[가스기능장 필기] 22년 2회차
가스기능장 필기 기출문제

22년 2회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

22년 2회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
가스설비 배관의 진동설계 및 시공시의 주의사항으로 틀린 것은?
1배관속을 흐르는 유체가 공진현상을 일으키지 않도록 배관한다.
2배관의 고유진동수와 배관내유체의 맥동수가 일치하도록 한다.
3관내 유체의 압력변동을 가능한 한 적게한다.
4배관 고유진동수와 배관내유체의 진동수와의 비는 0.7 이하 또는 1.3 이상이 되도록 한다.
정답 및 해설

배관 진동설계의 핵심은 배관의 고유진동수와 유체의 맥동수를 일치시키지 않는 것이다. 두 값이 일치하면 공진현상이 일어나 배관이 파손될 위험이 커진다.

따라서 실제 시공기준은 고유진동수와 유체 진동수의 비를 0.7 이하 또는 1.3 이상으로 벌려 공진을 회피하도록 요구하며, 압력변동도 최소화해야 한다.

문제 2
냉동장치의 점검ㆍ수리 등을 위하여 냉매계통을 개방하고자 할 때는 펌프다운(pump down)을 하여 계통 내의 냉매를 어디에 회수하는가?
1수액기
2압축기
3증발기
4유분리기
정답 및 해설

냉동장치를 점검·수리하기 위해 냉매계통을 개방할 때는 펌프다운을 실시해 계통 내 냉매를 수액기로 회수한다.

압축기를 가동해 저압측(증발기·배관)의 냉매를 응축·액화시켜 수액기에 모은 뒤 수액기 출구밸브를 잠그면, 개방할 부분에는 냉매가 남지 않아 안전하게 수리 작업을 할 수 있다.

문제 3
고압가스 안전관리법령상 법의 적용범위에서 제외되는 고압가스에 해당하지 않는 것은?
1오토클레이브 안의 염화비닐
2「어선법」의 적용을 받는 어선 안의 고압가스
3「항공안전법」의 적용을 받는 항공기 안의 고압가스
4소방시설 관계 법률의 적용을 받는 내용적 1 L 이하의 소화기용 용기 안의 고압가스
정답 및 해설

오토클레이브 안의 염화비닐은 적용 제외 대상이 아니므로 고압가스 안전관리법의 적용을 받는다.

시행령 별표 1은 오토클레이브 안의 고압가스를 적용범위에서 제외하면서, 수소·아세틸렌·염화비닐 세 가지는 그 제외에서 다시 빼고 있다.

  • 「어선법」의 적용을 받는 어선 안의 고압가스는 선박 안의 고압가스와 별도의 호로 제외 대상에 들어 있다.
  • 「항공안전법」의 적용을 받는 항공기 안의 고압가스도 제외 대상이다.
  • 「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률」의 적용을 받는 내용적 1 L 이하의 소화기용 용기 안의 고압가스도 제외 대상이다.

원형은 오토클레이브 안의 아세틸렌을 물었으나, 현행 별표 1은 근거 법률명이 「항공안전법」·「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률」로 바뀌고 어선 안의 고압가스가 추가되어 이를 반영해 염화비닐 예외로 다시 구성하였다.

문제 4
일반도시가스사업자의 가스공급시설 중 정압기의 시설 및 기술기준에 대한 설명으로 틀린것은?
1단독사용자의 정압기에는 경계책을 설치하지 아니할 수 있다.
2단독사용자의 정압기실에는 이상압력통보 설비를 설치하지 아니할 수 있다.
3단독사용자의 정압기에는 예비정압기를 설치하지 아니할 수 있다.
4단독사용자의 정압기에는 비상전력을 갖추기 아니할 수 있다.
정답 및 해설

단독사용자에게 공급하는 정압기는 이용 조건이 제한적이므로 경계책·예비정압기·비상전력 설치가 면제될 수 있지만, 이상압력통보설비는 정압기 이상압력을 감시해 사고를 예방하는 핵심 안전장치이므로 단독사용자 정압기라도 설치를 생략할 수 없다.

따라서 이상압력통보설비를 설치하지 않아도 된다는 설명은 정압기 시설기준과 어긋난다.

문제 5
아세틸렌을 용기에 충전할 때 충전 중의 압력은 2.5[MPa] 이하로 하고 충전 후에는 압력이 15[℃]에서 몇 [MPa] 이하로 될 때까지 정치하여야 하는가?
10.5
21
31.5
42.0
정답 및 해설

아세틸렌을 용기에 충전할 때 충전 중의 압력은 2.5MPa 이하로 하고, 충전 후에는 15℃에서 압력이 1.5MPa 이하로 될 때까지 정치하여야 한다.

이는 아세틸렌의 자기분해폭발 위험을 낮추기 위한 KGS 충전기준으로, 정치 후 압력이 기준치를 넘으면 재충전이나 별도 처리가 필요하다.

문제 6
액화석유가스 가스공급자가 용기가스소비자의 가스사용시설에 대하여 실시하는 안전점검의 점검기준에 해당하지 않는 것은?
1일산화탄소 경보기 설치 여부
2호스의 "T"형 연결 여부와 호스밴드 접속 여부
3연소기별 가스소비량 측정과 열효율의 적정 여부
4가스보일러 및 가스온수기와 배기통의 이탈 여부
정답 및 해설

연소기별 가스소비량 측정과 열효율의 적정 여부는 가스공급자의 안전점검기준에 없는 항목이다.

별표 15의 점검기준은 누출·막음조치, 안전장치, 호스 연결, 보일러 설치장소와 배기통처럼 사고와 직접 이어지는 설치 상태를 확인하는 항목으로 짜여 있다.

  • 일산화탄소 경보기 설치 여부는 현행 점검기준에 명시된 항목이다.
  • 호스의 "T"형 연결 여부와 호스밴드 접속 여부도 점검한다.
  • 가스보일러·가스온수기와 배기통, 배기통과 배기통의 이탈 여부도 점검한다.

원형은 연소기 입구압력 측정을 오답으로 두었으나, 현행 별표 15에는 일산화탄소 경보기·배기통 성능인증·배기통 이탈 여부 등이 추가되어 이를 보기로 반영하였다.

문제 7
안전밸브(safety valve)에 대한 설명으로 옳은 것은?
1안전장치에서 가장 많이 사용되는 것은 중추식 이다.
2안전밸브 전에 는 스톱밸브를 설치하지 않아도 된다.
3안전밸브의 수리 시 스톱밸브는 닫아준다.
4안전밸브와 스톱밸브는 항상 닫아둔다.
정답 및 해설

안전밸브를 수리할 때는 스톱밸브를 닫아 계통 압력이 안전밸브 쪽으로 전달되지 않도록 한 뒤 작업하고, 작업이 끝나면 즉시 다시 열어 둔다.

  • 안전장치 중 가장 많이 쓰이는 방식은 중추식이 아니라 스프링식이다.
  • 안전밸브 앞에는 원칙적으로 스톱밸브를 두지 않거나, 두더라도 항상 개방(봉인) 상태로 관리해야 한다.
  • 스톱밸브를 항상 닫아 두면 안전밸브가 작동해도 압력이 방출되지 않아 매우 위험하다.
문제 8
공기액화 분리장치에서 공기 중에 아세틸렌가스가 혼합되면 안 되는 이유에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?
1산소의 순도가 나빠지기 때문에
2질소와 산소의 분리가 방해되므로
3배관 내에서 동결하여 관을 막을 수 있으므로
4분리기 내의 액체 산소 탱크 내에 들어가 폭발적인 작용을 하기 때문에
정답 및 해설

공기액화분리장치에서 아세틸렌은 비점이 산소보다 높아 액화되어 장치 내에 축적되기 쉽다.

이렇게 농축된 아세틸렌이 액체산소 탱크 안으로 유입되면 폭발적으로 반응할 위험이 있어, 이것이 아세틸렌 혼입을 금지하는 가장 중요한 이유다.

문제 9
암모니아 제조법 중 haber-bosch 법은 수소와 질소를 혼합하여 몇 도의 온도와 몇 기압의 압력으로 합성시키며 촉매는 무엇을 사용하는가?
1400~500℃, 300atm, Fe, Al2O3
2150~300℃, 10atm, 백금
31000℃, 800atm, NaCl
4150~200℃, 450atm, 알루미늄과 은
정답 및 해설

Haber-Bosch법은 질소와 수소를 약 400~500℃, 약 300atm의 고온·고압 조건에서 반응시켜 암모니아를 합성하며, 촉매로는 철(Fe)에 산화알루미늄(Al₂O₃) 등을 조촉매로 첨가한 것을 사용한다.

다른 온도·압력·촉매 조합은 실제 하버-보슈법 조건과 다르다.

문제 10
가스배관에 사용되는 금속재료의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
1강재 중 인(P) 함유량이 많으면 연신률과 충격치가 증가된다.
2압력 배관용 강관의 탄소 함유량은 0.25[%] 이하를 사용한다.
3황동은 구리와 아연의 합금이다.
4황은 고온에서 적열취성을 일으킬 수 있다.
정답 및 해설

강재에 인(P)이 많이 함유되면 오히려 연신률과 충격치가 낮아지고 상온취성(냉간취성)의 원인이 된다. 따라서 인 함유량이 많을수록 연신률과 충격치가 증가한다는 설명은 옳지 않다.

압력배관용 강관의 탄소 함유량을 0.25% 이하로 제한하는 것, 황동이 구리와 아연의 합금이라는 것, 황이 고온에서 적열취성을 일으킬 수 있다는 것은 모두 맞는 설명이다.

문제 11
Dalton의 법칙을 가장 바르게 설명한 것은?
1혼합기체의 온도는 일정하다.
2혼합기체의 압력은 각 성분의 분압의 합과 같다.
3혼합기체의 체적은 각 성분의 체적의 합과 같다.
4혼합기체의 상수는 각 성분의 상수의 합과 같다.
정답 및 해설

돌턴의 분압법칙은 서로 반응하지 않는 혼합기체에서 전체 압력이 각 성분가스 분압의 합과 같다는 법칙이다.

즉 Ptotal=P1+P2+⋯+PnP_{total} = P_1 + P_2 + \cdots + P_n으로 표현된다. 혼합기체의 체적을 각 성분 체적의 합으로 보는 것은 돌턴의 법칙이 아니라 아마가트(Amagat)의 분적법칙이며, 온도나 기체상수는 이 법칙이 규정하는 대상이 아니다.

문제 12
기체의 압력(P)이 감소하여 압력(P)이 0인 한계상황에 기체 분자의 상태는 어떻게 되는가?
1분자들은 점점 더 넓게 분산된다.
2분자들은 점점 더 조밀하게 응집된다.
3분자들은 아무런 영향을 받지 않는다.
4분자들은 분산과 응집의 균형을 유지한다.
정답 및 해설

압력이 0에 가까워지면 기체 분자 사이의 인력과 충돌빈도가 사라지는 이상기체 상태에 근접하므로, 분자들은 서로 멀어져 점점 더 넓게 분산된다.

이는 이상기체 법칙이 저압 영역에서 실제 기체 거동을 잘 근사하는 이유이기도 하다.

문제 13
어떤 산소용기에 산소를 충전하고 온도 35[℃]에서 20[MPa]로 되도록 하려면 0[℃]에서는 약 몇 [MPa]의 압력까지 충전해야 하는가?
113.5
217.7
322.6
426.3
정답 및 해설

용기는 일정 체적이므로 35[℃]와 0[℃] 사이의 압력 변화는 정적과정의 게이-뤼삭 법칙(P/T=일정)으로 계산한다.

P2 = P1×T2/T1 = 20×273.15/308.15 ≈ 17.7[MPa]
따라서 0[℃]에서는 약 17.7[MPa]까지 충전해야 35[℃]에서 20[MPa]가 된다.

문제 14
고온의 물체로부터 방사되는 에너지 중의 특정한 파장의 방사에너지, 즉 휘도를 표준온도의 고온물체와 비교하여 온도를 측정하는 온도계는?
1열전대 온도계
2제겔콘 온도계
3색온도계
4광고온계
정답 및 해설

고온 물체가 방사하는 에너지 중 특정 파장의 휘도를 표준온도의 물체와 비교하여 온도를 측정하는 방식은 광고온계이다.

광고온계는 대상물이 내는 빛(주로 적색 단색광)과 표준 필라멘트의 밝기를 육안으로 맞추어 온도를 읽는 비접촉식 온도계로, 두 파장의 휘도 비(빛의 색)로 온도를 판단하는 색온도계나 접촉식인 열전대 온도계와는 원리가 다르다.

문제 15
가스도매사업의 가스공급시설인 배관을 지하에 매설하는 경우의 기준에 대한 설명으로 옳은 것은?
1배관은 그 외면으로부터 수평거리로 건축물까지 1.2[m] 이상을 유지한다.
2PE 배관의 굴곡허용반경은 외경의 30배 이상으로 한다.
3지표면으로부터 배관 외면까지의 매설깊이는 산이나 들의 경우에는 1.2[m] 이상으로 한다.
4도로가 평탄할 경우의 배관의 기울기는 1/500~1/1000 정도의 기울기로 설치한다.
정답 및 해설

가스도매사업의 배관을 지하에 매설할 때 도로가 평탄한 구간에서는 배수가 잘 되도록 1/500~1/1000 정도의 기울기로 설치한다.

  • 배관은 그 외면으로부터 건축물까지 수평거리 1.5m 이상을 유지해야 한다.
  • PE배관의 굴곡허용반경은 외경의 20배 이상으로 하며, 그 미만이면 엘보를 사용한다.
  • 매설깊이는 산이나 들에서는 1m 이상, 그 밖의 지역에서는 1.2m 이상이다.
문제 16
고압가스 안전관리법령상 고압가스 제조시설 등의 검사에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저장탱크를 지하에 매설하기 직전의 공정은 중간검사를 받아야 하는 공정이다.
2완성검사는 설치공사를 마친 시설의 사용을 시작한 날부터 15일 이내에 받는다.
3정기검사는 검사주기에 따른 기간이 지난 날의 전후 30일 안에 받아야 한다.
4수시검사는 검사대상자가 허가관청에 검사를 신청한 때에 한정하여 실시한다.
정답 및 해설

저장탱크를 지하에 매설하기 직전의 공정은 중간검사를 받아야 하는 공정이다.

중간검사 대상 공정에는 이 밖에 기밀·내압시험을 할 수 있는 상태의 공정, 지하 배관의 지정 부분을 매몰하기 직전의 공정, 비파괴시험 공정, 방호벽·저장탱크 및 내진설계 대상 설비의 기초설치 공정이 있다.

  • 완성검사는 공사를 완공한 시설을 사용하기 전에 받고 합격한 뒤에 사용한다.
  • 정기검사는 검사주기에 따른 기간이 지난 날의 전후 15일 안에 받는다.
  • 수시검사는 허가관청·신고관청이 사고 예방 등 가스안전을 위하여 필요하다고 인정하는 때에 실시한다.
문제 17
암모니아에 대한 설명으로 틀린 것은?
1임계온도가 약 32℃이다.
2공기 중 폭발하한값과 산소 중 폭발하한값이 거의 같다.
3구리 및 구리합금을 부식시키지만 상온에서 강재를 침입하지는 않는다.
4상온에서 비교적 낮은 압력으로도 액화가 가능하다.
정답 및 해설

암모니아의 임계온도는 약 132℃로, 상온보다 훨씬 높아 상온에서 비교적 낮은 압력으로도 쉽게 액화되는 특성을 가진다. 32℃라는 값은 실제 임계온도와 크게 어긋난다.

암모니아는 공기 중과 산소 중의 폭발하한값이 거의 같고, 구리 및 구리합금을 부식시키지만 상온에서는 강재를 침식하지 않는다는 점은 실제 성질과 일치한다.

문제 18
흡수식 냉동기에서 냉매와 흡수제로 사용되는 것을 옳게 나타낸 것은?
1암모니아 - 물
2물 - 염화메틸
3물 - 프레온22
4물 - 메틸클로라이드
정답 및 해설

흡수식 냉동기에서는 냉매로 암모니아, 흡수제로 물을 쓰는 조합(NH3-H2O식)이 대표적이며, 물-리튬브로마이드(H2O-LiBr)식과 함께 가장 널리 쓰인다.

물, 염화메틸, 프레온22 등을 냉매·흡수제로 짝지은 나머지 보기는 실제 흡수식 냉동기의 조합이 아니다.

문제 19
고압가스 제조시 안전관리에 대한 설명으로 옳은 것은?
1산소를 용기에 충전할 때에는 용기 내부에 유지류를 제거하고 충전한다.
2시안화수소의 안정제로 물을 사용한다.
3산화에틸렌을 충전시에는 산 및 알칼리로 세척한 후 충전한다.
4아세틸렌을 3.5MPa 로 압축하여 충전할 때에는 희석제로 이산화탄소를 사용한다.
정답 및 해설

산소는 유지류와 접촉·반응하면 급격한 산화·발화 위험이 있으므로 용기 내부의 유지류를 제거한 뒤 충전하는 것이 안전관리의 기본이다.

  • 시안화수소의 안정제로는 황산 등을 소량 사용하며 물은 안정제가 아니다.
  • 산화에틸렌은 산·알칼리와 반응성이 커서 세척에 사용하면 위험하며 불활성가스로 치환·정제해야 한다.
  • 아세틸렌은 2.5[MPa]를 초과해 압축할 수 없으므로 3.5[MPa] 충전 자체가 기준 위반이다.
문제 20
고압가스 안전관리법령에서 정한 용기의 종류와 구조에 대한 설명으로 옳은 것은?
1이음매 없는 용기는 동판과 경판을 각각 성형한 다음 심(seam)용접으로 접합하여 제조한 용기를 말한다.
2접합 또는 납붙임용기는 동판과 경판을 각각 성형하여 접합한 내용적 1 L 이하의 일회용 용기이다.
3초저온용기는 섭씨 영하 30도 이하의 액화가스를 충전하기 위하여 단열재를 씌운 용기이다.
4재충전 금지용기는 용기와 용기부속품을 쉽게 분리하여 교체할 수 있는 구조로 제조한다.
정답 및 해설

접합 또는 납붙임용기는 동판과 경판을 각각 성형하여 심(seam)용접 등으로 접합하거나 납붙임하여 만든 내용적 1 L 이하의 일회용 용기이다.

용기의 종류는 몸통을 어떻게 만드는가와 충전하는 가스의 온도로 구분한다.

  • 이음매 없는 용기는 동판과 경판을 일체로 성형하여 이음매 없이 제조한 용기이며, 각각 성형해 용접하는 것은 용접용기이다.
  • 초저온용기는 섭씨 영하 50도 이하의 액화가스를 충전하는 용기로, 단열재를 씌우거나 냉동설비로 냉각하여 상용 온도를 넘지 않게 한 것이다.
  • 재충전 금지용기는 용기와 용기부속품을 분리할 수 없는 구조로 하고, 최고충전압력(MPa)과 내용적(L)의 수치를 곱한 값이 100 이하여야 한다.
문제 21
CH4, CO2 및 수증기(H2O)의 생성열을 각각 17.9, 94.1, 57.8 kcal/mol 이라 할 때 메탄의 연소열은 몇 kcal/mol 인가?
139.4
254.2
3191.8
4234.7
정답 및 해설

메탄의 완전연소식 CH4+2O2→CO2+2H2O 에 헤스의 법칙을 적용하면 연소열은 생성물의 생성열 합에서 반응물의 생성열 합을 뺀 값이다.

연소열 = (94.1+2×57.8) - 17.9 = 209.7-17.9 = 191.8[kcal/mol]

문제 22
압축기에 사용하는 윤활유의 구비조건으로 틀린 것은?
1인화점이 낮고, 분해되지 않을 것
2점도가 적당하고, 항유화성이 클 것
3수분 및 산류 등의 불순물이 적을 것
4화학적으로 안정하여 사용가스와 반응을 일으키지 않을 것
정답 및 해설

압축기 윤활유는 화재·폭발 위험을 낮추기 위해 인화점이 높고 열에 잘 분해되지 않아야 하므로, 인화점이 낮아야 한다는 설명은 구비조건과 반대이다.

점도가 적당하고 항유화성이 크며, 수분·산류 등 불순물이 적고 화학적으로 안정하여 취급가스와 반응하지 않아야 한다는 나머지 조건은 모두 타당하다.

문제 23
액화천연가스의 저장설비 및 처리설비는 그 외면으로부터 사업소 경계까지 일정 규모 이상의 안전거리를 유지하여야 한다. 이때 사업소 경계가 ( )의 경우에는 이들의 반대편 끝을 경계로 보고 있다. ( )에 들어갈 수 있는 경우로 적합하지 않은 것은?
1산
2호수
3하천
4바다
정답 및 해설

LNG 저장·처리설비의 안전거리는 사업소 경계가 호수·하천·바다 등 수면과 접한 경우 그 반대편 끝을 경계로 보아 거리를 산정한다.

그러나 산은 이러한 반대편 경계 개념을 적용할 수 있는 지형이 아니므로 해당 규정의 적용 대상에서 제외된다.

문제 24
압력 80[kPa], 체적 0.37[m3]을 차지하고 있는 이상 기체를 등온 팽창시켰더니 체적이 2.5배로 팽창하였다. 이 때 외부에 대해서 한 일은 약 몇 [Nㆍm] 인가?
12.71
22.71×102
32.71×103
42.71×104
정답 및 해설

등온과정에서 이상기체가 외부에 하는 일은 W=P1V1ln⁡(V2V1)W = P_1 V_1 \ln\left(\dfrac{V_2}{V_1}\right) 로 구한다.

P1V1 = 80×103[Pa]×0.37[m3] = 29600[J]
V2/V1 = 2.5 이므로 ln2.5 ≈ 0.916
W ≈ 29600×0.916 ≈ 2.71×104[N·m]

문제 25
가스액화 사이클과 그 사이클에서 저온을 얻는 방식을 옳게 연결한 것은?
1린데(Linde)식 - 피스톤식 팽창기에서 외부에 일을 하는 단열팽창만을 이용하여 냉각한다.
2클로드(Claude)식 - 팽창기 없이 줄-톰슨 밸브의 교축팽창만으로 냉각한다.
3캐피자(Kapitza)식 - 저압으로 압축한 공기를 터빈식 팽창기에서 단열팽창시킨다.
4필립스(Philips)식 - 비점이 점차 낮은 여러 냉매를 차례로 써서 다원 냉동한다.
정답 및 해설

캐피자식은 공기를 약 0.7 MPa 정도의 저압으로 압축하고, 터빈식(터보) 팽창기에서 단열팽창시켜 저온을 얻는다.

압축압력이 낮아 열교환기로 축냉기를 쓸 수 있고, 회전식 팽창기라 대용량 처리에 알맞다.

  • 린데식은 팽창기 없이 줄-톰슨 밸브의 교축팽창(줄-톰슨 효과)으로 냉각한다.
  • 클로드식은 피스톤식 팽창기의 단열팽창과 줄-톰슨 밸브를 함께 쓴다.
  • 필립스식은 수소·헬륨을 냉매로 하고 한 실린더 안의 피스톤과 보조피스톤이 압축기와 팽창기 구실을 하며, 비점이 점차 낮은 냉매를 차례로 쓰는 것은 캐스케이드식이다.
문제 26
에어졸 제조기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1내용적이 100[cm3]를 초과하는 용기는 그 용기제조자의 명칭 또는 기호가 표시되어 있어야 한다.
2에어졸 충전용기 저장소는 인화성 물질과 8[m] 이상의 우회거리를 유지한다.
3내용적이 30[cm3] 이상인 용기는 에어졸 제조에 재 사용하지 아니한다.
440[℃]에서 용기 안의 가스압력의 1.5배의 압력을 가할 때 파열되지 아니하여야 한다.
정답 및 해설

에어졸 제조기준에서 내압성능은 50[℃]에서 용기 안 가스압력의 1.5배 압력을 가해도 파열되지 않아야 한다는 것이 기준이며, 40[℃]라는 온도조건은 잘못된 수치이다.

내용적 100[cm3] 초과 용기의 제조자 표시, 인화성물질과 8[m] 이상 우회거리 유지, 내용적 30[cm3] 이상 용기의 재사용 금지는 모두 올바른 제조기준이다.

문제 27
촉매를 사용하여 etylene을 수증기와 반응시켜 제조하는 것은?
1acetic acid
2aldehyde
3methanol
4ethanol
정답 및 해설

에틸렌을 촉매 존재하에 수증기와 반응시키는 직접수화(hydration)로 얻어지는 물질은 에탄올이다.

  • 아세트알데히드는 에틸렌을 산소로 산화시켜(바커법) 제조한다.
  • 아세트산은 메탄올과 일산화탄소의 카르보닐화 등으로 제조한다.
  • 메탄올은 일산화탄소와 수소(합성가스)로부터 합성한다.
문제 28
액화석유가스시설에서의 사고 발생 시 사고의 통보방법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1사람이 부상당하거나 중독된 사고에 대한 상보는 사고 발생 후 15일 이내에 통보하여야 한다
2사람이 사망한 사고에 대한 상보는 사고발생 후 20일 이내에 통보하여야 한다
3한국가스안전공사가 사고조사를 실시한 때에는 상보를 하지 않을 수 있다.
4가스누출에 의한 폭발 또는 화재사고에 대한 속보는 즉시 하여야 한다.
정답 및 해설

액화석유가스 시설 사고의 상보는 사고의 경중과 관계없이 통일된 기한 내에 제출해야 하므로, 사람이 사망한 사고의 20일 이내 통보와 마찬가지로 부상·중독 사고 역시 15일이 아닌 동일한 기한으로 상보를 제출해야 한다.

가스누출에 의한 폭발·화재 등 중대사고는 속보로 즉시 통보해야 하며, 한국가스안전공사가 이미 사고조사를 실시한 경우에는 상보를 생략할 수 있다.

문제 29
1000rpm 으로 회전하는 펌프를 2000rpm 으로 변경하였다. 이 경우 펌프 동력은 몇 배가 되겠는가?
11
22
34
48
정답 및 해설

펌프의 상사법칙에 따르면 동력은 회전수의 세제곱에 비례한다.

회전수가 1000rpm에서 2000rpm으로 2배가 되면 동력은 23 = 8배가 된다.

문제 30
다음 각 가스의 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
1일산화탄소는 독성가스이고, 또한 가연성가스이다.
2암모니아는 산이나 할로겐과 잘 화합하고 고온, 고압에서는 강재를 침식한다.
3산소는 반응성이 강한 가스로서 가연성 물질을 연소시키는 조연성(助然性)이 있다.
4질소는 안정한 가스로서 불활성 가스라고도 하는데 고온하에서도 금속과 화합하지 않는다.
정답 및 해설

질소는 상온에서는 반응성이 낮은 불활성 기체이지만, 고온에서는 리튬·마그네슘·티타늄 등 일부 금속과 반응해 질화물을 생성할 수 있으므로 고온에서도 금속과 전혀 화합하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

일산화탄소의 독성·가연성, 암모니아의 부식성, 산소의 조연성에 관한 나머지 설명은 모두 타당하다.

문제 31
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

LPG 저장탱크의 냉각살수장치는 화재 시 접근이 어려우므로 저장탱크 외면으로부터 충분히 떨어진 안전한 위치에서 조작할 수 있어야 하며, 2[m] 이상이라는 거리는 실제 기준보다 지나치게 짧다.

지상설치 저장탱크와 지주를 내열구조로 하는 것, 소형저장탱크에 유효냉각장치를 두지 않아도 되는 것, 외면에 부식방지코팅과 전기방식 조치를 하는 것은 모두 올바른 설치기준이다.

문제 32
차량에 고정된 탱크로 고압가스를 운반할 때 가스를 송출 또는 이입하는데 사용되는 밸브를 후면에 설치한 탱크에서 탱크 주밸브와 차량의 뒷범퍼와의 수평거리는 몇 cm 이상 떨어져 있어야 하는가?
120cm
230cm
340cm
450cm
정답 및 해설

차량에 고정된 탱크에서 가스를 송출·이입하는 밸브를 후면에 설치한 경우, 그 주밸브와 차량 뒷범퍼 사이의 수평거리는 40[cm] 이상이 되어야 추돌사고 시 밸브 손상을 방지할 수 있다.

이는 후부취출식 탱크에 대한 안전거리 기준으로, 후부 이외의 위치에 취출구가 있는 경우보다 더 엄격한 거리를 요구한다.

문제 33
다음 중 용기부속품의 기호표시로 틀린 것은?
1AG : 아세틸렌가스를 충전하는 용기의 부속품
2PG : 압축가스를 충전하는 용기의 부속품
3LT : 초저온용기 및 저온용기의 부속품
4LG : 액화석유가스를 충전하는 용기의 부속품
정답 및 해설

용기부속품 기호에서 LG는 액화석유가스가 아니라 액화석유가스 외의 그 밖의 액화가스를 충전하는 용기의 부속품을 나타내는 기호이며, 액화석유가스용 부속품 기호는 별도로 LPG를 사용한다.

AG(아세틸렌가스), PG(압축가스), LT(초저온·저온용기)에 대한 나머지 설명은 모두 올바른 부속품 기호이다.

문제 34
인장응력이 10kgf/mm2 인 연강봉이 3140kgf의 하중을 받아 늘어났다면 이 봉의 지름은 몇 mm 인가?
110
220
325
430
정답 및 해설

인장응력 σ = 하중/단면적 이므로 단면적 A = 하중/σ = 3140/10 = 314[mm2]이다.

원형 단면 A = πd24\dfrac{\pi d^2}{4} 이므로 d2 = 4A/π = 4×314/3.1416 ≈ 400, d ≈ 20[mm]

문제 35
대기압 상태의 가스를 흡입하여 6.3 MPa·g까지 3단으로 압축하는 왕복동 압축기가 있다. 압축동력이 최소가 되도록 각 단의 압축비를 같게 할 때 2단 토출압력은 약 몇 MPa·g인가? (단, 대기압은 0.1 MPa이고 중간냉각은 완전하며 압력손실은 무시한다.)
10.3
21.5
31.6
42.1
정답 및 해설

2단 토출압력은 약 1.5 MPa·g이다. 압축비는 반드시 절대압력으로 계산한다.

흡입압력 0.1 MPa·abs, 최종 토출압력 6.3 + 0.1 = 6.4 MPa·abs
각 단 압축비: r=6.40.13=643=4r=\sqrt[3]{\dfrac{6.4}{0.1}}=\sqrt[3]{64}=4
1단 토출: 0.1×4=0.4 MPa⋅abs0.1\times 4 = 0.4\ \mathrm{MPa\cdot abs}, 2단 토출: 0.4×4=1.6 MPa⋅abs0.4\times 4 = 1.6\ \mathrm{MPa\cdot abs}
게이지압력: 1.6−0.1=1.5 MPa⋅g1.6-0.1 = 1.5\ \mathrm{MPa\cdot g}

  • 0.3은 1단 토출압력(0.4 MPa·abs)을 게이지압력으로 나타낸 값이다.
  • 1.6은 2단 토출압력을 절대압력 그대로 답한 값이다.
  • 2.1은 최종 압력을 단수로 등분(6.3 ÷ 3)한 값으로, 압축비를 같게 하는 조건과 맞지 않는다.
문제 36
"소형저장탱크" 는 LPG를 저장하기 위하여 지상 또는 지하에 고정 설치된 탱크로서 저장능력이 몇 톤 미만인 탱크를 말하는가?
10.5
21
32
43
정답 및 해설

액화석유가스법령상 소형저장탱크는 LPG를 저장하기 위해 지상 또는 지하에 고정 설치한 탱크로서 저장능력이 3톤 미만인 것을 말한다.

3톤 이상인 것은 일반 저장탱크로 분류되어 소형저장탱크보다 강화된 시설기준이 적용된다.

문제 37
줄(Joule)의 법칙에 의한 이상기체의 내부에너지는?
1압력과 온도에만 의존한다.
2체적과 온도에만 의존한다.
3압력과 체적에만 의존한다.
4온도에만 의존한다.
정답 및 해설

줄(Joule)의 법칙에 따르면 이상기체의 내부에너지는 압력이나 체적에 관계없이 오직 온도에만 의존한다.

이는 이상기체의 분자간 인력이 없다고 가정하기 때문으로, 등온과정에서는 체적이나 압력이 변해도 내부에너지 변화가 0이 되는 근거가 된다.

문제 38
고압가스 탱크의 수리를 위하여 내부 가스를 배출 하고 불활성 가스로 치환하여 다시 공기로 치환하였다. 분석결과는 각각의 가스에 대해 다음과 같았다. 사람이 들어가 화기를 사용하여도 무방한 경우는?
1산소 - 30[%]
2수소 - 10[%]
3프로판 - 5[%]
4질소 80[%], 나머지는 산소
정답 및 해설

사람이 들어가 화기를 사용해도 안전하려면 산소농도가 정상 공기 수준(약 21[%] 내외)이고 가연성·독성가스가 없어야 한다.

질소 80[%], 나머지는 산소인 조성은 일반 공기 조성과 유사하여 화기 사용이 가능하지만, 산소 30[%]는 산소부화로 인한 화재위험이, 수소 10[%]와 프로판 5[%]는 각각의 폭발범위에 해당해 모두 위험하다.

문제 39
30[℃], 2[atm]에서 산소 1[mol]이 차지하는 부피는 얼마인가? (단, 이상기체의 상태방정식에 따른다고 가정한다.)
16.2[L]
28.4[L]
312.4[L]
424.8[L]
정답 및 해설

이상기체 상태방정식 PV = nRT 에서 V=nRTPV = \dfrac{nRT}{P} 로 부피를 구한다.

V = (1×0.0821×303)/2 ≈ 24.88/2 ≈ 12.4[L]

문제 40
독성가스 사용설비에서 가스누출에 대비하여 반드시 설치하여야 하는 장치는?
1살수장치
2액화방지장치
3흡수장치
4액회수장치
정답 및 해설

독성가스 사용시설에는 그 독성가스가 누출되었을 때 이를 흡수 또는 중화할 수 있는 조치가 필요하므로, 흡수장치를 반드시 설치하여야 한다.

나머지 장치들은 누출된 독성가스를 처리하기 위한 설비가 아니어서, 가스누출에 대비해 반드시 갖추어야 할 장치에 해당하지 않는다.

문제 41
고정식 압축도시가스 자동화충전시설에서 가스누출검지 경보장치를 설치하여야 하는 기준으로 틀린 것은?
1압축설비 주변 1개 이상
2충전설비 내부 1개 이상
3압축가스설비 주변 1개 이상
4배관 접속부마다 10m 이내에 1개 이상
정답 및 해설

고정식 압축도시가스 자동차충전시설의 가스누출검지경보장치는 압축설비 주변, 충전설비 내부, 배관접속부 10[m]마다 등 정해진 개소에 설치해야 하며, "압축가스설비 주변"이라는 항목은 이러한 지정 설치개소에 해당하지 않는다.

즉 나머지 세 항목은 실제 시설기준에서 요구하는 설치장소이지만, 압축가스설비 주변이라는 표현은 규정된 설치기준과 일치하지 않는다.

문제 42
질소 14g과 수소 4g을 혼합하여 내용적이 4000mL인 용기에 충전하였더니 용기 내의 온도가 100 로 상승하였다. 용기 내 수소의 부분압력은 약 몇 atm 인가?
14.4
212.6
315.3
419.9
정답 및 해설

질소 14g은 1428=0.5 mol\dfrac{14}{28}=0.5\,\mathrm{mol}, 수소 4g은 42=2 mol\dfrac{4}{2}=2\,\mathrm{mol}로 전체 몰수는 2.5mol이다.

이상기체 상태방정식으로 전체압력을 구하면 P=nRTV=2.5×0.0821×3734≈19.1 atmP=\dfrac{nRT}{V}=\dfrac{2.5\times0.0821\times373}{4}\approx19.1\,\mathrm{atm}이다(T=100+273=373K, V=4L).

수소의 부분압력은 몰분율을 곱해 PH2=19.1×22.5≈15.3 atmP_{H_2}=19.1\times\dfrac{2}{2.5}\approx15.3\,\mathrm{atm}이 된다.

문제 43
공기를 압축하여 냉각시키면 액체공기로 된다. 다음 설명 중 옳은 것은?
1산소가 먼저 액화된다.
2질소가 먼저 액화된다.
3산소와 질소가 동시에 액화된다.
4산소와 질소의 액화온도 차이가 매우 크다.
정답 및 해설

산소의 끓는점(−183 ∘C-183\,^\circ\mathrm{C})은 질소의 끓는점(−196 ∘C-196\,^\circ\mathrm{C})보다 높다.

따라서 공기를 압축·냉각시켜 나가면 끓는점이 더 높은 산소가 먼저 액화되고, 질소는 그보다 더 낮은 온도에 이르러야 액화된다. 두 성분의 액화온도 차이는 약 13℃ 정도로, 이 차이를 이용해 정류탑에서 산소와 질소를 분리한다.

문제 44
액화석유가스의 안전관리 및 사업법령상 안전관리자의 구분에 따른 직무를 옳게 설명한 것은?
1안전관리부총괄자는 해당 사업소 또는 특정사용시설의 안전에 관한 업무를 총괄하여 관리한다.
2안전관리원은 안전관리책임자의 지시에 따라 직무를 수행하고 안전점검원을 지휘·감독한다.
3안전관리책임자는 안전관리원의 지시를 받아 사업장의 기술적인 사항을 관리한다.
4안전점검원은 안전관리총괄자를 직접 보좌하여 해당 가스시설의 안전을 직접 관리하는 직무를 맡는다.
정답 및 해설

안전관리원은 안전관리책임자의 지시에 따라 안전관리자의 직무를 수행하고, 안전점검원을 지휘·감독한다.

현행 시행령은 안전관리자를 총괄자·부총괄자·책임자·안전관리원·안전점검원의 5종으로 나누고 위에서 아래로 보좌·지시 관계를 정해 두었다.

  • 사업소 안전 업무의 총괄관리는 안전관리총괄자의 직무이고, 부총괄자는 총괄자를 보좌하여 가스시설의 안전을 직접 관리한다.
  • 안전관리책임자는 부총괄자(없으면 총괄자)를 보좌하여 기술적인 사항을 관리하며, 안전관리원과 안전점검원을 지휘·감독하는 위치이다.
  • 안전점검원은 안전관리책임자 또는 안전관리원의 지시에 따라 직무를 수행한다.

원형은 안전관리업무 목록에서 해당하지 않는 것을 골랐으나, 현행은 안전점검원이 추가되어 구분별 직무 체계가 달라졌으므로 그 지휘 관계를 묻는 문항으로 바꾸었다.

문제 45
도시가스 온압보정장치 설치를 위한 배관 설치 후 기밀시험의 압력 기준으로 옳은 것은?
1상용압력의 1.1배 또는 1kPa 중 높은 압력 이상
2상용압력의 1.0배 또는 8.4kPa 중 높은 압력 이상
3최고사용압력 1.1배 또는 8.4kPa 중 높은 압력 이상
4최고사용압력 1.5배 또는 10kPa 중 높은 압력 이상
정답 및 해설

도시가스 온압보정장치 설치를 위한 배관공사 후 기밀시험은 최고사용압력의 1.1배 또는 8.4[kPa] 중 높은 압력 이상으로 실시하는 것이 기준이다.

상용압력이 아닌 최고사용압력을 기준으로 하며, 8.4[kPa]라는 최소압력 조건이 함께 요구된다는 점이 핵심이다.

문제 46
일정한 유량의 물이 원관 내를 흐를 때 직경을 2배로 하면 손실수두는 얼마가 되는가? (단, 층류로 가정한다.)
11/4
21/8
31/16
41/32
정답 및 해설

층류 구간에서 손실수두는 하이겐-포아죄유 식에 따라 관 직경의 4제곱에 반비례한다.

hf∝1D4h_f \propto \dfrac{1}{D^4} 이므로 직경을 2배로 하면 손실수두는 24=16으로 나눈 1/16이 된다(유량 일정 조건).

문제 47
고압용 밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?
1주조품을 깍아서 만든다.
2글로브밸브는 기밀도가 크다.
3슬루스밸브는 난방배관용으로 적합하다.
4밸브시트는 내식성이 좋은 재료를 사용한다.
정답 및 해설

고압용 밸브는 주조 결함으로 인한 파손 위험을 피하기 위해 주조품이 아니라 단조품을 깎아서 제작하는 것이 원칙이므로, 주조품을 깎아 만든다는 설명은 틀렸다.

글로브밸브의 기밀도가 크다는 것, 슬루스(게이트)밸브가 난방배관용으로 적합하다는 것, 밸브시트에 내식성 좋은 재료를 쓴다는 것은 모두 올바른 설명이다.

문제 48
3[kg]의 산소가 일정 압력하에서 체적이 0.5[m3]에서 2.0[m3]으로 변하였을 때 엔트로피의 증가는 약 몇 [kcal/K]인가? (단, 산소의 정압비열 Cp는 0.22[kcal/kg∙K]이고, 이상기체로 가정한다.)
10.31
20.55
30.70
40.91
정답 및 해설

등압과정에서 엔트로피 증가량은 ΔS=mCpln⁡(T2T1)\Delta S = m C_p \ln\left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)이며, 압력이 일정하면 체적비가 곧 온도비와 같다.

T2/T1 = V2/V1 = 2.0/0.5 = 4
ΔS = 3×0.22×ln4 ≈ 0.66×1.386 ≈ 0.91[kcal/K]

문제 49
유독가스 검지법에 의한 가스별 착색반응지와 색깔의 연결이 잘못된 것은?
1일산화탄소 : 염화파라듐지 - 흑색
2이산화질소 : KI전분지 - 청색
3황화수소 : 연당지 - 회흑색
4아세틸렌 : 리트머스시험지 - 청색
정답 및 해설

아세틸렌의 누출 검지에는 염화제1구리 착염지를 사용하며 접촉 시 적색으로 변하는 반응을 이용하므로, 리트머스시험지로 청색을 나타낸다는 연결은 잘못된 조합이다.

일산화탄소-염화파라듐지(흑색), 이산화질소-KI전분지(청색), 황화수소-연당지(회흑색) 반응은 모두 실제 착색반응과 일치한다.

문제 50
다음 중 도시가스시설의 설치공사 또는 변경공사를 하는 때에 이루어지는 주요공정 시공감리 대상으로 적합한 것은?
1도시가스사업자외의 가스공급시설설치자의 배관 설치공사
2가스도매사업자의 가스공급시설 설치공사
3일반도시가스사업자의 정압기 설치공사
4일반도시가스사업자의 제조소 설치공사
정답 및 해설

도시가스 시공감리는 원칙적으로 도시가스사업자 외의 자가 가스공급시설을 설치하는 배관공사와 같이 별도로 지정된 대상에 대해 실시하도록 정하고 있다.

가스도매사업자·일반도시가스사업자가 자체적으로 시행하는 정압기·제조소 설치공사는 이 시공감리 대상 항목과는 구분되어 관리된다.

문제 51
상용압력 200㎏/cm2 인 고압설비의 안전밸브 작동압력은 몇 ㎏/cm2인가?
1130kg/cm2
2240kg/cm2
3350kg/cm2
4460kg/cm2
정답 및 해설

고압설비의 안전밸브 작동압력은 내압시험압력의 0.8배이고, 내압시험압력은 다시 상용압력의 1.5배이므로 작동압력은 결국 상용압력의 1.2배가 된다.

200×1.2 = 240[kgf/cm2]

문제 52
일반도시가스사업 제조소 및 공급소 밖의 배관 기준(KGS FS551)에 따른 가스용 폴리에틸렌(PE) 배관의 접합 및 매몰설치에 대한 설명으로 옳은 것은?
1맞대기 융착은 공칭외경 75 mm 이하인 직관의 연결에 적용한다.
2맞대기 융착 이음부의 연결오차는 배관 두께의 20 % 이하로 한다.
3굴곡허용반경은 외경의 10배 이상으로 하고, 10배 미만이면 엘보를 사용한다.
4두께 10 mm인 관의 맞대기 융착 비드폭은 8~12.5 mm로 한다.
정답 및 해설

두께 10 mm인 PE관의 맞대기 융착 비드폭은 8 mm 이상 12.5 mm 이하가 맞다.

비드폭은 배관 두께 tt로 정한다.
최소 =3+0.5t=3+0.5×10=8 mm= 3 + 0.5t = 3 + 0.5 \times 10 = 8\ \mathrm{mm}
최대 =5+0.75t=5+0.75×10=12.5 mm= 5 + 0.75t = 5 + 0.75 \times 10 = 12.5\ \mathrm{mm}

  • 맞대기 융착은 공칭외경 90 mm 이상인 직관과 이음관의 연결에 적용한다.
  • 맞대기 융착 이음부의 연결오차는 배관 두께의 10 % 이하이다.
  • PE배관의 굴곡허용반경은 외경의 20배 이상이며, 20배 미만이면 엘보를 사용한다.
문제 53
비가역단열변화에서 엔트로피 변화는 어떻게 되는가?
1변화는 가역 및 비가역과 무관하다.
2변화가 없다.
3감소한다.
4반드시 증가한다.
정답 및 해설

비가역 단열변화에서는 계 내부의 엔트로피 생성이 발생하므로 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피는 반드시 증가한다.

가역 단열변화(등엔트로피 과정)와 달리 비가역 과정에서는 손실이 수반되어 엔트로피가 감소하거나 변화가 없을 수 없다.

문제 54
공기보다 비중이 가벼운 도시가스의 정압기실로서 지하에 설치되는 경우의 통풍구조에 대한 설명으로 틀린 것은?
1통풍구조는 환기구를 2방향 이상으로 분산 설치한다.
2배기구는 천장면으로부터 30[cm] 이내에 설치한다
3흡입구 및 배기구의 관지름은 80[mm] 이상으로 한다
4배기가스의 방출구는 지면에서 3[m] 이상의 높이에 설치한다.
정답 및 해설

공기보다 가벼운 도시가스를 다루는 지하 정압기실의 흡입구·배기구 관지름은 100[mm] 이상으로 하는 것이 기준이므로, 80[mm] 이상이라는 수치는 실제 기준보다 작다.

환기구를 2방향 이상으로 분산 설치하는 것, 배기구를 천장면에서 30[cm] 이내에 두는 것, 배기가스 방출구를 지면에서 3[m] 이상 높이에 두는 것은 모두 올바른 통풍구조 기준이다.

문제 55
도수분포표를 작성하는 목적으로 볼 수 없는 것은?
1로트의 분포를 알고 싶을 때
2로트의 평균치와 표준편차를 알고 싶을 때
3규격과 비교하여 부적합품률을 알고 싶을 때
4주요 품질항목 중 개선의 우선순위를 알고 싶을 때
정답 및 해설

도수분포표는 로트의 분포, 평균치·표준편차, 규격 대비 부적합품률을 파악하기 위해 작성한다.

"개선의 우선순위 파악"은 파레토도의 목적이므로 도수분포표 작성 목적으로 볼 수 없다.

문제 56
다음 중 계량값 관리도에 해당되는 것은?
1c 관리도
2np 관리도
3R 관리도
4u 관리도
정답 및 해설

관리도는 데이터 성격에 따라 계량형(계량치)과 계수형(계수치)으로 나뉘며, R관리도(범위 관리도)는 측정값 자체를 다루는 계량값 관리도에 해당한다.

c관리도, np관리도, u관리도는 모두 불량개수·부적합수를 다루는 계수형 관리도이다.

문제 57
관리도에서 점이 관리한계 내에 있으나 중심선 한쪽에 연속해서 나타나는 점의 배열 현상을 무엇이라 하는가?
1연
2경향
3산포
4주기
정답 및 해설

관리도에서 점들이 관리한계 내에 있음에도 중심선 한쪽에 연속해서 나타나는 배열 현상을 연(run)이라 한다.

경향은 점이 한 방향으로 점점 증가·감소하는 현상, 주기는 일정 간격으로 오르내림이 반복되는 현상으로 연과는 구별된다.

문제 58
예방보전(Preventive Maintenance)의 효과가 아닌 것은?
1기계의 수리비용이 감소한다.
2생산시스템의 신뢰도가 향상된다.
3고장으로 인한 중단시간이 감소한다.
4예비기계를 보유해야 할 필요성이 증가한다.
정답 및 해설

예방보전(PM)은 고장을 사전에 막아 수리비용 감소, 신뢰도 향상, 고장중단시간 감소 효과를 가져오며, 오히려 예비기계를 보유해야 할 필요성은 줄어든다.

따라서 예비기계 보유 필요성이 증가한다는 설명은 예방보전의 효과와 반대되는 내용이다.

문제 59
다음 중 브레인스토밍(Brainstoming)과 가장 관계가 깊은 것은?
1파레토도
2히스토그램
3회귀분석
4특성요인도
정답 및 해설

브레인스토밍으로 문제의 원인이 될 만한 요소들을 자유롭게 나열한 뒤, 그 결과를 원인과 결과의 관계로 구조화해 정리하는 도구가 특성요인도(어골도)이다.

파레토도·히스토그램·회귀분석은 각각 데이터의 빈도, 분포, 상관관계를 다루는 통계적 기법이어서 브레인스토밍과의 연결성이 상대적으로 약하다.

문제 60
가스밸브 부품의 바깥지름을 관리하기 위해 크기 n = 4인 시료를 25군 채취하여 ∑xˉ=625.0 mm\sum \bar{x} = 625.0\ \mathrm{mm}, ∑R=30.0 mm\sum R = 30.0\ \mathrm{mm}를 얻었다. xˉ\bar{x} 관리도의 관리상한(UCL)과 R 관리도의 관리상한(UCL)은 각각 약 몇 mm인가? (단, n = 4일 때 A2=0.729A_2 = 0.729, D4=2.282D_4 = 2.282이고 D3D_3는 고려하지 않는다.)
1xˉ\bar{x} 관리도 25.73, R 관리도 2.74
2xˉ\bar{x} 관리도 27.74, R 관리도 2.74
3xˉ\bar{x} 관리도 25.87, R 관리도 0.87
4xˉ\bar{x} 관리도 25.87, R 관리도 2.74
정답 및 해설

xˉ\bar{x} 관리도의 UCL은 약 25.87 mm, R 관리도의 UCL은 약 2.74 mm이다.

중심선부터 구한다.
xˉˉ=625.025=25.0 mm\bar{\bar{x}} = \dfrac{625.0}{25} = 25.0\ \mathrm{mm}, Rˉ=30.025=1.2 mm\bar{R} = \dfrac{30.0}{25} = 1.2\ \mathrm{mm}
UCLxˉ=xˉˉ+A2Rˉ=25.0+0.729×1.2=25.87 mm\mathrm{UCL}_{\bar{x}} = \bar{\bar{x}} + A_2\bar{R} = 25.0 + 0.729 \times 1.2 = 25.87\ \mathrm{mm}
UCLR=D4Rˉ=2.282×1.2=2.74 mm\mathrm{UCL}_{R} = D_4\bar{R} = 2.282 \times 1.2 = 2.74\ \mathrm{mm}

  • 25.73은 A2A_2에 Rˉ\bar{R}를 곱하지 않고 25.0 + 0.729로 계산한 값이다.
  • 27.74는 xˉ\bar{x} 관리도에 D4D_4를 잘못 적용한 값이다.
  • 0.87은 R 관리도에 A2A_2를 적용한 0.729×1.20.729 \times 1.2의 값이다.

n이 6 이하이면 D3D_3가 정해지지 않아 R 관리도의 관리하한은 고려하지 않는다.

가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
22년 2회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
가스설비 배관의 진동설계 및 시공시의 주의사항으로 틀린 것은?
1배관속을 흐르는 유체가 공진현상을 일으키지 않도록 배관한다.
2배관의 고유진동수와 배관내유체의 맥동수가 일치하도록 한다.
3관내 유체의 압력변동을 가능한 한 적게한다.
4배관 고유진동수와 배관내유체의 진동수와의 비는 0.7 이하 또는 1.3 이상이 되도록 한다.
정답 및 해설

배관 진동설계의 핵심은 배관의 고유진동수와 유체의 맥동수를 일치시키지 않는 것이다. 두 값이 일치하면 공진현상이 일어나 배관이 파손될 위험이 커진다.

따라서 실제 시공기준은 고유진동수와 유체 진동수의 비를 0.7 이하 또는 1.3 이상으로 벌려 공진을 회피하도록 요구하며, 압력변동도 최소화해야 한다.

문제 2
냉동장치의 점검ㆍ수리 등을 위하여 냉매계통을 개방하고자 할 때는 펌프다운(pump down)을 하여 계통 내의 냉매를 어디에 회수하는가?
1수액기
2압축기
3증발기
4유분리기
정답 및 해설

냉동장치를 점검·수리하기 위해 냉매계통을 개방할 때는 펌프다운을 실시해 계통 내 냉매를 수액기로 회수한다.

압축기를 가동해 저압측(증발기·배관)의 냉매를 응축·액화시켜 수액기에 모은 뒤 수액기 출구밸브를 잠그면, 개방할 부분에는 냉매가 남지 않아 안전하게 수리 작업을 할 수 있다.

문제 3
고압가스 안전관리법령상 법의 적용범위에서 제외되는 고압가스에 해당하지 않는 것은?
1오토클레이브 안의 염화비닐
2「어선법」의 적용을 받는 어선 안의 고압가스
3「항공안전법」의 적용을 받는 항공기 안의 고압가스
4소방시설 관계 법률의 적용을 받는 내용적 1 L 이하의 소화기용 용기 안의 고압가스
정답 및 해설

오토클레이브 안의 염화비닐은 적용 제외 대상이 아니므로 고압가스 안전관리법의 적용을 받는다.

시행령 별표 1은 오토클레이브 안의 고압가스를 적용범위에서 제외하면서, 수소·아세틸렌·염화비닐 세 가지는 그 제외에서 다시 빼고 있다.

  • 「어선법」의 적용을 받는 어선 안의 고압가스는 선박 안의 고압가스와 별도의 호로 제외 대상에 들어 있다.
  • 「항공안전법」의 적용을 받는 항공기 안의 고압가스도 제외 대상이다.
  • 「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률」의 적용을 받는 내용적 1 L 이하의 소화기용 용기 안의 고압가스도 제외 대상이다.

원형은 오토클레이브 안의 아세틸렌을 물었으나, 현행 별표 1은 근거 법률명이 「항공안전법」·「소방시설 설치 및 관리에 관한 법률」로 바뀌고 어선 안의 고압가스가 추가되어 이를 반영해 염화비닐 예외로 다시 구성하였다.

문제 4
일반도시가스사업자의 가스공급시설 중 정압기의 시설 및 기술기준에 대한 설명으로 틀린것은?
1단독사용자의 정압기에는 경계책을 설치하지 아니할 수 있다.
2단독사용자의 정압기실에는 이상압력통보 설비를 설치하지 아니할 수 있다.
3단독사용자의 정압기에는 예비정압기를 설치하지 아니할 수 있다.
4단독사용자의 정압기에는 비상전력을 갖추기 아니할 수 있다.
정답 및 해설

단독사용자에게 공급하는 정압기는 이용 조건이 제한적이므로 경계책·예비정압기·비상전력 설치가 면제될 수 있지만, 이상압력통보설비는 정압기 이상압력을 감시해 사고를 예방하는 핵심 안전장치이므로 단독사용자 정압기라도 설치를 생략할 수 없다.

따라서 이상압력통보설비를 설치하지 않아도 된다는 설명은 정압기 시설기준과 어긋난다.

문제 5
아세틸렌을 용기에 충전할 때 충전 중의 압력은 2.5[MPa] 이하로 하고 충전 후에는 압력이 15[℃]에서 몇 [MPa] 이하로 될 때까지 정치하여야 하는가?
10.5
21
31.5
42.0
정답 및 해설

아세틸렌을 용기에 충전할 때 충전 중의 압력은 2.5MPa 이하로 하고, 충전 후에는 15℃에서 압력이 1.5MPa 이하로 될 때까지 정치하여야 한다.

이는 아세틸렌의 자기분해폭발 위험을 낮추기 위한 KGS 충전기준으로, 정치 후 압력이 기준치를 넘으면 재충전이나 별도 처리가 필요하다.

문제 6
액화석유가스 가스공급자가 용기가스소비자의 가스사용시설에 대하여 실시하는 안전점검의 점검기준에 해당하지 않는 것은?
1일산화탄소 경보기 설치 여부
2호스의 "T"형 연결 여부와 호스밴드 접속 여부
3연소기별 가스소비량 측정과 열효율의 적정 여부
4가스보일러 및 가스온수기와 배기통의 이탈 여부
정답 및 해설

연소기별 가스소비량 측정과 열효율의 적정 여부는 가스공급자의 안전점검기준에 없는 항목이다.

별표 15의 점검기준은 누출·막음조치, 안전장치, 호스 연결, 보일러 설치장소와 배기통처럼 사고와 직접 이어지는 설치 상태를 확인하는 항목으로 짜여 있다.

  • 일산화탄소 경보기 설치 여부는 현행 점검기준에 명시된 항목이다.
  • 호스의 "T"형 연결 여부와 호스밴드 접속 여부도 점검한다.
  • 가스보일러·가스온수기와 배기통, 배기통과 배기통의 이탈 여부도 점검한다.

원형은 연소기 입구압력 측정을 오답으로 두었으나, 현행 별표 15에는 일산화탄소 경보기·배기통 성능인증·배기통 이탈 여부 등이 추가되어 이를 보기로 반영하였다.

문제 7
안전밸브(safety valve)에 대한 설명으로 옳은 것은?
1안전장치에서 가장 많이 사용되는 것은 중추식 이다.
2안전밸브 전에 는 스톱밸브를 설치하지 않아도 된다.
3안전밸브의 수리 시 스톱밸브는 닫아준다.
4안전밸브와 스톱밸브는 항상 닫아둔다.
정답 및 해설

안전밸브를 수리할 때는 스톱밸브를 닫아 계통 압력이 안전밸브 쪽으로 전달되지 않도록 한 뒤 작업하고, 작업이 끝나면 즉시 다시 열어 둔다.

  • 안전장치 중 가장 많이 쓰이는 방식은 중추식이 아니라 스프링식이다.
  • 안전밸브 앞에는 원칙적으로 스톱밸브를 두지 않거나, 두더라도 항상 개방(봉인) 상태로 관리해야 한다.
  • 스톱밸브를 항상 닫아 두면 안전밸브가 작동해도 압력이 방출되지 않아 매우 위험하다.
문제 8
공기액화 분리장치에서 공기 중에 아세틸렌가스가 혼합되면 안 되는 이유에 대하여 가장 바르게 설명한 것은?
1산소의 순도가 나빠지기 때문에
2질소와 산소의 분리가 방해되므로
3배관 내에서 동결하여 관을 막을 수 있으므로
4분리기 내의 액체 산소 탱크 내에 들어가 폭발적인 작용을 하기 때문에
정답 및 해설

공기액화분리장치에서 아세틸렌은 비점이 산소보다 높아 액화되어 장치 내에 축적되기 쉽다.

이렇게 농축된 아세틸렌이 액체산소 탱크 안으로 유입되면 폭발적으로 반응할 위험이 있어, 이것이 아세틸렌 혼입을 금지하는 가장 중요한 이유다.

문제 9
암모니아 제조법 중 haber-bosch 법은 수소와 질소를 혼합하여 몇 도의 온도와 몇 기압의 압력으로 합성시키며 촉매는 무엇을 사용하는가?
1400~500℃, 300atm, Fe, Al2O3
2150~300℃, 10atm, 백금
31000℃, 800atm, NaCl
4150~200℃, 450atm, 알루미늄과 은
정답 및 해설

Haber-Bosch법은 질소와 수소를 약 400~500℃, 약 300atm의 고온·고압 조건에서 반응시켜 암모니아를 합성하며, 촉매로는 철(Fe)에 산화알루미늄(Al₂O₃) 등을 조촉매로 첨가한 것을 사용한다.

다른 온도·압력·촉매 조합은 실제 하버-보슈법 조건과 다르다.

문제 10
가스배관에 사용되는 금속재료의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?
1강재 중 인(P) 함유량이 많으면 연신률과 충격치가 증가된다.
2압력 배관용 강관의 탄소 함유량은 0.25[%] 이하를 사용한다.
3황동은 구리와 아연의 합금이다.
4황은 고온에서 적열취성을 일으킬 수 있다.
정답 및 해설

강재에 인(P)이 많이 함유되면 오히려 연신률과 충격치가 낮아지고 상온취성(냉간취성)의 원인이 된다. 따라서 인 함유량이 많을수록 연신률과 충격치가 증가한다는 설명은 옳지 않다.

압력배관용 강관의 탄소 함유량을 0.25% 이하로 제한하는 것, 황동이 구리와 아연의 합금이라는 것, 황이 고온에서 적열취성을 일으킬 수 있다는 것은 모두 맞는 설명이다.

문제 11
Dalton의 법칙을 가장 바르게 설명한 것은?
1혼합기체의 온도는 일정하다.
2혼합기체의 압력은 각 성분의 분압의 합과 같다.
3혼합기체의 체적은 각 성분의 체적의 합과 같다.
4혼합기체의 상수는 각 성분의 상수의 합과 같다.
정답 및 해설

돌턴의 분압법칙은 서로 반응하지 않는 혼합기체에서 전체 압력이 각 성분가스 분압의 합과 같다는 법칙이다.

즉 Ptotal=P1+P2+⋯+PnP_{total} = P_1 + P_2 + \cdots + P_n으로 표현된다. 혼합기체의 체적을 각 성분 체적의 합으로 보는 것은 돌턴의 법칙이 아니라 아마가트(Amagat)의 분적법칙이며, 온도나 기체상수는 이 법칙이 규정하는 대상이 아니다.

문제 12
기체의 압력(P)이 감소하여 압력(P)이 0인 한계상황에 기체 분자의 상태는 어떻게 되는가?
1분자들은 점점 더 넓게 분산된다.
2분자들은 점점 더 조밀하게 응집된다.
3분자들은 아무런 영향을 받지 않는다.
4분자들은 분산과 응집의 균형을 유지한다.
정답 및 해설

압력이 0에 가까워지면 기체 분자 사이의 인력과 충돌빈도가 사라지는 이상기체 상태에 근접하므로, 분자들은 서로 멀어져 점점 더 넓게 분산된다.

이는 이상기체 법칙이 저압 영역에서 실제 기체 거동을 잘 근사하는 이유이기도 하다.

문제 13
어떤 산소용기에 산소를 충전하고 온도 35[℃]에서 20[MPa]로 되도록 하려면 0[℃]에서는 약 몇 [MPa]의 압력까지 충전해야 하는가?
113.5
217.7
322.6
426.3
정답 및 해설

용기는 일정 체적이므로 35[℃]와 0[℃] 사이의 압력 변화는 정적과정의 게이-뤼삭 법칙(P/T=일정)으로 계산한다.

P2 = P1×T2/T1 = 20×273.15/308.15 ≈ 17.7[MPa]
따라서 0[℃]에서는 약 17.7[MPa]까지 충전해야 35[℃]에서 20[MPa]가 된다.

문제 14
고온의 물체로부터 방사되는 에너지 중의 특정한 파장의 방사에너지, 즉 휘도를 표준온도의 고온물체와 비교하여 온도를 측정하는 온도계는?
1열전대 온도계
2제겔콘 온도계
3색온도계
4광고온계
정답 및 해설

고온 물체가 방사하는 에너지 중 특정 파장의 휘도를 표준온도의 물체와 비교하여 온도를 측정하는 방식은 광고온계이다.

광고온계는 대상물이 내는 빛(주로 적색 단색광)과 표준 필라멘트의 밝기를 육안으로 맞추어 온도를 읽는 비접촉식 온도계로, 두 파장의 휘도 비(빛의 색)로 온도를 판단하는 색온도계나 접촉식인 열전대 온도계와는 원리가 다르다.

문제 15
가스도매사업의 가스공급시설인 배관을 지하에 매설하는 경우의 기준에 대한 설명으로 옳은 것은?
1배관은 그 외면으로부터 수평거리로 건축물까지 1.2[m] 이상을 유지한다.
2PE 배관의 굴곡허용반경은 외경의 30배 이상으로 한다.
3지표면으로부터 배관 외면까지의 매설깊이는 산이나 들의 경우에는 1.2[m] 이상으로 한다.
4도로가 평탄할 경우의 배관의 기울기는 1/500~1/1000 정도의 기울기로 설치한다.
정답 및 해설

가스도매사업의 배관을 지하에 매설할 때 도로가 평탄한 구간에서는 배수가 잘 되도록 1/500~1/1000 정도의 기울기로 설치한다.

  • 배관은 그 외면으로부터 건축물까지 수평거리 1.5m 이상을 유지해야 한다.
  • PE배관의 굴곡허용반경은 외경의 20배 이상으로 하며, 그 미만이면 엘보를 사용한다.
  • 매설깊이는 산이나 들에서는 1m 이상, 그 밖의 지역에서는 1.2m 이상이다.
문제 16
고압가스 안전관리법령상 고압가스 제조시설 등의 검사에 대한 설명으로 옳은 것은?
1저장탱크를 지하에 매설하기 직전의 공정은 중간검사를 받아야 하는 공정이다.
2완성검사는 설치공사를 마친 시설의 사용을 시작한 날부터 15일 이내에 받는다.
3정기검사는 검사주기에 따른 기간이 지난 날의 전후 30일 안에 받아야 한다.
4수시검사는 검사대상자가 허가관청에 검사를 신청한 때에 한정하여 실시한다.
정답 및 해설

저장탱크를 지하에 매설하기 직전의 공정은 중간검사를 받아야 하는 공정이다.

중간검사 대상 공정에는 이 밖에 기밀·내압시험을 할 수 있는 상태의 공정, 지하 배관의 지정 부분을 매몰하기 직전의 공정, 비파괴시험 공정, 방호벽·저장탱크 및 내진설계 대상 설비의 기초설치 공정이 있다.

  • 완성검사는 공사를 완공한 시설을 사용하기 전에 받고 합격한 뒤에 사용한다.
  • 정기검사는 검사주기에 따른 기간이 지난 날의 전후 15일 안에 받는다.
  • 수시검사는 허가관청·신고관청이 사고 예방 등 가스안전을 위하여 필요하다고 인정하는 때에 실시한다.
문제 17
암모니아에 대한 설명으로 틀린 것은?
1임계온도가 약 32℃이다.
2공기 중 폭발하한값과 산소 중 폭발하한값이 거의 같다.
3구리 및 구리합금을 부식시키지만 상온에서 강재를 침입하지는 않는다.
4상온에서 비교적 낮은 압력으로도 액화가 가능하다.
정답 및 해설

암모니아의 임계온도는 약 132℃로, 상온보다 훨씬 높아 상온에서 비교적 낮은 압력으로도 쉽게 액화되는 특성을 가진다. 32℃라는 값은 실제 임계온도와 크게 어긋난다.

암모니아는 공기 중과 산소 중의 폭발하한값이 거의 같고, 구리 및 구리합금을 부식시키지만 상온에서는 강재를 침식하지 않는다는 점은 실제 성질과 일치한다.

문제 18
흡수식 냉동기에서 냉매와 흡수제로 사용되는 것을 옳게 나타낸 것은?
1암모니아 - 물
2물 - 염화메틸
3물 - 프레온22
4물 - 메틸클로라이드
정답 및 해설

흡수식 냉동기에서는 냉매로 암모니아, 흡수제로 물을 쓰는 조합(NH3-H2O식)이 대표적이며, 물-리튬브로마이드(H2O-LiBr)식과 함께 가장 널리 쓰인다.

물, 염화메틸, 프레온22 등을 냉매·흡수제로 짝지은 나머지 보기는 실제 흡수식 냉동기의 조합이 아니다.

문제 19
고압가스 제조시 안전관리에 대한 설명으로 옳은 것은?
1산소를 용기에 충전할 때에는 용기 내부에 유지류를 제거하고 충전한다.
2시안화수소의 안정제로 물을 사용한다.
3산화에틸렌을 충전시에는 산 및 알칼리로 세척한 후 충전한다.
4아세틸렌을 3.5MPa 로 압축하여 충전할 때에는 희석제로 이산화탄소를 사용한다.
정답 및 해설

산소는 유지류와 접촉·반응하면 급격한 산화·발화 위험이 있으므로 용기 내부의 유지류를 제거한 뒤 충전하는 것이 안전관리의 기본이다.

  • 시안화수소의 안정제로는 황산 등을 소량 사용하며 물은 안정제가 아니다.
  • 산화에틸렌은 산·알칼리와 반응성이 커서 세척에 사용하면 위험하며 불활성가스로 치환·정제해야 한다.
  • 아세틸렌은 2.5[MPa]를 초과해 압축할 수 없으므로 3.5[MPa] 충전 자체가 기준 위반이다.
문제 20
고압가스 안전관리법령에서 정한 용기의 종류와 구조에 대한 설명으로 옳은 것은?
1이음매 없는 용기는 동판과 경판을 각각 성형한 다음 심(seam)용접으로 접합하여 제조한 용기를 말한다.
2접합 또는 납붙임용기는 동판과 경판을 각각 성형하여 접합한 내용적 1 L 이하의 일회용 용기이다.
3초저온용기는 섭씨 영하 30도 이하의 액화가스를 충전하기 위하여 단열재를 씌운 용기이다.
4재충전 금지용기는 용기와 용기부속품을 쉽게 분리하여 교체할 수 있는 구조로 제조한다.
정답 및 해설

접합 또는 납붙임용기는 동판과 경판을 각각 성형하여 심(seam)용접 등으로 접합하거나 납붙임하여 만든 내용적 1 L 이하의 일회용 용기이다.

용기의 종류는 몸통을 어떻게 만드는가와 충전하는 가스의 온도로 구분한다.

  • 이음매 없는 용기는 동판과 경판을 일체로 성형하여 이음매 없이 제조한 용기이며, 각각 성형해 용접하는 것은 용접용기이다.
  • 초저온용기는 섭씨 영하 50도 이하의 액화가스를 충전하는 용기로, 단열재를 씌우거나 냉동설비로 냉각하여 상용 온도를 넘지 않게 한 것이다.
  • 재충전 금지용기는 용기와 용기부속품을 분리할 수 없는 구조로 하고, 최고충전압력(MPa)과 내용적(L)의 수치를 곱한 값이 100 이하여야 한다.
문제 21
CH4, CO2 및 수증기(H2O)의 생성열을 각각 17.9, 94.1, 57.8 kcal/mol 이라 할 때 메탄의 연소열은 몇 kcal/mol 인가?
139.4
254.2
3191.8
4234.7
정답 및 해설

메탄의 완전연소식 CH4+2O2→CO2+2H2O 에 헤스의 법칙을 적용하면 연소열은 생성물의 생성열 합에서 반응물의 생성열 합을 뺀 값이다.

연소열 = (94.1+2×57.8) - 17.9 = 209.7-17.9 = 191.8[kcal/mol]

문제 22
압축기에 사용하는 윤활유의 구비조건으로 틀린 것은?
1인화점이 낮고, 분해되지 않을 것
2점도가 적당하고, 항유화성이 클 것
3수분 및 산류 등의 불순물이 적을 것
4화학적으로 안정하여 사용가스와 반응을 일으키지 않을 것
정답 및 해설

압축기 윤활유는 화재·폭발 위험을 낮추기 위해 인화점이 높고 열에 잘 분해되지 않아야 하므로, 인화점이 낮아야 한다는 설명은 구비조건과 반대이다.

점도가 적당하고 항유화성이 크며, 수분·산류 등 불순물이 적고 화학적으로 안정하여 취급가스와 반응하지 않아야 한다는 나머지 조건은 모두 타당하다.

문제 23
액화천연가스의 저장설비 및 처리설비는 그 외면으로부터 사업소 경계까지 일정 규모 이상의 안전거리를 유지하여야 한다. 이때 사업소 경계가 ( )의 경우에는 이들의 반대편 끝을 경계로 보고 있다. ( )에 들어갈 수 있는 경우로 적합하지 않은 것은?
1산
2호수
3하천
4바다
정답 및 해설

LNG 저장·처리설비의 안전거리는 사업소 경계가 호수·하천·바다 등 수면과 접한 경우 그 반대편 끝을 경계로 보아 거리를 산정한다.

그러나 산은 이러한 반대편 경계 개념을 적용할 수 있는 지형이 아니므로 해당 규정의 적용 대상에서 제외된다.

문제 24
압력 80[kPa], 체적 0.37[m3]을 차지하고 있는 이상 기체를 등온 팽창시켰더니 체적이 2.5배로 팽창하였다. 이 때 외부에 대해서 한 일은 약 몇 [Nㆍm] 인가?
12.71
22.71×102
32.71×103
42.71×104
정답 및 해설

등온과정에서 이상기체가 외부에 하는 일은 W=P1V1ln⁡(V2V1)W = P_1 V_1 \ln\left(\dfrac{V_2}{V_1}\right) 로 구한다.

P1V1 = 80×103[Pa]×0.37[m3] = 29600[J]
V2/V1 = 2.5 이므로 ln2.5 ≈ 0.916
W ≈ 29600×0.916 ≈ 2.71×104[N·m]

문제 25
가스액화 사이클과 그 사이클에서 저온을 얻는 방식을 옳게 연결한 것은?
1린데(Linde)식 - 피스톤식 팽창기에서 외부에 일을 하는 단열팽창만을 이용하여 냉각한다.
2클로드(Claude)식 - 팽창기 없이 줄-톰슨 밸브의 교축팽창만으로 냉각한다.
3캐피자(Kapitza)식 - 저압으로 압축한 공기를 터빈식 팽창기에서 단열팽창시킨다.
4필립스(Philips)식 - 비점이 점차 낮은 여러 냉매를 차례로 써서 다원 냉동한다.
정답 및 해설

캐피자식은 공기를 약 0.7 MPa 정도의 저압으로 압축하고, 터빈식(터보) 팽창기에서 단열팽창시켜 저온을 얻는다.

압축압력이 낮아 열교환기로 축냉기를 쓸 수 있고, 회전식 팽창기라 대용량 처리에 알맞다.

  • 린데식은 팽창기 없이 줄-톰슨 밸브의 교축팽창(줄-톰슨 효과)으로 냉각한다.
  • 클로드식은 피스톤식 팽창기의 단열팽창과 줄-톰슨 밸브를 함께 쓴다.
  • 필립스식은 수소·헬륨을 냉매로 하고 한 실린더 안의 피스톤과 보조피스톤이 압축기와 팽창기 구실을 하며, 비점이 점차 낮은 냉매를 차례로 쓰는 것은 캐스케이드식이다.
문제 26
에어졸 제조기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1내용적이 100[cm3]를 초과하는 용기는 그 용기제조자의 명칭 또는 기호가 표시되어 있어야 한다.
2에어졸 충전용기 저장소는 인화성 물질과 8[m] 이상의 우회거리를 유지한다.
3내용적이 30[cm3] 이상인 용기는 에어졸 제조에 재 사용하지 아니한다.
440[℃]에서 용기 안의 가스압력의 1.5배의 압력을 가할 때 파열되지 아니하여야 한다.
정답 및 해설

에어졸 제조기준에서 내압성능은 50[℃]에서 용기 안 가스압력의 1.5배 압력을 가해도 파열되지 않아야 한다는 것이 기준이며, 40[℃]라는 온도조건은 잘못된 수치이다.

내용적 100[cm3] 초과 용기의 제조자 표시, 인화성물질과 8[m] 이상 우회거리 유지, 내용적 30[cm3] 이상 용기의 재사용 금지는 모두 올바른 제조기준이다.

문제 27
촉매를 사용하여 etylene을 수증기와 반응시켜 제조하는 것은?
1acetic acid
2aldehyde
3methanol
4ethanol
정답 및 해설

에틸렌을 촉매 존재하에 수증기와 반응시키는 직접수화(hydration)로 얻어지는 물질은 에탄올이다.

  • 아세트알데히드는 에틸렌을 산소로 산화시켜(바커법) 제조한다.
  • 아세트산은 메탄올과 일산화탄소의 카르보닐화 등으로 제조한다.
  • 메탄올은 일산화탄소와 수소(합성가스)로부터 합성한다.
문제 28
액화석유가스시설에서의 사고 발생 시 사고의 통보방법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1사람이 부상당하거나 중독된 사고에 대한 상보는 사고 발생 후 15일 이내에 통보하여야 한다
2사람이 사망한 사고에 대한 상보는 사고발생 후 20일 이내에 통보하여야 한다
3한국가스안전공사가 사고조사를 실시한 때에는 상보를 하지 않을 수 있다.
4가스누출에 의한 폭발 또는 화재사고에 대한 속보는 즉시 하여야 한다.
정답 및 해설

액화석유가스 시설 사고의 상보는 사고의 경중과 관계없이 통일된 기한 내에 제출해야 하므로, 사람이 사망한 사고의 20일 이내 통보와 마찬가지로 부상·중독 사고 역시 15일이 아닌 동일한 기한으로 상보를 제출해야 한다.

가스누출에 의한 폭발·화재 등 중대사고는 속보로 즉시 통보해야 하며, 한국가스안전공사가 이미 사고조사를 실시한 경우에는 상보를 생략할 수 있다.

문제 29
1000rpm 으로 회전하는 펌프를 2000rpm 으로 변경하였다. 이 경우 펌프 동력은 몇 배가 되겠는가?
11
22
34
48
정답 및 해설

펌프의 상사법칙에 따르면 동력은 회전수의 세제곱에 비례한다.

회전수가 1000rpm에서 2000rpm으로 2배가 되면 동력은 23 = 8배가 된다.

문제 30
다음 각 가스의 성질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
1일산화탄소는 독성가스이고, 또한 가연성가스이다.
2암모니아는 산이나 할로겐과 잘 화합하고 고온, 고압에서는 강재를 침식한다.
3산소는 반응성이 강한 가스로서 가연성 물질을 연소시키는 조연성(助然性)이 있다.
4질소는 안정한 가스로서 불활성 가스라고도 하는데 고온하에서도 금속과 화합하지 않는다.
정답 및 해설

질소는 상온에서는 반응성이 낮은 불활성 기체이지만, 고온에서는 리튬·마그네슘·티타늄 등 일부 금속과 반응해 질화물을 생성할 수 있으므로 고온에서도 금속과 전혀 화합하지 않는다는 설명은 옳지 않다.

일산화탄소의 독성·가연성, 암모니아의 부식성, 산소의 조연성에 관한 나머지 설명은 모두 타당하다.

문제 31
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

LPG 저장탱크의 냉각살수장치는 화재 시 접근이 어려우므로 저장탱크 외면으로부터 충분히 떨어진 안전한 위치에서 조작할 수 있어야 하며, 2[m] 이상이라는 거리는 실제 기준보다 지나치게 짧다.

지상설치 저장탱크와 지주를 내열구조로 하는 것, 소형저장탱크에 유효냉각장치를 두지 않아도 되는 것, 외면에 부식방지코팅과 전기방식 조치를 하는 것은 모두 올바른 설치기준이다.

문제 32
차량에 고정된 탱크로 고압가스를 운반할 때 가스를 송출 또는 이입하는데 사용되는 밸브를 후면에 설치한 탱크에서 탱크 주밸브와 차량의 뒷범퍼와의 수평거리는 몇 cm 이상 떨어져 있어야 하는가?
120cm
230cm
340cm
450cm
정답 및 해설

차량에 고정된 탱크에서 가스를 송출·이입하는 밸브를 후면에 설치한 경우, 그 주밸브와 차량 뒷범퍼 사이의 수평거리는 40[cm] 이상이 되어야 추돌사고 시 밸브 손상을 방지할 수 있다.

이는 후부취출식 탱크에 대한 안전거리 기준으로, 후부 이외의 위치에 취출구가 있는 경우보다 더 엄격한 거리를 요구한다.

문제 33
다음 중 용기부속품의 기호표시로 틀린 것은?
1AG : 아세틸렌가스를 충전하는 용기의 부속품
2PG : 압축가스를 충전하는 용기의 부속품
3LT : 초저온용기 및 저온용기의 부속품
4LG : 액화석유가스를 충전하는 용기의 부속품
정답 및 해설

용기부속품 기호에서 LG는 액화석유가스가 아니라 액화석유가스 외의 그 밖의 액화가스를 충전하는 용기의 부속품을 나타내는 기호이며, 액화석유가스용 부속품 기호는 별도로 LPG를 사용한다.

AG(아세틸렌가스), PG(압축가스), LT(초저온·저온용기)에 대한 나머지 설명은 모두 올바른 부속품 기호이다.

문제 34
인장응력이 10kgf/mm2 인 연강봉이 3140kgf의 하중을 받아 늘어났다면 이 봉의 지름은 몇 mm 인가?
110
220
325
430
정답 및 해설

인장응력 σ = 하중/단면적 이므로 단면적 A = 하중/σ = 3140/10 = 314[mm2]이다.

원형 단면 A = πd24\dfrac{\pi d^2}{4} 이므로 d2 = 4A/π = 4×314/3.1416 ≈ 400, d ≈ 20[mm]

문제 35
대기압 상태의 가스를 흡입하여 6.3 MPa·g까지 3단으로 압축하는 왕복동 압축기가 있다. 압축동력이 최소가 되도록 각 단의 압축비를 같게 할 때 2단 토출압력은 약 몇 MPa·g인가? (단, 대기압은 0.1 MPa이고 중간냉각은 완전하며 압력손실은 무시한다.)
10.3
21.5
31.6
42.1
정답 및 해설

2단 토출압력은 약 1.5 MPa·g이다. 압축비는 반드시 절대압력으로 계산한다.

흡입압력 0.1 MPa·abs, 최종 토출압력 6.3 + 0.1 = 6.4 MPa·abs
각 단 압축비: r=6.40.13=643=4r=\sqrt[3]{\dfrac{6.4}{0.1}}=\sqrt[3]{64}=4
1단 토출: 0.1×4=0.4 MPa⋅abs0.1\times 4 = 0.4\ \mathrm{MPa\cdot abs}, 2단 토출: 0.4×4=1.6 MPa⋅abs0.4\times 4 = 1.6\ \mathrm{MPa\cdot abs}
게이지압력: 1.6−0.1=1.5 MPa⋅g1.6-0.1 = 1.5\ \mathrm{MPa\cdot g}

  • 0.3은 1단 토출압력(0.4 MPa·abs)을 게이지압력으로 나타낸 값이다.
  • 1.6은 2단 토출압력을 절대압력 그대로 답한 값이다.
  • 2.1은 최종 압력을 단수로 등분(6.3 ÷ 3)한 값으로, 압축비를 같게 하는 조건과 맞지 않는다.
문제 36
"소형저장탱크" 는 LPG를 저장하기 위하여 지상 또는 지하에 고정 설치된 탱크로서 저장능력이 몇 톤 미만인 탱크를 말하는가?
10.5
21
32
43
정답 및 해설

액화석유가스법령상 소형저장탱크는 LPG를 저장하기 위해 지상 또는 지하에 고정 설치한 탱크로서 저장능력이 3톤 미만인 것을 말한다.

3톤 이상인 것은 일반 저장탱크로 분류되어 소형저장탱크보다 강화된 시설기준이 적용된다.

문제 37
줄(Joule)의 법칙에 의한 이상기체의 내부에너지는?
1압력과 온도에만 의존한다.
2체적과 온도에만 의존한다.
3압력과 체적에만 의존한다.
4온도에만 의존한다.
정답 및 해설

줄(Joule)의 법칙에 따르면 이상기체의 내부에너지는 압력이나 체적에 관계없이 오직 온도에만 의존한다.

이는 이상기체의 분자간 인력이 없다고 가정하기 때문으로, 등온과정에서는 체적이나 압력이 변해도 내부에너지 변화가 0이 되는 근거가 된다.

문제 38
고압가스 탱크의 수리를 위하여 내부 가스를 배출 하고 불활성 가스로 치환하여 다시 공기로 치환하였다. 분석결과는 각각의 가스에 대해 다음과 같았다. 사람이 들어가 화기를 사용하여도 무방한 경우는?
1산소 - 30[%]
2수소 - 10[%]
3프로판 - 5[%]
4질소 80[%], 나머지는 산소
정답 및 해설

사람이 들어가 화기를 사용해도 안전하려면 산소농도가 정상 공기 수준(약 21[%] 내외)이고 가연성·독성가스가 없어야 한다.

질소 80[%], 나머지는 산소인 조성은 일반 공기 조성과 유사하여 화기 사용이 가능하지만, 산소 30[%]는 산소부화로 인한 화재위험이, 수소 10[%]와 프로판 5[%]는 각각의 폭발범위에 해당해 모두 위험하다.

문제 39
30[℃], 2[atm]에서 산소 1[mol]이 차지하는 부피는 얼마인가? (단, 이상기체의 상태방정식에 따른다고 가정한다.)
16.2[L]
28.4[L]
312.4[L]
424.8[L]
정답 및 해설

이상기체 상태방정식 PV = nRT 에서 V=nRTPV = \dfrac{nRT}{P} 로 부피를 구한다.

V = (1×0.0821×303)/2 ≈ 24.88/2 ≈ 12.4[L]

문제 40
독성가스 사용설비에서 가스누출에 대비하여 반드시 설치하여야 하는 장치는?
1살수장치
2액화방지장치
3흡수장치
4액회수장치
정답 및 해설

독성가스 사용시설에는 그 독성가스가 누출되었을 때 이를 흡수 또는 중화할 수 있는 조치가 필요하므로, 흡수장치를 반드시 설치하여야 한다.

나머지 장치들은 누출된 독성가스를 처리하기 위한 설비가 아니어서, 가스누출에 대비해 반드시 갖추어야 할 장치에 해당하지 않는다.

문제 41
고정식 압축도시가스 자동화충전시설에서 가스누출검지 경보장치를 설치하여야 하는 기준으로 틀린 것은?
1압축설비 주변 1개 이상
2충전설비 내부 1개 이상
3압축가스설비 주변 1개 이상
4배관 접속부마다 10m 이내에 1개 이상
정답 및 해설

고정식 압축도시가스 자동차충전시설의 가스누출검지경보장치는 압축설비 주변, 충전설비 내부, 배관접속부 10[m]마다 등 정해진 개소에 설치해야 하며, "압축가스설비 주변"이라는 항목은 이러한 지정 설치개소에 해당하지 않는다.

즉 나머지 세 항목은 실제 시설기준에서 요구하는 설치장소이지만, 압축가스설비 주변이라는 표현은 규정된 설치기준과 일치하지 않는다.

문제 42
질소 14g과 수소 4g을 혼합하여 내용적이 4000mL인 용기에 충전하였더니 용기 내의 온도가 100 로 상승하였다. 용기 내 수소의 부분압력은 약 몇 atm 인가?
14.4
212.6
315.3
419.9
정답 및 해설

질소 14g은 1428=0.5 mol\dfrac{14}{28}=0.5\,\mathrm{mol}, 수소 4g은 42=2 mol\dfrac{4}{2}=2\,\mathrm{mol}로 전체 몰수는 2.5mol이다.

이상기체 상태방정식으로 전체압력을 구하면 P=nRTV=2.5×0.0821×3734≈19.1 atmP=\dfrac{nRT}{V}=\dfrac{2.5\times0.0821\times373}{4}\approx19.1\,\mathrm{atm}이다(T=100+273=373K, V=4L).

수소의 부분압력은 몰분율을 곱해 PH2=19.1×22.5≈15.3 atmP_{H_2}=19.1\times\dfrac{2}{2.5}\approx15.3\,\mathrm{atm}이 된다.

문제 43
공기를 압축하여 냉각시키면 액체공기로 된다. 다음 설명 중 옳은 것은?
1산소가 먼저 액화된다.
2질소가 먼저 액화된다.
3산소와 질소가 동시에 액화된다.
4산소와 질소의 액화온도 차이가 매우 크다.
정답 및 해설

산소의 끓는점(−183 ∘C-183\,^\circ\mathrm{C})은 질소의 끓는점(−196 ∘C-196\,^\circ\mathrm{C})보다 높다.

따라서 공기를 압축·냉각시켜 나가면 끓는점이 더 높은 산소가 먼저 액화되고, 질소는 그보다 더 낮은 온도에 이르러야 액화된다. 두 성분의 액화온도 차이는 약 13℃ 정도로, 이 차이를 이용해 정류탑에서 산소와 질소를 분리한다.

문제 44
액화석유가스의 안전관리 및 사업법령상 안전관리자의 구분에 따른 직무를 옳게 설명한 것은?
1안전관리부총괄자는 해당 사업소 또는 특정사용시설의 안전에 관한 업무를 총괄하여 관리한다.
2안전관리원은 안전관리책임자의 지시에 따라 직무를 수행하고 안전점검원을 지휘·감독한다.
3안전관리책임자는 안전관리원의 지시를 받아 사업장의 기술적인 사항을 관리한다.
4안전점검원은 안전관리총괄자를 직접 보좌하여 해당 가스시설의 안전을 직접 관리하는 직무를 맡는다.
정답 및 해설

안전관리원은 안전관리책임자의 지시에 따라 안전관리자의 직무를 수행하고, 안전점검원을 지휘·감독한다.

현행 시행령은 안전관리자를 총괄자·부총괄자·책임자·안전관리원·안전점검원의 5종으로 나누고 위에서 아래로 보좌·지시 관계를 정해 두었다.

  • 사업소 안전 업무의 총괄관리는 안전관리총괄자의 직무이고, 부총괄자는 총괄자를 보좌하여 가스시설의 안전을 직접 관리한다.
  • 안전관리책임자는 부총괄자(없으면 총괄자)를 보좌하여 기술적인 사항을 관리하며, 안전관리원과 안전점검원을 지휘·감독하는 위치이다.
  • 안전점검원은 안전관리책임자 또는 안전관리원의 지시에 따라 직무를 수행한다.

원형은 안전관리업무 목록에서 해당하지 않는 것을 골랐으나, 현행은 안전점검원이 추가되어 구분별 직무 체계가 달라졌으므로 그 지휘 관계를 묻는 문항으로 바꾸었다.

문제 45
도시가스 온압보정장치 설치를 위한 배관 설치 후 기밀시험의 압력 기준으로 옳은 것은?
1상용압력의 1.1배 또는 1kPa 중 높은 압력 이상
2상용압력의 1.0배 또는 8.4kPa 중 높은 압력 이상
3최고사용압력 1.1배 또는 8.4kPa 중 높은 압력 이상
4최고사용압력 1.5배 또는 10kPa 중 높은 압력 이상
정답 및 해설

도시가스 온압보정장치 설치를 위한 배관공사 후 기밀시험은 최고사용압력의 1.1배 또는 8.4[kPa] 중 높은 압력 이상으로 실시하는 것이 기준이다.

상용압력이 아닌 최고사용압력을 기준으로 하며, 8.4[kPa]라는 최소압력 조건이 함께 요구된다는 점이 핵심이다.

문제 46
일정한 유량의 물이 원관 내를 흐를 때 직경을 2배로 하면 손실수두는 얼마가 되는가? (단, 층류로 가정한다.)
11/4
21/8
31/16
41/32
정답 및 해설

층류 구간에서 손실수두는 하이겐-포아죄유 식에 따라 관 직경의 4제곱에 반비례한다.

hf∝1D4h_f \propto \dfrac{1}{D^4} 이므로 직경을 2배로 하면 손실수두는 24=16으로 나눈 1/16이 된다(유량 일정 조건).

문제 47
고압용 밸브에 대한 설명으로 틀린 것은?
1주조품을 깍아서 만든다.
2글로브밸브는 기밀도가 크다.
3슬루스밸브는 난방배관용으로 적합하다.
4밸브시트는 내식성이 좋은 재료를 사용한다.
정답 및 해설

고압용 밸브는 주조 결함으로 인한 파손 위험을 피하기 위해 주조품이 아니라 단조품을 깎아서 제작하는 것이 원칙이므로, 주조품을 깎아 만든다는 설명은 틀렸다.

글로브밸브의 기밀도가 크다는 것, 슬루스(게이트)밸브가 난방배관용으로 적합하다는 것, 밸브시트에 내식성 좋은 재료를 쓴다는 것은 모두 올바른 설명이다.

문제 48
3[kg]의 산소가 일정 압력하에서 체적이 0.5[m3]에서 2.0[m3]으로 변하였을 때 엔트로피의 증가는 약 몇 [kcal/K]인가? (단, 산소의 정압비열 Cp는 0.22[kcal/kg∙K]이고, 이상기체로 가정한다.)
10.31
20.55
30.70
40.91
정답 및 해설

등압과정에서 엔트로피 증가량은 ΔS=mCpln⁡(T2T1)\Delta S = m C_p \ln\left(\dfrac{T_2}{T_1}\right)이며, 압력이 일정하면 체적비가 곧 온도비와 같다.

T2/T1 = V2/V1 = 2.0/0.5 = 4
ΔS = 3×0.22×ln4 ≈ 0.66×1.386 ≈ 0.91[kcal/K]

문제 49
유독가스 검지법에 의한 가스별 착색반응지와 색깔의 연결이 잘못된 것은?
1일산화탄소 : 염화파라듐지 - 흑색
2이산화질소 : KI전분지 - 청색
3황화수소 : 연당지 - 회흑색
4아세틸렌 : 리트머스시험지 - 청색
정답 및 해설

아세틸렌의 누출 검지에는 염화제1구리 착염지를 사용하며 접촉 시 적색으로 변하는 반응을 이용하므로, 리트머스시험지로 청색을 나타낸다는 연결은 잘못된 조합이다.

일산화탄소-염화파라듐지(흑색), 이산화질소-KI전분지(청색), 황화수소-연당지(회흑색) 반응은 모두 실제 착색반응과 일치한다.

문제 50
다음 중 도시가스시설의 설치공사 또는 변경공사를 하는 때에 이루어지는 주요공정 시공감리 대상으로 적합한 것은?
1도시가스사업자외의 가스공급시설설치자의 배관 설치공사
2가스도매사업자의 가스공급시설 설치공사
3일반도시가스사업자의 정압기 설치공사
4일반도시가스사업자의 제조소 설치공사
정답 및 해설

도시가스 시공감리는 원칙적으로 도시가스사업자 외의 자가 가스공급시설을 설치하는 배관공사와 같이 별도로 지정된 대상에 대해 실시하도록 정하고 있다.

가스도매사업자·일반도시가스사업자가 자체적으로 시행하는 정압기·제조소 설치공사는 이 시공감리 대상 항목과는 구분되어 관리된다.

문제 51
상용압력 200㎏/cm2 인 고압설비의 안전밸브 작동압력은 몇 ㎏/cm2인가?
1130kg/cm2
2240kg/cm2
3350kg/cm2
4460kg/cm2
정답 및 해설

고압설비의 안전밸브 작동압력은 내압시험압력의 0.8배이고, 내압시험압력은 다시 상용압력의 1.5배이므로 작동압력은 결국 상용압력의 1.2배가 된다.

200×1.2 = 240[kgf/cm2]

문제 52
일반도시가스사업 제조소 및 공급소 밖의 배관 기준(KGS FS551)에 따른 가스용 폴리에틸렌(PE) 배관의 접합 및 매몰설치에 대한 설명으로 옳은 것은?
1맞대기 융착은 공칭외경 75 mm 이하인 직관의 연결에 적용한다.
2맞대기 융착 이음부의 연결오차는 배관 두께의 20 % 이하로 한다.
3굴곡허용반경은 외경의 10배 이상으로 하고, 10배 미만이면 엘보를 사용한다.
4두께 10 mm인 관의 맞대기 융착 비드폭은 8~12.5 mm로 한다.
정답 및 해설

두께 10 mm인 PE관의 맞대기 융착 비드폭은 8 mm 이상 12.5 mm 이하가 맞다.

비드폭은 배관 두께 tt로 정한다.
최소 =3+0.5t=3+0.5×10=8 mm= 3 + 0.5t = 3 + 0.5 \times 10 = 8\ \mathrm{mm}
최대 =5+0.75t=5+0.75×10=12.5 mm= 5 + 0.75t = 5 + 0.75 \times 10 = 12.5\ \mathrm{mm}

  • 맞대기 융착은 공칭외경 90 mm 이상인 직관과 이음관의 연결에 적용한다.
  • 맞대기 융착 이음부의 연결오차는 배관 두께의 10 % 이하이다.
  • PE배관의 굴곡허용반경은 외경의 20배 이상이며, 20배 미만이면 엘보를 사용한다.
문제 53
비가역단열변화에서 엔트로피 변화는 어떻게 되는가?
1변화는 가역 및 비가역과 무관하다.
2변화가 없다.
3감소한다.
4반드시 증가한다.
정답 및 해설

비가역 단열변화에서는 계 내부의 엔트로피 생성이 발생하므로 열역학 제2법칙에 따라 엔트로피는 반드시 증가한다.

가역 단열변화(등엔트로피 과정)와 달리 비가역 과정에서는 손실이 수반되어 엔트로피가 감소하거나 변화가 없을 수 없다.

문제 54
공기보다 비중이 가벼운 도시가스의 정압기실로서 지하에 설치되는 경우의 통풍구조에 대한 설명으로 틀린 것은?
1통풍구조는 환기구를 2방향 이상으로 분산 설치한다.
2배기구는 천장면으로부터 30[cm] 이내에 설치한다
3흡입구 및 배기구의 관지름은 80[mm] 이상으로 한다
4배기가스의 방출구는 지면에서 3[m] 이상의 높이에 설치한다.
정답 및 해설

공기보다 가벼운 도시가스를 다루는 지하 정압기실의 흡입구·배기구 관지름은 100[mm] 이상으로 하는 것이 기준이므로, 80[mm] 이상이라는 수치는 실제 기준보다 작다.

환기구를 2방향 이상으로 분산 설치하는 것, 배기구를 천장면에서 30[cm] 이내에 두는 것, 배기가스 방출구를 지면에서 3[m] 이상 높이에 두는 것은 모두 올바른 통풍구조 기준이다.

문제 55
도수분포표를 작성하는 목적으로 볼 수 없는 것은?
1로트의 분포를 알고 싶을 때
2로트의 평균치와 표준편차를 알고 싶을 때
3규격과 비교하여 부적합품률을 알고 싶을 때
4주요 품질항목 중 개선의 우선순위를 알고 싶을 때
정답 및 해설

도수분포표는 로트의 분포, 평균치·표준편차, 규격 대비 부적합품률을 파악하기 위해 작성한다.

"개선의 우선순위 파악"은 파레토도의 목적이므로 도수분포표 작성 목적으로 볼 수 없다.

문제 56
다음 중 계량값 관리도에 해당되는 것은?
1c 관리도
2np 관리도
3R 관리도
4u 관리도
정답 및 해설

관리도는 데이터 성격에 따라 계량형(계량치)과 계수형(계수치)으로 나뉘며, R관리도(범위 관리도)는 측정값 자체를 다루는 계량값 관리도에 해당한다.

c관리도, np관리도, u관리도는 모두 불량개수·부적합수를 다루는 계수형 관리도이다.

문제 57
관리도에서 점이 관리한계 내에 있으나 중심선 한쪽에 연속해서 나타나는 점의 배열 현상을 무엇이라 하는가?
1연
2경향
3산포
4주기
정답 및 해설

관리도에서 점들이 관리한계 내에 있음에도 중심선 한쪽에 연속해서 나타나는 배열 현상을 연(run)이라 한다.

경향은 점이 한 방향으로 점점 증가·감소하는 현상, 주기는 일정 간격으로 오르내림이 반복되는 현상으로 연과는 구별된다.

문제 58
예방보전(Preventive Maintenance)의 효과가 아닌 것은?
1기계의 수리비용이 감소한다.
2생산시스템의 신뢰도가 향상된다.
3고장으로 인한 중단시간이 감소한다.
4예비기계를 보유해야 할 필요성이 증가한다.
정답 및 해설

예방보전(PM)은 고장을 사전에 막아 수리비용 감소, 신뢰도 향상, 고장중단시간 감소 효과를 가져오며, 오히려 예비기계를 보유해야 할 필요성은 줄어든다.

따라서 예비기계 보유 필요성이 증가한다는 설명은 예방보전의 효과와 반대되는 내용이다.

문제 59
다음 중 브레인스토밍(Brainstoming)과 가장 관계가 깊은 것은?
1파레토도
2히스토그램
3회귀분석
4특성요인도
정답 및 해설

브레인스토밍으로 문제의 원인이 될 만한 요소들을 자유롭게 나열한 뒤, 그 결과를 원인과 결과의 관계로 구조화해 정리하는 도구가 특성요인도(어골도)이다.

파레토도·히스토그램·회귀분석은 각각 데이터의 빈도, 분포, 상관관계를 다루는 통계적 기법이어서 브레인스토밍과의 연결성이 상대적으로 약하다.

문제 60
가스밸브 부품의 바깥지름을 관리하기 위해 크기 n = 4인 시료를 25군 채취하여 ∑xˉ=625.0 mm\sum \bar{x} = 625.0\ \mathrm{mm}, ∑R=30.0 mm\sum R = 30.0\ \mathrm{mm}를 얻었다. xˉ\bar{x} 관리도의 관리상한(UCL)과 R 관리도의 관리상한(UCL)은 각각 약 몇 mm인가? (단, n = 4일 때 A2=0.729A_2 = 0.729, D4=2.282D_4 = 2.282이고 D3D_3는 고려하지 않는다.)
1xˉ\bar{x} 관리도 25.73, R 관리도 2.74
2xˉ\bar{x} 관리도 27.74, R 관리도 2.74
3xˉ\bar{x} 관리도 25.87, R 관리도 0.87
4xˉ\bar{x} 관리도 25.87, R 관리도 2.74
정답 및 해설

xˉ\bar{x} 관리도의 UCL은 약 25.87 mm, R 관리도의 UCL은 약 2.74 mm이다.

중심선부터 구한다.
xˉˉ=625.025=25.0 mm\bar{\bar{x}} = \dfrac{625.0}{25} = 25.0\ \mathrm{mm}, Rˉ=30.025=1.2 mm\bar{R} = \dfrac{30.0}{25} = 1.2\ \mathrm{mm}
UCLxˉ=xˉˉ+A2Rˉ=25.0+0.729×1.2=25.87 mm\mathrm{UCL}_{\bar{x}} = \bar{\bar{x}} + A_2\bar{R} = 25.0 + 0.729 \times 1.2 = 25.87\ \mathrm{mm}
UCLR=D4Rˉ=2.282×1.2=2.74 mm\mathrm{UCL}_{R} = D_4\bar{R} = 2.282 \times 1.2 = 2.74\ \mathrm{mm}

  • 25.73은 A2A_2에 Rˉ\bar{R}를 곱하지 않고 25.0 + 0.729로 계산한 값이다.
  • 27.74는 xˉ\bar{x} 관리도에 D4D_4를 잘못 적용한 값이다.
  • 0.87은 R 관리도에 A2A_2를 적용한 0.729×1.20.729 \times 1.2의 값이다.

n이 6 이하이면 D3D_3가 정해지지 않아 R 관리도의 관리하한은 고려하지 않는다.