[위험물산업기사 실기] 5. 제조소등 시설기준 기출문제 정답·해설 페이지

[해설]

옥외저장소 보유공지는 원칙적으로 지정수량 배수 구간에만 따라 정해져(10배 이하 3m, 20배 초과 50배 이하 9m 등) 같은 배수 구간이면 석유류 종류와 무관하게 같은 폭이 적용된다.

다만 인화점이 높아 위험성이 낮은 제4석유류·동식물유류는 표에 따른 공지 폭의 1/3 이상으로 완화할 수 있어, 20배 초과 50배 이하 구간의 기준값 9m가 제4석유류에서는 3m로 줄어든다.

[해설]

옥외탱크저장소 방유제는 탱크 파손 시 위험물이 외부로 퍼지는 것을 막는 방벽이라, 면적을 8만 m² 이하로 제한해 누출된 위험물이 지나치게 넓게 확산되지 않도록 한다.

인화점이 200℃ 이상인 위험물은 상온에서 쉽게 인화하지 않아 화재 확산 위험이 낮으므로 방유제 안 탱크 개수 제한을 두지 않는 예외가 인정된다.

제1석유류(인화점 21℃ 미만)는 이 예외에 해당하지 않으므로 원칙대로 방유제 하나에 10기 이하까지만 설치할 수 있다.

[해설]

두 지하탱크 사이 이격거리는 저장 위험물의 지정수량 배수 합이 100배를 넘는지에 따라 갈리며, 100배 이하이면 0.5m, 초과하면 1m 이상을 요구한다.

경유(지정수량 1,000L)·휘발유(지정수량 200L) 기준으로 배수를 더하면 $\dfrac{20{,}000}{1{,}000}+\dfrac{8{,}000}{200}=60$배로 100배 이하지만, 나머지 두 조합은 각각 108배·120배로 100배를 넘어 1m 이상이 요구된다.

[해설]

주유취급소 탱크 용량 상한은 탱크의 용도에 따라 달라지며, 실제 판매용 연료를 대량 저장하는 고정주유설비·고정급유설비 전용탱크가 5만L로 가장 크게 허용된다.

보일러 등에 소량 연료를 공급하는 전용탱크는 1만L, 폐유·윤활유처럼 부수적으로 저장하는 탱크는 2천L로, 용도가 부수적일수록 상한이 낮아지는 구조다.

[해설]

세로형 원통탱크 용량은 원기둥 부피에서 공간용적(10%)을 제외한 실질 저장 가능 부피로 계산한다.

$V = \pi r^2 l \times (1-0.1) = \pi \times 5^2 \times 8 \times 0.9 = 565{,}486.68\ \mathrm{L}$
이 값이 50만 L를 넘기 때문에 액체위험물 옥외탱크저장소의 정기검사 대상 기준을 충족한다.

기술검토 역시 저장용량 50만L 이상인 옥외탱크저장소가 대상이라 해당하고, 제조소등을 신설하면 사용 전에 완공검사를 받아야 하므로 세 항목 모두 '받아야 한다'가 정답이 된다.

[해설]

지정과산화물 저장창고는 폭발 시 압력을 위로 방출하도록 지붕을 가볍게 만들되, 동시에 비래물 낙하는 막는 이중 목적의 구조기준을 둔다.

중도리·서까래 간격 30cm 이하, 강제격자 한 변 45cm 이하로 촘촘히 짜고 그 아래쪽 면에 철망을 쳐서 도리·보·서까래에 결합하며, 이를 받치는 목재 받침대는 두께 5cm·너비 30cm 이상으로 하여 평상시 하중은 지지하면서 폭발압에는 쉽게 이탈하도록 설계된다.

[해설]

분자량 100.5·비중 1.76·무색 유동성 액체이면서 물과 만나면 발열하는 성질은 과염소산(HClO4)의 전형적 특징으로, 강산화성 액체인 제6류 위험물에 해당한다.

제6류 위험물을 취급하는 제조소는 안전거리 규정이 적용되지 않으므로 병원과의 거리는 '해당없음'이고, 보유공지는 지정수량(300kg) 배수로 산정해 5,000kg÷300kg≈16.7배로 10배를 넘어 5m 이상의 공지를 확보해야 한다.

[해설]

자연발화 우려가 있는 위험물을 다량 저장할 때 지정수량 10배 이하마다 구획하고 0.3m 이상 간격을 두는 것은 한 구획에서 발화하더라도 인접 구획으로 열이 번지지 않도록 완충거리를 확보하기 위해서다.

용기를 겹쳐 쌓는 높이 제한도 위험성에 따라 달라, 기계 하역용 견고한 용기는 6m, 인화점이 비교적 높은 제3·4석유류·동식물유류는 4m, 그 밖의 일반적인 경우는 3m를 넘지 않도록 하여 적재 붕괴 위험을 관리한다.

[해설]

위험물제조소의 옥외에 있는 위험물취급탱크 방유제는 옥외탱크저장소 방유제(탱크 용량의 110%)와 기준이 달라, 탱크가 1기이면 탱크 용량의 50% 이상, 2기 이상이면 최대 탱크 용량의 50%에 나머지 탱크 용량 합계의 10%를 더한 양 이상으로 한다.

50만L 1기만 있는 별도 방유제: $50 \times 0.5 = 25$만 L
나머지(100만L 1기·50만L 1기·10만L 3기)를 모은 방유제: $100 \times 0.5 + (50 + 10 \times 3) \times 0.1 = 50 + 8 = 58$만 L
합계: $25 + 58 = 83$만 L

최대 탱크 1기만 50% 계수를 받고 나머지는 10%씩만 더해지므로, 어느 탱크를 별도 방유제로 분리하느냐에 따라 요구 용량 합계가 달라진다는 점이 이 문제의 핵심이다.

[해설]

탱크 용량은 내용적 그대로가 아니라 공간용적을 제외한 값으로 산정하며, 공간용적은 내용적의 5~10% 범위에서 정하도록 되어 있어 이 범위의 양 끝값이 각각 최대·최소 용량을 만든다.

내용적은 $V = \dfrac{\pi ab}{4}\left(l + \dfrac{l_1+l_2}{3}\right) = \dfrac{\pi \times 2 \times 1.5}{4}\left(3 + \dfrac{0.3+0.3}{3}\right) = 7.5398\ \mathrm{m^3}$
최대값(공간용적 5%)은 $7.5398 \times 0.95 = 7.16\ \mathrm{m^3}$
최소값(공간용적 10%)은 $7.5398 \times 0.90 = 6.79\ \mathrm{m^3}$

[해설]

방화상 유효한 담은 제조소에서 발생한 복사열이 인근 건축물에 미치는 영향을 안전거리 대신 차단하기 위한 대체 수단으로, 계산 결과가 일정 조건을 만족하면 최소 높이 2m로 고정된다.

인근 건축물 높이(H)가 상수(p)·거리(D)·제조소 외벽 높이(a)로 정해지는 기준값 이하이면, 즉 $pD^2+a = 0.15 \times 10^2 + 30 = 45 \ge H=40$이 성립하면 별도의 높은 담 없이 2m 담으로 충분하다고 본다.

[해설]

안전거리는 대상물의 중요도·인구밀집도·문화재적 가치가 클수록 길게 요구되며, 단순 주거지역(10m)보다 다수인 수용시설인 학교·병원·극장(30m)이, 그보다도 지정문화재(50m)가 가장 긴 거리를 요구한다.

고압가스 시설은 20m, 사용전압 7,000V 초과~35,000V 이하 고압 가공전선은 3m로 별도 기준이 적용되며, 전압 구간이 더 높아지면(35,000V 초과) 요구 거리도 5m로 커진다.

[해설]

이 문제는 공간용적 5%를 제외한 최대용량만 구하므로, 원통부와 양쪽 경판을 합친 내용적에 0.95를 곱하면 된다.

$V = \pi r^2 \left(l + \dfrac{l_1+l_2}{3}\right) \times 0.95 = \pi \times 2^2 \times \left(5 + \dfrac{1.5+1.5}{3}\right) \times 0.95 = \pi \times 4 \times 6 \times 0.95 = 71.628312\ \mathrm{m^3}$
리터 단위로 환산하면 71,628.312L이 된다.

[해설]

이동탱크저장소 주입설비 기준도 급유설비와 마찬가지로 정전기 축적에 의한 인화 사고 예방이 핵심이다.

설비 길이를 50m 이내로 제한하고 끝부분에 정전기 제거장치를 두는 것은 호스가 길어질수록 정전기가 누적되기 쉽기 때문이며, 분당 배출량 200L 이하는 급격한 유속에 의한 정전기 발생을 막기 위한 상한이다.

호스 내경 23mm·내압 0.3MPa 기준은 반복 사용에 따른 파손을 막기 위한 최소 규격이다.

[해설]

지하저장탱크 기준은 누출 시 토양·지하수 오염과 인접 시설로의 화재 확산을 동시에 막기 위한 것으로, 탱크전용실을 지하시설물·대지경계선으로부터 일정 간격(0.1m 이상) 띄우고 탱크 윗부분은 지면 아래 0.6m 이상 깊이에 두도록 한다.

두 개 이상 탱크를 인접 설치할 때는 원칙적으로 1m 이상 이격해야 하지만, 저장 위험물 용량 합계가 지정수량 100배 이하로 상대적으로 위험성이 낮으면 0.5m까지 완화되고, 두께 20cm 이상의 콘크리트 구조물로 격리하면 이 간격 자체를 두지 않아도 된다.

[해설]

이 기준은 옥내탱크저장소 펌프실의 화재 확산 방지와 누설 위험물 차단을 위한 구조기준이다.

상층이 없는 경우 지붕은 불연재료로 하고, 출입구에는 갑종(60분+)방화문 또는 을종(30분)방화문을 설치해 화염이 인접 구획으로 번지지 않도록 한다.

탱크전용실에 펌프설비를 둘 때는 주위에 높이 0.2m 이상의 불연재료 턱을 세워 누설된 위험물이 밖으로 흘러나가지 않게 하고, 액상 위험물을 저장하는 탱크전용실 바닥 최저부에는 집유설비를 두어 새어나온 위험물을 모은다.

창 및 출입구 유리는 파손 시 비산이 적고 화염을 일정 시간 견디는 망입유리를 사용한다.

[해설]

제조소 보유공지는 화재 시 인접 시설로의 연소 확대를 막기 위한 완충공간으로, 지정수량 배수에 따라 두 단계로만 나뉜다.

지정수량의 10배 이하인 경우(1배·5배·10배)는 3m 이상, 10배를 초과하는 경우(20배·200배)는 5m 이상의 공지를 확보한다.

10배가 '이하' 구간에 포함된다는 점이 채점 포인트로, 10배를 초과 구간으로 착각하면 틀리기 쉽다.

[해설]

옥외탱크저장소 보유공지는 저장량(지정수량 배수)이 커질수록 화재 확산 위험이 커지므로 단계적으로 넓어진다.

500배 이하 3m, 500배 초과 1,000배 이하 5m, 1,000배 초과 2,000배 이하 9m, 2,000배 초과 3,000배 이하 12m, 3,000배 초과 4,000배 이하 15m 이상으로, 3·5·9·12·15m 순으로 커진다.

값 자체보다 구간 경계값(500·1,000·2,000·3,000배)을 정확히 맞추는 것이 채점 포인트다.

[해설]

이 규정은 정전기 스파크로 인한 화재를 막기 위해 옥외저장탱크 주입구 부근에 접지전극을 설치하도록 한 것이다.

정전기에 의한 재해 우려가 큰 대표 물질로 벤젠과 휘발유가 제시되는데, 둘 다 전기전도도가 매우 낮은 비극성 액체여서 주입·유동 중 발생한 전하가 빠져나가지 못하고 축적되기 쉽다.

이 중 벤젠은 응고점이 약 5.5℃로 비교적 높아 겨울철에 고체로 굳을 수 있으나 인화점이 약 -11℃로 그보다 훨씬 낮아, 고체 상태에서도 증기를 내어 인화할 수 있는 방향족 탄화수소 $\mathrm{C_6H_6}$다. 구조식은 정육각형 벤젠고리의 각 탄소에 수소가 하나씩 결합된 형태다.

[해설]

지정과산화물(유기과산화물 및 이를 함유하는 위험물) 옥내저장소는 폭발 위험이 커서 일반 옥내저장소보다 강화된 기준을 둔다.

유기과산화물은 소량으로도 위험성이 높은 제5류 위험물로 위험등급 I에 해당한다.

저장창고 바닥면적은 위험등급 I 위험물 기준에 따라 1,000㎡ 이하로 제한되고, 외벽을 철근콘크리트조로 할 경우 두께는 일반 옥내저장소보다 두꺼운 20cm 이상을 요구한다.

[해설]

경계표시 개수는 저장면적으로, 경계표시 상호간 거리는 저장 지정수량 배수로 정해진다.

황의 지정수량은 100kg이므로 30,000kg은 300배에 해당하고, 경계표시 하나의 내부 면적은 100㎡ 이하로 제한되므로 300㎡를 저장하려면 경계표시가 3개 필요하다.

인접한 경계표시 상호간의 간격은 보유공지 너비의 1/2 이상으로 하되, 지정수량의 200배 이상을 저장하는 경우에는 10m 이상으로 해야 한다.

옥외저장소에는 제2류 위험물 중 황과, 제4류 위험물 중 인화점 0℃ 이상인 제1석유류·제2석유류 등을 저장할 수 있으므로 인화점 10℃ 이상인 제4류 위험물은 함께 저장할 수 있다.

[해설]

세로형(수직) 원통형 탱크의 내용적은 옆판(측판) 안쪽의 원기둥 부피만으로 계산하며, 지붕 부분 1m는 내용적에 포함하지 않는다.

지름이 10m이므로 반지름 $r=5\,\mathrm{m}$, 높이 $l=4\,\mathrm{m}$를 $V=\pi r^2 l$에 대입하면
$V=\pi \times 5^2 \times 4 = 314.159\,\mathrm{m^3}$

소수점 셋째 자리에서 반올림해 314.16㎥로 답한다.

[해설]

배출설비 기준은 위험물 증기가 실내에 체류하지 않도록 방식별 최소 배출능력을 정한 것이다.

국소방식은 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상, 전역방식은 바닥면적 1㎡당 18㎥ 이상의 배출능력을 갖춰야 한다.

배출구는 지상 2m 이상 높이에 설치하고, 배출덕트가 관통하는 벽 부분 바로 가까이에는 화재 시 자동으로 닫히는 방화댐퍼를 두어 화염이 덕트를 타고 번지는 것을 막는다.

[해설]

지정과산화물 저장창고는 내부에서 폭발이 일어나도 인접 구획으로 번지지 않도록 격벽으로 잘게 나눈다.

저장창고는 150㎡ 이내마다 격벽으로 완전히 구획하고, 격벽 두께는 철근콘크리트조·철골철근콘크리트조는 30cm 이상, 보강콘크리트블록조는 40cm 이상으로 한다.

화염과 폭풍이 격벽을 돌아 옆 구획으로 넘어가지 못하도록 격벽은 양측 외벽으로부터 1m 이상, 상부 지붕으로부터 50cm 이상 돌출시켜야 한다.

[해설]

이 특례들은 각 위험물의 고유한 위험 반응을 억제하기 위한 개별 설비기준이다.

알킬알루미늄등은 공기·물과 격렬히 반응하므로 불활성기체 봉입장치와 함께, 누설된 위험물을 안전한 장소의 조(槽)로 이끄는 설비를 둔다.

아세트알데하이드등은 구리·은 등과 반응해 폭발성 화합물을 만들 수 있으므로 설비 재질에서 동·마그네슘·은·수은과 그 합금을 배제하고 불활성기체 봉입장치를 설치한다.

하이드록실아민등은 온도·농도 상승과 철이온 등의 혼입으로 위험한 분해반응이 촉진되므로 이를 방지하는 조치를 둔다.

[해설]

횡으로 누운(수평) 원통형 탱크의 내용적은 중앙 원통부에 양쪽 경판 부피를 $\dfrac{l_1+l_2}{3}$ 형태로 더해 계산한다.

$V=\pi r^2\left(l+\dfrac{l_1+l_2}{3}\right)$에 $r=3\,\mathrm{m}$, $l=8\,\mathrm{m}$, $l_1=l_2=2\,\mathrm{m}$를 대입하면
$V=\pi \times 3^2 \times \left(8+\dfrac{2+2}{3}\right) = 263.89\,\mathrm{m^3}$

탱크 용량은 열팽창으로 위험물이 넘치지 않도록 공간용적을 뺀 값이므로
$263.89-263.89\times0.1=237.50\,\mathrm{m^3}$

[해설]

지하탱크저장소는 지하에 매설되므로 토압과 지하수, 누설 조기감지를 함께 고려한 기준을 둔다.

탱크전용실 벽의 두께는 0.3m 이상으로 하고, 탱크 주위는 마른 모래 또는 자갈분으로 채워 완충재 겸 배수층 역할을 하게 한다.

통기관 끝부분은 인화성 증기가 지면 부근에 체류하지 않도록 지면으로부터 4m 이상 높이에 두고, 누설을 조기에 발견하기 위한 누유검사관은 4개소 이상 설치한다.

지하저장탱크 윗부분은 지면으로부터 0.6m 이상 아래에 있어야 상부 매립 두께가 확보된다.

[해설]

제1종 판매취급소는 지정수량 20배 이하의 위험물을 점포에서 취급하는 시설이라, 화재 시 확산 방지에 초점을 둔 구조기준을 따른다.

위험물을 배합하는 배합실은 바닥면적을 6㎡ 이상 15㎡ 이하로 제한하고, 벽은 내화구조 또는 불연재료로 하며, 바닥은 위험물이 스며들지 않는 구조로 하되 적당한 경사를 두어 집유설비를 설치한다.

출입구에는 자동폐쇄식 갑종(60분+)방화문을 두고, 문턱 높이는 액체가 새어나가지 않도록 바닥면으로부터 0.1m 이상으로 한다.

[해설]

방유제 용량은 방유제 안 탱크 중 용량이 가장 큰 탱크를 기준으로 정해지며, 탱크 용량은 내용적에서 공간용적을 뺀 값이다.

a탱크는 $50{,}000{,}000\times0.95=47{,}500{,}000\,\mathrm{L}$, b탱크는 $120{,}000{,}000\times0.95=114{,}000{,}000\,\mathrm{L}$로 b가 더 크다.

인화성 액체 옥외저장탱크의 방유제 용량은 최대 탱크 용량의 110% 이상이므로
$114{,}000{,}000\times1.1=125{,}400{,}000\,\mathrm{L}$ 이상이 필요하다.

용량이 1,000만L 이상인 옥외저장탱크가 하나의 방유제 안에 2기 이상 있을 때 탱크마다 설치하는 구조물을 간막이둑이라 한다.

[해설]

주유취급소의 이격거리는 주유 중 유출·화재가 인접 대지와 도로 통행인에게 미치는 영향을 줄이기 위한 기준이다.

부지경계선까지는 자동차에 직접 주유하는 고정주유설비가 2m 이상, 용기에 옮겨 담거나 이동저장탱크에 주유하는 고정급유설비가 1m 이상으로, 급유설비 쪽이 짧다.

도로경계선까지는 주유설비·급유설비 모두 4m 이상을 두고, 화염이 유입될 개구부가 없는 벽까지는 고정주유설비 기준 1m 이상으로 완화된다.

[해설]

하나의 탱크전용실에 옥내저장탱크 2기를 둘 때는 점검공간 확보와 누설 시 상호 영향을 줄이기 위해 이격거리와 용량 총량을 함께 제한한다.

탱크 상부·하부 및 바깥쪽과 탱크전용실 벽 사이, 그리고 탱크 상호간의 거리는 모두 0.5m 이상으로 한다.

옥내저장탱크 용량의 합계는 지정수량의 40배 이하로 제한되는데, 에틸알코올(알코올류)의 지정수량이 400L이므로
$400\times40=16{,}000\,\mathrm{L}$ 이하가 된다.

[해설]

제조소 옥외에 있는 위험물취급탱크의 방유제 용량은 옥외저장탱크(최대용량의 110%)와 달리, 탱크가 2기 이상이면 최대 탱크 용량의 50%에 나머지 탱크 용량 합계의 10%를 더한 값 이상으로 한다.

최대탱크가 200㎥, 나머지가 100㎥이므로
$(200\times0.5)+(100\times0.1)=100+10=110\,\mathrm{m^3}$

탱크가 1기뿐이면 그 탱크 용량의 50% 이상이라는 점, 옥외저장탱크는 110% 기준이라는 점과 구분하는 것이 채점 포인트다.

[해설]

간이탱크저장소는 용량이 작은 소형 탱크를 다루므로 상대적으로 완화된 이격·구조 기준을 둔다.

옥외에 설치할 때 탱크 주위 공지 너비는 1m 이상, 전용실에 설치할 때 탱크와 전용실 벽 사이 간격은 0.5m 이상이며, 하나의 간이저장탱크 용량은 600L 이하로 제한된다.

강판 두께는 3.2mm 이상으로 하고, 제작 후 70kPa의 압력으로 10분간 수압시험을 실시해 새거나 변형되지 않는지 확인한다.

[해설]

방화벽으로 화재구획을 나누면 보유공지를 두지 않고도 제조소를 설치할 수 있도록 한 완화 규정이다.

방화벽은 화염 확산을 막기 위해 내화구조로 하되 제6류 위험물을 취급하는 제조소는 불연재료로 할 수 있고, 출입구와 창에는 자동폐쇄식 갑종(60분+)방화문을 설치한다.

방화벽의 양단과 상단은 외벽 또는 지붕으로부터 50cm 이상 돌출시켜 벽을 돌아 화염이 우회하는 것을 막는다.

[해설]

옥내탱크저장소의 밸브 없는 통기관은 탱크 내부 압력을 조절하면서도, 방출되는 증기가 건물 개구부로 유입되지 않도록 위치를 규제한다.

끝부분은 건축물의 창·출입구 등 개구부로부터 1m 이상 떨어진 옥외에, 지면으로부터 4m 이상 높이로 설치한다.

인화점 40℃ 미만으로 인화 위험이 큰 위험물의 탱크 통기관은 부지경계선으로부터 1.5m 이상 거리를 추가로 확보해 인근으로의 증기 확산 위험을 줄인다.

[해설]

옥내저장소 저장창고의 바닥면적 상한은 저장 위험물의 위험등급에 따라 달라지며, 위험등급이 높을수록 면적이 좁아진다.

염소산염류(제1류)와 유기과산화물(제5류)은 위험등급 I에 해당해 바닥면적을 1,000㎡ 이하로 제한한다.

반면 제2석유류는 위험등급 III으로 위험성이 상대적으로 낮아 2,000㎡ 이하까지 허용된다.

[해설]

배출설비의 배출능력은 방식별로 정해진 배율을 실제 규모에 곱해 계산한다.

국소방출방식은 1시간당 배출장소 용적의 20배이므로 용적이 1㎥이면
$1\times20=20\,\mathrm{m^3}$

전역방출방식은 바닥면적 1㎡당 18㎥이므로 바닥면적이 100㎡이면
$100\times18=1{,}800\,\mathrm{m^3}$

[해설]

제2류 위험물을 저장하는 옥내저장소는 인화성고체를 제외하면 상대적으로 완화된 구조기준이 적용된다.

제2류는 바닥면적 1,000㎡ 이하 대상(위험등급 I 등)에 포함되지 않으므로 저장창고 바닥면적은 2,000㎡ 이하이고, 벽·기둥·바닥은 원칙인 내화구조 대신 불연재료로 할 수 있다(인화성고체는 제외).

철분·금속분·마그네슘은 물과 반응해 발열·발화하므로 저장창고 바닥은 물이 스며 나오거나 스며들지 아니하는 구조로 해야 하며, 따라서 제시된 세 설명은 모두 옳다.

[해설]

제조소 보유공지는 지정수량 배수가 10배 이하인지 10배 초과인지로 두 단계로만 나뉜다.

1배·5배·10배는 모두 10배 이하 구간이므로 3m 이상, 20배·200배는 10배 초과 구간이므로 5m 이상의 공지를 둔다.

배수가 아무리 커도 3m와 5m 두 값만 쓰인다는 점, 10배가 '이하' 쪽에 포함된다는 점이 이 기준의 핵심이다.

[해설]

옥외탱크저장소 방유제는 대량 누출 시 확산을 막는 설비이므로 내부 면적과 수용 탱크 수를 함께 제한한다.

방유제 내의 면적은 80,000㎡ 이하로 하며, 저장·취급하는 위험물의 인화점이 200℃ 이상인 경우에는 인화 위험이 낮아 탱크 개수를 제한하지 않는다.

제1석유류는 인화점이 21℃ 미만이어서 이 예외에 해당하지 않으므로, 15만L를 저장하더라도 하나의 방유제 안에 설치할 수 있는 탱크는 10개까지다.

[해설]

제조소의 배출설비는 원칙적으로 국소방식으로 설치하며, 배출능력은 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상이어야 한다.

가연성 증기나 분진이 실내에 체류하지 않도록 충분한 배출량을 확보하기 위한 기준이므로, 주어진 용적 100㎥에 20을 곱하면 된다.

$100~\mathrm{m^3} \times 20 = 2{,}000~\mathrm{m^3/hr}$

[해설]

옥내저장소의 바닥면적 상한은 위험물의 위험성에 따라 1,000㎡ 이하 그룹과 2,000㎡ 이하 그룹으로 나뉜다.

① 염소산칼륨은 제1류 위험물 중 염소산염류로 위험등급 I에 해당해 1,000㎡ 그룹에 속하고, ③ 유기과산화물도 지정수량 10kg인 제5류로 같은 그룹이어서 바닥면적이 1,000㎡로 제한된다.

② 제2석유류는 특수인화물·제1석유류·알코올류처럼 위험도가 높은 품명이 아니므로 상대적으로 완화된 2,000㎡ 그룹에 속한다.

[해설]

제조소 배출설비는 원칙적으로 국소방식이며, 배출능력·전역방식 환산기준·배출구 높이·방화설비까지 세부 수치가 함께 규정되어 있다.

① 배출능력은 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상이 원칙이고, ② 부득이하게 전역방식을 쓸 때는 바닥면적 1㎡당 18㎥ 이상으로 환산해 적용할 수 있다.

③ 배출구는 지상 2m 이상의 높이에서 연소 우려가 없는 위치에 설치해야 하며, ④·⑤ 배출덕트가 벽을 관통하는 부분 가까이에는 화재 시 자동으로 닫히는 방화댐퍼를 두어 화염이 다른 구역으로 번지지 않도록 한다.

[해설]

아세트알데하이드등은 반응성이 커 일반 제조소 기준만으로는 부족하므로, 폭발 및 과열을 막는 별도 특례설비를 갖추어야 한다.

① 특수인화물 중 아세트알데하이드와 함께 규제 대상이 되는 것은 산화프로필렌이며, 두 물질 모두 반응성이 높아 같은 특례를 적용받는다.

②·③ 가연성 혼합기체 생성에 의한 폭발을 막기 위해 불활성기체 또는 수증기를 봉입하는 장치가 필요하고, ④·⑤ 저장탱크에는 온도 상승을 억제하는 냉각장치나 저온을 유지하는 보냉장치, 그리고 불활성기체 봉입장치를 함께 갖추어야 한다.

[해설]

지정과산화물은 제5류 위험물 중에서도 위험성이 가장 커 위험등급이 I로 분류되고, 그에 맞춰 저장창고 기준도 일반 위험물보다 엄격하다.

② 바닥면적은 위험등급 I 위험물에 적용되는 상한인 1,000㎡ 이하로 제한된다.

③ 저장창고 외벽은 폭발 시 피해 확산을 막기 위해 두께 20cm 이상의 철근콘크리트조(또는 30cm 이상의 보강콘크리트블록조)로 하도록 규정한다.

[해설]

주유취급소 기준은 정전기·과주입으로 인한 화재를 막기 위해 접지설비와 주유·주입 속도·시간을 세부적으로 제한한다.

① 옥외저장탱크 주입구 부근에는 정전기를 제거하기 위한 접지전극을 설치하고, ②·③ 셀프주유취급소에서는 과주유를 막기 위해 휘발유 1회 연속주유량을 100L 이하, 주유시간을 4분 이하로 제한한다.

④·⑤ 이동저장탱크에 위험물을 상부 또는 밑부분으로 주입할 때는 정전기 발생을 억제하기 위해 액표면이 주입관 선단을 넘을 때까지 주입관 내 유속을 1m/s 이하로 유지해야 한다.

[해설]

에틸알코올(에탄올)은 반응 조건에 따라 서로 다른 생성물을 내놓으며, 이 문제는 그 대표적인 세 반응을 묻고 있다.

① 나트륨과 반응하면 $2C_2H_5OH + 2Na \rightarrow 2C_2H_5ONa + H_2$와 같이 수소 기체가 발생한다.

② 진한 황산과 함께 가열해 축합(탈수)시키면 다이에틸에터가 생성되고, ③ 산화되면 1차 산화물인 아세트알데하이드가 만들어진다(추가 산화 시 아세트산이 된다).

[해설]

제4류 위험물의 알코올 관련 품명은 탄소수와 인화점을 기준으로 알코올류·제1석유류·제2석유류로 나뉜다.

② 아이소프로필알코올과 ⑤ 1-프로판올은 탄소수 3 이하의 포화 1가 알코올이므로 알코올류로 분류된다.

① t-부탄올은 탄소수 4여서 알코올류에서 빠지고 인화점이 21℃ 미만이라 제1석유류에 속하며, ③ n-부탄올과 ④ 아이소부틸알코올은 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만 구간이라 제2석유류로 분류된다.

[해설]

황린은 물에는 녹지 않지만 강알칼리 수용액과는 반응하는 성질이 있어, 그 반응식과 저장기준을 함께 묻는 문제다.

① 수산화칼륨 수용액과 반응하면 맹독성 기체인 포스핀(PH₃)이 발생하고, ② 이 포스핀은 $2PH_3 + 4O_2 \rightarrow P_2O_5 + 3H_2O$와 같이 연소하여 오산화인을 생성한다(양변의 O를 맞추면 산소 4분자가 필요하다).

③·④ 황린은 제3류 위험물 중 지정수량 20kg으로 위험등급 I에 해당하므로, 옥내저장소 바닥면적도 위험등급 I 기준인 1,000㎡ 이하로 제한된다.

[해설]

아이소프로필알코올을 산화시키면 아세톤이 되며, 아세톤은 CH₃CO- 구조를 가져 아이오딘폼 반응을 나타낸다.

② 아이오딘(요오드)과 알칼리 존재 하에 반응시키면 특유의 노란색 침전(CHI₃, 아이오도폼)이 생성된다.

③ 이 침전 때문에 반응 후 용액은 노란색을 띠며, CH₃CO- 또는 CH₃CH(OH)- 구조를 가진 화합물을 검출하는 정성 반응으로 활용된다.

[해설]

오황화인(P₂S₅)은 물과 반응해 인산과 황화수소를 내놓으며, 생성된 황화수소는 다시 연소 반응을 일으킨다.

① 양쪽의 P·S·H·O 원자 수를 맞추면 물 8분자가 소비되고 황화수소 5분자가 나온다.
$P_2S_5 + 8H_2O \rightarrow 5H_2S + 2H_3PO_4$

② 황화수소의 완전연소에서는 산소 3분자가 소비되어 이산화황과 물이 생성된다.
$2H_2S + 3O_2 \rightarrow 2SO_2 + 2H_2O$

[해설]

인화점은 액면 위에 인화 가능한 농도의 증기가 만들어지는 최저 온도로, 이 다섯 물질은 이황화탄소 < 아세톤 < 메탄올 < 아닐린 < 글리세린 순으로 높아진다.

이황화탄소는 인화점이 약 -30℃로 특수인화물에 속할 만큼 낮고, 아세톤(약 -18℃)은 제1석유류, 메탄올(약 11℃)은 알코올류로 그 뒤를 잇는다.

아닐린(약 70℃)과 글리세린(약 160℃)은 모두 제3석유류에 해당해 인화점이 높은 편이므로 순서상 가장 뒤에 놓인다.

[해설]

세 물질은 모두 제1류 산화성 고체로, 가열분해되면 공통적으로 산소를 방출해 주변 가연물의 연소를 크게 돕는다.

① 과염소산칼륨의 분해는 $KClO_4 \rightarrow KCl + 2O_2$로 염화칼륨과 산소가 생성된다.

② 질산칼륨은 $2KNO_3 \rightarrow 2KNO_2 + O_2$로 아질산칼륨과 산소를, ③ 과산화칼륨은 $2K_2O_2 \rightarrow 2K_2O + O_2$로 산화칼륨과 산소를 내놓는다.

[해설]

인화성 액체를 저장하는 옥외탱크의 방유제 용량은 가장 큰 탱크 용량의 110% 이상으로 정해지므로, 세 탱크 중 최대인 50만L만 기준으로 삼는다.

$500{,}000~\mathrm{L} \times 1.1 = 550{,}000~\mathrm{L}$
$550{,}000~\mathrm{L} = 550~\mathrm{m^3}$

탱크가 여러 기라도 방유제 용량은 각 탱크 용량의 합이 아니라 최대 탱크 하나의 용량을 기준으로 계산한다는 점이 핵심 채점 포인트다.

[해설]

지중탱크는 지반에 매설된 형태라 지상탱크와 달리 부지경계선까지의 거리와 보유공지 너비를 탱크 내경에 비례한 배수로 산정한다.

문제에서 제시한 0.5배 기준을 내경 100m에 적용하면 두 값이 모두 $100~\mathrm{m} \times 0.5 = 50~\mathrm{m}$로 계산된다.

부지경계선까지의 거리와 보유공지 너비에 같은 산정식을 쓰기 때문에 ①과 ②의 답이 동일하게 나온다는 점을 확인하는 문제다.

[해설]

히드록실아민등을 취급하는 제조소는 일반 위험물과 달리 지정수량 배수의 세제곱근에 비례하는 별도 공식으로 안전거리를 산정한다.

① 히드록실아민의 지정수량은 100kg이므로 1톤(1,000kg)은 지정수량의 10배가 되고, 안전거리는 $D = 51.1 \times \sqrt[3]{N} = 51.1 \times \sqrt[3]{10} \approx 110.09~\mathrm{m}$로 계산된다.

② 제5류 위험물 공통으로 부착하는 주의사항 표지는 적색 바탕에 백색 문자로 '화기엄금'을 표시한다.

③ 옥외 저장설비 주위에 쌓는 토제(둑)는 폭발 충격을 완화하기 위해 경사면의 경사도를 60도 미만으로 유지해야 한다.

[해설]

하나의 방유제 안에 둘 수 있는 옥외저장탱크 수는 원칙적으로 10기 이하이며, 방유제 안 모든 탱크가 20만L 이하이고 인화점이 70℃ 이상 200℃ 미만인 경우에만 20기까지 완화된다.

① 질산은 제6류 위험물로 완화 요건인 인화점 구간에 해당하지 않으므로 원칙대로 10기 이하가 적용되고, 12기를 담으려면 방유제가 2개 필요하다.

② 방유제 용량은 탱크 용량의 합이 아니라 그 안에 있는 최대 탱크 용량의 110%로 정해지므로, 30만L와 20만L가 섞여 있어도 가장 큰 30만L를 기준으로 $30 \times 1.1 = 33$만L가 된다.

③ 30만L 탱크는 20만L를 초과하고 20만L 탱크의 인화점도 50℃여서 완화 요건을 어느 쪽도 충족하지 못하므로, 총 12기는 10기 이하 원칙에 따라 최소 2개의 방유제로 나눠야 한다.

[해설]

주유취급소 특례는 주유 대상의 이용 형태가 일반 자동차 주유취급소와 다르다는 점을 반영해, 일부 시설기준의 적용을 면제해 주는 규정이다.

① 항공기 주유취급소는 급유차·고정급유설비로 항공기에 직접 급유하는 형태여서 주유공지·탱크용량 제한·주유관 길이·담벽·캐노피 기준이 모두 면제(㉠~㉤)된다.

② 자가용 주유취급소는 관계자 차량만 주유할 뿐 설비 형태는 일반 주유취급소와 같으므로 완화 폭이 가장 좁아 주유공지(㉠) 확보 의무만 면제된다.

③ 선박 주유취급소는 수상의 선박에 급유하므로 항공기와 비슷하게 폭넓게 면제되지만 캐노피(㉤)는 제외되어 ㉠~㉣까지만 해당한다.