2016년 위험물기능장실기(필답형) 제60회

① 제2석유류
② 수용성
③ 21℃ 이상 70℃ 미만

④ 제3석유류
⑤ 비수용성
⑥ 2,000L

⑦ 비수용성
⑧ 21℃ 미만
⑨ 200L

⑩ 제1석유류
⑪ 21℃ 미만
⑫ 400L

[해설]

제4류 위험물의 품명은 인화점으로, 지정수량은 품명 + 수용성 여부로 결정된다. 표를 채우는 순서는 '화학식 → 물질명 → 인화점 → 품명 → 수용성 → 지정수량'이다.

· 품명 경계는 제1석유류 21℃ 미만 / 제2석유류 21℃ 이상 70℃ 미만 / 제3석유류 70℃ 이상 200℃ 미만 / 제4석유류 200℃ 이상 250℃ 미만이다. 표의 '인화점의 범위' 칸은 실측값이 아니라 이 품명의 정의 구간을 쓰는 자리다.

· 지정수량은 제1석유류 200L(비수용성)·400L(수용성), 제2석유류 1,000L·2,000L, 제3석유류 2,000L·4,000L로 수용성이 비수용성의 2배다. 수용성은 물로 희석소화가 가능해 상대적으로 덜 위험하다고 보기 때문이다.

· 폼산은 카복실산이라 물에 잘 섞이는 수용성이고, 아닐린은 벤젠고리를 가져 물에 거의 녹지 않는 비수용성이다.

① 선반은 불연재료로 만들고 견고한 지반면에 고정할 것

② 선반과 그 부속설비의 자중, 저장하는 위험물의 중량, 풍하중, 지진의 영향 등으로 생기는 응력에 대하여 안전할 것

③ 선반의 높이는 6m를 초과하지 않을 것

④ 선반에 수납한 위험물 용기가 쉽게 떨어지지 않도록 조치할 것

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 11의 옥외저장소 선반 기준이다. 선반이 타지 않고, 무너지지 않고, 용기가 떨어지지 않게 하는 것이 요지다.

• 불연재료·지반면 고정 — 선반 자체가 타지 않고 바람에 밀리지 않게 한다.
• 응력에 대한 안전 — 자중과 위험물 중량에 더해, 옥외라서 풍하중과 지진의 영향까지 견뎌야 한다.
• 높이 제한 — 선반 높이는 6 m를 넘지 않게 한다.
• 낙하 방지 — 용기가 떨어지면 곧바로 유출·화재로 이어지므로 쉽게 떨어지지 않게 조치한다.

혼동 주의: 옥내저장소의 용기 겹쳐 쌓기 높이(기계로 하역하는 용기 6 m, 제3·제4석유류·동식물유류 4 m, 그 밖 3 m)는 별개 기준이다.

6배

[해설]

지정수량의 배수는 저장량을 각 물질의 지정수량으로 나눈 값을 모두 더해 구한다. 따라서 네 물질의 품명·수용성 구분을 먼저 확정해야 한다.

$\dfrac{200}{200} + \dfrac{500}{200} + \dfrac{2{,}000}{1{,}000} + \dfrac{2{,}000}{4{,}000} = 1 + 2.5 + 2 + 0.5 = \mathbf{6}$

에탄올아민은 수용성이라 제3석유류 수용성의 지정수량 4,000L를 적용한다. 비수용성(2,000L)으로 잘못 보면 1배가 되어 합이 6.5배로 어긋난다.

① 다이에틸에터, $\mathrm{C_2H_5OC_2H_5}$, 50L

② 특수인화물 — 이황화탄소, 다이에틸에터, 그 밖에 1기압에서 발화점이 100℃ 이하인 것 또는 인화점이 영하 20℃ 이하이고 비점이 40℃ 이하인 것

③ 보냉장치가 있는 경우: 비점 이하 / 보냉장치가 없는 경우: 40℃ 이하

[해설]

마취성, 햇빛을 받으면 과산화물 생성, 갈색병 냉암소 보관, 증기비중 2.6(분자량 74)은 다이에틸에터(C₂H₅OC₂H₅)의 특징이다. 제4류 특수인화물이고 지정수량은 50 L이다.

특수인화물은 1기압에서 발화점이 100℃ 이하이거나, 인화점이 −20℃ 이하이면서 비점이 40℃ 이하인 것이다. 뒤쪽 조건은 인화점과 비점을 모두 만족해야 한다.

이동저장탱크의 저장온도는 위험물안전관리법 시행규칙 별표 18에 따라 보냉장치가 있으면 비점 이하, 없으면 40℃ 이하로 유지한다.

혼동 주의: 옥외·옥내·지하저장탱크 중 압력탱크가 아닌 탱크에 저장하는 다이에틸에터등은 30℃ 이하로, 이동저장탱크 기준과 다르다.

① 분무도장작업 등의 일반취급소

② 세정작업의 일반취급소

③ 열처리작업 등의 일반취급소

④ 보일러 등으로 위험물을 소비하는 일반취급소

⑤ 충전하는 일반취급소

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 16은 작업 형태가 정형화돼 위험이 제한적인 일반취급소에 위치·구조·설비 기준을 완화한 특례를 둔다.

• 분무도장작업 등 — 도장·인쇄·도포를 위해 위험물을 취급하는 곳.
• 세정작업 — 위험물로 부품 등을 씻어 내는 곳.
• 열처리작업 등 — 열처리나 방전가공에 위험물을 쓰는 곳.
• 보일러 등으로 위험물을 소비하는 곳 — 보일러·버너의 연료로 위험물을 태워 쓰는 곳.
• 충전하는 곳 — 이동저장탱크 등에 위험물을 주입하는 곳.

특례 대상은 모두 10가지다. 위 다섯 가지 외에 옮겨 담는 것, 유압장치·절삭장치·열매체유 순환장치를 설치하는 것, 화학실험의 일반취급소가 있다.

① 아염소산염류, 염소산염류, 과염소산염류, 무기과산화물, 그 밖에 지정수량이 50kg인 위험물

② 칼륨, 나트륨, 알킬알루미늄, 알킬리튬, 황린, 그 밖에 지정수량이 10kg 또는 20kg인 위험물

③ 시험결과에 따라 제1종으로 분류되는 위험물

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19(운반에 관한 기준)에서 위험등급 Ⅰ은 각 유별에서 지정수량이 가장 작은 품명, 즉 가장 위험한 품명을 묶은 것이다.

• 제1류 — 지정수량이 50kg인 아염소산염류·염소산염류·과염소산염류·무기과산화물이다.
• 제3류 — 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬은 10kg이고 황린은 20kg이어서 '10kg 또는 20kg'을 함께 적는다.
• 제5류 — 현행 기준은 시험결과에 따라 제1종과 제2종으로 나누고 제1종을 위험등급 Ⅰ로 둔다.

혼동 주의: 제5류를 '유기과산화물·질산에스터류, 그 밖에 지정수량 10kg'으로 쓰는 것은 개정 전 문언이다.

① 방출용 스위치 등이 작동한 때부터 저장용기의 용기밸브 또는 방출밸브가 열릴 때까지 20초 이상 걸리도록 지연장치를 설치할 것

② 수동기동장치에는 ①의 지연시간이 지나기 전에 소화약제가 방출되지 않도록 조치할 것

③ 방호구역의 출입구 등 보기 쉬운 장소에 소화약제가 방출된다는 사실을 알리는 표시등을 설치할 것

[해설]

전역방출방식은 방호구역 전체를 소화약제로 채워 산소농도를 낮추는 방식이다. 따라서 구역 안에 사람이 남아 있으면 질식 위험이 있고, 규정이 요구하는 안전조치는 모두 대피시간 확보와 방출 사실의 통지로 모인다.

· 지연장치(20초 이상) — 기동 스위치를 눌러도 곧바로 약제가 나오지 않고 최소 20초를 벌어 준다.

· 수동기동장치의 방출 억제 — 그 지연시간 안에는 수동으로도 약제가 나가지 않게 하여 오조작에 의한 즉시 방출을 막는다.

· 방출 표시등 — 출입구처럼 눈에 잘 띄는 곳에 두어 방출 중인 구역으로 다시 들어가는 것을 막는다.

근거는 위험물안전관리에 관한 세부기준 제134조이다.

① $\mathrm{Mg + 2H_2O \rightarrow Mg(OH)_2 + H_2}$

② $\mathrm{Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2}$

③ $\mathrm{2Al + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2}$

④ 40

[해설]

마그네슘·알루미늄은 제2류 위험물(가연성 고체)이며, 물이나 산과 반응하면 수소가 발생한다.

마그네슘은 2가이므로 물이나 염산 2분자와 반응해 수소 1몰을 낸다.
Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

알루미늄은 3가이므로 계수를 정수로 맞추면 2 : 6 : 2 : 3이 된다.
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 인화성 고체를 '고형알코올, 그 밖에 1기압에서 인화점이 40℃ 미만인 고체'로 정의한다. 두 금속은 수소를 내므로 물을 뿌려 끄면 안 되고, 마른모래 등으로 덮어 질식소화한다.

① $\mathrm{2NaHCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O}$

② $\mathrm{2NaHCO_3 \rightarrow Na_2O + 2CO_2 + H_2O}$

③ $\mathrm{NH_4H_2PO_4 \rightarrow NH_3 + H_3PO_4}$

[해설]

분말소화약제는 열을 받아 분해되면서 흡열(냉각)하고, 동시에 생성된 $\mathrm{CO_2}$·수증기가 산소를 차단(질식)한다. 분해온도가 올라갈수록 더 깊게 분해되므로 1차·2차 반응식이 따로 있다.

· 제1종(탄산수소나트륨, $\mathrm{NaHCO_3}$): 270℃에서 탄산나트륨까지 분해되고(1차), 850℃ 이상에서는 탄산나트륨마저 분해되어 산화나트륨 $\mathrm{Na_2O}$이 되면서 이산화탄소가 2몰로 늘어난다(2차). 두 식 모두 좌변이 $\mathrm{2NaHCO_3}$이므로 우변의 나트륨 화합물과 $\mathrm{CO_2}$ 계수만 바꿔 외우면 된다.

· 제3종(제일인산암모늄, $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$): 190℃에서 암모니아와 인산 $\mathrm{H_3PO_4}$으로 분해된다. 이어 215℃에서 $\mathrm{H_4P_2O_7}$(피로인산), 300℃ 이상에서 $\mathrm{HPO_3}$(메타인산)로 탈수·축합되는데, 이 메타인산이 가연물 표면에 막을 만들어 산소를 막기 때문에 제3종만 A급 화재에도 적응한다.

참고로 제2종은 $\mathrm{2KHCO_3 \rightarrow K_2CO_3 + CO_2 + H_2O}$(190℃), 제4종은 $\mathrm{2KHCO_3 + (NH_2)_2CO \rightarrow K_2CO_3 + 2NH_3 + 2CO_2}$이다.

① 30일 이내

② 14일 이내

③ 14일 이내

④ 30일 이내

⑤ 30일 이내

[해설]

기한이 뒤섞이기 쉬운 대목이라 1일 전 / 14일 / 30일 세 묶음으로 외우는 것이 빠르다.

· 1일 전까지(사전신고) — 품명·수량·지정수량 배수의 변경. 시설을 바꾸지 않고 취급 내용만 바꾸는 것이므로 허가가 아니라 신고이지만, 바뀐 뒤에 알리면 의미가 없어 유일하게 사전에 신고한다(위험물안전관리법 제6조).

· 14일 이내 — 용도폐지 신고(제11조), 안전관리자 선임신고(제15조). 이미 벌어진 일을 빨리 알려야 하는 사항이다.

· 30일 이내 — 지위승계 신고(제10조), 안전관리자 해임·퇴직 시 재선임(제15조), 탱크시험자의 중요사항 변경신고(제16조).

안전관리자는 퇴직·해임일부터 30일 이내에 다시 선임하고, 선임한 날부터 14일 이내에 신고한다. 재선임 기한(30일)과 선임신고 기한(14일)을 바꿔 쓰는 실수가 가장 잦다.

45.45

[해설]

용해도는 용매 100g에 최대로 녹을 수 있는 용질의 g수다. 그래서 분모는 용액이 아니라 용매의 질량이다.

용매 = 80 − 25 = 55g
용해도 = 용질 ÷ 용매 × 100
용해도 = 25 ÷ 55 × 100 = 45.45

혼동 주의: 용액 80g으로 나누면 31.25가 나온다. 이 값은 퍼센트 농도이지 용해도가 아니다.

① 옥내저장소

② 옥외저장소

③ 옥내탱크저장소

④ 옥외탱크저장소

⑤ 지하탱크저장소

⑥ 간이탱크저장소

⑦ 이동탱크저장소

⑧ 암반탱크저장소

[해설]

위험물안전관리법 시행령 별표 2는 저장소를 8가지로 나눈다. 용기째 쌓아 두는 곳과 탱크에 담아 두는 곳으로 갈라 외우면 빠뜨리지 않는다.

• 용기 저장 — 옥내저장소와 옥외저장소, 2가지다.
• 탱크 저장 — 옥내탱크·옥외탱크·지하탱크·간이탱크·이동탱크·암반탱크저장소, 6가지다.

혼동 주의: 취급소는 따로 주유·판매·이송·일반취급소 4가지다.

5.62[m³]

[해설]

탄화칼슘은 물과 반응해 아세틸렌을 1 : 1 몰비로 만든다.
CaC₂ + 2H₂O → Ca(OH)₂ + C₂H₂

아세틸렌 질량 w = 10 × 26/64 = 4.0625kg
P = 70/101.3 = 0.6910atm, T = 273 + 30 = 303K
V = wRT/(PM) = 4.0625 × 0.082 × 303 / (0.6910 × 26)
V = 5.62m³

R = 0.082atm·m³/(kmol·K)이므로 질량은 kg, 분자량은 kg/kmol로 넣어야 부피가 m³로 나온다. 압력을 0.69로 먼저 반올림하면 5.63이 나오므로 중간에 반올림하지 않는다.

550 $\mathrm{m^3}$

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따라 인화성 액체를 저장하는 옥외탱크가 2기 이상이면 방유제 용량은 가장 큰 탱크 용량의 110% 이상이어야 한다.

최대 탱크 = 500,000L = 500m³
방유제 용량 = 500 × 1.1
= 550m³

혼동 주의: 세 탱크를 합한 용량이 아니라 가장 큰 탱크 하나가 기준이다. 20만L와 30만L 탱크는 계산에 쓰이지 않는다.

① 200

② 수증기

③ 100

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18에 따라, 위험물을 꺼낼 때는 비는 공간에 공기 대신 불활성 기체가 들어가도록 동시에 봉입한다.

• 알킬알루미늄등은 공기·물에 닿으면 곧바로 발화하므로, 이동저장탱크에서 꺼낼 때 200kPa 이하로 봉입한다.
• 아세트알데하이드등을 취급하는 설비에 폭발 위험이 생기면 불활성 기체 또는 수증기를 봉입한다.
• 아세트알데하이드등을 이동저장탱크에서 꺼낼 때는 100kPa 이하로 봉입한다.

혼동 주의: 알킬알루미늄등을 이동저장탱크에 저장해 둘 때는 20kPa 이하로 봉입한다. 단서에 해당하는 아세트알데하이드등 탱크에는 수증기를 쓸 수 없고 불활성 기체만 봉입한다.

① $\mathrm{(CH_3)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3CH_4}$

② $\mathrm{CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O}$

③ $\mathrm{(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6}$

④ $\mathrm{2C_2H_6 + 7O_2 \rightarrow 4CO_2 + 6H_2O}$

[해설]

알킬알루미늄은 제3류 위험물(금수성 물질)로, 물과 만나면 알킬기가 물의 수소를 받아 알케인 가스가 되고 알루미늄은 Al(OH)₃가 된다.

트라이메틸알루미늄은 물과 반응해 메테인을 내고, 메테인은 완전연소해 CO₂와 물이 된다.

(CH₃)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3CH₄
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

트라이에틸알루미늄은 에테인을 내며, 에테인 연소식은 O₂ 계수가 7/2로 나오므로 전체에 2를 곱해 정수로 맞춘다.

(C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆
2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O

알킬기가 3개라 물 3분자가 반응해 가스도 3몰 나오며, 가연성 가스가 생기므로 물을 뿌려 끄면 안 된다.

㉮ 1,000만L 이상

㉯ 0.3m 이상(방유제 안 옥외저장탱크 용량의 합계가 2억L를 넘으면 1m 이상)으로 하되, 방유제의 높이보다 0.2m 이상 낮게 할 것

㉰ 흙 또는 철근콘크리트

㉱ 간막이 둑 안에 설치된 탱크 용량의 10% 이상

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 6에 따라, 용량 1,000만L 이상인 옥외저장탱크에는 방유제 안에 탱크마다 간막이 둑을 둘러 한 기에서 샌 위험물을 그 주변에 가둔다.

• 높이 — 0.3m 이상(방유제 안 탱크 용량 합계가 2억L를 넘으면 1m 이상)으로 하되, 방유제보다 0.2m 이상 낮게 한다.
• 재질 — 흙 또는 철근콘크리트로 만든다.
• 용량 — 간막이 둑 안에 있는 탱크 용량의 10% 이상으로 한다.

간막이 둑을 방유제보다 낮게 두는 까닭은 넘친 위험물을 결국 방유제 전체(최대 탱크 용량의 110% 이상)가 받아 내게 하려는 것이다.

철의 분말로서 53μm의 표준체를 통과하는 것이 50wt% 이상인 것

[해설]

비중 7.86, 융점 1,530℃인 회백색 금속분말은 철이며, 제2류 위험물 중 '철분'에 해당한다.

위험물안전관리법 시행령 별표 1은 철의 분말 가운데 53μm 표준체를 통과하는 것이 50wt% 이상인 것만 철분으로 본다. 잘게 부술수록 표면적이 커져 산화열이 쌓이고 분진폭발 위험도 커지기 때문이다.

혼동 주의: 금속분은 150μm 체를 통과하는 것이 50wt% 미만이면 위험물에서 빠진다. 철분의 지정수량은 500kg이다.

① $\mathrm{2K_2O_2 + 2H_2O \rightarrow 4KOH + O_2}$

② $\mathrm{K_2O_2 + 2CH_3COOH \rightarrow 2CH_3COOK + H_2O_2}$

③ $\mathrm{K_2O_2 + 2HCl \rightarrow 2KCl + H_2O_2}$

[해설]

제1류 무기과산화물 중 분자량이 39×2 + 16×2 = 110인 물질은 과산화칼륨(K₂O₂)이다.

물과 만나면 수산화칼륨과 산소를 내면서 심하게 발열한다.
2K₂O₂ + 2H₂O → 4KOH + O₂

아세트산과 만나면 아세트산칼륨과 과산화수소가 생긴다.
K₂O₂ + 2CH₃COOH → 2CH₃COOK + H₂O₂

염산과 만나면 염화칼륨과 과산화수소가 생긴다.
K₂O₂ + 2HCl → 2KCl + H₂O₂

혼동 주의: 물과 반응하면 산소가, 산과 반응하면 과산화수소가 나온다. 물을 뿌려 끄면 안 되고 마른모래로 덮어 질식소화한다.

① 15, 6, 호스기기

② 배수구, 집유설비, 유분리장치

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 13의 주유취급소 공지 기준이다.

• 주유공지 — 자동차가 드나들 수 있도록 너비 15m 이상, 길이 6m 이상의 포장된 공지를 둔다.
• 급유공지 — 크기를 정해 두지 않고 고정급유설비의 호스기기 주위에 필요한 만큼 둔다.
• 배수구·집유설비 — 경사진 바닥을 따라 흘러온 기름을 모은다.
• 유분리장치 — 모인 물에서 기름만 걸러 밖으로 흘러 나가지 않게 한다.

바닥을 주위 지면보다 높게 하는 것은 바깥의 빗물이 공지로 들어오지 못하게 하기 위해서다.

'모으고(배수구·집유설비) 거른다(유분리장치)'는 순서로 외운다.