[가스기능장 필기] 20년 1회차
가스기능장 필기 기출문제

20년 1회차

총 60문항 · 객관식 · A4 약 1장

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

20년 1회차

총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
불연성 고압가스(독성가스는 제외)의 제조 저장자가 정기검사를 받는 주기로서 옳은 것은?
11년
22년
34년
4산업통상자원부장관이 지정하는 시기
정답 및 해설

독성가스를 제외한 불연성 고압가스는 누출·폭발 위험도가 가연성·독성가스보다 낮으므로, 제조·저장자의 정기검사 주기를 2년으로 정하고 있다.

문제 2
다음 중 특정고압가스가 아닌 것은?
1수소
2산소
3프로판
4아세틸렌
정답 및 해설

특정고압가스는 고압가스안전관리법령에서 사용신고·시설기준 등을 별도로 규정하기 위해 지정한 가스 종류로, 수소·산소·아세틸렌·액화암모니아·액화염소·천연가스 등이 해당한다.

반면 프로판(LPG)은 액화석유가스의 안전관리 및 사업법에 따라 별도로 관리되는 가스이므로 특정고압가스의 범주에 포함되지 않는다.

문제 3
배관의 용접이음 시 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
1보온피복 시 시공이 쉽다.
2이음부의 강도가 크고 누출우려가 적다.
3가공시간이 단축되며 재료비가 절약된다.
4관단면의 변화가 없어 손실수두가 크다.
정답 및 해설

용접이음은 관을 직접 맞대어 붙이므로 관 단면의 변화가 없어 유체 저항과 손실수두가 오히려 작다. 손실수두가 크다는 설명이 틀린 이유이다.

나머지는 용접이음이 나사이음·플랜지이음보다 나은 점이다.

  • 돌출부가 없어 보온·보냉 피복 시공이 쉽다.
  • 이음부 강도가 크고 나사부나 패킹이 없어 누출 우려가 적다.
  • 이음쇠 사용이 줄어 재료비가 절약되고 가공시간도 짧아진다.
문제 4
정압기의 구조에 따른 분류 중 일반 소비기기용이나 지구정압기에 널리 사용되고 사용 압력은 중압용이며, 구조와 기능이 우수하고 정특성은 좋지만, 안전성이 부족하고 크기가 대형인 정압기는?
1레이놀즈(Reynolds)식 정압기
2피셔(Fisher)식 정압기
3Axial Flow Valve(AFV)식 정압기
4루트(Roots)식 정압기
정답 및 해설

일반 소비기기용·지구정압기로 널리 쓰이는 중압용 정압기 중, 구조와 기능이 우수해 정특성은 좋지만 안전성이 다소 부족하고 몸집이 큰 편인 것은 레이놀즈식 정압기이다. 언로딩형 구조를 갖는다.

나머지는 특성이 다르다.

  • 피셔식은 로딩형으로 정특성·동특성이 모두 양호하고 비교적 소형이다.
  • 액시얼 플로우(AFV)식은 극히 콤팩트하면서 동특성이 우수해 대용량 처리에 적합하다.
  • 루트(Roots)식은 정압기 방식이 아니라 용적식 가스미터의 한 형식이다.
문제 5
가스도매사업의 가스공급시설의 시설기준으로 옳지 않은 것은?
1액화천연가스의 저장설비 및 처리설비는 그 외면으로부터 사업소 경계까지 30m 이상의 거리 유지
2고압인 가스공급시설은 통로, 공지 등으로 구획된 안전 구역안에 설치하되, 그 면적은 2만 m2 미만일 것
32개 이상의 제조소가 인접하여 있는 경우의 가스공급시설은 그 외면으로부터 그 제조소와 다른 제조소의 경계까지 20m 이상의 거리 유지
4액화천연가스의 저장탱크는 그 외면으로부터 처리능력이 20만m3 이상인 압축기까지 30m 이상의 거리 유지
정답 및 해설

가스도매사업의 액화천연가스 저장설비와 처리설비는 사업소 경계까지 계산식으로 구한 거리 이상을 유지하되 그 거리가 50 m 미만이면 50 m 이상을 확보해야 하므로, 일률적으로 30 m라는 설명은 옳지 않다.

거리는 L=C143000 W3L=C\sqrt[3]{143000\,W}로 산정하며, C는 설비 구분에 따른 상수, W는 저장탱크의 경우 저장능력(톤)의 제곱근 값이다.

나머지는 도시가스사업법의 가스공급시설 기준에 맞는 내용이다.

  • 고압 가스공급시설은 통로·공지로 구획된 안전구역 안에 두고 그 면적은 2만 m2 미만으로 한다.
  • 인접한 다른 제조소의 경계까지는 20 m 이상 거리를 유지한다.
  • 액화천연가스 저장탱크는 처리능력 20만 m3 이상인 압축기까지 30 m 이상 떨어뜨린다.
문제 6
고압가스 특정제조시설에서 저장능력이 25000 m3인 가연성가스(압축가스) 저장설비를 지하에 설치하려고 한다. 사업소 밖에 사람을 수용하는 건축물(가설건축물이 아님)로서 사실상 독립된 부분의 연면적이 1200 m2인 건물이 있을 때, 저장설비 외면에서 이 건물까지 유지해야 하는 거리는 몇 m 이상인가? (단, 전용공업지역이 아니며 시장·군수·구청장이 거리를 더하도록 인정한 지역도 아니다.)
112
28
316
424
정답 및 해설

유지해야 하는 거리는 12 m 이상이다. 보호시설의 종류를 먼저 판정하고, 표의 거리에 지하 설치 감경(2분의 1)을 적용한다.

사람을 수용하는 건축물로서 독립된 부분의 연면적이 1천 m2 이상이면 제1종 보호시설이다(100 m2 이상 1천 m2 미만이면 제2종).
가연성가스 저장능력 2만 초과 3만 이하 구간의 제1종 보호시설 거리는 24 m이다.
저장설비를 지하에 설치하므로 24×12=12 m24\times\dfrac{1}{2}=12\ \mathrm{m}

  • 8은 이 건물을 제2종 보호시설(16 m)로 잘못 판정한 뒤 2분의 1을 곱한 값이다.
  • 16은 제2종 보호시설 거리를 지상 설치 기준으로 적용한 값이다.
  • 24는 제1종 보호시설로 옳게 판정했으나 지하 설치 시 2분의 1을 곱하는 규정을 적용하지 않은 값이다.
문제 7
38[cmHg] 진공은 절대압력으로 약 몇 [kgf/cm2ㆍabs] 인가?
10.26
20.52
33.8
47.6
정답 및 해설

38[cmHg] 진공은 게이지압력을 나타내므로, 절대압력으로 변환하려면 대기압에서 이를 빼야 한다. 표준 대기압은 76 cmHg = 1 kgf/cm²이므로, 절대압력 = 76 − 38 = 38 cmHg이다. 이를 kgf/cm²로 환산하면 38 cmHg76 cmHg/kgf/cm2=0.5 kgf/cm2\frac{38\text{ cmHg}}{76\text{ cmHg/kgf/cm}^2} = 0.5\text{ kgf/cm}^2이고, 유효숫자를 고려하면 약 0.52 kgf/cm²·abs이다.

문제 8
왕복동 압축기의 용량제어 방법이 아닌 것은?
1클리어런스(Clearance)포켓을 설치하여 클리어런스를 증대시키는 방법
2안내 깃(Vane)의 경사도를 변화시키는 방법
3바이-패스(By-pass)밸브에 의해 압축가스를 흡입쪽에 복귀시키는 방법
4언로더(Unloader)장치에 의해 흡입밸브를 개방하는 방법
정답 및 해설

안내깃(베인)의 경사도를 바꾸어 흡입 유동각을 조절하는 방식은 원심식(터보) 압축기의 용량제어법이므로 왕복동 압축기의 방법이 아니다.

왕복동 압축기의 대표적인 용량제어 수단은 다음과 같다.

  • 클리어런스 포켓을 열어 간극용적을 키워 체적효율을 낮춘다.
  • 바이패스 밸브로 토출가스를 흡입 쪽으로 되돌린다.
  • 언로더 장치로 흡입밸브를 강제로 열어 그 실린더를 무부하로 만든다.
문제 9
탄소강의 표준 조직에 대한 설명으로 옳은 것은?
1탄소강의 주조직을 레데뷰라이트라 한다.
2아공석강은 α페라이트와 펄라이트의 혼합조직이다.
3C 0.8~2%를 공석강이라 한다.
4공석강은 100% 시멘타이트 조직이다.
정답 및 해설

탄소 함유량이 공석점(약 0.77 %)보다 적은 아공석강은 초석 α페라이트와 펄라이트가 섞인 혼합조직이므로 옳은 설명이다.

나머지는 조직 이름과 탄소량이 서로 어긋나 있다.

  • 레데뷰라이트는 탄소량이 많은 주철에서 나타나는 공정조직으로 탄소강의 주조직이 아니다.
  • 공석강은 탄소 약 0.77 %인 강으로 100 % 펄라이트 조직이며, 탄소 0.8~2 % 범위는 과공석강이다.
  • 과공석강에서 나타나는 것이 펄라이트와 초석 시멘타이트의 혼합조직이다.
문제 10
고압차단 스위치에 대한 설명으로 틀린 것은?
1작동압력은 정상고압보다 4[kgf/cm2] 정도 높다
2전자밸브와 조합하여 고속다기통 압축기의 용량제어용으로 주로 이용된다.
3압축기 1대마다 설치 시에는 토출 스톱밸브 직전에 설치한다
4작동 후 복귀 상태에 따라 자동 복귀형과 수동 복귀형이 있다.
정답 및 해설

고압차단스위치는 토출압력이 비정상으로 높아질 때 압축기를 멈추게 하는 안전장치이고, 전자밸브와 조합해 고속다기통 압축기의 용량제어에 쓰이는 것은 저압차단스위치이므로 해당 설명이 틀리다.

작동압력은 정상 고압보다 4 kgf/cm2 정도 높게 맞추고, 압축기마다 설치할 때는 토출 스톱밸브 직전의 고압관에 붙인다.

복귀 방식에 따라 자동복귀형과 수동복귀형이 있으며, 재기동 전에 원인 확인이 필요한 곳에는 수동복귀형을 쓴다.

문제 11
다음 [그림]은 정압기의 정상상태에서 유량과 2차 압력과의 관계를 나타낸 것이다. A, B, C 에 해당되는 용어를 순서대로 옳게 나타낸 것은?
1A : Lock up B : Off set C : Shift
2A : Off set B : Lock up C : Shift
3A : Shift B : Off set C : Lock up
4A : Shift B : Lock up C : Off set
정답 및 해설

유량이 0에 가까워져 정압기가 닫힐 때 2차 압력이 설정압 위로 치솟아 유지되는 최상단 수평선이 록업(lock up)이므로 A가 이에 해당한다.

B는 사용 유량 상태의 2차 압력이 설정압력 Ps에서 벗어난 정상 편차인 오프셋(off set)이고, C는 1차 압력 등 조건이 바뀌어 유량–2차압력 곡선 자체가 아래위로 어긋나는 시프트(shift)이다.

세 값이 모두 작을수록 2차 압력을 일정하게 지켜 주는 정압 성능이 좋은 정압기이다.

문제 12
네 가지 가스의 임계온도가 다음 표와 같다. 가스의 온도를 25℃로 유지하면서 압력만 높일 때 액화시킬 수 있는 가스만을 모두 고른 것은?
가스메탄에틸렌이산화탄소프로판
임계온도(℃)−82.69.231.096.7
1프로판
2이산화탄소, 프로판
3에틸렌, 이산화탄소, 프로판
4메탄, 에틸렌, 이산화탄소, 프로판
정답 및 해설

25℃에서 가압만으로 액화시킬 수 있는 가스는 이산화탄소와 프로판이다.

임계온도는 기체를 액화시킬 수 있는 최고 온도로, 이 온도를 넘으면 압력을 아무리 높여도 액화되지 않는다. 따라서 임계온도가 25℃보다 높은 이산화탄소(31.0℃)와 프로판(96.7℃)만 가압으로 액화된다.

  • 에틸렌은 임계온도가 9.2℃로 25℃보다 낮아 먼저 9.2℃ 이하로 냉각해야 액화시킬 수 있다.
  • 메탄은 임계온도가 −82.6℃여서 상온 가압으로는 액화되지 않으며, LNG는 냉각하여 액화한다.

임계압력은 임계온도에서 액화시키는 데 필요한 최소 압력이며, 임계온도보다 낮은 온도에서는 그 온도의 포화증기압 이상으로만 가압하면 액화된다.

문제 13
완전가스의 엔탈피는?
1온도만의 함수이다.
2압력만의 함수이다.
3온도와 압력의 함수이다.
4온도, 압력 및 비체적의 함수이다.
정답 및 해설

완전가스(이상기체)의 내부에너지와 엔탈피는 온도만의 함수이므로, 압력이나 비체적이 달라져도 온도가 같으면 값이 같다.

엔탈피 정의에 이상기체 상태식을 대입하면 h=u+pv=u(T)+RT=h(T)h=u+pv=u(T)+RT=h(T)가 되어 온도만으로 값이 정해지기 때문이다.

따라서 이상기체의 등온변화에서는 엔탈피 변화가 0이고, 일반적인 엔탈피 변화는 Δh=cp ΔT\Delta h=c_p\,\Delta T로 계산한다.

문제 14
염소압축기의 윤활유로 적당한 것은?
1양질의 물
2진한 황산
3양질의 광유
410%이하의 묽은 글리세린
정답 및 해설

염소압축기의 윤활유로는 진한 황산을 사용한다.

염소는 물과 접촉하면 염산이 생성되어 금속을 심하게 부식시키므로, 수분이 섞인 윤활유나 물 자체는 사용할 수 없다.

진한 황산은 강한 흡습성을 가져 수분을 흡수하면서도 염소와는 반응하지 않기 때문에 염소압축기의 윤활유로 적합하다.

문제 15
냉매의 구비조건 중 틀린 것은?
1증발잠열이 클 것
2가스의 비체적이 작을 것
3열전도율이 좋을 것
4점성이 클 것
정답 및 해설

냉매는 배관과 기기 안을 원활히 흘러야 하므로 점성(점도)은 작을수록 좋다. 점성이 크면 유동저항과 압력손실이 커져 성능계수가 떨어진다.

나머지는 냉매가 갖추어야 할 기본 조건이다.

  • 증발잠열이 크면 같은 냉동량을 더 적은 순환량으로 얻는다.
  • 가스의 비체적이 작으면 압축기와 배관을 작게 만들 수 있다.
  • 열전도율이 좋으면 증발기·응축기의 열교환이 잘 된다.
문제 16
다음 중 가연성가스이면서 독성가스로만 되어 있는 것은?
1브롬화메탄, 산화에틸렌, 벤젠, 트리메틸아민
2트리메틸아민, 부탄, 석탄가스, 아황산가스
3황화수소, 염소, 포스겐, 일산화탄소
4이황화탄소, 포스겐, 모노메틸아민, 프로판
정답 및 해설

브로민화메탄·산화에틸렌·벤젠·트라이메틸아민은 모두 폭발범위를 가지는 가연성이면서 허용농도가 낮은 독성가스이다.

다른 조합에는 가연성이지만 독성이 없는 가스나, 독성이지만 타지 않는 가스가 섞여 있다.

  • 부탄은 독성이 없는 가연성가스이고, 아황산가스는 독성이지만 불연성이다.
  • 염소와 포스겐은 대표적인 불연성 독성가스이다.
  • 프로판도 독성이 없는 가연성가스여서 조건에 맞지 않는다.
문제 17
산소 1.5[mol], 질소 2[mol], 수소 1[mol], 일산화탄소 0.5[mol]을 섞은 혼합기체의 전압이 4기압일 때 분압이 0.4기압이 되는 기체는 어느 것인가?
1산소
2질소
3수소
4일산화탄소
정답 및 해설

혼합기체의 분압은 몰분율에 비례하므로, 전압 4기압에서 분압이 0.4기압이 되려면 몰분율이 0.1이어야 하고 이에 해당하는 기체는 일산화탄소이다.

전체 몰수 n=1.5+2+1+0.5=5 moln=1.5+2+1+0.5=5\,\mathrm{mol}
일산화탄소의 몰분율 x=0.55=0.1x=\dfrac{0.5}{5}=0.1
분압 p=4×0.1=0.4 atmp=4\times0.1=0.4\,\mathrm{atm}

같은 방법으로 계산하면 산소 1.2기압, 질소 1.6기압, 수소 0.8기압이 되어 조건에 맞지 않는다.

문제 18
액화석유가스 용기충전시설의 저장탱크에서 폭발방지장치를 의무적으로 설치하여야 하는 경우는?
1상업지역에 저장능력 10[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
2녹지지역에 저장능력 20[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
3주거지역에 저장능력 5[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
4녹지지역에 저장능력 30[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
정답 및 해설

액화석유가스 용기충전시설에서는 주거지역이나 상업지역에 설치하는 저장능력 10톤 이상의 지상 저장탱크에 폭발방지장치를 설치해야 하므로, 상업지역의 10톤 지상탱크가 의무 대상이다.

녹지지역에 두는 탱크는 저장능력이 커도 의무 대상이 아니며, 주거지역이라도 10톤에 못 미치는 5톤 탱크는 대상에서 빠진다.

폭발방지장치는 탱크 안에 알루미늄합금 박판을 넣어 화재 시 액온 상승을 억제함으로써 블레비(BLEVE)를 막는 설비이다.

문제 19
도시가스사업법 시행규칙에서 정한 안전관리수준평가의 평가 분야와 그 분야에 속하는 평가 항목을 옳게 연결한 것은?
1비상사태 대비 – 유관기관과의 협조체계
2가스사고 – 비상조치 계획
3시설관리 – 배관망 전산화
4안전교육 훈련 및 홍보 – 안전관리 유공자 표창
정답 및 해설

옳은 연결은 비상사태 대비 – 유관기관과의 협조체계이다.

안전관리수준평가는 안전관리 리더십 및 조직, 안전교육 훈련 및 홍보, 가스사고, 비상사태 대비, 운영관리, 시설관리의 6개 분야로 평가하며, 비상사태 대비 분야의 항목은 비상조치 계획, 비상체계 운영, 유관기관과의 협조체계이다.

  • 비상조치 계획은 가스사고 분야가 아니라 비상사태 대비 분야의 항목이며, 가스사고 분야는 사고 발생 여부, 사고 조사, 사고 대응 및 사후관리로 구성된다.
  • 배관망 전산화는 운영관리 분야의 항목이고, 시설관리 분야는 배관·정압기·제조소 정기검사로 구성된다.
  • 안전관리 유공자 표창은 안전관리 리더십 및 조직 분야의 항목이다.

원형은 평가 분야가 아닌 것(재정상태)을 고르는 부정형이었으나, 현행 별표 7의2의 6개 분야별 항목표를 기준으로 분야와 항목의 연결을 묻도록 재구성하여 정답 근거가 '비상사태 대비 분야의 항목 구성'으로 바뀌었다.

문제 20
산소 가스압축기의 윤활제로 기름 사용을 금하고 있는 가장 큰 이유는?
1한 번도 사용한 적이 없으므로
2산소가스의 순도가 낮아지므로
3식품과 접촉하면 위험하기 때문에
4마찰로 실린더 내의 온도가 상승하여 연소 폭발하므로
정답 및 해설

산소는 조연성이 강해 기름과 접촉한 상태로 압축되면 마찰열과 압축열로 온도가 올라가 유지류가 발화·폭발하기 때문에 윤활제로 기름을 쓰지 못한다.

그래서 산소압축기에는 물 또는 10 % 이하의 묽은 글리세린수를 윤활제로 사용한다.

순도 저하나 식품 접촉 때문이 아니라 발화 위험이 사용 금지의 근본 이유이며, 산소 배관·기기의 기름기 제거(탈지)도 같은 이유로 철저히 한다.

문제 21
고압가스 저장시설 기준에 있어서 가연성가스의 저장능력이 15000m3 일 때 제1종 보호시설과의 안전거리 기준은?
110m
212m
317m
421m
정답 및 해설

가연성가스 저장능력이 1만 m3 초과 2만 m3 이하인 구간에 들므로 제1종 보호시설까지 21 m 이상을 유지해야 한다.

고압가스 저장시설의 가연성·독성가스 보호시설 안전거리는 저장능력 구간별로 정해지며, 같은 구간에서 제2종 보호시설은 14 m 이상이다.

구간이 한 단계 낮은 1만 m3 이하이면 제1종 17 m, 한 단계 높은 2만 m3 초과 3만 m3 이하이면 제1종 24 m로 거리가 달라진다.

문제 22
배관 내의 압력손실에 대한 설명으로 틀린 것은?
1관의 길이에 비례한다.
2관 내벽의 상태와 관련이 있다.
3관 안지름의 4승에 반비례한다.
4유체의 점도 및 속도와 관련이 있다.
정답 및 해설

유량이 일정할 때 배관의 압력손실은 안지름의 5승에 반비례하므로, 4승에 반비례한다는 설명이 틀리다.

유속이 v=4QπD2v=\dfrac{4Q}{\pi D^{2}}이므로 달시–바이스바흐 식 hL=λLDv22gh_L=\lambda\dfrac{L}{D}\dfrac{v^{2}}{2g}에 넣으면 hL∝1D5h_L\propto\dfrac{1}{D^{5}}가 된다.

또 압력손실은 관 길이에 비례하고, 관 내벽의 거칠기와 유체의 점도·유속에 따라서도 달라진다.

문제 23
도시가스 사업허가 기준으로 옳지 않은 것은?
1도시가스의 안정적 공급을 위하여 적합한 공급시설을 설치, 유지할 능력이 있을 것
2도시가스사업이 공공의 이익과 일반수요에 적합한 경제규모일 것
3도시가스사업을 적정하게 수행하는데 필요한 재원과 기술적 능력이 있을 것
4다른 가스사업자의 공급지역과 공용으로 공급할 것
정답 및 해설

도시가스 사업허가 기준은 공급시설을 설치·유지할 능력, 공공의 이익과 일반수요에 맞는 경제규모, 사업 수행에 필요한 재원과 기술적 능력을 갖출 것을 요구한다.

반면 도시가스사업은 특정 공급권역에서 독점적으로 운영되는 것이 원칙이므로, 다른 가스사업자의 공급지역과 공용으로 공급하도록 하는 기준은 실제 허가 요건과 맞지 않는다.

문제 24
프로판가스 2.2[kg]을 완전연소 시키는데 필요한 이론공기량은 25[℃], 750[mmHg]에서 약 몇 [m3]인가?
129.50
234.66
344.51
457.25
정답 및 해설

프로판 2.2 kg은 50 mol이고 C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}에서 산소가 250 mol 필요하므로, 이론공기량은 250÷0.21=1190 mol250\div0.21=1190\,\mathrm{mol}이다.

이를 25 ℃, 750 mmHg 상태의 부피로 환산하면 약 29.5 m3이다.
V=nRTP=1190×0.082×298750/760=2.95×104 LV=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{1190\times0.082\times298}{750/760}=2.95\times10^{4}\,\mathrm{L}

표준상태 기준으로 먼저 26.7 m3를 구한 뒤 26.7×298273×760750=29.5 m326.7\times\dfrac{298}{273}\times\dfrac{760}{750}=29.5\,\mathrm{m^3}로 보정해도 같은 값이 나온다.

문제 25
가스화재 시 가장 효과가 높은 소화방법은?
1제거소화
2질식소화
3냉각소화
4희석소화
정답 및 해설

가스화재는 밸브를 잠가 가연물인 가스 공급을 끊는 제거소화가 가장 확실하고 효과가 크다.

불만 꺼 두고 가스가 계속 새면 고온부에서 재착화하거나 미연소 가스가 쌓여 폭발로 이어지므로, 공급 차단이 언제나 우선이다.

질식·냉각·희석은 공급을 끊은 뒤 잔불을 정리하고 주변으로 연소가 번지는 것을 막는 보조 수단으로 쓴다.

문제 26
차량에 부착된 탱크의 내용적은 1800[L]이다. 이 용기에 액화 부틸렌을 완전히 충전하였다. 이 때 액화 부틸렌의 질량은 몇 [kg]인가? (단, 액화 부틸레가스의 정수는 2.00이다.)
1766
2780
3878
4900
정답 및 해설

차량 고정탱크에 액화가스를 충전할 때 질량은 W=VCW = \dfrac{V}{C} (V: 내용적, C: 가스정수)로 구한다.

W=18002.00=900 kgW = \dfrac{1800}{2.00} = 900\,\mathrm{kg}이므로, 완전충전된 액화 부틸렌의 질량은 900kg이다.

문제 27
길이 100m, 내경 30cm인 배관에서 기밀시험을 위하여 질소가스로 내부압력을 10atmㆍg까지 채우려고 한다. 필요한 질소량(m3)은 약 얼마인가?
170.7
290.7
3110.7
4130.7
정답 및 해설

배관 내용적은 V=π4D2L=π4×0.32×100=7.07 m3V=\dfrac{\pi}{4}D^{2}L=\dfrac{\pi}{4}\times0.3^{2}\times100=7.07\,\mathrm{m^3}이다.

관 안에는 이미 대기압의 기체가 차 있으므로 게이지압 10 atm만큼을 더 밀어 넣으면 되고, 보일의 법칙으로 대기압 환산 질소량은 약 70.7 m3가 된다.
V0=7.07×10=70.7 m3V_0=7.07\times10=70.7\,\mathrm{m^3}

즉 필요한 질소량은 배관 내용적에 게이지압력 배수를 곱한 값으로 구한다.

문제 28
가스크로마토그래피로 다음의 시료를 분석하려고 한다. 분석 대상과 검출기의 선정이 가장 적절한 것은?
1고순도 질소 중 ppm 수준의 미량 메탄 – 열전도도검출기(TCD)
2공기 중 질소·산소·이산화탄소의 조성 – 수소염이온화검출기(FID)
3헬륨 중 수소·일산화탄소 불순물 – 전자포획검출기(ECD)
4공기 중 미량의 할로젠화 탄화수소 – 전자포획검출기(ECD)
정답 및 해설

가장 적절한 선정은 미량의 할로젠화 탄화수소를 전자포획검출기(ECD)로 분석하는 것이다.

ECD는 방사선원에서 나온 자유전자를 전자친화력이 큰 성분이 포획하여 전류가 줄어드는 현상을 이용하므로, 할로젠·나이트로기 등을 가진 화합물에 선택적으로 매우 높은 감도를 보인다.

  • ppm 수준의 미량 메탄은 탄화수소에 감도가 높은 FID가 적합하며, TCD는 범용이지만 감도가 낮아 미량 분석에 불리하다.
  • 질소·산소·이산화탄소와 같은 무기가스는 수소 불꽃에서 이온화되지 않아 FID에 감응하지 않으므로 TCD를 사용한다.
  • 수소·일산화탄소는 전자친화력이 작아 ECD에 거의 감응하지 않으며, 운반가스와의 열전도도 차이를 이용하는 TCD로 분석한다.
문제 29
산화에틸렌의 저장탱크 및 충전 용기에는 45[℃]에서 그 내부 가스의 압력이 얼마 이상이 되도록 질소가스 등을 충전하여야 하는가?
10.2[MPa]
20.4[MPa]
31[MPa]
42[MPa]
정답 및 해설

산화에틸렌의 저장탱크와 충전용기는 45 ℃에서 내부 가스 압력이 0.4 MPa 이상이 되도록 질소나 이산화탄소를 채워 두어야 한다.

산화에틸렌은 산소가 없어도 단독으로 분해·중합폭발을 일으키므로, 불활성 가스로 기상부를 눌러 분해폭발을 억제하는 것이다.

저장탱크에 충전할 때는 미리 내부를 질소나 이산화탄소로 치환하고, 산·알칼리 등 중합을 촉진하는 물질이 혼입되지 않도록 관리한다.

문제 30
액화석유가스 충전시설의 저장탱크에 관한 다음 기준에서 ( ㉠ ), ( ㉡ )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
• ( ㉠ ) 저장탱크는 폭발방지장치를 설치한 것으로 본다.
• 가스시설에 설치된 긴급차단장치는 ( ㉡ )에 1회 이상 밸브 시트의 누출검사 및 작동검사를 한다.
1㉠ 지하에 매몰하여 설치하는, ㉡ 1년
2㉠ 지하에 매몰하여 설치하는, ㉡ 2년
3㉠ 주위에 방류둑을 설치한, ㉡ 1년
4㉠ 주위에 방류둑을 설치한, ㉡ 2년
정답 및 해설

㉠은 지하에 매몰하여 설치하는, ㉡은 1년이다.

폭발방지장치를 설치한 것으로 보는 경우는 물분무장치(살수장치 포함)나 소화전을 설치한 저장탱크, 단열재 두께가 주변 화재를 고려하여 설계·시공된 이중각 단열구조의 저온저장탱크, 지하에 매몰하여 설치하는 저장탱크이며, 마운드형 저장탱크도 같게 본다. 모두 화염에 의한 탱크 벽면의 국부 가열을 막을 수 있는 경우이다.

  • 방류둑은 누출된 액상 가스의 유출을 막는 피해저감설비로, 탱크 벽면의 과열을 막지 못하므로 폭발방지장치를 대신할 수 없다.
  • 2년은 압축기 맨 끝 부분 외의 안전밸브를 조정하는 주기이며, 긴급차단장치의 누출검사 및 작동검사 주기는 1년이다.
문제 31
저장능력 25톤인 액화석유가스 탱크 2개가 있다. 이 때 제 2종 보호시설과의 거리는 얼마 이상 유지하여야 하는가?
114m
216m
318m
420m
정답 및 해설

저장능력이 20톤 초과 30톤 이하인 구간에 해당하므로 제2종 보호시설까지 16 m 이상을 유지해야 한다.

액화석유가스 저장설비의 보호시설 안전거리는 저장탱크의 저장능력 구간으로 정해지며, 25톤 탱크가 두 기 있어도 각 탱크의 적용 구간은 그대로 20톤 초과 30톤 이하이다.

같은 구간에서 제1종 보호시설까지는 24 m 이상이고, 저장능력 10톤 이하이면 제2종 12 m까지 줄어든다.

문제 32
가스 중의 황화수소 제거법 중 알칼리물질로 암모니아 또는 탄산소다를 사용하며, 촉매는 티오비산염을 사용하는 방법은?
1사이록스법
2진공카보네이트법
3후막스법
4타카학스법
정답 및 해설

알칼리 물질로 암모니아나 탄산소다를 쓰고 티오비산염을 촉매로 하여 황화수소를 황으로 산화·회수하는 습식 탈황법이 사이록스법이다.

같은 습식법이라도 진공카보네이트법은 탄산염 용액에 흡수시킨 뒤 감압으로 재생하는 방식이고, 후막스법과 타카학스법은 각각 다른 산화 촉매를 쓰는 점에서 구분된다.

습식 탈황법은 처리 가스량이 많고 황화수소 농도가 높을 때 유리하며, 회수한 황을 그대로 활용할 수 있다.

문제 33
내경이 10[cm]인 액체 수송용 파이프 속에 구경이 5[cm]인 오리피스 미터가 설치되어 있고 이 오리피스에 부착된 수은 마노미터의 눈금차가 12[cm] 이었다. 만일 5[cm] 오리피스 대신에 구경이 2.5[cm]인 오리피스 미터를 설치했다면 수은 마노미터의 눈금차는 약 몇 [cm]가 되겠는가?
1172
2182
3192
4202
정답 및 해설

유량이 같으면 오리피스 개구 면적과 차압 제곱근의 곱이 일정하므로, 구경이 절반이 되면 눈금차는 4승 비로 커져 약 192 cm가 된다.

Q=CA02gR(γmγ−1)Q=CA_0\sqrt{2gR\left(\dfrac{\gamma_m}{\gamma}-1\right)}에서 A0∝d2A_0\propto d^{2}이므로 R∝1d4R\propto\dfrac{1}{d^{4}}이다.
R2=12×(52.5)4=12×16=192 cmR_2=12\times\left(\dfrac{5}{2.5}\right)^{4}=12\times16=192\,\mathrm{cm}

구경을 줄이면 같은 유량에서도 조임부 유속이 크게 빨라져 차압이 급격히 증가한다는 뜻이다.

문제 34
석유를 분해해서 얻은 수소와 공기를 분리하여 얻은 질소를 반응시켜 제조할 수 있는 것은?
1프로필렌
2황화수소
3아세틸렌
4암모니아
정답 및 해설

석유 분해로 얻은 수소와 공기 분리로 얻은 질소를 고온·고압에서 촉매로 반응시켜 만드는 것은 암모니아이다.

N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightleftharpoons2\mathrm{NH_3}

이 하버–보슈법은 철계 촉매 위에서 진행되며, 발열이면서 몰수가 줄어드는 반응이므로 압력이 높고 온도가 지나치게 높지 않을수록 수율이 좋다.

문제 35
고압배관용 탄소강 강관의 기호는?
1SPPS
2SPPH
3SPLT
4SPHT
정답 및 해설

고압배관용 탄소강 강관의 KS 기호는 SPPH이다.

비슷한 기호는 사용 조건으로 구분한다.

  • SPPS는 압력배관용 탄소강 강관이다.
  • SPLT는 저온배관용 탄소강 강관이다.
  • SPHT는 고온배관용 탄소강 강관이다.

SPPH는 350 ℃ 이하에서 100 kgf/cm2를 넘는 고압 조건의 배관에 사용한다.

문제 36
고압가스냉동제조시설의 검사기준 중 내압 및 기밀시험에 대한 설명으로 틀린 것은?
1내압시험은 설계압력의 1.5배 이상의 압력으로 한다.
2내압시험에 사용하는 압력계는 문자판의 크기가 75mm 이상으로서 그 최고눈금은 내압시험압력의 1.5배 이상 2배 이하로 한다.
3기밀시험압력은 상용압력 이상의 압력으로 한다.
4시험할 부분의 용적이 5m3 인 것의 기밀시험의 유지시간은 480분이다.
정답 및 해설

고압가스 냉동제조시설의 기밀시험압력은 설계압력 이상이어야 하므로, 상용압력 이상이면 된다는 설명이 틀리다.

나머지는 검사기준에 맞는 내용이다.

  • 내압시험은 설계압력의 1.5배 이상 압력으로 실시한다.
  • 내압시험에 쓰는 압력계는 문자판 크기가 75 mm 이상이고 최고눈금이 시험압력의 1.5배 이상 2배 이하인 것을 사용한다.
  • 기밀시험 유지시간은 시험 부분의 용적이 1 m3 이상 10 m3 미만이면 480분이다.
문제 37
고압가스 냉동 제조의 시설 및 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1냉매설비에는 긴급사태가 발생하는 것을 방지하기위하여 자동제어장치를 설치할 것
2독성가스를 사용하는 내용적이 1만 L 이상인 수액기 주위에는 액상의 가스가 누출될 경우에 그 유출을 방지하기 위한 조치를 마련할 것
3안전밸브 또는 방출밸브에 설치된 스톱밸브는 그 밸브의 수리 등을 위하여 특별히 필요한 때를 제외하고는 항상 닫아둘 것
4냉매설비에는 그 설비안의 압력이 상용압력을 초과하는 경우 즉시 그 압력을 상용압력 이하로 되돌릴 수 있는 안전장치를 설치할 것
정답 및 해설

안전밸브 또는 방출밸브에 설치하는 스톱밸브는 밸브의 수리 등을 위하여 특별히 필요한 경우를 제외하고는 항상 열어 두어야 한다. 닫아 두면 이상 압력 상승 시 안전밸브가 제 기능을 하지 못하기 때문이다.

따라서 스톱밸브를 항상 닫아둔다는 설명은 냉동제조 시설 기준에 어긋난다.

문제 38
설치가 완료된 배관의 내압시험 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1내압시험은 원칙적으로 기체의 압력으로 실시한다.
2내압시험은 상용압력의 1.5배 이상으로 한다.
3규정압력을 유지하는 시간은 5분에서 20분간 표준으로 한다.
4내압시험은 해당설비가 취성파괴를 일으킬 우려가 없는 온도에서 실시한다.
정답 및 해설

내압시험은 파열되더라도 방출 에너지가 작은 물 등 액체(수압)로 하는 것이 원칙이므로, 기체의 압력으로 실시한다는 설명이 틀리다.

기체는 압축성이 커서 축적된 에너지가 크기 때문에 파열 시 피해가 커지며, 부득이 기체로 할 때는 안전조치를 갖추고 공기나 불활성가스를 사용한다.

시험압력은 상용압력의 1.5배 이상, 규정압력 유지시간은 5~20분을 표준으로 하고, 취성파괴 우려가 없는 온도에서 실시한다.

문제 39
초저온 용기의 단열성능시험에 대한 설명으로 옳은 것은?
1기화량은 저울 또는 유량계를 사용하여 측정한다.
2100개의 용기기준으로 10개를 샘플링하여 검사한다.
3검사에 부적합된 용기는 전량 폐기한다.
4시험용 가스는 액화 프로판을 사용하여 실시한다.
정답 및 해설

초저온 용기의 단열성능시험에서 기화가스량은 저울이나 유량계로 측정해 침입열량을 계산하므로 옳은 설명이다.

나머지는 기준과 다르다.

  • 시험은 대상 용기마다 실시하며 일부만 뽑아 판정하지 않는다.
  • 불합격한 용기는 단열재를 교체해 다시 시험하고 합격하면 사용할 수 있다.
  • 시험용 가스는 액화질소·액화산소·액화아르곤 등 비점이 매우 낮은 저온 액화가스를 쓴다.
문제 40
고압가스안전관리법상 고압가스의 적용범위에 해당되는 고압가스는?
1선박안전법의 적용을 받는 선박내의 고압가스
2「원자력안전법」의 적용을 받는 원자로 및 그 부속설비 안의 고압가스
3냉동능력 3톤 미만인 냉동설비 내의 고압가스
4오토크레이브 안의 수소가스
정답 및 해설

고압가스안전관리법은 오토클레이브 안의 고압가스를 적용에서 제외하면서도 수소·아세틸렌·염화비닐은 그 제외 대상에서 빼고 있으므로, 오토클레이브 안의 수소가스는 이 법의 적용을 받는다.

반면 다음 고압가스는 시행령에서 법 적용 제외로 정하고 있다.

  • 선박안전법의 적용을 받는 선박 안의 고압가스
  • 원자력안전법의 적용을 받는 원자로와 그 부속설비 안의 고압가스
  • 냉동능력 3톤 미만인 냉동설비 안의 고압가스
문제 41
황화수소의 저장탱크에는 그 가스의 용량이 저장탱크 내용적의 몇 % 를 초과하는 것을 방지하기 위하여 과충전 방지조치를 강구하여야 하는가?
196%
290%
385%
480%
정답 및 해설

액화가스 저장탱크는 그 가스의 용량이 저장탱크 내용적의 90 %를 넘지 않도록 과충전 방지조치를 해야 하며, 독성가스인 황화수소도 같은 기준을 적용한다.

액온이 오르면 액이 팽창하므로 상부에 기상부 공간을 남겨 두어 액이 가득 찬 상태에서 생기는 이상 압력 상승과 파열을 막는 것이다.

이를 위해 저장탱크에는 과충전 방지장치와 액면계를 갖추어 충전량을 확인하도록 하고 있다.

문제 42
설계압력 1.6 MPa, 동체 안지름 1,000 mm인 용접제 원통형 압력용기의 동판 최소 두께는 약 몇 mm인가? (단, 재료의 허용응력은 100 N/mm2, 용접이음효율은 0.8, 부식여유는 1 mm이고, 동판 두께는 t=PD2Sη−1.2P+Ct=\dfrac{PD}{2S\eta-1.2P}+C로 계산한다.)
16.0
210.1
311.1
421.5
정답 및 해설

동판의 최소 두께는 약 11.1 mm이다.

주어진 식에 설계압력 P, 안지름 D, 허용응력 S, 이음효율 η, 부식여유 C를 대입한다.
t=1.6×10002×100×0.8−1.2×1.6+1=1600158.08+1t=\dfrac{1.6\times 1000}{2\times 100\times 0.8-1.2\times 1.6}+1=\dfrac{1600}{158.08}+1
t≈10.12+1=11.12 mmt\approx 10.12+1=11.12\,\mathrm{mm}

  • 10.1은 부식여유 1 mm를 더하지 않은 값이다.
  • 6.0은 분모를 4Sη−0.4P4S\eta-0.4P로 두는 구형 동체의 식을 적용한 값이다.
  • 21.5는 분모의 계수 2를 빠뜨리고 Sη−1.2PS\eta-1.2P로 계산한 값이다.

MPa와 N/mm2는 같은 크기의 단위이므로 별도의 환산 없이 대입할 수 있다.

문제 43
비중량이 1.22[kgf/m3, 동점성계수가 0.15× 10-4[m2/s]인 건조 공기의 점성계수[poise]는?
11.83× 10-4
21.226× 10-6
31.226× 10-4
41.866× 10-6
정답 및 해설

동점성계수는 점성계수를 밀도로 나눈 값이므로 μ=ρν\mu=\rho\nu로 되돌려 구하면 약 1.83×10-4 poise이다.

비중량 1.22 kgf/m3는 1 m3의 무게가 1.22 kgf라는 뜻이므로 밀도는 1.22 kg/m3이다.
μ=1.22×0.15×10−4=1.83×10−5 kg/(m⋅s)\mu=1.22\times0.15\times10^{-4}=1.83\times10^{-5}\,\mathrm{kg/(m\cdot s)}
1 poise=0.1 kg/(m⋅s)1\,\mathrm{poise}=0.1\,\mathrm{kg/(m\cdot s)}이므로 μ=1.83×10−4 poise\mu=1.83\times10^{-4}\,\mathrm{poise}

1 poise = 1 g/(cm·s)라는 관계만 기억하면 SI 값에 10을 곱해 바로 환산할 수 있다.

문제 44
고압가스 냉동제조의 시설기준 및 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1세로방향으로 설치한 동체 길이 5 m 이상의 원통형 응축기에는 내진성능 확보를 위한 조치를 한다.
2안전장치 중 압축기의 최종단에 설치한 것은 1년에 1회 이상 작동압력을 조정한다.
3설치공사 후 기밀시험이나 시운전을 할 때에는 산소 외의 가스를 사용한다.
4독성가스를 사용하는 수액기는 내용적이 5천 L 이상이면 유출방지 조치 대상이다.
정답 및 해설

틀린 설명은 독성가스 수액기의 유출방지 조치 대상을 내용적 5천 L 이상으로 본 것이다.

액상의 가스가 누출될 경우 그 유출을 방지하기 위한 조치(방류둑 등)는 독성가스를 사용하는 내용적 1만 L 이상인 수액기 주위에 한다. 5천 L 이상은 수액기의 내진성능 확보 조치 기준이므로 두 수치를 구분해야 한다.

  • 세로방향으로 설치한 동체 길이 5 m 이상인 원통형 응축기와 내용적 5천 L 이상인 수액기는 내진성능 확보 조치 대상이다.
  • 압축기 최종단의 안전장치는 1년에 1회 이상, 그 밖의 안전밸브는 2년에 1회 이상 조정한다.
  • 기밀시험·시운전에는 산소 외의 가스를 쓰고, 공기를 쓸 때에는 미리 냉매설비 중의 가연성가스를 방출한다.

원형은 스톱밸브를 '항상 닫아 놓는다'는 보기가 정답이었으나(현행 조문은 항상 완전히 열어 놓을 것), 재구성 문항은 현행 별표 7의 수치 기준으로 보기를 바꾸어 정답 근거가 수액기 내용적 1만 L 기준으로 달라졌다.

문제 45
액화석유가스의 안전관리 및 사업법 시행규칙에서 정한 다중이용시설과 그 가스사용시설에 대한 설명으로 옳은 것은?
1「의료법」에 따른 병원급 의료기관은 규모와 관계없이 모두 다중이용시설로 열거되어 있다.
2시·도지사가 지정하는 시설은 저장능력이 100 kg을 초과하는 것이어야 한다.
3다중이용시설의 액화석유가스 특정사용자는 6개월마다 정기검사를 받아야 한다.
4「도로교통법」에 따른 일반국도의 휴게소도 고속도로의 휴게소와 같이 열거되어 있다.
정답 및 해설

옳은 설명은 시·도지사가 지정하는 시설은 저장능력이 100 kg을 초과하는 시설이어야 한다는 것이다.

별표 2는 대규모점포, 공항 여객청사, 여객자동차터미널, 철도 역사, 고속도로 휴게소, 관광호텔 등, 경마장, 청소년수련시설, 종합병원, 종합여객시설을 열거하고, 그 밖에 시·도지사가 안전관리를 위하여 필요하다고 지정하는 시설 중 저장능력이 100 kg을 초과하는 시설을 다중이용시설로 정한다.

  • 의료기관 중 열거된 것은 「의료법」에 따른 종합병원뿐이다.
  • 특정사용시설의 정기검사는 현행 규정상 다중이용시설 여부와 관계없이 완성검사 증명서를 발급받은 날을 기준으로 매 1년이 되는 날의 전후 30일 이내에 받는다.
  • 휴게소는 「도로교통법」에 따른 고속도로의 휴게소만 열거되어 있다.

원형은 저장능력 수치(100 kg)만 묻는 단답형이었고 그 수치는 현행에서도 같으나, 다중이용시설의 6개월 정기검사 주기가 매 1년으로 일원화된 현행 규정을 반영하여 진위 판단형으로 재구성하였다.

문제 46
섭씨온도[℃]와 화씨온도[℉]가 같은 값을 나타내는 온도는?
1-20
2-40
3-50
4-60
정답 및 해설

섭씨와 화씨의 환산식에서 두 값을 같다고 놓고 풀면 -40도에서 두 눈금이 일치한다.

F=95C+32F=\dfrac{9}{5}C+32에서 F=C=xF=C=x로 두면
x=95x+32x=\dfrac{9}{5}x+32
−45x=32  ⇒  x=−40-\dfrac{4}{5}x=32\;\Rightarrow\;x=-40

실제로 -40 ℃는 -40 ℉이며, 기울기가 서로 다른 두 직선이 만나는 곳이므로 일치하는 점은 이 한 점뿐이다.

문제 47
LP가스의 일반적인 연소 특성이 아닌 것은?
1발열량이 크다.
2연소속도가 느리다.
3착화온도가 낮다.
4폭발범위가 좁다.
정답 및 해설

착화온도가 낮다는 표현이 LP가스의 일반적 특성이 아니다. LP가스(액화석유가스)는 착화온도가 약 430~510℃로 상대적으로 높은 편이며, 오히려 천연가스보다 높다.

  • 발열량이 크다: 발열량은 약 46,000kJ/kg으로 매우 크다.
  • 연소속도가 느리다: 연소속도는 다른 가연성 기체에 비해 느린 편이다.
  • 폭발범위가 좁다: 폭발범위(약 2.15~9.6%)는 상당히 좁아서 안전성이 높다.

따라서 발열량·연소속도·폭발범위에 관한 설명은 모두 LP가스의 일반적 연소 특성이다.

문제 48
3×104Nㆍmm의 비틀림 모멘트와 2×104Nㆍmm의 굽힘 모멘트를 동시에 받는 축의 상당 굽힘모멘트는 약 몇 Nㆍmm 인가?
125000
228028
350000
456056
정답 및 해설

상당 굽힘모멘트는 Me=12(M+M2+T2)M_e=\dfrac{1}{2}\left(M+\sqrt{M^{2}+T^{2}}\right)로 구하므로 약 28,028 N·mm이다.

(2×104)2+(3×104)2=3.6055×104 N⋅mm\sqrt{(2\times10^{4})^{2}+(3\times10^{4})^{2}}=3.6055\times10^{4}\,\mathrm{N\cdot mm}
Me=12(20000+36055)=28028 N⋅mmM_e=\dfrac{1}{2}\left(20000+36055\right)=28028\,\mathrm{N\cdot mm}

같은 조건의 상당 비틀림모멘트는 Te=M2+T2=36055 N⋅mmT_e=\sqrt{M^{2}+T^{2}}=36055\,\mathrm{N\cdot mm}이며, 축 지름은 두 값으로 각각 구한 지름 중 큰 쪽으로 정한다.

문제 49
도시가스사업의 범위에 해당되지 않는 경우는?
1가스도매사업
2일반도시가스사업
3도시가스충전사업
4석유정제사업
정답 및 해설

도시가스사업은 가스도매사업, 일반도시가스사업, 도시가스충전사업 등으로 나뉘며, 석유정제사업은 석유 관련 법률이 규율하는 별개의 사업이어서 도시가스사업의 범위에 들지 않는다.

도시가스사업법이 정한 도시가스사업에는 이 밖에 나프타부생가스·바이오가스제조사업, 합성천연가스제조사업, 선박용천연가스사업이 포함된다.

사업 종류에 따라 허가권자와 시설·기술기준이 달라지므로 범위 구분이 중요하다.

문제 50
황동판 가공 후 시간이 경과함에 따라 자연히 균열이 발생하는 것을 무엇이라고 하는가?
1가공경화
2표면 경화
3자기균열
4시기균열
정답 및 해설

황동 제품이 가공 후 시간이 지나면서 저절로 갈라지는 현상을 시기균열(자연균열)이라 한다.

냉간가공으로 남은 인장 잔류응력에 암모니아 등 부식 환경이 겹쳐 생기는 응력부식균열의 일종이므로, 가공 뒤 저온 풀림으로 잔류응력을 제거하면 예방할 수 있다.

가공경화는 소성가공으로 재료가 단단해지는 현상이고 표면경화는 표면층만 단단하게 만드는 열처리로, 균열 현상과는 성격이 다르다.

문제 51
아세틸렌 제조 시 청정제로 사용되지 않는 것은?
1리가슬
2카타리솔
3에퓨렌
4카보퓨란
정답 및 해설

카보퓨란은 살충제(농약) 성분으로 쓰이는 물질로, 아세틸렌 제조 공정의 청정제로는 사용되지 않는다.

아세틸렌은 카바이드와 물의 반응으로 제조되는 과정에서 인화수소, 황화수소 등의 불순물이 함께 발생하므로, 이를 제거하기 위해 카타리솔·리가솔·에퓨렌과 같은 전용 청정제를 사용한다.

이러한 청정제들은 불순물을 흡착·산화시켜 제거하는 역할을 하며, 농약 성분인 카보퓨란과는 용도 자체가 다르다.

문제 52
소형용접용기에의 액화석유가스 충전의 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1제조 후 10년이 경과하지 않은 용접용기인 것이어야 한다.
2캔밸브는 부착한지 3년이 경과하지 않아야 하며, 부착연월이 각인되어 있는 것이어야 한다.
3소형용접용기의 상태가 관련법에서 정하고 있는 4급에 해당하는 찍힌흠, 부식, 우그러짐 및 화염에 의한 흠이 없는 것 이어야 한다.
4충전사업자는 소형용접용기의 표시사항을 확인하고 표시사항이 훼손된 것은 다시 표시한다.
정답 및 해설

소형용접용기에 액화석유가스를 충전할 때 캔밸브는 부착한 지 2년이 지나지 않은 것이어야 하므로 3년이라는 설명이 틀리다.

캔밸브에는 부착 연월이 각인되어 있어야 하며, 그 밖의 기준은 다음과 같다.

  • 용기는 제조 후 10년이 지나지 않은 용접용기여야 한다.
  • 찍힌 흠, 부식, 우그러짐, 화염에 의한 흠이 4급에 해당하는 용기에는 충전하지 않는다.
  • 충전사업자는 표시사항을 확인하고 훼손된 표시는 다시 표시한다.
문제 53
산업통상부장관이 도시가스 사업자에게 조정명령을 할 수 없는 사항은?
1가스공급 계획의 조정
2도시가스 요금 등 공급 조건의 조정
3도시가스의 열량ㆍ압력 및 연소성의 조정
4대표자 변경의 조정
정답 및 해설

도시가스사업자에 대한 조정명령은 가스 수급과 공급조건 등 공급질서에 관한 사항으로 한정되므로, 회사의 대표자 변경은 명령 대상이 아니다.

도시가스사업법에 따라 산업통상부장관은 가스공급계획의 조정, 가스요금 등 공급조건의 조정, 도시가스의 열량·압력 및 연소성의 조정 등을 명할 수 있다.

대표자 변경은 사업자 내부의 사항으로, 허가·등록 사항의 변경 절차에 따라 처리한다.

문제 54
시안화수소에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체는 무색, 투명하며 복숭아 냄새가 난다.
2자체의 열로 인하여 오래된 시안화수소는 중합폭발의 위험성이 있기 때문에 충전한 후 60일이 경과되기 전에 다른 용기에 옮겨 충전하여야 한다.
3액체는 끓는점이 낮아 휘발하기 쉽고, 물에 잘 용해되며 수용액은 산성을 나타낸다.
4염화제일구리, 염화암모늄의 염산 산성 용액 중에서 아세틸렌과 반응하여 메틸아민이 된다.
정답 및 해설

시안화수소가 염화제일구리와 염화암모늄의 염산 산성 용액에서 아세틸렌과 반응하면 생기는 것은 아크릴로나이트릴이므로, 메틸아민이 된다는 설명이 틀리다.

시안화수소는 무색 투명한 액체로 복숭아 냄새가 나고, 끓는점이 약 26 ℃로 낮아 휘발하기 쉬우며 물에 잘 녹아 수용액은 약한 산성을 띤다.

수분과 알칼리가 있으면 자체 반응열로 중합폭발을 일으키므로 안정제를 넣고, 충전 후 60일이 지나기 전에 다른 용기로 옮겨 충전한다.

문제 55
단순지수평활법을 이용하여 금월의 수요를 예측하려고 한다면 이때 필요한 자료는 무엇인가?
1일정기간의 평균값, 가중값, 지수평활계수
2추세선, 최소자승법, 매개변수
3전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수
4추세변동, 순환변동, 우연변동
정답 및 해설

단순지수평활법의 예측식은 Ft=Ft−1+α(At−1−Ft−1)F_t=F_{t-1}+\alpha\left(A_{t-1}-F_{t-1}\right)이므로, 전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수만 있으면 금월 수요를 예측할 수 있다.

여기서 지수평활계수 α는 0과 1 사이의 값으로, 클수록 최근 실적을 더 크게 반영한다.

이동평균법과 달리 과거 여러 기간의 자료를 보관할 필요가 없고 계산이 간단하다는 점이 장점이다.

문제 56
그림의 OC곡선을 보고 가장 올바른 내용을 나타낸것은?
1α : 소비자 위험
2L(p) : 로트가 합격할 확률
3β : 생산자 위험
4부적합품률 : 0.03
정답 및 해설

OC곡선의 세로축 L(p)는 부적합품률이 p인 로트가 그 샘플링검사에서 합격할 확률을 뜻하므로 옳은 설명이다.

곡선 왼쪽 위의 α는 좋은 로트가 불합격할 확률인 생산자 위험, 오른쪽 아래의 β는 나쁜 로트가 합격할 확률인 소비자 위험으로 둘의 이름이 서로 뒤바뀌어 제시되어 있다.

가로축은 로트의 부적합품률 p(%)이고 그림에 표시된 값은 N=1,000, n=30, c=3인 검사방식이므로, 부적합품률을 0.03으로 읽을 근거도 없다.

문제 57
설비보전조직 중 지역보전(area maintenance)의 장ㆍ단점에 해당하지 않는 것은?
1현장 왕복 시간이 증가한다.
2조업요원과 지역보전요원과의 관계가 밀접해 진다.
3보전요원이 현장에 있으므로 생산 본위가 되며 생산의욕을 가진다.
4같은 사람이 같은 설비를 담당하므로 설비를 잘 알며 충분한 서비스를 할 수 있다.
정답 및 해설

지역보전은 보전요원을 생산 현장의 각 지역에 배치하는 방식이므로 현장까지 오가는 시간은 오히려 줄어든다. 왕복시간이 증가한다는 설명이 지역보전의 특징이 아니다.

현장에 상주하는 덕분에 조업요원과의 관계가 가까워지고 생산 본위의 의욕이 생기며, 같은 사람이 같은 설비를 계속 맡아 설비를 잘 알게 되는 장점이 있다.

다만 지역마다 인원과 예비품이 중복 배치되어 보전요원의 기능 향상과 인력 활용 면에서는 비효율이 생길 수 있다.

문제 58
다음 중 통계량의 기호에 속하지 않는 것은?
1α
2R
3s
4
정답 및 해설

α는 검정에서 미리 정하는 유의수준(제1종 오류의 확률)을 나타내는 기호로 모집단 쪽 값이므로, 시료에서 계산하는 통계량이 아니다.

나머지는 모두 표본자료로 직접 계산하는 통계량이다.

  • R은 시료의 최댓값과 최솟값의 차인 범위이다.
  • s는 시료로 구한 표본표준편차이다.
  • x 위에 줄을 그은 기호는 시료의 평균인 표본평균이다.

일반적으로 모수는 그리스 문자로, 통계량은 로마자로 나타낸다.

문제 59
관리도에서 측정한 값을 차례로 타점했을 때 점이 순차적으로 상승하거나 하강하는 것을 무엇이라 하는가?
1연(run)
2주기(cycle)
3경향(trend)
4산포(dispersion)
정답 및 해설

관리도의 타점이 계속 올라가거나 내려가면서 한 방향의 기울기를 보이는 것을 경향(trend)이라 한다.

공구 마모나 온도의 서서히 진행되는 변화처럼 시간에 따라 한 방향으로 작용하는 원인이 있을 때 나타나므로, 점이 관리한계 안에 있어도 이상 원인을 찾아야 하는 상태로 본다.

연(run)은 중심선 한쪽에 점이 연속해서 나타나는 것, 주기는 오르내림이 일정 간격으로 되풀이되는 것, 산포는 데이터가 흩어진 정도를 뜻한다.

문제 60
A사는 동일한 공급자로부터 밸브 부품을 로트 단위로 계속 납품받고 있다. 공급자의 과거 검사 성적에 따라 보통 검사, 까다로운 검사, 수월한 검사로 검사의 엄격도를 전환함으로써 공급자에게 품질 향상의 자극을 주고자 할 때 가장 적합한 샘플링검사 방식은?
1규준형 샘플링검사
2선별형 샘플링검사
3조정형 샘플링검사
4연속생산형 샘플링검사
정답 및 해설

가장 적합한 방식은 조정형 샘플링검사이다.

조정형은 연속적으로 제출되는 로트를 대상으로 과거의 품질 실적에 따라 검사의 엄격도를 보통·까다로운·수월한 검사로 전환하는 방식으로, 합격품질한계(AQL)를 지표로 하며 장기적인 거래에 알맞다.

  • 규준형은 생산자 위험 α와 소비자 위험 β를 함께 규정하여 양쪽을 보호하는 방식으로, 로트에 대한 사전 정보가 없거나 1회 거래일 때에도 쓸 수 있다.
  • 선별형은 불합격된 로트를 전수 선별하여 부적합품을 양품으로 바꾸는 방식으로, 평균출검품질한계(AOQL) 등을 보증한다.
  • 연속생산형은 로트를 구성하지 않고 컨베이어 등으로 연속 생산되는 품목에 대하여 전수검사와 일부 검사를 번갈아 적용하는 방식이다.
가스기능장 필기 기출문제모두CBT · moducbt.com
20년 1회차
총 60문항 · 객관식 · 정답·해설 포함
문제 1
불연성 고압가스(독성가스는 제외)의 제조 저장자가 정기검사를 받는 주기로서 옳은 것은?
11년
22년
34년
4산업통상자원부장관이 지정하는 시기
정답 및 해설

독성가스를 제외한 불연성 고압가스는 누출·폭발 위험도가 가연성·독성가스보다 낮으므로, 제조·저장자의 정기검사 주기를 2년으로 정하고 있다.

문제 2
다음 중 특정고압가스가 아닌 것은?
1수소
2산소
3프로판
4아세틸렌
정답 및 해설

특정고압가스는 고압가스안전관리법령에서 사용신고·시설기준 등을 별도로 규정하기 위해 지정한 가스 종류로, 수소·산소·아세틸렌·액화암모니아·액화염소·천연가스 등이 해당한다.

반면 프로판(LPG)은 액화석유가스의 안전관리 및 사업법에 따라 별도로 관리되는 가스이므로 특정고압가스의 범주에 포함되지 않는다.

문제 3
배관의 용접이음 시 특징에 대한 설명 중 틀린 것은?
1보온피복 시 시공이 쉽다.
2이음부의 강도가 크고 누출우려가 적다.
3가공시간이 단축되며 재료비가 절약된다.
4관단면의 변화가 없어 손실수두가 크다.
정답 및 해설

용접이음은 관을 직접 맞대어 붙이므로 관 단면의 변화가 없어 유체 저항과 손실수두가 오히려 작다. 손실수두가 크다는 설명이 틀린 이유이다.

나머지는 용접이음이 나사이음·플랜지이음보다 나은 점이다.

  • 돌출부가 없어 보온·보냉 피복 시공이 쉽다.
  • 이음부 강도가 크고 나사부나 패킹이 없어 누출 우려가 적다.
  • 이음쇠 사용이 줄어 재료비가 절약되고 가공시간도 짧아진다.
문제 4
정압기의 구조에 따른 분류 중 일반 소비기기용이나 지구정압기에 널리 사용되고 사용 압력은 중압용이며, 구조와 기능이 우수하고 정특성은 좋지만, 안전성이 부족하고 크기가 대형인 정압기는?
1레이놀즈(Reynolds)식 정압기
2피셔(Fisher)식 정압기
3Axial Flow Valve(AFV)식 정압기
4루트(Roots)식 정압기
정답 및 해설

일반 소비기기용·지구정압기로 널리 쓰이는 중압용 정압기 중, 구조와 기능이 우수해 정특성은 좋지만 안전성이 다소 부족하고 몸집이 큰 편인 것은 레이놀즈식 정압기이다. 언로딩형 구조를 갖는다.

나머지는 특성이 다르다.

  • 피셔식은 로딩형으로 정특성·동특성이 모두 양호하고 비교적 소형이다.
  • 액시얼 플로우(AFV)식은 극히 콤팩트하면서 동특성이 우수해 대용량 처리에 적합하다.
  • 루트(Roots)식은 정압기 방식이 아니라 용적식 가스미터의 한 형식이다.
문제 5
가스도매사업의 가스공급시설의 시설기준으로 옳지 않은 것은?
1액화천연가스의 저장설비 및 처리설비는 그 외면으로부터 사업소 경계까지 30m 이상의 거리 유지
2고압인 가스공급시설은 통로, 공지 등으로 구획된 안전 구역안에 설치하되, 그 면적은 2만 m2 미만일 것
32개 이상의 제조소가 인접하여 있는 경우의 가스공급시설은 그 외면으로부터 그 제조소와 다른 제조소의 경계까지 20m 이상의 거리 유지
4액화천연가스의 저장탱크는 그 외면으로부터 처리능력이 20만m3 이상인 압축기까지 30m 이상의 거리 유지
정답 및 해설

가스도매사업의 액화천연가스 저장설비와 처리설비는 사업소 경계까지 계산식으로 구한 거리 이상을 유지하되 그 거리가 50 m 미만이면 50 m 이상을 확보해야 하므로, 일률적으로 30 m라는 설명은 옳지 않다.

거리는 L=C143000 W3L=C\sqrt[3]{143000\,W}로 산정하며, C는 설비 구분에 따른 상수, W는 저장탱크의 경우 저장능력(톤)의 제곱근 값이다.

나머지는 도시가스사업법의 가스공급시설 기준에 맞는 내용이다.

  • 고압 가스공급시설은 통로·공지로 구획된 안전구역 안에 두고 그 면적은 2만 m2 미만으로 한다.
  • 인접한 다른 제조소의 경계까지는 20 m 이상 거리를 유지한다.
  • 액화천연가스 저장탱크는 처리능력 20만 m3 이상인 압축기까지 30 m 이상 떨어뜨린다.
문제 6
고압가스 특정제조시설에서 저장능력이 25000 m3인 가연성가스(압축가스) 저장설비를 지하에 설치하려고 한다. 사업소 밖에 사람을 수용하는 건축물(가설건축물이 아님)로서 사실상 독립된 부분의 연면적이 1200 m2인 건물이 있을 때, 저장설비 외면에서 이 건물까지 유지해야 하는 거리는 몇 m 이상인가? (단, 전용공업지역이 아니며 시장·군수·구청장이 거리를 더하도록 인정한 지역도 아니다.)
112
28
316
424
정답 및 해설

유지해야 하는 거리는 12 m 이상이다. 보호시설의 종류를 먼저 판정하고, 표의 거리에 지하 설치 감경(2분의 1)을 적용한다.

사람을 수용하는 건축물로서 독립된 부분의 연면적이 1천 m2 이상이면 제1종 보호시설이다(100 m2 이상 1천 m2 미만이면 제2종).
가연성가스 저장능력 2만 초과 3만 이하 구간의 제1종 보호시설 거리는 24 m이다.
저장설비를 지하에 설치하므로 24×12=12 m24\times\dfrac{1}{2}=12\ \mathrm{m}

  • 8은 이 건물을 제2종 보호시설(16 m)로 잘못 판정한 뒤 2분의 1을 곱한 값이다.
  • 16은 제2종 보호시설 거리를 지상 설치 기준으로 적용한 값이다.
  • 24는 제1종 보호시설로 옳게 판정했으나 지하 설치 시 2분의 1을 곱하는 규정을 적용하지 않은 값이다.
문제 7
38[cmHg] 진공은 절대압력으로 약 몇 [kgf/cm2ㆍabs] 인가?
10.26
20.52
33.8
47.6
정답 및 해설

38[cmHg] 진공은 게이지압력을 나타내므로, 절대압력으로 변환하려면 대기압에서 이를 빼야 한다. 표준 대기압은 76 cmHg = 1 kgf/cm²이므로, 절대압력 = 76 − 38 = 38 cmHg이다. 이를 kgf/cm²로 환산하면 38 cmHg76 cmHg/kgf/cm2=0.5 kgf/cm2\frac{38\text{ cmHg}}{76\text{ cmHg/kgf/cm}^2} = 0.5\text{ kgf/cm}^2이고, 유효숫자를 고려하면 약 0.52 kgf/cm²·abs이다.

문제 8
왕복동 압축기의 용량제어 방법이 아닌 것은?
1클리어런스(Clearance)포켓을 설치하여 클리어런스를 증대시키는 방법
2안내 깃(Vane)의 경사도를 변화시키는 방법
3바이-패스(By-pass)밸브에 의해 압축가스를 흡입쪽에 복귀시키는 방법
4언로더(Unloader)장치에 의해 흡입밸브를 개방하는 방법
정답 및 해설

안내깃(베인)의 경사도를 바꾸어 흡입 유동각을 조절하는 방식은 원심식(터보) 압축기의 용량제어법이므로 왕복동 압축기의 방법이 아니다.

왕복동 압축기의 대표적인 용량제어 수단은 다음과 같다.

  • 클리어런스 포켓을 열어 간극용적을 키워 체적효율을 낮춘다.
  • 바이패스 밸브로 토출가스를 흡입 쪽으로 되돌린다.
  • 언로더 장치로 흡입밸브를 강제로 열어 그 실린더를 무부하로 만든다.
문제 9
탄소강의 표준 조직에 대한 설명으로 옳은 것은?
1탄소강의 주조직을 레데뷰라이트라 한다.
2아공석강은 α페라이트와 펄라이트의 혼합조직이다.
3C 0.8~2%를 공석강이라 한다.
4공석강은 100% 시멘타이트 조직이다.
정답 및 해설

탄소 함유량이 공석점(약 0.77 %)보다 적은 아공석강은 초석 α페라이트와 펄라이트가 섞인 혼합조직이므로 옳은 설명이다.

나머지는 조직 이름과 탄소량이 서로 어긋나 있다.

  • 레데뷰라이트는 탄소량이 많은 주철에서 나타나는 공정조직으로 탄소강의 주조직이 아니다.
  • 공석강은 탄소 약 0.77 %인 강으로 100 % 펄라이트 조직이며, 탄소 0.8~2 % 범위는 과공석강이다.
  • 과공석강에서 나타나는 것이 펄라이트와 초석 시멘타이트의 혼합조직이다.
문제 10
고압차단 스위치에 대한 설명으로 틀린 것은?
1작동압력은 정상고압보다 4[kgf/cm2] 정도 높다
2전자밸브와 조합하여 고속다기통 압축기의 용량제어용으로 주로 이용된다.
3압축기 1대마다 설치 시에는 토출 스톱밸브 직전에 설치한다
4작동 후 복귀 상태에 따라 자동 복귀형과 수동 복귀형이 있다.
정답 및 해설

고압차단스위치는 토출압력이 비정상으로 높아질 때 압축기를 멈추게 하는 안전장치이고, 전자밸브와 조합해 고속다기통 압축기의 용량제어에 쓰이는 것은 저압차단스위치이므로 해당 설명이 틀리다.

작동압력은 정상 고압보다 4 kgf/cm2 정도 높게 맞추고, 압축기마다 설치할 때는 토출 스톱밸브 직전의 고압관에 붙인다.

복귀 방식에 따라 자동복귀형과 수동복귀형이 있으며, 재기동 전에 원인 확인이 필요한 곳에는 수동복귀형을 쓴다.

문제 11
다음 [그림]은 정압기의 정상상태에서 유량과 2차 압력과의 관계를 나타낸 것이다. A, B, C 에 해당되는 용어를 순서대로 옳게 나타낸 것은?
1A : Lock up B : Off set C : Shift
2A : Off set B : Lock up C : Shift
3A : Shift B : Off set C : Lock up
4A : Shift B : Lock up C : Off set
정답 및 해설

유량이 0에 가까워져 정압기가 닫힐 때 2차 압력이 설정압 위로 치솟아 유지되는 최상단 수평선이 록업(lock up)이므로 A가 이에 해당한다.

B는 사용 유량 상태의 2차 압력이 설정압력 Ps에서 벗어난 정상 편차인 오프셋(off set)이고, C는 1차 압력 등 조건이 바뀌어 유량–2차압력 곡선 자체가 아래위로 어긋나는 시프트(shift)이다.

세 값이 모두 작을수록 2차 압력을 일정하게 지켜 주는 정압 성능이 좋은 정압기이다.

문제 12
네 가지 가스의 임계온도가 다음 표와 같다. 가스의 온도를 25℃로 유지하면서 압력만 높일 때 액화시킬 수 있는 가스만을 모두 고른 것은?
가스메탄에틸렌이산화탄소프로판
임계온도(℃)−82.69.231.096.7
1프로판
2이산화탄소, 프로판
3에틸렌, 이산화탄소, 프로판
4메탄, 에틸렌, 이산화탄소, 프로판
정답 및 해설

25℃에서 가압만으로 액화시킬 수 있는 가스는 이산화탄소와 프로판이다.

임계온도는 기체를 액화시킬 수 있는 최고 온도로, 이 온도를 넘으면 압력을 아무리 높여도 액화되지 않는다. 따라서 임계온도가 25℃보다 높은 이산화탄소(31.0℃)와 프로판(96.7℃)만 가압으로 액화된다.

  • 에틸렌은 임계온도가 9.2℃로 25℃보다 낮아 먼저 9.2℃ 이하로 냉각해야 액화시킬 수 있다.
  • 메탄은 임계온도가 −82.6℃여서 상온 가압으로는 액화되지 않으며, LNG는 냉각하여 액화한다.

임계압력은 임계온도에서 액화시키는 데 필요한 최소 압력이며, 임계온도보다 낮은 온도에서는 그 온도의 포화증기압 이상으로만 가압하면 액화된다.

문제 13
완전가스의 엔탈피는?
1온도만의 함수이다.
2압력만의 함수이다.
3온도와 압력의 함수이다.
4온도, 압력 및 비체적의 함수이다.
정답 및 해설

완전가스(이상기체)의 내부에너지와 엔탈피는 온도만의 함수이므로, 압력이나 비체적이 달라져도 온도가 같으면 값이 같다.

엔탈피 정의에 이상기체 상태식을 대입하면 h=u+pv=u(T)+RT=h(T)h=u+pv=u(T)+RT=h(T)가 되어 온도만으로 값이 정해지기 때문이다.

따라서 이상기체의 등온변화에서는 엔탈피 변화가 0이고, 일반적인 엔탈피 변화는 Δh=cp ΔT\Delta h=c_p\,\Delta T로 계산한다.

문제 14
염소압축기의 윤활유로 적당한 것은?
1양질의 물
2진한 황산
3양질의 광유
410%이하의 묽은 글리세린
정답 및 해설

염소압축기의 윤활유로는 진한 황산을 사용한다.

염소는 물과 접촉하면 염산이 생성되어 금속을 심하게 부식시키므로, 수분이 섞인 윤활유나 물 자체는 사용할 수 없다.

진한 황산은 강한 흡습성을 가져 수분을 흡수하면서도 염소와는 반응하지 않기 때문에 염소압축기의 윤활유로 적합하다.

문제 15
냉매의 구비조건 중 틀린 것은?
1증발잠열이 클 것
2가스의 비체적이 작을 것
3열전도율이 좋을 것
4점성이 클 것
정답 및 해설

냉매는 배관과 기기 안을 원활히 흘러야 하므로 점성(점도)은 작을수록 좋다. 점성이 크면 유동저항과 압력손실이 커져 성능계수가 떨어진다.

나머지는 냉매가 갖추어야 할 기본 조건이다.

  • 증발잠열이 크면 같은 냉동량을 더 적은 순환량으로 얻는다.
  • 가스의 비체적이 작으면 압축기와 배관을 작게 만들 수 있다.
  • 열전도율이 좋으면 증발기·응축기의 열교환이 잘 된다.
문제 16
다음 중 가연성가스이면서 독성가스로만 되어 있는 것은?
1브롬화메탄, 산화에틸렌, 벤젠, 트리메틸아민
2트리메틸아민, 부탄, 석탄가스, 아황산가스
3황화수소, 염소, 포스겐, 일산화탄소
4이황화탄소, 포스겐, 모노메틸아민, 프로판
정답 및 해설

브로민화메탄·산화에틸렌·벤젠·트라이메틸아민은 모두 폭발범위를 가지는 가연성이면서 허용농도가 낮은 독성가스이다.

다른 조합에는 가연성이지만 독성이 없는 가스나, 독성이지만 타지 않는 가스가 섞여 있다.

  • 부탄은 독성이 없는 가연성가스이고, 아황산가스는 독성이지만 불연성이다.
  • 염소와 포스겐은 대표적인 불연성 독성가스이다.
  • 프로판도 독성이 없는 가연성가스여서 조건에 맞지 않는다.
문제 17
산소 1.5[mol], 질소 2[mol], 수소 1[mol], 일산화탄소 0.5[mol]을 섞은 혼합기체의 전압이 4기압일 때 분압이 0.4기압이 되는 기체는 어느 것인가?
1산소
2질소
3수소
4일산화탄소
정답 및 해설

혼합기체의 분압은 몰분율에 비례하므로, 전압 4기압에서 분압이 0.4기압이 되려면 몰분율이 0.1이어야 하고 이에 해당하는 기체는 일산화탄소이다.

전체 몰수 n=1.5+2+1+0.5=5 moln=1.5+2+1+0.5=5\,\mathrm{mol}
일산화탄소의 몰분율 x=0.55=0.1x=\dfrac{0.5}{5}=0.1
분압 p=4×0.1=0.4 atmp=4\times0.1=0.4\,\mathrm{atm}

같은 방법으로 계산하면 산소 1.2기압, 질소 1.6기압, 수소 0.8기압이 되어 조건에 맞지 않는다.

문제 18
액화석유가스 용기충전시설의 저장탱크에서 폭발방지장치를 의무적으로 설치하여야 하는 경우는?
1상업지역에 저장능력 10[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
2녹지지역에 저장능력 20[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
3주거지역에 저장능력 5[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
4녹지지역에 저장능력 30[톤] 저장탱크를 지상에 설치하는 경우
정답 및 해설

액화석유가스 용기충전시설에서는 주거지역이나 상업지역에 설치하는 저장능력 10톤 이상의 지상 저장탱크에 폭발방지장치를 설치해야 하므로, 상업지역의 10톤 지상탱크가 의무 대상이다.

녹지지역에 두는 탱크는 저장능력이 커도 의무 대상이 아니며, 주거지역이라도 10톤에 못 미치는 5톤 탱크는 대상에서 빠진다.

폭발방지장치는 탱크 안에 알루미늄합금 박판을 넣어 화재 시 액온 상승을 억제함으로써 블레비(BLEVE)를 막는 설비이다.

문제 19
도시가스사업법 시행규칙에서 정한 안전관리수준평가의 평가 분야와 그 분야에 속하는 평가 항목을 옳게 연결한 것은?
1비상사태 대비 – 유관기관과의 협조체계
2가스사고 – 비상조치 계획
3시설관리 – 배관망 전산화
4안전교육 훈련 및 홍보 – 안전관리 유공자 표창
정답 및 해설

옳은 연결은 비상사태 대비 – 유관기관과의 협조체계이다.

안전관리수준평가는 안전관리 리더십 및 조직, 안전교육 훈련 및 홍보, 가스사고, 비상사태 대비, 운영관리, 시설관리의 6개 분야로 평가하며, 비상사태 대비 분야의 항목은 비상조치 계획, 비상체계 운영, 유관기관과의 협조체계이다.

  • 비상조치 계획은 가스사고 분야가 아니라 비상사태 대비 분야의 항목이며, 가스사고 분야는 사고 발생 여부, 사고 조사, 사고 대응 및 사후관리로 구성된다.
  • 배관망 전산화는 운영관리 분야의 항목이고, 시설관리 분야는 배관·정압기·제조소 정기검사로 구성된다.
  • 안전관리 유공자 표창은 안전관리 리더십 및 조직 분야의 항목이다.

원형은 평가 분야가 아닌 것(재정상태)을 고르는 부정형이었으나, 현행 별표 7의2의 6개 분야별 항목표를 기준으로 분야와 항목의 연결을 묻도록 재구성하여 정답 근거가 '비상사태 대비 분야의 항목 구성'으로 바뀌었다.

문제 20
산소 가스압축기의 윤활제로 기름 사용을 금하고 있는 가장 큰 이유는?
1한 번도 사용한 적이 없으므로
2산소가스의 순도가 낮아지므로
3식품과 접촉하면 위험하기 때문에
4마찰로 실린더 내의 온도가 상승하여 연소 폭발하므로
정답 및 해설

산소는 조연성이 강해 기름과 접촉한 상태로 압축되면 마찰열과 압축열로 온도가 올라가 유지류가 발화·폭발하기 때문에 윤활제로 기름을 쓰지 못한다.

그래서 산소압축기에는 물 또는 10 % 이하의 묽은 글리세린수를 윤활제로 사용한다.

순도 저하나 식품 접촉 때문이 아니라 발화 위험이 사용 금지의 근본 이유이며, 산소 배관·기기의 기름기 제거(탈지)도 같은 이유로 철저히 한다.

문제 21
고압가스 저장시설 기준에 있어서 가연성가스의 저장능력이 15000m3 일 때 제1종 보호시설과의 안전거리 기준은?
110m
212m
317m
421m
정답 및 해설

가연성가스 저장능력이 1만 m3 초과 2만 m3 이하인 구간에 들므로 제1종 보호시설까지 21 m 이상을 유지해야 한다.

고압가스 저장시설의 가연성·독성가스 보호시설 안전거리는 저장능력 구간별로 정해지며, 같은 구간에서 제2종 보호시설은 14 m 이상이다.

구간이 한 단계 낮은 1만 m3 이하이면 제1종 17 m, 한 단계 높은 2만 m3 초과 3만 m3 이하이면 제1종 24 m로 거리가 달라진다.

문제 22
배관 내의 압력손실에 대한 설명으로 틀린 것은?
1관의 길이에 비례한다.
2관 내벽의 상태와 관련이 있다.
3관 안지름의 4승에 반비례한다.
4유체의 점도 및 속도와 관련이 있다.
정답 및 해설

유량이 일정할 때 배관의 압력손실은 안지름의 5승에 반비례하므로, 4승에 반비례한다는 설명이 틀리다.

유속이 v=4QπD2v=\dfrac{4Q}{\pi D^{2}}이므로 달시–바이스바흐 식 hL=λLDv22gh_L=\lambda\dfrac{L}{D}\dfrac{v^{2}}{2g}에 넣으면 hL∝1D5h_L\propto\dfrac{1}{D^{5}}가 된다.

또 압력손실은 관 길이에 비례하고, 관 내벽의 거칠기와 유체의 점도·유속에 따라서도 달라진다.

문제 23
도시가스 사업허가 기준으로 옳지 않은 것은?
1도시가스의 안정적 공급을 위하여 적합한 공급시설을 설치, 유지할 능력이 있을 것
2도시가스사업이 공공의 이익과 일반수요에 적합한 경제규모일 것
3도시가스사업을 적정하게 수행하는데 필요한 재원과 기술적 능력이 있을 것
4다른 가스사업자의 공급지역과 공용으로 공급할 것
정답 및 해설

도시가스 사업허가 기준은 공급시설을 설치·유지할 능력, 공공의 이익과 일반수요에 맞는 경제규모, 사업 수행에 필요한 재원과 기술적 능력을 갖출 것을 요구한다.

반면 도시가스사업은 특정 공급권역에서 독점적으로 운영되는 것이 원칙이므로, 다른 가스사업자의 공급지역과 공용으로 공급하도록 하는 기준은 실제 허가 요건과 맞지 않는다.

문제 24
프로판가스 2.2[kg]을 완전연소 시키는데 필요한 이론공기량은 25[℃], 750[mmHg]에서 약 몇 [m3]인가?
129.50
234.66
344.51
457.25
정답 및 해설

프로판 2.2 kg은 50 mol이고 C3H8+5O2→3CO2+4H2O\mathrm{C_3H_8}+5\mathrm{O_2}\rightarrow 3\mathrm{CO_2}+4\mathrm{H_2O}에서 산소가 250 mol 필요하므로, 이론공기량은 250÷0.21=1190 mol250\div0.21=1190\,\mathrm{mol}이다.

이를 25 ℃, 750 mmHg 상태의 부피로 환산하면 약 29.5 m3이다.
V=nRTP=1190×0.082×298750/760=2.95×104 LV=\dfrac{nRT}{P}=\dfrac{1190\times0.082\times298}{750/760}=2.95\times10^{4}\,\mathrm{L}

표준상태 기준으로 먼저 26.7 m3를 구한 뒤 26.7×298273×760750=29.5 m326.7\times\dfrac{298}{273}\times\dfrac{760}{750}=29.5\,\mathrm{m^3}로 보정해도 같은 값이 나온다.

문제 25
가스화재 시 가장 효과가 높은 소화방법은?
1제거소화
2질식소화
3냉각소화
4희석소화
정답 및 해설

가스화재는 밸브를 잠가 가연물인 가스 공급을 끊는 제거소화가 가장 확실하고 효과가 크다.

불만 꺼 두고 가스가 계속 새면 고온부에서 재착화하거나 미연소 가스가 쌓여 폭발로 이어지므로, 공급 차단이 언제나 우선이다.

질식·냉각·희석은 공급을 끊은 뒤 잔불을 정리하고 주변으로 연소가 번지는 것을 막는 보조 수단으로 쓴다.

문제 26
차량에 부착된 탱크의 내용적은 1800[L]이다. 이 용기에 액화 부틸렌을 완전히 충전하였다. 이 때 액화 부틸렌의 질량은 몇 [kg]인가? (단, 액화 부틸레가스의 정수는 2.00이다.)
1766
2780
3878
4900
정답 및 해설

차량 고정탱크에 액화가스를 충전할 때 질량은 W=VCW = \dfrac{V}{C} (V: 내용적, C: 가스정수)로 구한다.

W=18002.00=900 kgW = \dfrac{1800}{2.00} = 900\,\mathrm{kg}이므로, 완전충전된 액화 부틸렌의 질량은 900kg이다.

문제 27
길이 100m, 내경 30cm인 배관에서 기밀시험을 위하여 질소가스로 내부압력을 10atmㆍg까지 채우려고 한다. 필요한 질소량(m3)은 약 얼마인가?
170.7
290.7
3110.7
4130.7
정답 및 해설

배관 내용적은 V=π4D2L=π4×0.32×100=7.07 m3V=\dfrac{\pi}{4}D^{2}L=\dfrac{\pi}{4}\times0.3^{2}\times100=7.07\,\mathrm{m^3}이다.

관 안에는 이미 대기압의 기체가 차 있으므로 게이지압 10 atm만큼을 더 밀어 넣으면 되고, 보일의 법칙으로 대기압 환산 질소량은 약 70.7 m3가 된다.
V0=7.07×10=70.7 m3V_0=7.07\times10=70.7\,\mathrm{m^3}

즉 필요한 질소량은 배관 내용적에 게이지압력 배수를 곱한 값으로 구한다.

문제 28
가스크로마토그래피로 다음의 시료를 분석하려고 한다. 분석 대상과 검출기의 선정이 가장 적절한 것은?
1고순도 질소 중 ppm 수준의 미량 메탄 – 열전도도검출기(TCD)
2공기 중 질소·산소·이산화탄소의 조성 – 수소염이온화검출기(FID)
3헬륨 중 수소·일산화탄소 불순물 – 전자포획검출기(ECD)
4공기 중 미량의 할로젠화 탄화수소 – 전자포획검출기(ECD)
정답 및 해설

가장 적절한 선정은 미량의 할로젠화 탄화수소를 전자포획검출기(ECD)로 분석하는 것이다.

ECD는 방사선원에서 나온 자유전자를 전자친화력이 큰 성분이 포획하여 전류가 줄어드는 현상을 이용하므로, 할로젠·나이트로기 등을 가진 화합물에 선택적으로 매우 높은 감도를 보인다.

  • ppm 수준의 미량 메탄은 탄화수소에 감도가 높은 FID가 적합하며, TCD는 범용이지만 감도가 낮아 미량 분석에 불리하다.
  • 질소·산소·이산화탄소와 같은 무기가스는 수소 불꽃에서 이온화되지 않아 FID에 감응하지 않으므로 TCD를 사용한다.
  • 수소·일산화탄소는 전자친화력이 작아 ECD에 거의 감응하지 않으며, 운반가스와의 열전도도 차이를 이용하는 TCD로 분석한다.
문제 29
산화에틸렌의 저장탱크 및 충전 용기에는 45[℃]에서 그 내부 가스의 압력이 얼마 이상이 되도록 질소가스 등을 충전하여야 하는가?
10.2[MPa]
20.4[MPa]
31[MPa]
42[MPa]
정답 및 해설

산화에틸렌의 저장탱크와 충전용기는 45 ℃에서 내부 가스 압력이 0.4 MPa 이상이 되도록 질소나 이산화탄소를 채워 두어야 한다.

산화에틸렌은 산소가 없어도 단독으로 분해·중합폭발을 일으키므로, 불활성 가스로 기상부를 눌러 분해폭발을 억제하는 것이다.

저장탱크에 충전할 때는 미리 내부를 질소나 이산화탄소로 치환하고, 산·알칼리 등 중합을 촉진하는 물질이 혼입되지 않도록 관리한다.

문제 30
액화석유가스 충전시설의 저장탱크에 관한 다음 기준에서 ( ㉠ ), ( ㉡ )에 들어갈 내용으로 옳은 것은?
• ( ㉠ ) 저장탱크는 폭발방지장치를 설치한 것으로 본다.
• 가스시설에 설치된 긴급차단장치는 ( ㉡ )에 1회 이상 밸브 시트의 누출검사 및 작동검사를 한다.
1㉠ 지하에 매몰하여 설치하는, ㉡ 1년
2㉠ 지하에 매몰하여 설치하는, ㉡ 2년
3㉠ 주위에 방류둑을 설치한, ㉡ 1년
4㉠ 주위에 방류둑을 설치한, ㉡ 2년
정답 및 해설

㉠은 지하에 매몰하여 설치하는, ㉡은 1년이다.

폭발방지장치를 설치한 것으로 보는 경우는 물분무장치(살수장치 포함)나 소화전을 설치한 저장탱크, 단열재 두께가 주변 화재를 고려하여 설계·시공된 이중각 단열구조의 저온저장탱크, 지하에 매몰하여 설치하는 저장탱크이며, 마운드형 저장탱크도 같게 본다. 모두 화염에 의한 탱크 벽면의 국부 가열을 막을 수 있는 경우이다.

  • 방류둑은 누출된 액상 가스의 유출을 막는 피해저감설비로, 탱크 벽면의 과열을 막지 못하므로 폭발방지장치를 대신할 수 없다.
  • 2년은 압축기 맨 끝 부분 외의 안전밸브를 조정하는 주기이며, 긴급차단장치의 누출검사 및 작동검사 주기는 1년이다.
문제 31
저장능력 25톤인 액화석유가스 탱크 2개가 있다. 이 때 제 2종 보호시설과의 거리는 얼마 이상 유지하여야 하는가?
114m
216m
318m
420m
정답 및 해설

저장능력이 20톤 초과 30톤 이하인 구간에 해당하므로 제2종 보호시설까지 16 m 이상을 유지해야 한다.

액화석유가스 저장설비의 보호시설 안전거리는 저장탱크의 저장능력 구간으로 정해지며, 25톤 탱크가 두 기 있어도 각 탱크의 적용 구간은 그대로 20톤 초과 30톤 이하이다.

같은 구간에서 제1종 보호시설까지는 24 m 이상이고, 저장능력 10톤 이하이면 제2종 12 m까지 줄어든다.

문제 32
가스 중의 황화수소 제거법 중 알칼리물질로 암모니아 또는 탄산소다를 사용하며, 촉매는 티오비산염을 사용하는 방법은?
1사이록스법
2진공카보네이트법
3후막스법
4타카학스법
정답 및 해설

알칼리 물질로 암모니아나 탄산소다를 쓰고 티오비산염을 촉매로 하여 황화수소를 황으로 산화·회수하는 습식 탈황법이 사이록스법이다.

같은 습식법이라도 진공카보네이트법은 탄산염 용액에 흡수시킨 뒤 감압으로 재생하는 방식이고, 후막스법과 타카학스법은 각각 다른 산화 촉매를 쓰는 점에서 구분된다.

습식 탈황법은 처리 가스량이 많고 황화수소 농도가 높을 때 유리하며, 회수한 황을 그대로 활용할 수 있다.

문제 33
내경이 10[cm]인 액체 수송용 파이프 속에 구경이 5[cm]인 오리피스 미터가 설치되어 있고 이 오리피스에 부착된 수은 마노미터의 눈금차가 12[cm] 이었다. 만일 5[cm] 오리피스 대신에 구경이 2.5[cm]인 오리피스 미터를 설치했다면 수은 마노미터의 눈금차는 약 몇 [cm]가 되겠는가?
1172
2182
3192
4202
정답 및 해설

유량이 같으면 오리피스 개구 면적과 차압 제곱근의 곱이 일정하므로, 구경이 절반이 되면 눈금차는 4승 비로 커져 약 192 cm가 된다.

Q=CA02gR(γmγ−1)Q=CA_0\sqrt{2gR\left(\dfrac{\gamma_m}{\gamma}-1\right)}에서 A0∝d2A_0\propto d^{2}이므로 R∝1d4R\propto\dfrac{1}{d^{4}}이다.
R2=12×(52.5)4=12×16=192 cmR_2=12\times\left(\dfrac{5}{2.5}\right)^{4}=12\times16=192\,\mathrm{cm}

구경을 줄이면 같은 유량에서도 조임부 유속이 크게 빨라져 차압이 급격히 증가한다는 뜻이다.

문제 34
석유를 분해해서 얻은 수소와 공기를 분리하여 얻은 질소를 반응시켜 제조할 수 있는 것은?
1프로필렌
2황화수소
3아세틸렌
4암모니아
정답 및 해설

석유 분해로 얻은 수소와 공기 분리로 얻은 질소를 고온·고압에서 촉매로 반응시켜 만드는 것은 암모니아이다.

N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightleftharpoons2\mathrm{NH_3}

이 하버–보슈법은 철계 촉매 위에서 진행되며, 발열이면서 몰수가 줄어드는 반응이므로 압력이 높고 온도가 지나치게 높지 않을수록 수율이 좋다.

문제 35
고압배관용 탄소강 강관의 기호는?
1SPPS
2SPPH
3SPLT
4SPHT
정답 및 해설

고압배관용 탄소강 강관의 KS 기호는 SPPH이다.

비슷한 기호는 사용 조건으로 구분한다.

  • SPPS는 압력배관용 탄소강 강관이다.
  • SPLT는 저온배관용 탄소강 강관이다.
  • SPHT는 고온배관용 탄소강 강관이다.

SPPH는 350 ℃ 이하에서 100 kgf/cm2를 넘는 고압 조건의 배관에 사용한다.

문제 36
고압가스냉동제조시설의 검사기준 중 내압 및 기밀시험에 대한 설명으로 틀린 것은?
1내압시험은 설계압력의 1.5배 이상의 압력으로 한다.
2내압시험에 사용하는 압력계는 문자판의 크기가 75mm 이상으로서 그 최고눈금은 내압시험압력의 1.5배 이상 2배 이하로 한다.
3기밀시험압력은 상용압력 이상의 압력으로 한다.
4시험할 부분의 용적이 5m3 인 것의 기밀시험의 유지시간은 480분이다.
정답 및 해설

고압가스 냉동제조시설의 기밀시험압력은 설계압력 이상이어야 하므로, 상용압력 이상이면 된다는 설명이 틀리다.

나머지는 검사기준에 맞는 내용이다.

  • 내압시험은 설계압력의 1.5배 이상 압력으로 실시한다.
  • 내압시험에 쓰는 압력계는 문자판 크기가 75 mm 이상이고 최고눈금이 시험압력의 1.5배 이상 2배 이하인 것을 사용한다.
  • 기밀시험 유지시간은 시험 부분의 용적이 1 m3 이상 10 m3 미만이면 480분이다.
문제 37
고압가스 냉동 제조의 시설 및 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1냉매설비에는 긴급사태가 발생하는 것을 방지하기위하여 자동제어장치를 설치할 것
2독성가스를 사용하는 내용적이 1만 L 이상인 수액기 주위에는 액상의 가스가 누출될 경우에 그 유출을 방지하기 위한 조치를 마련할 것
3안전밸브 또는 방출밸브에 설치된 스톱밸브는 그 밸브의 수리 등을 위하여 특별히 필요한 때를 제외하고는 항상 닫아둘 것
4냉매설비에는 그 설비안의 압력이 상용압력을 초과하는 경우 즉시 그 압력을 상용압력 이하로 되돌릴 수 있는 안전장치를 설치할 것
정답 및 해설

안전밸브 또는 방출밸브에 설치하는 스톱밸브는 밸브의 수리 등을 위하여 특별히 필요한 경우를 제외하고는 항상 열어 두어야 한다. 닫아 두면 이상 압력 상승 시 안전밸브가 제 기능을 하지 못하기 때문이다.

따라서 스톱밸브를 항상 닫아둔다는 설명은 냉동제조 시설 기준에 어긋난다.

문제 38
설치가 완료된 배관의 내압시험 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?
1내압시험은 원칙적으로 기체의 압력으로 실시한다.
2내압시험은 상용압력의 1.5배 이상으로 한다.
3규정압력을 유지하는 시간은 5분에서 20분간 표준으로 한다.
4내압시험은 해당설비가 취성파괴를 일으킬 우려가 없는 온도에서 실시한다.
정답 및 해설

내압시험은 파열되더라도 방출 에너지가 작은 물 등 액체(수압)로 하는 것이 원칙이므로, 기체의 압력으로 실시한다는 설명이 틀리다.

기체는 압축성이 커서 축적된 에너지가 크기 때문에 파열 시 피해가 커지며, 부득이 기체로 할 때는 안전조치를 갖추고 공기나 불활성가스를 사용한다.

시험압력은 상용압력의 1.5배 이상, 규정압력 유지시간은 5~20분을 표준으로 하고, 취성파괴 우려가 없는 온도에서 실시한다.

문제 39
초저온 용기의 단열성능시험에 대한 설명으로 옳은 것은?
1기화량은 저울 또는 유량계를 사용하여 측정한다.
2100개의 용기기준으로 10개를 샘플링하여 검사한다.
3검사에 부적합된 용기는 전량 폐기한다.
4시험용 가스는 액화 프로판을 사용하여 실시한다.
정답 및 해설

초저온 용기의 단열성능시험에서 기화가스량은 저울이나 유량계로 측정해 침입열량을 계산하므로 옳은 설명이다.

나머지는 기준과 다르다.

  • 시험은 대상 용기마다 실시하며 일부만 뽑아 판정하지 않는다.
  • 불합격한 용기는 단열재를 교체해 다시 시험하고 합격하면 사용할 수 있다.
  • 시험용 가스는 액화질소·액화산소·액화아르곤 등 비점이 매우 낮은 저온 액화가스를 쓴다.
문제 40
고압가스안전관리법상 고압가스의 적용범위에 해당되는 고압가스는?
1선박안전법의 적용을 받는 선박내의 고압가스
2「원자력안전법」의 적용을 받는 원자로 및 그 부속설비 안의 고압가스
3냉동능력 3톤 미만인 냉동설비 내의 고압가스
4오토크레이브 안의 수소가스
정답 및 해설

고압가스안전관리법은 오토클레이브 안의 고압가스를 적용에서 제외하면서도 수소·아세틸렌·염화비닐은 그 제외 대상에서 빼고 있으므로, 오토클레이브 안의 수소가스는 이 법의 적용을 받는다.

반면 다음 고압가스는 시행령에서 법 적용 제외로 정하고 있다.

  • 선박안전법의 적용을 받는 선박 안의 고압가스
  • 원자력안전법의 적용을 받는 원자로와 그 부속설비 안의 고압가스
  • 냉동능력 3톤 미만인 냉동설비 안의 고압가스
문제 41
황화수소의 저장탱크에는 그 가스의 용량이 저장탱크 내용적의 몇 % 를 초과하는 것을 방지하기 위하여 과충전 방지조치를 강구하여야 하는가?
196%
290%
385%
480%
정답 및 해설

액화가스 저장탱크는 그 가스의 용량이 저장탱크 내용적의 90 %를 넘지 않도록 과충전 방지조치를 해야 하며, 독성가스인 황화수소도 같은 기준을 적용한다.

액온이 오르면 액이 팽창하므로 상부에 기상부 공간을 남겨 두어 액이 가득 찬 상태에서 생기는 이상 압력 상승과 파열을 막는 것이다.

이를 위해 저장탱크에는 과충전 방지장치와 액면계를 갖추어 충전량을 확인하도록 하고 있다.

문제 42
설계압력 1.6 MPa, 동체 안지름 1,000 mm인 용접제 원통형 압력용기의 동판 최소 두께는 약 몇 mm인가? (단, 재료의 허용응력은 100 N/mm2, 용접이음효율은 0.8, 부식여유는 1 mm이고, 동판 두께는 t=PD2Sη−1.2P+Ct=\dfrac{PD}{2S\eta-1.2P}+C로 계산한다.)
16.0
210.1
311.1
421.5
정답 및 해설

동판의 최소 두께는 약 11.1 mm이다.

주어진 식에 설계압력 P, 안지름 D, 허용응력 S, 이음효율 η, 부식여유 C를 대입한다.
t=1.6×10002×100×0.8−1.2×1.6+1=1600158.08+1t=\dfrac{1.6\times 1000}{2\times 100\times 0.8-1.2\times 1.6}+1=\dfrac{1600}{158.08}+1
t≈10.12+1=11.12 mmt\approx 10.12+1=11.12\,\mathrm{mm}

  • 10.1은 부식여유 1 mm를 더하지 않은 값이다.
  • 6.0은 분모를 4Sη−0.4P4S\eta-0.4P로 두는 구형 동체의 식을 적용한 값이다.
  • 21.5는 분모의 계수 2를 빠뜨리고 Sη−1.2PS\eta-1.2P로 계산한 값이다.

MPa와 N/mm2는 같은 크기의 단위이므로 별도의 환산 없이 대입할 수 있다.

문제 43
비중량이 1.22[kgf/m3, 동점성계수가 0.15× 10-4[m2/s]인 건조 공기의 점성계수[poise]는?
11.83× 10-4
21.226× 10-6
31.226× 10-4
41.866× 10-6
정답 및 해설

동점성계수는 점성계수를 밀도로 나눈 값이므로 μ=ρν\mu=\rho\nu로 되돌려 구하면 약 1.83×10-4 poise이다.

비중량 1.22 kgf/m3는 1 m3의 무게가 1.22 kgf라는 뜻이므로 밀도는 1.22 kg/m3이다.
μ=1.22×0.15×10−4=1.83×10−5 kg/(m⋅s)\mu=1.22\times0.15\times10^{-4}=1.83\times10^{-5}\,\mathrm{kg/(m\cdot s)}
1 poise=0.1 kg/(m⋅s)1\,\mathrm{poise}=0.1\,\mathrm{kg/(m\cdot s)}이므로 μ=1.83×10−4 poise\mu=1.83\times10^{-4}\,\mathrm{poise}

1 poise = 1 g/(cm·s)라는 관계만 기억하면 SI 값에 10을 곱해 바로 환산할 수 있다.

문제 44
고압가스 냉동제조의 시설기준 및 기술기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1세로방향으로 설치한 동체 길이 5 m 이상의 원통형 응축기에는 내진성능 확보를 위한 조치를 한다.
2안전장치 중 압축기의 최종단에 설치한 것은 1년에 1회 이상 작동압력을 조정한다.
3설치공사 후 기밀시험이나 시운전을 할 때에는 산소 외의 가스를 사용한다.
4독성가스를 사용하는 수액기는 내용적이 5천 L 이상이면 유출방지 조치 대상이다.
정답 및 해설

틀린 설명은 독성가스 수액기의 유출방지 조치 대상을 내용적 5천 L 이상으로 본 것이다.

액상의 가스가 누출될 경우 그 유출을 방지하기 위한 조치(방류둑 등)는 독성가스를 사용하는 내용적 1만 L 이상인 수액기 주위에 한다. 5천 L 이상은 수액기의 내진성능 확보 조치 기준이므로 두 수치를 구분해야 한다.

  • 세로방향으로 설치한 동체 길이 5 m 이상인 원통형 응축기와 내용적 5천 L 이상인 수액기는 내진성능 확보 조치 대상이다.
  • 압축기 최종단의 안전장치는 1년에 1회 이상, 그 밖의 안전밸브는 2년에 1회 이상 조정한다.
  • 기밀시험·시운전에는 산소 외의 가스를 쓰고, 공기를 쓸 때에는 미리 냉매설비 중의 가연성가스를 방출한다.

원형은 스톱밸브를 '항상 닫아 놓는다'는 보기가 정답이었으나(현행 조문은 항상 완전히 열어 놓을 것), 재구성 문항은 현행 별표 7의 수치 기준으로 보기를 바꾸어 정답 근거가 수액기 내용적 1만 L 기준으로 달라졌다.

문제 45
액화석유가스의 안전관리 및 사업법 시행규칙에서 정한 다중이용시설과 그 가스사용시설에 대한 설명으로 옳은 것은?
1「의료법」에 따른 병원급 의료기관은 규모와 관계없이 모두 다중이용시설로 열거되어 있다.
2시·도지사가 지정하는 시설은 저장능력이 100 kg을 초과하는 것이어야 한다.
3다중이용시설의 액화석유가스 특정사용자는 6개월마다 정기검사를 받아야 한다.
4「도로교통법」에 따른 일반국도의 휴게소도 고속도로의 휴게소와 같이 열거되어 있다.
정답 및 해설

옳은 설명은 시·도지사가 지정하는 시설은 저장능력이 100 kg을 초과하는 시설이어야 한다는 것이다.

별표 2는 대규모점포, 공항 여객청사, 여객자동차터미널, 철도 역사, 고속도로 휴게소, 관광호텔 등, 경마장, 청소년수련시설, 종합병원, 종합여객시설을 열거하고, 그 밖에 시·도지사가 안전관리를 위하여 필요하다고 지정하는 시설 중 저장능력이 100 kg을 초과하는 시설을 다중이용시설로 정한다.

  • 의료기관 중 열거된 것은 「의료법」에 따른 종합병원뿐이다.
  • 특정사용시설의 정기검사는 현행 규정상 다중이용시설 여부와 관계없이 완성검사 증명서를 발급받은 날을 기준으로 매 1년이 되는 날의 전후 30일 이내에 받는다.
  • 휴게소는 「도로교통법」에 따른 고속도로의 휴게소만 열거되어 있다.

원형은 저장능력 수치(100 kg)만 묻는 단답형이었고 그 수치는 현행에서도 같으나, 다중이용시설의 6개월 정기검사 주기가 매 1년으로 일원화된 현행 규정을 반영하여 진위 판단형으로 재구성하였다.

문제 46
섭씨온도[℃]와 화씨온도[℉]가 같은 값을 나타내는 온도는?
1-20
2-40
3-50
4-60
정답 및 해설

섭씨와 화씨의 환산식에서 두 값을 같다고 놓고 풀면 -40도에서 두 눈금이 일치한다.

F=95C+32F=\dfrac{9}{5}C+32에서 F=C=xF=C=x로 두면
x=95x+32x=\dfrac{9}{5}x+32
−45x=32  ⇒  x=−40-\dfrac{4}{5}x=32\;\Rightarrow\;x=-40

실제로 -40 ℃는 -40 ℉이며, 기울기가 서로 다른 두 직선이 만나는 곳이므로 일치하는 점은 이 한 점뿐이다.

문제 47
LP가스의 일반적인 연소 특성이 아닌 것은?
1발열량이 크다.
2연소속도가 느리다.
3착화온도가 낮다.
4폭발범위가 좁다.
정답 및 해설

착화온도가 낮다는 표현이 LP가스의 일반적 특성이 아니다. LP가스(액화석유가스)는 착화온도가 약 430~510℃로 상대적으로 높은 편이며, 오히려 천연가스보다 높다.

  • 발열량이 크다: 발열량은 약 46,000kJ/kg으로 매우 크다.
  • 연소속도가 느리다: 연소속도는 다른 가연성 기체에 비해 느린 편이다.
  • 폭발범위가 좁다: 폭발범위(약 2.15~9.6%)는 상당히 좁아서 안전성이 높다.

따라서 발열량·연소속도·폭발범위에 관한 설명은 모두 LP가스의 일반적 연소 특성이다.

문제 48
3×104Nㆍmm의 비틀림 모멘트와 2×104Nㆍmm의 굽힘 모멘트를 동시에 받는 축의 상당 굽힘모멘트는 약 몇 Nㆍmm 인가?
125000
228028
350000
456056
정답 및 해설

상당 굽힘모멘트는 Me=12(M+M2+T2)M_e=\dfrac{1}{2}\left(M+\sqrt{M^{2}+T^{2}}\right)로 구하므로 약 28,028 N·mm이다.

(2×104)2+(3×104)2=3.6055×104 N⋅mm\sqrt{(2\times10^{4})^{2}+(3\times10^{4})^{2}}=3.6055\times10^{4}\,\mathrm{N\cdot mm}
Me=12(20000+36055)=28028 N⋅mmM_e=\dfrac{1}{2}\left(20000+36055\right)=28028\,\mathrm{N\cdot mm}

같은 조건의 상당 비틀림모멘트는 Te=M2+T2=36055 N⋅mmT_e=\sqrt{M^{2}+T^{2}}=36055\,\mathrm{N\cdot mm}이며, 축 지름은 두 값으로 각각 구한 지름 중 큰 쪽으로 정한다.

문제 49
도시가스사업의 범위에 해당되지 않는 경우는?
1가스도매사업
2일반도시가스사업
3도시가스충전사업
4석유정제사업
정답 및 해설

도시가스사업은 가스도매사업, 일반도시가스사업, 도시가스충전사업 등으로 나뉘며, 석유정제사업은 석유 관련 법률이 규율하는 별개의 사업이어서 도시가스사업의 범위에 들지 않는다.

도시가스사업법이 정한 도시가스사업에는 이 밖에 나프타부생가스·바이오가스제조사업, 합성천연가스제조사업, 선박용천연가스사업이 포함된다.

사업 종류에 따라 허가권자와 시설·기술기준이 달라지므로 범위 구분이 중요하다.

문제 50
황동판 가공 후 시간이 경과함에 따라 자연히 균열이 발생하는 것을 무엇이라고 하는가?
1가공경화
2표면 경화
3자기균열
4시기균열
정답 및 해설

황동 제품이 가공 후 시간이 지나면서 저절로 갈라지는 현상을 시기균열(자연균열)이라 한다.

냉간가공으로 남은 인장 잔류응력에 암모니아 등 부식 환경이 겹쳐 생기는 응력부식균열의 일종이므로, 가공 뒤 저온 풀림으로 잔류응력을 제거하면 예방할 수 있다.

가공경화는 소성가공으로 재료가 단단해지는 현상이고 표면경화는 표면층만 단단하게 만드는 열처리로, 균열 현상과는 성격이 다르다.

문제 51
아세틸렌 제조 시 청정제로 사용되지 않는 것은?
1리가슬
2카타리솔
3에퓨렌
4카보퓨란
정답 및 해설

카보퓨란은 살충제(농약) 성분으로 쓰이는 물질로, 아세틸렌 제조 공정의 청정제로는 사용되지 않는다.

아세틸렌은 카바이드와 물의 반응으로 제조되는 과정에서 인화수소, 황화수소 등의 불순물이 함께 발생하므로, 이를 제거하기 위해 카타리솔·리가솔·에퓨렌과 같은 전용 청정제를 사용한다.

이러한 청정제들은 불순물을 흡착·산화시켜 제거하는 역할을 하며, 농약 성분인 카보퓨란과는 용도 자체가 다르다.

문제 52
소형용접용기에의 액화석유가스 충전의 기준에 대한 설명으로 틀린 것은?
1제조 후 10년이 경과하지 않은 용접용기인 것이어야 한다.
2캔밸브는 부착한지 3년이 경과하지 않아야 하며, 부착연월이 각인되어 있는 것이어야 한다.
3소형용접용기의 상태가 관련법에서 정하고 있는 4급에 해당하는 찍힌흠, 부식, 우그러짐 및 화염에 의한 흠이 없는 것 이어야 한다.
4충전사업자는 소형용접용기의 표시사항을 확인하고 표시사항이 훼손된 것은 다시 표시한다.
정답 및 해설

소형용접용기에 액화석유가스를 충전할 때 캔밸브는 부착한 지 2년이 지나지 않은 것이어야 하므로 3년이라는 설명이 틀리다.

캔밸브에는 부착 연월이 각인되어 있어야 하며, 그 밖의 기준은 다음과 같다.

  • 용기는 제조 후 10년이 지나지 않은 용접용기여야 한다.
  • 찍힌 흠, 부식, 우그러짐, 화염에 의한 흠이 4급에 해당하는 용기에는 충전하지 않는다.
  • 충전사업자는 표시사항을 확인하고 훼손된 표시는 다시 표시한다.
문제 53
산업통상부장관이 도시가스 사업자에게 조정명령을 할 수 없는 사항은?
1가스공급 계획의 조정
2도시가스 요금 등 공급 조건의 조정
3도시가스의 열량ㆍ압력 및 연소성의 조정
4대표자 변경의 조정
정답 및 해설

도시가스사업자에 대한 조정명령은 가스 수급과 공급조건 등 공급질서에 관한 사항으로 한정되므로, 회사의 대표자 변경은 명령 대상이 아니다.

도시가스사업법에 따라 산업통상부장관은 가스공급계획의 조정, 가스요금 등 공급조건의 조정, 도시가스의 열량·압력 및 연소성의 조정 등을 명할 수 있다.

대표자 변경은 사업자 내부의 사항으로, 허가·등록 사항의 변경 절차에 따라 처리한다.

문제 54
시안화수소에 대한 설명 중 틀린 것은?
1액체는 무색, 투명하며 복숭아 냄새가 난다.
2자체의 열로 인하여 오래된 시안화수소는 중합폭발의 위험성이 있기 때문에 충전한 후 60일이 경과되기 전에 다른 용기에 옮겨 충전하여야 한다.
3액체는 끓는점이 낮아 휘발하기 쉽고, 물에 잘 용해되며 수용액은 산성을 나타낸다.
4염화제일구리, 염화암모늄의 염산 산성 용액 중에서 아세틸렌과 반응하여 메틸아민이 된다.
정답 및 해설

시안화수소가 염화제일구리와 염화암모늄의 염산 산성 용액에서 아세틸렌과 반응하면 생기는 것은 아크릴로나이트릴이므로, 메틸아민이 된다는 설명이 틀리다.

시안화수소는 무색 투명한 액체로 복숭아 냄새가 나고, 끓는점이 약 26 ℃로 낮아 휘발하기 쉬우며 물에 잘 녹아 수용액은 약한 산성을 띤다.

수분과 알칼리가 있으면 자체 반응열로 중합폭발을 일으키므로 안정제를 넣고, 충전 후 60일이 지나기 전에 다른 용기로 옮겨 충전한다.

문제 55
단순지수평활법을 이용하여 금월의 수요를 예측하려고 한다면 이때 필요한 자료는 무엇인가?
1일정기간의 평균값, 가중값, 지수평활계수
2추세선, 최소자승법, 매개변수
3전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수
4추세변동, 순환변동, 우연변동
정답 및 해설

단순지수평활법의 예측식은 Ft=Ft−1+α(At−1−Ft−1)F_t=F_{t-1}+\alpha\left(A_{t-1}-F_{t-1}\right)이므로, 전월의 예측치와 실제치, 지수평활계수만 있으면 금월 수요를 예측할 수 있다.

여기서 지수평활계수 α는 0과 1 사이의 값으로, 클수록 최근 실적을 더 크게 반영한다.

이동평균법과 달리 과거 여러 기간의 자료를 보관할 필요가 없고 계산이 간단하다는 점이 장점이다.

문제 56
그림의 OC곡선을 보고 가장 올바른 내용을 나타낸것은?
1α : 소비자 위험
2L(p) : 로트가 합격할 확률
3β : 생산자 위험
4부적합품률 : 0.03
정답 및 해설

OC곡선의 세로축 L(p)는 부적합품률이 p인 로트가 그 샘플링검사에서 합격할 확률을 뜻하므로 옳은 설명이다.

곡선 왼쪽 위의 α는 좋은 로트가 불합격할 확률인 생산자 위험, 오른쪽 아래의 β는 나쁜 로트가 합격할 확률인 소비자 위험으로 둘의 이름이 서로 뒤바뀌어 제시되어 있다.

가로축은 로트의 부적합품률 p(%)이고 그림에 표시된 값은 N=1,000, n=30, c=3인 검사방식이므로, 부적합품률을 0.03으로 읽을 근거도 없다.

문제 57
설비보전조직 중 지역보전(area maintenance)의 장ㆍ단점에 해당하지 않는 것은?
1현장 왕복 시간이 증가한다.
2조업요원과 지역보전요원과의 관계가 밀접해 진다.
3보전요원이 현장에 있으므로 생산 본위가 되며 생산의욕을 가진다.
4같은 사람이 같은 설비를 담당하므로 설비를 잘 알며 충분한 서비스를 할 수 있다.
정답 및 해설

지역보전은 보전요원을 생산 현장의 각 지역에 배치하는 방식이므로 현장까지 오가는 시간은 오히려 줄어든다. 왕복시간이 증가한다는 설명이 지역보전의 특징이 아니다.

현장에 상주하는 덕분에 조업요원과의 관계가 가까워지고 생산 본위의 의욕이 생기며, 같은 사람이 같은 설비를 계속 맡아 설비를 잘 알게 되는 장점이 있다.

다만 지역마다 인원과 예비품이 중복 배치되어 보전요원의 기능 향상과 인력 활용 면에서는 비효율이 생길 수 있다.

문제 58
다음 중 통계량의 기호에 속하지 않는 것은?
1α
2R
3s
4
정답 및 해설

α는 검정에서 미리 정하는 유의수준(제1종 오류의 확률)을 나타내는 기호로 모집단 쪽 값이므로, 시료에서 계산하는 통계량이 아니다.

나머지는 모두 표본자료로 직접 계산하는 통계량이다.

  • R은 시료의 최댓값과 최솟값의 차인 범위이다.
  • s는 시료로 구한 표본표준편차이다.
  • x 위에 줄을 그은 기호는 시료의 평균인 표본평균이다.

일반적으로 모수는 그리스 문자로, 통계량은 로마자로 나타낸다.

문제 59
관리도에서 측정한 값을 차례로 타점했을 때 점이 순차적으로 상승하거나 하강하는 것을 무엇이라 하는가?
1연(run)
2주기(cycle)
3경향(trend)
4산포(dispersion)
정답 및 해설

관리도의 타점이 계속 올라가거나 내려가면서 한 방향의 기울기를 보이는 것을 경향(trend)이라 한다.

공구 마모나 온도의 서서히 진행되는 변화처럼 시간에 따라 한 방향으로 작용하는 원인이 있을 때 나타나므로, 점이 관리한계 안에 있어도 이상 원인을 찾아야 하는 상태로 본다.

연(run)은 중심선 한쪽에 점이 연속해서 나타나는 것, 주기는 오르내림이 일정 간격으로 되풀이되는 것, 산포는 데이터가 흩어진 정도를 뜻한다.

문제 60
A사는 동일한 공급자로부터 밸브 부품을 로트 단위로 계속 납품받고 있다. 공급자의 과거 검사 성적에 따라 보통 검사, 까다로운 검사, 수월한 검사로 검사의 엄격도를 전환함으로써 공급자에게 품질 향상의 자극을 주고자 할 때 가장 적합한 샘플링검사 방식은?
1규준형 샘플링검사
2선별형 샘플링검사
3조정형 샘플링검사
4연속생산형 샘플링검사
정답 및 해설

가장 적합한 방식은 조정형 샘플링검사이다.

조정형은 연속적으로 제출되는 로트를 대상으로 과거의 품질 실적에 따라 검사의 엄격도를 보통·까다로운·수월한 검사로 전환하는 방식으로, 합격품질한계(AQL)를 지표로 하며 장기적인 거래에 알맞다.

  • 규준형은 생산자 위험 α와 소비자 위험 β를 함께 규정하여 양쪽을 보호하는 방식으로, 로트에 대한 사전 정보가 없거나 1회 거래일 때에도 쓸 수 있다.
  • 선별형은 불합격된 로트를 전수 선별하여 부적합품을 양품으로 바꾸는 방식으로, 평균출검품질한계(AOQL) 등을 보증한다.
  • 연속생산형은 로트를 구성하지 않고 컨베이어 등으로 연속 생산되는 품목에 대하여 전수검사와 일부 검사를 번갈아 적용하는 방식이다.