)과 제4류 위험물(인화점이 70[℃] 미만인 것은 제외)만의 저장창고

(2) 제2류 위험물(분말상태의 것과 인화성 고체는 제외)과 제6류 위험물만의 저장창고

(3) 제5류 위험물만의 저장창고


[해설]

세 가지 예외는 모두 「폭발·연소 위험이 낮거나, 오히려 지붕이 날아가면 안 되는 사정이 있는 경우」라는 한 가지 논리로 설명된다.

(1) 벽·기둥·바닥의 불연재료 완화 — 저장량이 적거나(지정수량 10배 이하) 연소 위험이 상대적으로 낮은 유별, 즉 제2류 위험물(인화성 고체 제외)제4류 위험물(인화점 70[℃] 미만 제외)만 저장하는 창고는 내화구조 대신 불연재료로 할 수 있다. 인화성 고체와 인화점 70[℃] 미만의 제4류를 굳이 빼는 것은 이들이 상온 부근에서 쉽게 인화하기 때문이다. 단, 연소의 우려가 있는 외벽은 완화 대상이 아니다.

(2) 지붕의 내화구조 허용 — 지붕을 가볍게 만드는 이유는 폭발압력을 위로 빼기 위함이다. 그러나 제2류 위험물(분말상태의 것과 인화성 고체 제외)제6류 위험물만 저장하는 창고는 분진폭발이나 증기폭발의 우려가 없으므로 지붕을 내화구조로 해도 된다. 제6류는 불연성 산화성 액체라는 점을 떠올리면 이해가 쉽다.

(3) 천장 설치 허용제5류 위험물만의 저장창고는 천장을 불연재료 또는 난연재료로 만들 수 있다. 제5류(자기반응성 물질)는 온도 상승에 민감해 직사광선과 온도 변화를 차단할 필요가 크기 때문에, 폭발압력 방출보다 단열·차광을 우선한 것이다.

문제 13

23-1(제73회)

이동탱크저장소는 칸막이로 나뉜 각 부분마다 안전장치를 두어야 한다. 다음 두 탱크에서 그 안전장치가 작동하도록 정해진 압력을 각각 쓰시오.

(1) 상용압력이 18[kPa]인 탱크

(2) 상용압력이 21[kPa]인 탱크

정답 및 해설

(1) 20[kPa] 이상 24[kPa] 이하의 압력에서 작동

(2) 23.1[kPa] 이하의 압력에서 작동


[해설]

이동탱크저장소의 안전장치는 탱크 내부 압력이 비정상적으로 올라갔을 때 압력을 방출해 탱크 파손을 막는 설비다. 작동압력 기준은 상용압력 20[kPa]을 경계로 갈린다.

상용압력안전장치 작동압력
20[kPa] 이하20[kPa] 이상 24[kPa] 이하의 압력
20[kPa] 초과상용압력의 1.1배 이하의 압력

(1) 18[kPa]은 20[kPa] 이하이므로 고정 구간이 그대로 적용되어 20[kPa] 이상 24[kPa] 이하에서 작동해야 한다.

(2) 21[kPa]은 20[kPa]을 초과하므로 상용압력의 1.1배 이하가 기준이다. 21×1.1=23.121 \times 1.1 = 23.1 이므로 23.1[kPa] 이하에서 작동해야 한다.

상용압력이 낮은 탱크는 절대값(20~24[kPa])으로, 높은 탱크는 상용압력에 비례(1.1배)해 정한다는 구조로 이해하면 된다.

문제 14

23-1(제73회)

다음 구조식을 보고 물음에 답하시오.

NCH3Cl

(1) ①에 해당하는 위험물의 ㉠ 지정수량과 ㉡ 위험등급을 쓰시오.

(2) ②에 해당하는 위험물의 증기비중을 구하시오(계산과정을 포함할 것).

(3) ③에 해당하는 위험물을 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기가 아닌 용기에 수납하여 겹쳐 쌓을 경우, 그 최대 높이를 쓰시오.

정답 및 해설

(1) ㉠ 400[L]  ㉡ 위험등급 Ⅱ

(2) 3.17

(3) 3[m]


[해설]

구조식이 가리키는 물질은 ① 피리딘, ② 톨루엔, ③ 클로로벤젠이다. 벤젠 고리의 꼭짓점 하나가 질소로 바뀌면 피리딘, 수소 하나가 CH₃로 바뀌면 톨루엔, Cl로 바뀌면 클로로벤젠이다.

(1) 피리딘은 제4류 위험물 제1석유류(수용성)로 지정수량은 400[L], 위험등급은 다. 제1석유류는 비수용성이 200[L], 수용성이 400[L]이고, 제4류에서 특수인화물만 위험등급 Ⅰ이며 제1석유류와 알코올류가 Ⅱ, 나머지가 Ⅲ이다.

(2) 톨루엔(C₆H₅CH₃)의 분자량은 12×7+1×8=9212 \times 7 + 1 \times 8 = 92 이다. 증기비중은 그 기체의 분자량을 공기의 평균 분자량으로 나눈 값이므로

증기비중 =9229=3.1724= \dfrac{92}{29} = 3.1724

따라서 3.17이다. 공기의 평균 분자량을 28.84로 잡는 교재도 있어 그 경우 3.19가 나오지만, 증기비중 계산의 표준 상수는 29다. 값이 1보다 크므로 톨루엔 증기는 공기보다 무거워 바닥에 깔려 멀리까지 흘러간다.

(3) 위험물을 운반용기에 수납해 적재할 때, 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기가 아니면 겹쳐 쌓는 높이를 3[m] 이하로 제한한다. 용기 파손과 붕괴로 인한 누출을 막기 위한 기준으로, 물질의 종류와 관계없이 적용된다.

문제 15

23-1(제73회)

다음 세 가지 설명에 모두 들어맞는 제1류 위험물이 있다.

· 백색 결정이며 분자량은 101이다.
· 약 400[℃]로 가열하면 분해된다.
· 흑색화약을 만드는 원료다.

(1) 이 위험물의 명칭을 쓰시오.

(2) 분해반응식을 쓰시오.

(3) 흑색화약의 원료 가운데 이 위험물이 맡는 역할을 쓰시오.

정답 및 해설

(1) 질산칼륨

(2) 2KNO32KNO2+O22KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2

(3) 산화제(산소공급원) 역할


[해설]

분자량 39+14+16×3=10139 + 14 + 16 \times 3 = 101, 백색 결정, 분해온도 약 400[℃], 흑색화약의 원료 — 모두 질산칼륨(KNO₃, 초석)을 가리킨다. 제1류 위험물 질산염류로 지정수량 300[kg], 위험등급 Ⅱ다.

(2) 분해반응 — 가열하면 아질산칼륨과 산소로 분해된다. 2KNO32KNO2+O22KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2

(3) 흑색화약에서의 역할 — 흑색화약은 질산칼륨 75% + 황 10% + 목탄 15%로 배합한다. 이 중 황과 목탄이 가연물이고, 질산칼륨은 분해하면서 산소를 내놓아 산화제(산소공급원) 역할을 한다. 밀폐된 공간에서도 외부 공기 없이 연소가 이어지는 이유가 여기에 있다.

제1류 위험물은 그 자체가 타지는 않지만 산소를 공급해 다른 물질의 연소를 격렬하게 만드는 산화성 고체라는 점이 핵심이다. 따라서 가연물·유기물과의 혼합·충격·가열을 피하고, 소화는 다량의 물로 냉각소화한다.

문제 16

23-1(제73회)

아래는 고체위험물을 운반할 때 쓰는 운반용기의 최대용적 기준을 옮긴 표다. 각 용기 조합으로 수납할 수 있는 위험물의 칸마다 ○표를 하시오.

내장 용기외장 용기수납 위험물의 종류
용기의 종류최대용적 또는 중량용기의 종류최대용적 또는 중량아염소산나트륨질산나트륨과망가니즈산나트륨
유리 용기 또는 플라스틱 용기10[L]나무상자 또는 플라스틱상자125[kg]
금속제 용기30[L]파이버판상자55[kg]
플라스틱필름포대 또는 종이포대5[kg]나무상자 또는 플라스틱상자50[kg]
정답 및 해설
내장 용기 / 외장 용기아염소산나트륨질산나트륨과망가니즈산나트륨
유리 용기 또는 플라스틱 용기 10[L] / 나무상자 또는 플라스틱상자 125[kg]
금속제 용기 30[L] / 파이버판상자 55[kg]
플라스틱필름포대 또는 종이포대 5[kg] / 나무상자 또는 플라스틱상자 50[kg]


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 운반용기 표는 위험등급에 따라 적응성을 나눈다. 그러므로 표에 제시된 세 물질의 위험등급부터 확정해야 한다.

물질품명지정수량위험등급
아염소산나트륨아염소산염류50[kg]
질산나트륨질산염류300[kg]
과망가니즈산나트륨과망가니즈산염류1,000[kg]

세 가지 조합 중 금속제 용기 30[L]를 파이버판상자 55[kg]에 넣는 조합만 위험등급 Ⅰ에 적응성이 없다. 파이버판상자는 종이 재질이라 강도가 약해, 소량으로도 위험성이 큰 등급 Ⅰ 위험물에는 40[kg]짜리만 허용되고 55[kg]짜리는 쓸 수 없기 때문이다. 나머지 두 조합은 Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ 모두에 쓸 수 있다.

따라서 아염소산나트륨(Ⅰ등급) 칸만 두 번째 행이 비고, 나머지 칸에는 모두 ○가 들어간다. 표에서 ○가 없는 칸은 그 조합으로 해당 위험물을 수납할 수 없다는 뜻이다.

문제 17

23-1(제73회)

다음 [보기]를 보고 물음에 답하시오.

[보기]

① 옥외탱크저장소(휘발유 50만[L])
② 옥외탱크저장소(경유 100만[L])
③ 옥외탱크저장소(동식물유류 100만[L])
④ 옥외탱크저장소(경유 1,000[L]를 2개월 이내로 임시 사용)
⑤ 옥외탱크저장소(경유 900[L]를 2개월 이내로 임시 사용)
⑥ 옥외탱크저장소(경유 2,000[L]를 4개월 이내로 임시 사용)
⑦ 지하탱크저장소(경유 10만[L])
⑧ 지하매설탱크(휘발유 100[L])를 포함하는 지정수량 1,000배의 제조소
⑨ 옥외취급탱크(휘발유 1,000[L])를 포함하는 지정수량 3,000배의 제조소

(1) 한국소방산업기술원으로부터 기술검토를 받아야 하는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(2) 설치허가 없이 임시로 위험물을 저장하거나 취급할 수 있는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(3) 정기점검을 연 1회 이상 받아야 하는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(4) 정기검사를 받아야 하는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(5) 설치허가가 반드시 필요한 것은 모두 몇 개인지 쓰시오.

정답 및 해설

(1) ①, ②, ③, ⑧, ⑨

(2) ④, ⑤

(3) ①, ②, ⑦, ⑧, ⑨

(4) ①, ②, ③

(5) 7개


[해설]

먼저 지정수량 배수를 계산해 둔다(휘발유 200[L], 경유 1,000[L], 동식물유류 10,000[L]).

500,000200=2,500\dfrac{500{,}000}{200} = 2{,}500배   ② 1,000,0001,000=1,000\dfrac{1{,}000{,}000}{1{,}000} = 1{,}000배   ③ 1,000,00010,000=100\dfrac{1{,}000{,}000}{10{,}000} = 100배   ④ 1배   ⑤ 0.9배   ⑥ 2배   ⑦ 100,0001,000=100\dfrac{100{,}000}{1{,}000} = 100

(1) 기술검토 — 위험물안전관리법 시행령 제6조는 지정수량 1,000배 이상의 제조소·일반취급소(구조·설비에 관한 사항)와 옥외탱크저장소(저장용량 50만[L] 이상)·암반탱크저장소를 한국소방산업기술원의 기술검토 대상으로 정한다. 따라서 용량 50만[L] 이상인 옥외탱크 ①②③과 지정수량 1,000배 이상 제조소 ⑧⑨가 해당한다. ③은 배수로는 100배지만 용량 기준(50만[L] 이상)에 걸린다는 점이 함정이다.

(2) 설치허가 없이 임시 저장·취급 — 위험물안전관리법 제5조에 따르면, 지정수량 이상의 위험물이라도 관할 소방서장의 승인을 받아 90일 이내의 기간 동안 임시로 저장·취급하는 경우에는 설치허가를 받지 않아도 된다. ④는 1배이면서 2개월(약 60일)이므로 여기에 해당한다. ⑤는 0.9배로 지정수량 미만이라 애초에 법의 허가 대상이 아니고 시·도 조례의 규율을 받으므로 역시 허가 없이 취급할 수 있다. 반면 ⑥은 2배이면서 4개월(약 120일)로 90일을 초과하므로 허가를 받아야 한다.

(3) 정기점검 — 정기점검 대상은 지정수량 10배 이상의 제조소·일반취급소, 100배 이상의 옥외저장소, 150배 이상의 옥내저장소, 200배 이상의 옥외탱크저장소, 암반탱크저장소, 이송취급소, 지하탱크저장소, 이동탱크저장소, 그리고 지하에 매설된 탱크가 있는 제조소·주유취급소·일반취급소다. 옥외탱크 중 200배 이상인 ①(2,500배)·②(1,000배)가 해당하고 ③(100배)은 빠진다. ⑦은 지하탱크저장소라 배수와 무관하게 대상이며, ⑧·⑨는 지정수량 10배 이상 제조소이자 ⑧은 지하매설탱크까지 있어 대상이다.

(4) 정기검사 — 정기검사는 액체위험물을 저장·취급하는 50만[L] 이상의 옥외탱크저장소가 대상이다. 휘발유·경유·동식물유류 모두 액체위험물이므로 ①②③이 해당한다.

(5) 허가 대상 개수 — [보기] 9개 중 허가가 필요 없는 것은 (2)에서 확인한 ④(90일 이내 임시저장)와 ⑤(지정수량 미만) 둘뿐이다.

92=79 - 2 = \mathbf{7}7개

일부 교재는 이 소문항의 답을 8개로 싣기도 하는데, 그러면 (2)에서 「허가 없이 임시저장할 수 있다」고 답한 ④를 다시 허가 대상으로 세는 셈이라 같은 문항 안에서 앞뒤가 어긋난다. ④·⑤를 모두 제외한 7개가 맞다.

문제 18

23-1(제73회)

아래 표는 위험물안전관리대행기관의 지정기준을 옮겨 적은 것이다. 법령이 정한 기준과 다르게 적힌 곳 5군데를 찾아 옳게 고치시오.

구분내용
기술인력1. 위험물기능장 또는 위험물산업기사 2인 이상
2. 위험물산업기사 또는 위험물기능사 3인 이상
3. 기계분야 및 전기분야의 소방설비기사 1인 이상
시설전용사무실을 갖출 것
장비1. 절연저항계(절연저항측정기)
2. 접지저항측정기(최소눈금 0.1[Ω] 이하)
3. 가스농도측정기(탄화수소계 가스의 농도측정이 가능할 것)
4. 정전기 전위측정기
5. 토크렌치
6. 진공펌프
7. 안전밸브시험기
8. 냉각가열기(-10~300[℃])
9. 두께측정기(1.5~99.9[mm])
10. 유량계, 압력계
11. 안전용구(안전모, 안전화, 손전등, 안전로프 등)
12. 소화설비점검기구(소화전밸브압력계, 방수압력측정계, 포콜렉터, 헤드렌치, 포콘테이너)
비고기술인력란의 각 호에 정한 2 이상의 기술인력을 동일인이 겸할 수 있다.
정답 및 해설

① 위험물기능장 또는 위험물산업기사 2인 이상 → 1인 이상

② 위험물산업기사 또는 위험물기능사 3인 이상 → 2인 이상

③ 진공펌프 → 진동시험기

④ 냉각가열기(-10~300[℃]) → 표면온도계(-10~300[℃])

⑤ 2 이상의 기술인력을 동일인이 겸할 수 있다 → 겸할 수 없다


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 22(안전관리대행기관의 지정기준)의 원문과 하나씩 대조하면 다음과 같다.

구분규정 내용
기술인력1. 위험물기능장 또는 위험물산업기사 1인 이상
2. 위험물산업기사 또는 위험물기능사 2인 이상
3. 기계분야 및 전기분야의 소방설비기사 1인 이상
시설전용사무실을 갖출 것
장비1. 절연저항계
2. 접지저항측정기(최소눈금 0.1[Ω] 이하)
3. 가스농도측정기(탄화수소계 가스의 농도측정이 가능할 것)
4. 정전기 전위측정기
5. 토크렌치
6. 진동시험기
7. 안전밸브시험기
8. 표면온도계(-10~300[℃])
9. 두께측정기(1.5~99.9[mm])
10. 유량계, 압력계
11. 안전용구(안전모, 안전화, 손전등, 안전로프 등)
12. 소화설비점검기구(소화전밸브압력계, 방수압력측정계, 포콜렉터, 헤드렌치, 포콘테이너)
비고기술인력란의 각 호에 정한 2 이상의 기술인력을 동일인이 겸할 수 없다.

기술인력 인원수는 「기능장·산업기사 1인 + 산업기사·기능사 2인 + 소방설비기사(기계·전기) 1인」이 기본형이다. 대행기관은 여러 제조소 등의 안전관리자 업무를 대신하는 곳이므로, 한 사람이 두 자리를 겸직해 인력을 형식적으로만 갖추는 것을 막기 위해 겸직을 금지한다는 점이 핵심이다.

장비에서는 진동시험기표면온도계가 단골 오답 지문이다. 진공펌프·냉각가열기처럼 그럴듯한 이름으로 바꿔 내는 방식이므로 12개 목록을 통째로 익혀 두는 편이 안전하다. 일부 교재는 이 장비표를 안전밸브시험기와 유량계·압력계가 빠진 10항목으로 싣기도 하는데, 규정된 항목은 위의 12가지이다.

문제 19

23-1(제73회)

지정수량 15배 미만의 소규모 옥내저장소에 대한 위험물안전관리법령상의 기준이다. 다음 물음에 답하시오.

(1) 하나의 저장창고 바닥면적은 몇 [m²] 이하로 해야 하는가?

(2) 저장창고의 처마높이는 몇 [m] 미만으로 해야 하는가?

(3) 저장창고의 벽·기둥·바닥·보 및 지붕은 어떤 구조로 해야 하는가?

(4) 저장창고의 출입구에는 수시로 개방할 수 있는 어떤 문을 설치해야 하는가?

(5) 저장창고의 벽에 창을 설치할 수 있는지 여부를 쓰시오.

정답 및 해설

(1) 150[m²] 이하

(2) 6[m] 미만

(3) 내화구조

(4) 자동폐쇄식의 60분+방화문 또는 60분방화문

(5) 창을 설치하지 않을 것(설치할 수 없다)


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 5는 규모가 작은 옥내저장소에 대해 일반 기준을 완화하는 대신 구조를 더 단단히 하도록 하는 소규모 옥내저장소의 특례를 두고 있다. 적용 대상은 조문 그대로 「지정수량의 50배 이하인 소규모의 옥내저장소 중 저장창고의 처마높이가 6[m] 미만인 것」이다. 문제에 제시된 「지정수량 15배 미만」은 이 범위 안에 들어가므로 아래 기준이 그대로 적용된다.

특례의 내용은 다음과 같다.

① 저장창고의 처마높이 : 6[m] 미만

② 하나의 저장창고 바닥면적 : 150[m²] 이하

③ 저장창고의 벽·기둥·바닥·보 및 지붕 : 내화구조

④ 출입구 : 수시로 열 수 있는 자동폐쇄식의 60분+방화문 또는 60분방화문

⑤ 저장창고에는 창을 설치하지 않는다(폭발 시 개구부를 통한 화염 확산과 외부 화재의 유입을 막기 위함).

보유공지도 완화되어 지정수량 5배 이하는 공지가 필요 없고, 5배 초과 20배 이하는 1[m] 이상, 20배 초과 50배 이하는 2[m] 이상이면 된다. 지붕까지 내화구조로 하고 창을 없애는 대신 부지 여유를 줄여 준 구조라고 이해하면 된다.

위험물기능장 실기(필답형) 기출문제모두CBT · moducbt.com

2023년 위험물기능장실기(필답형) 제73회

19문항 · 주관식 · 정답·해설 포함
문제 1

23-1(제73회)

아래 표는 소화난이도등급 Ⅱ에 해당하는 제조소 등에 어떤 소화설비를 두어야 하는지 정리한 것이다. ①~⑤에 들어갈 말을 쓰시오.

제조소 등의 구분소화설비
제조소, 옥내저장소, 옥외저장소, ( ① ), ( ② ), ( ③ )방사능력범위 내에 해당 건축물, 그 밖의 공작물 및 위험물이 포함되도록 대형수동식소화기를 설치하고, 해당 위험물의 소요단위의 15\dfrac{1}{5} 이상에 해당되는 능력단위의 소형수동식소화기 등을 설치할 것
옥외탱크저장소, 옥내탱크저장소( ④ ) 및 ( ⑤ ) 등을 각각 1개 이상 설치할 것
정답 및 해설

① 주유취급소

② 판매취급소

③ 일반취급소

④ 대형수동식소화기

⑤ 소형수동식소화기


[해설]

소화난이도등급은 제조소 등의 규모·저장량·구조에 따라 Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ으로 나뉘고, 등급이 낮아질수록 요구되는 소화설비도 가벼워진다. 등급 Ⅰ이 옥내·옥외소화전설비나 스프링클러설비 같은 고정식 설비를 요구하는 데 비해, 등급 Ⅱ는 대형수동식소화기 + 소형수동식소화기 조합으로 충족된다.

등급 Ⅱ에 해당하는 제조소 등은 제조소, 옥내저장소, 옥외저장소, 주유취급소, 판매취급소, 일반취급소옥외탱크저장소, 옥내탱크저장소다. 앞 그룹은 「대형수동식소화기를 방사능력범위 안에 배치하고, 소요단위의 15\dfrac{1}{5} 이상 능력단위의 소형수동식소화기를 추가」하는 방식이고, 탱크저장소 두 곳은 대형·소형 수동식소화기를 각각 1개 이상 두면 된다.

빈칸 ①~③에 「취급소」 계열 세 곳(주유·판매·일반)이 들어간다는 점, ④·⑤가 앞 행에 이미 나온 두 소화기라는 점만 잡으면 표 전체를 복원할 수 있다.

문제 2

23-1(제73회)

일반식이 R-CHO인 특수인화물에 대하여 다음 물음에 답하시오. 다만 (3)·(4)에서 온도에 관한 기준이 따로 정해져 있지 않으면 "해당 없음"이라고 쓸 것.

(1) 이 물질의 시성식을 쓰시오.

(2) 이 물질이 산화되어 제2석유류가 만들어지는 반응식을 쓰시오.

(3) 지하탱크저장소의 압력탱크에 저장한다면 몇 [℃] 이하로 유지해야 하는가?

(4) 옥외탱크저장소의 압력탱크 외의 탱크에 저장한다면 몇 [℃] 이하로 유지해야 하는가?

정답 및 해설

(1) CH₃CHO

(2) 2CH3CHO+O22CH3COOH2CH_3CHO + O_2 \rightarrow 2CH_3COOH

(3) 40[℃] 이하

(4) 15[℃] 이하


[해설]

R-CHO는 알데하이드기를 가진 화합물의 일반식이고, 이에 해당하는 특수인화물은 아세트알데하이드(시성식 CH₃CHO)다. 제4류 위험물 특수인화물로 지정수량 50[L], 위험등급 Ⅰ이며 인화점 -38[℃], 비점 21[℃]로 휘발성이 대단히 크다.

(2) 산화반응 — 알데하이드가 산화되면 카복실산이 된다. 아세트알데하이드가 산화되면 아세트산(초산)이 생기는데, 아세트산은 제4류 제2석유류(수용성)다. 2CH3CHO+O22CH3COOH2CH_3CHO + O_2 \rightarrow 2CH_3COOH

반대로 환원되면 에탄올이 되므로, 「에탄올 ⇄ 아세트알데하이드 ⇄ 아세트산」의 산화·환원 계열로 묶어 두면 좋다.

(3)·(4) 저장온도 — 아세트알데하이드등을 저장하는 탱크의 온도 기준은 압력탱크인지 여부로 갈린다.

탱크 구분아세트알데하이드등다이에틸에터등·산화프로필렌
압력탱크 (옥외·옥내·지하탱크저장소)40[℃] 이하
압력탱크 외의 탱크 (옥외·옥내·지하탱크저장소)15[℃] 이하30[℃] 이하

따라서 (3) 지하탱크저장소의 압력탱크40[℃] 이하, (4) 옥외탱크저장소의 압력탱크 외의 탱크15[℃] 이하다. 압력탱크는 밀폐되어 증기가 새지 않으므로 온도 여유가 크고, 압력탱크가 아니면 비점이 낮은 물질일수록 더 낮게 유지해야 한다.

또한 아세트알데하이드는 구리·마그네슘·은·수은 및 그 합금과 접촉하면 폭발성 화합물을 만들므로 이들 재질의 설비를 쓸 수 없다.

문제 3

다음 [보기]에 열거한 동식물유류를 건성유와 불건성유로 나누어 쓰시오.

[보기] 동유, 정어리기름, 아마인유, 들기름, 올리브유, 피마자유, 야자유, 낙화생유(땅콩기름), 동백유

정답 및 해설

건성유 : 동유, 정어리기름, 아마인유, 들기름

불건성유 : 올리브유, 피마자유, 야자유, 낙화생유(땅콩기름), 동백유


[해설]

동식물유류(제4류 위험물, 지정수량 10,000L)는 아이오딘값으로 나눈다. 아이오딘값이란 유지 100g에 부가되는 아이오딘의 g수로, 값이 클수록 유지 속 이중결합이 많아 불포화도가 높고 공기 중 산소와 잘 결합한다.

· 건성유 — 아이오딘값 130 이상 : 아마인유, 들기름, 동유(오동나무기름), 정어리기름, 해바라기유

· 반건성유 — 아이오딘값 100 초과 130 미만 : 참기름, 채종유, 콩기름, 청어유, 옥수수유, 면실유

· 불건성유 — 아이오딘값 100 이하 : 올리브유, 피마자유, 야자유, 낙화생유(땅콩기름), 동백유, 우지, 돈지

따라서 [보기]에서 동유·정어리기름·아마인유·들기름이 건성유, 올리브유·피마자유·야자유·낙화생유·동백유가 불건성유이고, 반건성유에 해당하는 것은 들어 있지 않다.

건성유가 위험한 이유는 이중결합이 많아 산소와 잘 결합하기 때문이다. 기름이 밴 헝겊이나 톱밥처럼 표면적이 큰 상태로 쌓여 있으면 산화열이 빠져나가지 못하고 축적되어 자연발화로 이어진다. 불건성유는 이 위험이 거의 없다. 동물성 기름이라고 모두 불건성유인 것은 아니라는 점(정어리기름은 건성유)이 이 문제의 함정이다.

문제 4

메테인과 암모니아를 백금 촉매하에서 산소와 반응시켜 얻는 물질로, 반응성이 강하고 분자량 27, 인화점 -17℃, 증기비중 0.93이며 물에 잘 녹고 독성이 매우 강한 제4류 위험물이 있다. 다음 물음에 답하시오.

㉮ 명칭

㉯ 화학식(시성식)

㉰ 구조식

㉱ 품명

㉲ 증기비중(계산식과 함께)

㉳ 위험등급

㉴ 연소반응식(질소가 생성된다)

정답 및 해설

사이안화수소

HCNHCN

H-C≡N

제1석유류(수용성)

2729=\dfrac{27}{29} = 0.93

위험등급 II

4HCN+5O22N2+4CO2+2H2O4HCN + 5O_2 \rightarrow 2N_2 + 4CO_2 + 2H_2O


[해설]

㉮·㉯ 물질의 특정 — 분자량 27은 1+12+14=271 + 12 + 14 = 27사이안화수소(HCNHCN, 청산)와 정확히 맞는다. 여기에 인화점 -17℃, 수용성, 강한 독성, 그리고 메테인·암모니아·산소를 백금 촉매로 반응시켜 만든다는 제법(안드루소법)이 겹치면 물질이 확정된다.

2CH4+2NH3+3O22HCN+6H2O2CH_4 + 2NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2HCN + 6H_2O

㉰ 구조식 — 탄소가 수소와 단일결합, 질소와 삼중결합을 이룬 직선형 분자다. 즉 H-C≡N.

㉱ 품명 — 인화점이 -17℃로 21℃ 미만이므로 제1석유류이고 물에 잘 녹으므로 수용성이다. 지정수량은 400L다.

㉲ 증기비중 — 증기의 분자량을 공기의 평균분자량 29로 나눈 값이다.

2729=\dfrac{27}{29} = 0.93

1보다 작으므로 사이안화수소 증기는 공기보다 가볍다. 제4류 위험물의 증기는 대부분 공기보다 무거워 바닥에 깔리는데 사이안화수소는 그 예외라는 점에서 자주 출제된다. 공기의 평균분자량을 28.84로 잡아 0.94로 낸 판본도 있으나 표준 기준값은 29이므로 0.93이 맞다.

㉳ 위험등급 — 제4류에서 위험등급 I은 특수인화물뿐이고, 제1석유류와 알코올류가 II, 나머지(제2·3·4석유류, 동식물유류)가 III이다. 따라서 위험등급 II.

㉴ 연소반응식 — 분자 안의 질소는 연소하면 질소 기체로 빠져나온다.

4HCN+5O22N2+4CO2+2H2O4HCN + 5O_2 \rightarrow 2N_2 + 4CO_2 + 2H_2O

좌변의 산소 10개가 우변 4CO24CO_2의 8개와 2H2O2H_2O의 2개로 균형이 맞는다.

그 밖의 물성 — 액비중 0.69, 녹는점 약 -13℃, 끓는점 약 26℃, 발화점 약 540℃이며 연소범위가 약 6~41%로 매우 넓다. 아몬드 냄새가 나는 무색 액체로 극소량으로도 치명적이다. 순수한 것은 안정하지만 소량의 수분이나 알칼리가 섞이면 중합폭발을 일으키므로 안정제를 넣어 저장한다. -17℃는 인화점이지 융점이 아니며, 이를 “융점”으로 실은 판본은 오기다.

문제 5

이송취급소의 설치허가를 신청할 때 긴급차단밸브 및 차단밸브에 관하여 첨부해야 하는 서류 5가지를 쓰시오.

정답 및 해설

구조설명서(부대설비를 포함한다)

기능설명서

강도에 관한 설명서

제어계통도

밸브의 종류·형식 및 재료에 관하여 기재한 서류


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 제6조 및 별표 1은 이송취급소 설치허가 신청 시 배관·펌프·밸브 등 설비별로 첨부할 서류를 따로 정하고 있다. 그중 긴급차단밸브 및 차단밸브에 대해서는 위 다섯 가지 서류를 낸다.

긴급차단밸브는 배관에서 누설이 생겼을 때 이송을 즉시 끊어 유출량을 밸브 구간의 잔류량으로 묶어 두는 설비다. 사고가 난 뒤에 확실히 닫히는지가 전부이므로, 서류도 어떻게 생겼고(구조), 어떻게 작동하며(기능), 압력을 견디는지(강도), 어떤 신호로 닫히는지(제어계통), 무엇으로 만들었는지(종류·형식·재료)를 차례로 확인하는 구성이다. 「구조 → 기능 → 강도 → 제어계통도 → 종류·형식·재료」의 순서로 묶어 두면 빠뜨리지 않는다.

구조설명서에는 밸브 본체뿐 아니라 부대설비까지 포함해야 한다는 점을 놓치기 쉽다.

문제 6

23-1(제73회)

TNT 1[kg]이 폭발할 때 표준상태에서 생성되는 기체의 부피는 830[L]이다. 1기압, 2,217[℃]에서 이 기체의 부피는 폭발 전 고체 상태 TNT 부피의 몇 배인지 구하시오. (단, 고체 상태 TNT의 밀도는 1.65[kg/L]이다.)

정답 및 해설

12,491.04배


[해설]

폭발 전 고체의 부피와 폭발 후 고온 기체의 부피를 각각 구해 비를 잡으면 된다.

① 폭발 전 고체 TNT의 부피 — 밀도가 1.65[kg/L]이므로

V1=1kg1.65kg/L=0.6061LV_1 = \dfrac{1\,\mathrm{kg}}{1.65\,\mathrm{kg/L}} = 0.6061\,\mathrm{L}

② 2,217[℃]에서 기체의 부피 — 압력이 1기압으로 일정하므로 샤를의 법칙을 적용한다. 표준상태(0[℃] = 273[K])에서 830[L]이므로

V2=830L×273+2,217273=830×2,490273=7,570.33LV_2 = 830\,\mathrm{L} \times \dfrac{273 + 2{,}217}{273} = 830 \times \dfrac{2{,}490}{273} = 7{,}570.33\,\mathrm{L}

③ 부피비

V2V1=7,570.330.6061=7,570.33×1.65=12,491.04\dfrac{V_2}{V_1} = \dfrac{7{,}570.33}{0.6061} = 7{,}570.33 \times 1.65 = 12{,}491.04

따라서 폭발 후 기체의 부피는 폭발 전 고체 부피의 약 12,491.04배가 된다. 폭발이 위험한 이유가 바로 이 급격한 부피 팽창(약 1만 2천 배)에 있다.

일부 교재는 중간값을 7,556.63[L]로 적어 12,468.44배를 답으로 싣고 있으나, 830×2,490÷273=7,570.33830 \times 2{,}490 \div 273 = 7{,}570.33[L]이므로 계산상 12,491.04배가 맞다. 절대온도를 273.15로 잡더라도 7,566.63[L] → 12,484.94배가 되어 12,468.44배는 나오지 않는다.

문제 7

23-1(제73회)

다음 두 물질에 대하여 물과의 반응식과, 그 반응으로 발생한 기체의 연소반응식을 각각 쓰시오.

(1) 탄화칼슘

  ㉠ 물과의 반응식

  ㉡ ㉠에서 발생한 기체의 연소반응식

(2) 탄화알루미늄

  ㉠ 물과의 반응식

  ㉡ ㉠에서 발생한 기체의 연소반응식

정답 및 해설

(1) ㉠ CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2

   ㉡ 2C2H2+5O24CO2+2H2O2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O

(2) ㉠ Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4

   ㉡ CH4+2O2CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O


[해설]

둘 다 제3류 위험물 「칼슘 또는 알루미늄의 탄화물」(지정수량 300[kg])로, 금수성 물질이라 물과 만나면 가연성 기체를 내놓는다. 어떤 기체가 나오는지를 먼저 잡고, 그 기체의 연소반응식을 이어서 세우는 문제다.

(1) 탄화칼슘(CaC₂, 카바이드) — 물과 반응해 수산화칼슘과 아세틸렌을 만든다. CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2

아세틸렌은 연소범위가 2.5~81[vol%]로 매우 넓어 폭발 위험이 크다. 완전연소식은 탄소 2개 → 2CO22CO_2, 수소 2개 → H2OH_2O 1개이므로 양변의 산소를 맞추면 2C2H2+5O24CO2+2H2O2C_2H_2 + 5O_2 \rightarrow 4CO_2 + 2H_2O 가 된다.

(2) 탄화알루미늄(Al₄C₃) — 물과 반응해 수산화알루미늄과 메테인을 만든다. Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4

메테인의 완전연소식은 CH4+2O2CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O 이다.

두 물질 모두 물·포·이산화탄소 소화는 금물이고, 마른모래나 팽창질석·팽창진주암 등으로 질식소화한다.

문제 8

23-1(제73회)

다음 각 경우의 소요단위 또는 능력단위를 구하시오.

(1) 내화구조인 취급소로서 연면적이 300[m²]일 때의 소요단위

(2) 내화구조가 아닌 제조소로서 연면적이 300[m²]일 때의 소요단위

(3) 내화구조가 아닌 저장소로서 연면적이 300[m²]일 때의 소요단위

(4) 삽 1개를 포함한 마른모래 800[L]의 능력단위

(5) 소화전용물통 3개를 포함한 수조 800[L]의 능력단위

정답 및 해설

(1) 3단위

(2) 6단위

(3) 4단위

(4) 8단위

(5) 15단위


[해설]

소요단위는 소화설비의 설치대상이 되는 건축물·위험물의 양을 재는 기준 단위이고, 능력단위는 소화설비가 가진 소화능력의 기준 단위다.

소요단위 산정 기준은 다음과 같다.

구분내화구조내화구조가 아닌 것
제조소·취급소의 건축물연면적 100[m²]연면적 50[m²]
저장소의 건축물연면적 150[m²]연면적 75[m²]
위험물지정수량의 10배

(1) 300100=3\dfrac{300}{100} = \mathbf{3}단위   (2) 30050=6\dfrac{300}{50} = \mathbf{6}단위   (3) 30075=4\dfrac{300}{75} = \mathbf{4}단위

같은 300[m²]라도 내화구조가 아니면 기준면적이 절반이라 소요단위가 두 배로 늘어난다.

기타 소화설비의 능력단위는 다음과 같다.

소화설비용량능력단위
소화전용물통8[L]0.3
수조(소화전용물통 3개 포함)80[L]1.5
수조(소화전용물통 6개 포함)190[L]2.5
마른모래(삽 1개 포함)50[L]0.5
팽창질석 또는 팽창진주암(삽 1개 포함)160[L]1.0

(4) 마른모래는 50[L]가 0.5단위이므로 80050×0.5=8\dfrac{800}{50} \times 0.5 = \mathbf{8}단위

(5) 수조는 80[L]가 1.5단위이므로 80080×1.5=15\dfrac{800}{80} \times 1.5 = \mathbf{15}단위

문제 9

23-1(제73회)

다음 성질을 모두 가지는 제3류 위험물이 있다.

· 지정수량 10[kg]   · 비중 0.86   · 분자량 39.1

이 물질을 다음 각 물질과 반응시켰을 때의 화학반응식을 각각 쓰시오.

(1) 이산화탄소

(2) 사염화탄소

(3) 에틸알코올

정답 및 해설

(1) 4K+3CO22K2CO3+C4K + 3CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + C

(2) 4K+CCl44KCl+C4K + CCl_4 \rightarrow 4KCl + C

(3) 2K+2C2H5OH2C2H5OK+H22K + 2C_2H_5OH \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2


[해설]

조건이 곧 물질 특정이다. 제3류 위험물 중 지정수량 10[kg]인 것은 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬이고, 이 가운데 원자량(분자량) 39.1, 비중 0.86인 은백색 경금속은 칼륨(K)뿐이다. 위험등급은 I이다.

(1) 이산화탄소 — 칼륨은 이산화탄소를 환원시켜 탄산칼륨과 탄소를 만든다. 4K+3CO22K2CO3+C4K + 3CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + C. 이 반응 때문에 이산화탄소 소화기는 칼륨 화재에 쓸 수 없다(연소 촉진·폭발 위험).

(2) 사염화탄소 — 마찬가지로 염소를 빼앗아 염화칼륨과 탄소를 만든다. 4K+CCl44KCl+C4K + CCl_4 \rightarrow 4KCl + C. 할로젠화합물 소화약제도 금지되는 이유다.

(3) 에틸알코올 — 알코올의 하이드록시기와 반응해 칼륨에틸레이트(칼륨에톡사이드)와 수소를 발생시킨다. 2K+2C2H5OH2C2H5OK+H22K + 2C_2H_5OH \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2. 물과의 반응(2K+2H2O2KOH+H22K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2)과 형태가 같다.

칼륨은 공기 중 수분·이산화탄소와도 반응하므로 등유·경유 등 석유류 속에 넣어 보관하고, 소화는 마른모래·팽창질석 등에 의한 질식소화로 한다.

문제 10

23-1(제73회)

은백색 광택을 내는 원자량 27의 금속으로, 상온의 공기 중에서 겉면에 치밀한 산화피막을 만들어 스스로 속을 보호하기 때문에 부식성이 적은 제2류 위험물이 있다. 이 물질에 대하여 다음 물음에 답하시오.

(1) 물과 반응할 때의 화학반응식을 쓰시오.

(2) 이 물질 50[g]을 물과 반응시켰을 때 발생하는 기체의 부피는 2[atm], 30[℃]에서 몇 [L]인지 구하시오.

정답 및 해설

(1) 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H22Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2

(2) 34.56[L]


[해설]

은백색 광택, 원자량 27, 표면에 치밀한 산화피막(Al₂O₃)을 만들어 내부를 보호하는 제2류 위험물은 알루미늄분(금속분, 지정수량 500[kg], 위험등급 Ⅲ)이다.

(1) 알루미늄은 물과 반응해 수산화알루미늄과 수소를 발생시킨다. 2Al+6H2O2Al(OH)3+3H22Al + 6H_2O \rightarrow 2Al(OH)_3 + 3H_2

(2) 반응식에서 Al 2몰(2×27=54g2 \times 27 = 54\,\mathrm{g})이 H₂ 3몰(3×2=6g3 \times 2 = 6\,\mathrm{g})을 만든다. 따라서 Al 50[g]이 만드는 수소의 질량은

w=50×3×22×27=5.56gw = 50 \times \dfrac{3 \times 2}{2 \times 27} = 5.56\,\mathrm{g}

이상기체 상태방정식 PV=nRT=wMRTPV = nRT = \dfrac{w}{M}RT 에서 V=wRTPMV = \dfrac{wRT}{PM} 이므로, R=0.08205atmL/(molK)R = 0.08205\,\mathrm{atm \cdot L/(mol \cdot K)}, T=273+30=303KT = 273 + 30 = 303\,\mathrm{K}, P=2atmP = 2\,\mathrm{atm}, M=2g/molM = 2\,\mathrm{g/mol} 을 대입하면

V=5.56×0.08205×3032×2=34.56LV = \dfrac{5.56 \times 0.08205 \times 303}{2 \times 2} = 34.56\,\mathrm{L}

따라서 34.56[L]이다. 기체상수를 0.082, 절대온도를 303.15[K]로 잡으면 34.55[L]가 나오는데, 이는 유효숫자 처리 차이일 뿐 조건이 다른 것이 아니다.

알루미늄분은 수소를 발생시키므로 물·산·알칼리와의 접촉을 피하고, 화재 시에는 마른모래 등으로 질식소화한다.

문제 11

다음 소화약제를 담는 저장용기의 충전비를 각각 쓰시오.

(1) 할론 2402 가운데 가압식 저장용기에 담는 것

(2) 할론 2402 가운데 축압식 저장용기에 담는 것

(3) 할론 1211

(4) 할론 1301

(5) HFC-23

정답 및 해설

(1) 0.51 이상 0.67 이하

(2) 0.67 이상 2.75 이하

(3) 0.7 이상 1.4 이하

(4) 0.9 이상 1.6 이하

(5) 1.2 이상 1.5 이하


[해설]

충전비란 저장용기의 내용적을 그 안에 넣는 소화약제의 중량으로 나눈 값이다(단위 L/kg\mathrm{L/kg}).

충전비=용기의 내용적[L]소화약제의 충전량[kg]\text{충전비} = \dfrac{\text{용기의 내용적}\,[\mathrm{L}]}{\text{소화약제의 충전량}\,[\mathrm{kg}]}

값이 클수록 같은 무게의 약제를 더 큰 용기에 담는다는 뜻이라 용기 안 여유 공간이 늘고 내부 압력이 낮아진다. 온도가 올라 약제가 팽창해도 용기가 견디도록 하한을, 방출 성능이 떨어지지 않도록 상한을 함께 못박아 둔 것이다.

법령이 정한 값은 다음과 같다.

· 할론 2402(가압식) : 0.51 이상 0.67 이하

· 할론 2402(축압식) : 0.67 이상 2.75 이하

· 할론 1211 : 0.7 이상 1.4 이하

· 할론 1301 : 0.9 이상 1.6 이하

· HFC-23, HFC-125 : 1.2 이상 1.5 이하

할론 2402는 상온에서 액체라 스스로 나갈 압력이 없어 가압식과 질소를 미리 채워 두는 축압식으로 저장방식이 갈린다. 축압식은 가압가스가 차지할 공간이 필요해 상한이 2.75로 유독 크게 잡혀 있는데, 이것이 이 표의 함정이다. 저장방식을 나누어 정하는 약제가 할론 2402뿐인 이유이기도 하다.

숫자만 놓고 보면 하한이 0.51 → 0.67 → 0.7 → 0.9 → 1.2로 차례로 커지므로 순서대로 꿰어 외우면 헷갈리지 않는다. 참고로 이산화탄소는 고압식 1.5 이상 1.9 이하, 저압식 1.1 이상 1.4 이하이다.

문제 12

23-1(제73회)

옥내저장소 저장창고는 벽·기둥 및 바닥을 내화구조로 하고, 지붕은 폭발압력이 위로 빠질 만큼 가벼운 불연재료로 하며 천장은 만들지 않는 것이 원칙이다. 그러나 저장하는 위험물의 수량과 유별에 따라 예외가 인정된다. 다음 완화가 허용되는 것은 각각 어떤 창고인지 쓰시오.

(1) 벽·기둥 및 바닥을 불연재료로 하는 경우

(2) 지붕을 내화구조로 하는 경우

(3) 천장을 불연재료 또는 난연재료로 만드는 경우

정답 및 해설

(1) 지정수량의 10배 이하의 위험물의 저장창고 또는 제2류 위험물(인화성 고체는 제외)과 제4류 위험물(인화점이 70[℃] 미만인 것은 제외)만의 저장창고

(2) 제2류 위험물(분말상태의 것과 인화성 고체는 제외)과 제6류 위험물만의 저장창고

(3) 제5류 위험물만의 저장창고


[해설]

세 가지 예외는 모두 「폭발·연소 위험이 낮거나, 오히려 지붕이 날아가면 안 되는 사정이 있는 경우」라는 한 가지 논리로 설명된다.

(1) 벽·기둥·바닥의 불연재료 완화 — 저장량이 적거나(지정수량 10배 이하) 연소 위험이 상대적으로 낮은 유별, 즉 제2류 위험물(인화성 고체 제외)제4류 위험물(인화점 70[℃] 미만 제외)만 저장하는 창고는 내화구조 대신 불연재료로 할 수 있다. 인화성 고체와 인화점 70[℃] 미만의 제4류를 굳이 빼는 것은 이들이 상온 부근에서 쉽게 인화하기 때문이다. 단, 연소의 우려가 있는 외벽은 완화 대상이 아니다.

(2) 지붕의 내화구조 허용 — 지붕을 가볍게 만드는 이유는 폭발압력을 위로 빼기 위함이다. 그러나 제2류 위험물(분말상태의 것과 인화성 고체 제외)제6류 위험물만 저장하는 창고는 분진폭발이나 증기폭발의 우려가 없으므로 지붕을 내화구조로 해도 된다. 제6류는 불연성 산화성 액체라는 점을 떠올리면 이해가 쉽다.

(3) 천장 설치 허용제5류 위험물만의 저장창고는 천장을 불연재료 또는 난연재료로 만들 수 있다. 제5류(자기반응성 물질)는 온도 상승에 민감해 직사광선과 온도 변화를 차단할 필요가 크기 때문에, 폭발압력 방출보다 단열·차광을 우선한 것이다.

문제 13

23-1(제73회)

이동탱크저장소는 칸막이로 나뉜 각 부분마다 안전장치를 두어야 한다. 다음 두 탱크에서 그 안전장치가 작동하도록 정해진 압력을 각각 쓰시오.

(1) 상용압력이 18[kPa]인 탱크

(2) 상용압력이 21[kPa]인 탱크

정답 및 해설

(1) 20[kPa] 이상 24[kPa] 이하의 압력에서 작동

(2) 23.1[kPa] 이하의 압력에서 작동


[해설]

이동탱크저장소의 안전장치는 탱크 내부 압력이 비정상적으로 올라갔을 때 압력을 방출해 탱크 파손을 막는 설비다. 작동압력 기준은 상용압력 20[kPa]을 경계로 갈린다.

상용압력안전장치 작동압력
20[kPa] 이하20[kPa] 이상 24[kPa] 이하의 압력
20[kPa] 초과상용압력의 1.1배 이하의 압력

(1) 18[kPa]은 20[kPa] 이하이므로 고정 구간이 그대로 적용되어 20[kPa] 이상 24[kPa] 이하에서 작동해야 한다.

(2) 21[kPa]은 20[kPa]을 초과하므로 상용압력의 1.1배 이하가 기준이다. 21×1.1=23.121 \times 1.1 = 23.1 이므로 23.1[kPa] 이하에서 작동해야 한다.

상용압력이 낮은 탱크는 절대값(20~24[kPa])으로, 높은 탱크는 상용압력에 비례(1.1배)해 정한다는 구조로 이해하면 된다.

문제 14

23-1(제73회)

다음 구조식을 보고 물음에 답하시오.

NCH3Cl

(1) ①에 해당하는 위험물의 ㉠ 지정수량과 ㉡ 위험등급을 쓰시오.

(2) ②에 해당하는 위험물의 증기비중을 구하시오(계산과정을 포함할 것).

(3) ③에 해당하는 위험물을 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기가 아닌 용기에 수납하여 겹쳐 쌓을 경우, 그 최대 높이를 쓰시오.

정답 및 해설

(1) ㉠ 400[L]  ㉡ 위험등급 Ⅱ

(2) 3.17

(3) 3[m]


[해설]

구조식이 가리키는 물질은 ① 피리딘, ② 톨루엔, ③ 클로로벤젠이다. 벤젠 고리의 꼭짓점 하나가 질소로 바뀌면 피리딘, 수소 하나가 CH₃로 바뀌면 톨루엔, Cl로 바뀌면 클로로벤젠이다.

(1) 피리딘은 제4류 위험물 제1석유류(수용성)로 지정수량은 400[L], 위험등급은 다. 제1석유류는 비수용성이 200[L], 수용성이 400[L]이고, 제4류에서 특수인화물만 위험등급 Ⅰ이며 제1석유류와 알코올류가 Ⅱ, 나머지가 Ⅲ이다.

(2) 톨루엔(C₆H₅CH₃)의 분자량은 12×7+1×8=9212 \times 7 + 1 \times 8 = 92 이다. 증기비중은 그 기체의 분자량을 공기의 평균 분자량으로 나눈 값이므로

증기비중 =9229=3.1724= \dfrac{92}{29} = 3.1724

따라서 3.17이다. 공기의 평균 분자량을 28.84로 잡는 교재도 있어 그 경우 3.19가 나오지만, 증기비중 계산의 표준 상수는 29다. 값이 1보다 크므로 톨루엔 증기는 공기보다 무거워 바닥에 깔려 멀리까지 흘러간다.

(3) 위험물을 운반용기에 수납해 적재할 때, 기계에 의하여 하역하는 구조로 된 용기가 아니면 겹쳐 쌓는 높이를 3[m] 이하로 제한한다. 용기 파손과 붕괴로 인한 누출을 막기 위한 기준으로, 물질의 종류와 관계없이 적용된다.

문제 15

23-1(제73회)

다음 세 가지 설명에 모두 들어맞는 제1류 위험물이 있다.

· 백색 결정이며 분자량은 101이다.
· 약 400[℃]로 가열하면 분해된다.
· 흑색화약을 만드는 원료다.

(1) 이 위험물의 명칭을 쓰시오.

(2) 분해반응식을 쓰시오.

(3) 흑색화약의 원료 가운데 이 위험물이 맡는 역할을 쓰시오.

정답 및 해설

(1) 질산칼륨

(2) 2KNO32KNO2+O22KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2

(3) 산화제(산소공급원) 역할


[해설]

분자량 39+14+16×3=10139 + 14 + 16 \times 3 = 101, 백색 결정, 분해온도 약 400[℃], 흑색화약의 원료 — 모두 질산칼륨(KNO₃, 초석)을 가리킨다. 제1류 위험물 질산염류로 지정수량 300[kg], 위험등급 Ⅱ다.

(2) 분해반응 — 가열하면 아질산칼륨과 산소로 분해된다. 2KNO32KNO2+O22KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2

(3) 흑색화약에서의 역할 — 흑색화약은 질산칼륨 75% + 황 10% + 목탄 15%로 배합한다. 이 중 황과 목탄이 가연물이고, 질산칼륨은 분해하면서 산소를 내놓아 산화제(산소공급원) 역할을 한다. 밀폐된 공간에서도 외부 공기 없이 연소가 이어지는 이유가 여기에 있다.

제1류 위험물은 그 자체가 타지는 않지만 산소를 공급해 다른 물질의 연소를 격렬하게 만드는 산화성 고체라는 점이 핵심이다. 따라서 가연물·유기물과의 혼합·충격·가열을 피하고, 소화는 다량의 물로 냉각소화한다.

문제 16

23-1(제73회)

아래는 고체위험물을 운반할 때 쓰는 운반용기의 최대용적 기준을 옮긴 표다. 각 용기 조합으로 수납할 수 있는 위험물의 칸마다 ○표를 하시오.

내장 용기외장 용기수납 위험물의 종류
용기의 종류최대용적 또는 중량용기의 종류최대용적 또는 중량아염소산나트륨질산나트륨과망가니즈산나트륨
유리 용기 또는 플라스틱 용기10[L]나무상자 또는 플라스틱상자125[kg]
금속제 용기30[L]파이버판상자55[kg]
플라스틱필름포대 또는 종이포대5[kg]나무상자 또는 플라스틱상자50[kg]
정답 및 해설
내장 용기 / 외장 용기아염소산나트륨질산나트륨과망가니즈산나트륨
유리 용기 또는 플라스틱 용기 10[L] / 나무상자 또는 플라스틱상자 125[kg]
금속제 용기 30[L] / 파이버판상자 55[kg]
플라스틱필름포대 또는 종이포대 5[kg] / 나무상자 또는 플라스틱상자 50[kg]


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 운반용기 표는 위험등급에 따라 적응성을 나눈다. 그러므로 표에 제시된 세 물질의 위험등급부터 확정해야 한다.

물질품명지정수량위험등급
아염소산나트륨아염소산염류50[kg]
질산나트륨질산염류300[kg]
과망가니즈산나트륨과망가니즈산염류1,000[kg]

세 가지 조합 중 금속제 용기 30[L]를 파이버판상자 55[kg]에 넣는 조합만 위험등급 Ⅰ에 적응성이 없다. 파이버판상자는 종이 재질이라 강도가 약해, 소량으로도 위험성이 큰 등급 Ⅰ 위험물에는 40[kg]짜리만 허용되고 55[kg]짜리는 쓸 수 없기 때문이다. 나머지 두 조합은 Ⅰ·Ⅱ·Ⅲ 모두에 쓸 수 있다.

따라서 아염소산나트륨(Ⅰ등급) 칸만 두 번째 행이 비고, 나머지 칸에는 모두 ○가 들어간다. 표에서 ○가 없는 칸은 그 조합으로 해당 위험물을 수납할 수 없다는 뜻이다.

문제 17

23-1(제73회)

다음 [보기]를 보고 물음에 답하시오.

[보기]

① 옥외탱크저장소(휘발유 50만[L])
② 옥외탱크저장소(경유 100만[L])
③ 옥외탱크저장소(동식물유류 100만[L])
④ 옥외탱크저장소(경유 1,000[L]를 2개월 이내로 임시 사용)
⑤ 옥외탱크저장소(경유 900[L]를 2개월 이내로 임시 사용)
⑥ 옥외탱크저장소(경유 2,000[L]를 4개월 이내로 임시 사용)
⑦ 지하탱크저장소(경유 10만[L])
⑧ 지하매설탱크(휘발유 100[L])를 포함하는 지정수량 1,000배의 제조소
⑨ 옥외취급탱크(휘발유 1,000[L])를 포함하는 지정수량 3,000배의 제조소

(1) 한국소방산업기술원으로부터 기술검토를 받아야 하는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(2) 설치허가 없이 임시로 위험물을 저장하거나 취급할 수 있는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(3) 정기점검을 연 1회 이상 받아야 하는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(4) 정기검사를 받아야 하는 것을 모두 골라 기호를 쓰시오.

(5) 설치허가가 반드시 필요한 것은 모두 몇 개인지 쓰시오.

정답 및 해설

(1) ①, ②, ③, ⑧, ⑨

(2) ④, ⑤

(3) ①, ②, ⑦, ⑧, ⑨

(4) ①, ②, ③

(5) 7개


[해설]

먼저 지정수량 배수를 계산해 둔다(휘발유 200[L], 경유 1,000[L], 동식물유류 10,000[L]).

500,000200=2,500\dfrac{500{,}000}{200} = 2{,}500배   ② 1,000,0001,000=1,000\dfrac{1{,}000{,}000}{1{,}000} = 1{,}000배   ③ 1,000,00010,000=100\dfrac{1{,}000{,}000}{10{,}000} = 100배   ④ 1배   ⑤ 0.9배   ⑥ 2배   ⑦ 100,0001,000=100\dfrac{100{,}000}{1{,}000} = 100

(1) 기술검토 — 위험물안전관리법 시행령 제6조는 지정수량 1,000배 이상의 제조소·일반취급소(구조·설비에 관한 사항)와 옥외탱크저장소(저장용량 50만[L] 이상)·암반탱크저장소를 한국소방산업기술원의 기술검토 대상으로 정한다. 따라서 용량 50만[L] 이상인 옥외탱크 ①②③과 지정수량 1,000배 이상 제조소 ⑧⑨가 해당한다. ③은 배수로는 100배지만 용량 기준(50만[L] 이상)에 걸린다는 점이 함정이다.

(2) 설치허가 없이 임시 저장·취급 — 위험물안전관리법 제5조에 따르면, 지정수량 이상의 위험물이라도 관할 소방서장의 승인을 받아 90일 이내의 기간 동안 임시로 저장·취급하는 경우에는 설치허가를 받지 않아도 된다. ④는 1배이면서 2개월(약 60일)이므로 여기에 해당한다. ⑤는 0.9배로 지정수량 미만이라 애초에 법의 허가 대상이 아니고 시·도 조례의 규율을 받으므로 역시 허가 없이 취급할 수 있다. 반면 ⑥은 2배이면서 4개월(약 120일)로 90일을 초과하므로 허가를 받아야 한다.

(3) 정기점검 — 정기점검 대상은 지정수량 10배 이상의 제조소·일반취급소, 100배 이상의 옥외저장소, 150배 이상의 옥내저장소, 200배 이상의 옥외탱크저장소, 암반탱크저장소, 이송취급소, 지하탱크저장소, 이동탱크저장소, 그리고 지하에 매설된 탱크가 있는 제조소·주유취급소·일반취급소다. 옥외탱크 중 200배 이상인 ①(2,500배)·②(1,000배)가 해당하고 ③(100배)은 빠진다. ⑦은 지하탱크저장소라 배수와 무관하게 대상이며, ⑧·⑨는 지정수량 10배 이상 제조소이자 ⑧은 지하매설탱크까지 있어 대상이다.

(4) 정기검사 — 정기검사는 액체위험물을 저장·취급하는 50만[L] 이상의 옥외탱크저장소가 대상이다. 휘발유·경유·동식물유류 모두 액체위험물이므로 ①②③이 해당한다.

(5) 허가 대상 개수 — [보기] 9개 중 허가가 필요 없는 것은 (2)에서 확인한 ④(90일 이내 임시저장)와 ⑤(지정수량 미만) 둘뿐이다.

92=79 - 2 = \mathbf{7}7개

일부 교재는 이 소문항의 답을 8개로 싣기도 하는데, 그러면 (2)에서 「허가 없이 임시저장할 수 있다」고 답한 ④를 다시 허가 대상으로 세는 셈이라 같은 문항 안에서 앞뒤가 어긋난다. ④·⑤를 모두 제외한 7개가 맞다.

문제 18

23-1(제73회)

아래 표는 위험물안전관리대행기관의 지정기준을 옮겨 적은 것이다. 법령이 정한 기준과 다르게 적힌 곳 5군데를 찾아 옳게 고치시오.

구분내용
기술인력1. 위험물기능장 또는 위험물산업기사 2인 이상
2. 위험물산업기사 또는 위험물기능사 3인 이상
3. 기계분야 및 전기분야의 소방설비기사 1인 이상
시설전용사무실을 갖출 것
장비1. 절연저항계(절연저항측정기)
2. 접지저항측정기(최소눈금 0.1[Ω] 이하)
3. 가스농도측정기(탄화수소계 가스의 농도측정이 가능할 것)
4. 정전기 전위측정기
5. 토크렌치
6. 진공펌프
7. 안전밸브시험기
8. 냉각가열기(-10~300[℃])
9. 두께측정기(1.5~99.9[mm])
10. 유량계, 압력계
11. 안전용구(안전모, 안전화, 손전등, 안전로프 등)
12. 소화설비점검기구(소화전밸브압력계, 방수압력측정계, 포콜렉터, 헤드렌치, 포콘테이너)
비고기술인력란의 각 호에 정한 2 이상의 기술인력을 동일인이 겸할 수 있다.
정답 및 해설

① 위험물기능장 또는 위험물산업기사 2인 이상 → 1인 이상

② 위험물산업기사 또는 위험물기능사 3인 이상 → 2인 이상

③ 진공펌프 → 진동시험기

④ 냉각가열기(-10~300[℃]) → 표면온도계(-10~300[℃])

⑤ 2 이상의 기술인력을 동일인이 겸할 수 있다 → 겸할 수 없다


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 22(안전관리대행기관의 지정기준)의 원문과 하나씩 대조하면 다음과 같다.

구분규정 내용
기술인력1. 위험물기능장 또는 위험물산업기사 1인 이상
2. 위험물산업기사 또는 위험물기능사 2인 이상
3. 기계분야 및 전기분야의 소방설비기사 1인 이상
시설전용사무실을 갖출 것
장비1. 절연저항계
2. 접지저항측정기(최소눈금 0.1[Ω] 이하)
3. 가스농도측정기(탄화수소계 가스의 농도측정이 가능할 것)
4. 정전기 전위측정기
5. 토크렌치
6. 진동시험기
7. 안전밸브시험기
8. 표면온도계(-10~300[℃])
9. 두께측정기(1.5~99.9[mm])
10. 유량계, 압력계
11. 안전용구(안전모, 안전화, 손전등, 안전로프 등)
12. 소화설비점검기구(소화전밸브압력계, 방수압력측정계, 포콜렉터, 헤드렌치, 포콘테이너)
비고기술인력란의 각 호에 정한 2 이상의 기술인력을 동일인이 겸할 수 없다.

기술인력 인원수는 「기능장·산업기사 1인 + 산업기사·기능사 2인 + 소방설비기사(기계·전기) 1인」이 기본형이다. 대행기관은 여러 제조소 등의 안전관리자 업무를 대신하는 곳이므로, 한 사람이 두 자리를 겸직해 인력을 형식적으로만 갖추는 것을 막기 위해 겸직을 금지한다는 점이 핵심이다.

장비에서는 진동시험기표면온도계가 단골 오답 지문이다. 진공펌프·냉각가열기처럼 그럴듯한 이름으로 바꿔 내는 방식이므로 12개 목록을 통째로 익혀 두는 편이 안전하다. 일부 교재는 이 장비표를 안전밸브시험기와 유량계·압력계가 빠진 10항목으로 싣기도 하는데, 규정된 항목은 위의 12가지이다.

문제 19

23-1(제73회)

지정수량 15배 미만의 소규모 옥내저장소에 대한 위험물안전관리법령상의 기준이다. 다음 물음에 답하시오.

(1) 하나의 저장창고 바닥면적은 몇 [m²] 이하로 해야 하는가?

(2) 저장창고의 처마높이는 몇 [m] 미만으로 해야 하는가?

(3) 저장창고의 벽·기둥·바닥·보 및 지붕은 어떤 구조로 해야 하는가?

(4) 저장창고의 출입구에는 수시로 개방할 수 있는 어떤 문을 설치해야 하는가?

(5) 저장창고의 벽에 창을 설치할 수 있는지 여부를 쓰시오.

정답 및 해설

(1) 150[m²] 이하

(2) 6[m] 미만

(3) 내화구조

(4) 자동폐쇄식의 60분+방화문 또는 60분방화문

(5) 창을 설치하지 않을 것(설치할 수 없다)


[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 5는 규모가 작은 옥내저장소에 대해 일반 기준을 완화하는 대신 구조를 더 단단히 하도록 하는 소규모 옥내저장소의 특례를 두고 있다. 적용 대상은 조문 그대로 「지정수량의 50배 이하인 소규모의 옥내저장소 중 저장창고의 처마높이가 6[m] 미만인 것」이다. 문제에 제시된 「지정수량 15배 미만」은 이 범위 안에 들어가므로 아래 기준이 그대로 적용된다.

특례의 내용은 다음과 같다.

① 저장창고의 처마높이 : 6[m] 미만

② 하나의 저장창고 바닥면적 : 150[m²] 이하

③ 저장창고의 벽·기둥·바닥·보 및 지붕 : 내화구조

④ 출입구 : 수시로 열 수 있는 자동폐쇄식의 60분+방화문 또는 60분방화문

⑤ 저장창고에는 창을 설치하지 않는다(폭발 시 개구부를 통한 화염 확산과 외부 화재의 유입을 막기 위함).

보유공지도 완화되어 지정수량 5배 이하는 공지가 필요 없고, 5배 초과 20배 이하는 1[m] 이상, 20배 초과 50배 이하는 2[m] 이상이면 된다. 지붕까지 내화구조로 하고 창을 없애는 대신 부지 여유를 줄여 준 구조라고 이해하면 된다.