[위험물기능사 필기] 11년 4회차 기출문제 해설 페이지

취급소는 “지정수량 이상의 위험물을 제조 외의 목적으로 취급하기 위한 대통령령이 정하는 장소로서 허가를 받은 장소”이다. 위험물·제조소·저장소·취급소의 정의는 모두 대통령령을 기준으로 하므로 “관할 지자체장이 정하는 장소”라는 서술은 옳지 않다.

이산화탄소 소화약제 저장용기의 충전비는 저압식이 1.1 이상 1.4 이하, 고압식이 1.5 이상 1.9 이하이다. 저압식은 약 −18℃로 냉각 저장하여 압력이 낮으므로 고압식보다 충전비가 작다.

지정과산화물 옥내저장소의 저장창고는 바닥면적 150m² 이내마다 격벽으로 완전히 구획하여야 하므로 250m²는 기준에 맞지 않는다. 격벽은 철근콘크리트조·철골철근콘크리트조는 두께 30cm 이상(보강콘크리트블록조는 40cm 이상)으로 하고, 지붕으로부터 50cm 이상, 양측 외벽으로부터 1m 이상 돌출시켜야 한다.

옥내저장소는 원칙적으로 지정수량의 100배 이상을 저장·취급하는 경우 자동화재탐지설비를 설치하여야 한다. 참고로 제조소·일반취급소는 연면적 500m² 이상이거나 옥내에서 지정수량 100배 이상을 취급하는 경우가 설치 대상이다.

폭굉유도거리(DID)는 압력이 높을수록, 관지름이 작을수록, 점화원 에너지가 클수록, 정상 연소속도가 큰 혼합가스일수록, 관 내에 이물질이나 장애물이 있을수록 짧아진다. 따라서 압력이 높을수록 짧아진다는 설명만 옳고 나머지 세 보기는 모두 조건이 반대로 서술되어 있다.

제3종 분말소화약제는 제1인산암모늄($\mathrm{NH_4H_2PO_4}$)으로 A·B·C급 화재에 모두 적응한다. 열분해로 생성된 메타인산($\mathrm{HPO_3}$)이 가연물 표면에 유리질 피막을 만들어 방진효과를 내므로 다른 분말약제와 달리 A급에도 적응성이 있다.

할론 번호는 C-F-Cl-Br의 원자 수를 순서대로 나열한 것이므로 할론 2402는 탄소 2, 불소 4, 염소 0, 브롬 2, 즉 $\mathrm{C_2F_4Br_2}$이다. 같은 방식으로 할론 1301은 $\mathrm{CF_3Br}$, 할론 1211은 $\mathrm{CF_2ClBr}$이다.

톨루엔은 제4류 제1석유류의 비수용성 액체로 비중이 약 0.87이라 물보다 가벼워 주수하면 화재면이 확산된다. 따라서 액면을 덮어 질식시키는 포 소화가 가장 적합하며, 이산화탄소·분말·할로겐화합물도 적응성이 있다.

제2류 위험물 중 지정수량이 500kg인 것은 철분·금속분·마그네슘이다. 이들은 금속화재이므로 D급 화재에 해당하며 마른모래나 팽창질석·팽창진주암 등 금속화재용 약제로 피복소화한다. 참고로 황화린·적린·유황은 100kg, 인화성고체는 1000kg이다.

피난동선은 화재 시 누구나 직감적으로 따라갈 수 있도록 단순하고 명료해야 하므로 지그재그의 복잡한 형태는 피난동선의 요건이 아니다. 그 밖에 수평·수직동선으로 구분하고, 2개 이상의 방향으로, 가급적 서로 반대방향의 다수 출구와 연결되도록 계획한다.

정전기는 접촉·분리가 반복될수록 대전량이 감소하며, 일반적으로 처음 접촉·분리할 때 발생량이 가장 크다. 반면 접촉면적과 압력이 클수록, 분리속도가 빠를수록, 대전서열에서 서로 멀리 떨어진 물질일수록 발생량은 많아진다.

가연물을 밀폐하여 공기(산소) 공급을 차단하는 것은 산소 농도를 낮추는 질식소화이다. 가스밸브 차단, 유전 화재의 폭약 사용, 촛불을 입으로 불어 끄는 것은 모두 가연물이나 가연성 증기를 제거하는 제거소화의 예이다.

제3종 분말소화약제인 제1인산암모늄은 열분해하여 $\mathrm{NH_4H_2PO_4} \rightarrow \mathrm{HPO_3} + \mathrm{NH_3} + \mathrm{H_2O}$가 된다. 생성된 메타인산이 가연물 표면에 피막을 형성해 방진효과를 내는 것이 A급 적응성의 근거이다.

목조건축물은 가연물이 많고 통기가 좋아 급격히 연소해 최성기 온도가 약 1300℃까지 올라가지만 지속시간은 30분 내외로 짧다. 따라서 고온단시간형으로 분류되며, 내화구조 건축물은 약 900~1000℃로 길게 지속되는 저온장시간형이다.

자동화재탐지설비의 하나의 경계구역은 건축물 그 밖의 공작물의 2 이상의 층에 걸치지 아니하도록 하는 것이 원칙이다(면적 500m² 이하이면서 2개 층에 걸치는 경우 등은 예외). 나머지 한 변 50m(광전식분리형 100m) 이하, 감지기 설치위치, 비상전원 설치는 모두 옳은 기준이다.

보유공지는 연소확대 방지의 완충공간 확보, 소화활동 공간 확보, 피난 용이성 확보를 목적으로 한다. 보유공지 너비는 저장·취급하는 위험물의 최대수량에 따라 3m부터 15m 이상까지 정해지므로 “주변 시설과 50m 이상 이격”은 보유공지의 목적이나 기준과 거리가 멀다.

할론 1301은 $\mathrm{CF_3Br}$이므로 분자량은 $12 + 19 \times 3 + 80 = 149$이다. 증기비중은 $\dfrac{149}{29} = 5.14$로 공기보다 약 5배 무겁다.

탄화알루미늄은 물과 반응하여 가연성 가스인 메탄을 발생시킨다. $\mathrm{Al_4C_3} + 12\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{Al(OH)_3} + 3\mathrm{CH_4}\uparrow$ 이므로 스프링클러 같은 주수설비는 부적합하고 마른모래·탄산수소염류 분말 등으로 소화한다. 참고로 탄화칼슘은 아세틸렌을 발생시킨다.

수성막포(AFFF)는 분말소화약제와 병용해도 소포되지 않아 트윈 에이전트(twin agent) 방식으로 함께 사용할 수 있다. 분말의 빠른 소염효과와 수성막포의 재발화 방지효과가 결합되어 유류화재에 특히 효과적이며, 단백포 계열은 분말과 병용하면 포가 파괴된다.

소요단위는 소화설비 설치대상 건축물이나 위험물의 양을 기준으로 정한 단위로, 위험물은 지정수량의 10배를 1소요단위로 한다. 건축물의 경우 제조소·취급소는 내화구조 연면적 100m²(비내화 50m²), 저장소는 내화 150m²(비내화 75m²)가 1소요단위이다.

니트로글리세린은 약 8~10℃에서 동결하여 취급 중 마찰·충격에 매우 민감해지므로, 응고점이 약 −22℃로 낮은 니트로글리콜을 일부 대체 배합하여 부동(不凍) 다이너마이트를 만든다. 니트로글리콜 역시 제5류 질산에스테르류에 속한다.

제조소 또는 취급소의 건축물은 외벽이 내화구조인 것은 연면적 100m², 외벽이 내화구조가 아닌 것은 연면적 50m²를 1소요단위로 한다. 저장소 건축물은 각각 150m²와 75m²이고, 위험물은 지정수량의 10배가 1소요단위이다.

사용정지·허가취소 사유는 변경허가 없이 위치·구조·설비를 변경한 때, 완공검사를 받지 않고 사용한 때, 수리·개조·이전 명령을 위반한 때, 안전관리자 미선임·대리자 미지정, 정기점검·정기검사 미실시, 저장·취급기준 준수명령 위반이다. 출입·검사를 거부한 경우는 별도의 벌칙·과태료 대상일 뿐 사용정지나 허가취소 사유는 아니다.

제6류 위험물(산화성 액체)의 운반용기에는 “가연물접촉주의”를 표시한다. 화기·충격주의와 가연물접촉주의는 제1류, 화기엄금은 제3류 자연발화성·제4류·제5류, 물기엄금은 제1류 알칼리금속과산화물과 제3류 금수성물질에 표시한다.

운송책임자의 감독·지원을 받아 운송해야 하는 위험물은 알킬알루미늄, 알킬리튬 및 이를 함유하는 물질이다. 이들은 공기·물과 접촉 시 즉시 발화하는 자연발화성·금수성 물질이라 운송 중 사고 위험이 특히 커 별도로 규정하고 있다.

황린은 물에 녹지 않기 때문에 오히려 물속(약 pH 9의 약알칼리성 물)에 저장하며, 벤젠·이황화탄소에는 잘 녹는다. 따라서 “벤젠에는 불용이나 물에 잘 녹는다”는 설명은 용해성이 정반대로 서술된 것이다. 담황색 고체이고 마늘 냄새가 나며 환원력이 강한 것은 옳은 설명이다.

질산과 과염소산은 모두 제6류 산화성 액체로 분자 내에 산소를 포함하고, 강한 산화제이며 비중이 1보다 커 물보다 무겁다. 그러나 이들은 불연성이어서 스스로 연소하지 않고 다른 가연물의 연소를 돕는 물질이므로 “쉽게 연소한다”는 설명은 틀리다.

이산화탄소 소화설비의 저장용기는 온도가 40℃ 이하이고 온도변화가 적은 장소에 설치하여야 하므로 50℃ 이하는 틀린 기준이다. 그 밖에 방호구역 외의 장소, 직사일광·빗물 침투 우려가 적은 장소에 설치하고 안전장치를 두어야 한다.

$\mathrm{HO\text{-}CH_2CH_2\text{-}OH}$는 에틸렌글리콜로 인화점이 약 111℃인 수용성 액체이므로 제4류 제3석유류(수용성)에 해당한다. 제3석유류의 지정수량은 비수용성 2000L, 수용성 4000L이므로 4000L이다.

나트륨은 액체 암모니아에 녹아 반응하면서 수소를 발생시키고, 공기 중에서 연소하면 특유의 노란색(황색) 불꽃을 낸다. 칼륨은 보라색 불꽃을 내고 열·전기의 양도체이며, 칼슘은 물과 반응하므로 물속에 저장할 수 없고, 리튬은 고온의 물과 반응하여 산소가 아니라 수소를 발생시킨다.

1m 이상 간격을 두면 동일 저장소에 저장할 수 있는 조합은 1류+6류, 1류(알칼리금속과산화물 제외)+5류, 1류+3류 자연발화성물품, 2류 인화성고체+4류, 3류 알킬알루미늄등+4류(알킬알루미늄등 함유), 4류 유기과산화물+5류 유기과산화물이다. 과염소산나트륨은 제1류, 질산은 제6류이므로 함께 저장할 수 있다. 과산화나트륨은 알칼리금속의 과산화물이라 제5류와 함께 둘 수 없고, 유황은 인화성고체가 아니어서 아세톤과 함께 저장할 수 없다.

각 물질의 인화점은 디에틸에테르 약 −45℃, 산화프로필렌 약 −37℃, 이황화탄소 약 −30℃, 벤젠 약 −11℃이다. 따라서 디에틸에테르가 가장 낮으며, 앞의 세 가지는 모두 제4류 특수인화물이다.

디에틸에테르는 물에 잘 녹지 않고(약 6.5% 정도) 비중이 0.71로 물보다 가벼워 집중 주수하면 액면에 떠서 화재가 확산되므로 주수소화는 부적합하며 이산화탄소·분말 등으로 질식소화한다. 마취성 증기, 요오드화칼륨 수용액으로 과산화물 검출(황색 변화), 정전기 축적 주의는 모두 옳은 설명이다.

지정수량 1/10을 초과하는 위험물의 운반 시 혼재 가능한 조합은 1류와 6류, 2류와 4류·5류, 3류와 4류, 4류와 5류이다. 따라서 제1류–제6류만 혼재할 수 있고, 2류–3류, 3류–5류, 5류–1류는 모두 혼재가 금지된다.

인화성 액체를 저장하는 옥외탱크저장소의 방유제 용량은 탱크가 1기일 때 그 탱크 용량의 110% 이상이다. 따라서 $10000\,\mathrm{L} \times 1.1 = 11000\,\mathrm{L}$ 이상이어야 한다. 탱크가 2기 이상이면 최대 탱크 용량의 110% 이상으로 한다.

벤젠의 인화점은 약 −11℃이지만 톨루엔은 약 4℃로 0℃보다 높으므로 “인화점은 0℃ 이하”라는 공통 성상은 성립하지 않는다. 두 물질 모두 비수용성 무색 액체이고 액비중은 1보다 작으며(벤젠 0.9, 톨루엔 0.87), 증기비중은 1보다 커서 낮은 곳에 체류한다.

제3류 위험물의 품명에서 유기금속화합물은 알킬알루미늄과 알킬리튬을 제외한 것으로 규정되어 있다. 트리에틸알루미늄은 알킬알루미늄이라는 독립된 품명(지정수량 10kg)에 해당하므로 유기금속화합물에 속하지 않고, 트리에틸칼륨·트리에틸인듐·디에틸아연은 유기금속화합물(지정수량 50kg)이다.

니트로셀룰로오스는 물에 녹지 않고 비중이 약 1.7로 물보다 무겁다. 건조하면 발화·폭발 위험이 커지므로 물이나 알코올로 습면시켜 저장하며, 질화도(질소 함유율)가 높을수록 폭발 위험성이 커진다.

암반탱크의 공간용적은 해당 탱크 내에 용출하는 7일간의 지하수 양에 상당하는 용적과, 해당 탱크 내용적의 100분의 1의 용적 중 더 큰 용적으로 한다. 일반 탱크의 공간용적이 내용적의 5/100~10/100인 것과 구분해서 기억한다.

무수크롬산($\mathrm{CrO_3}$)은 제1류 산화성 고체로 강력한 산화제이므로 아세트산 같은 유기 가연물과 접촉하면 산화열이 축적되어 발화하기 쉽다. 금속나트륨과 석유, 니트로셀룰로오스와 알코올은 오히려 보호액·습윤제 관계이고, 과산화수소와 물은 희석 관계이다.

왕수는 진한 염산 3 : 진한 질산 1의 부피비로 혼합한 것으로, 금이나 백금도 녹인다. 알루미늄·철이 진한 질산에서 부동태 피막을 형성해 녹지 않는 점, 부식성·흡습성이 강한 점, 직사광선에 분해하여 이산화질소를 발생시켜 갈색병에 저장하는 점은 옳은 설명이다.

제1종 판매취급소는 건축물의 1층에만 설치할 수 있으므로 “지하 또는 1층”은 틀리다. 배합실 바닥면적 6m² 이상 15m² 이하, 천장을 설치하는 경우 불연재료 사용, 창·출입구의 방화문 설치는 옳은 기준이다. ※ 현행 기준으로는 갑종·을종 방화문이 60분+·60분방화문 및 30분방화문으로 명칭이 바뀌었다.

제5류 위험물은 자기반응성 물질로 대부분 분자 내에 산소를 함유하지만 모두 그런 것은 아니다. 아지화합물(아지화나트륨), 히드라진 유도체 등은 산소를 포함하지 않으므로 “모두 산소를 포함한다”는 설명은 틀리다. 피크린산이 니트로화합물인 점과 니트로기가 많을수록 폭발력이 커지는 점은 옳다.

적린은 물과 반응하지 않고 황린과 달리 독성·자연발화성이 없어 다량의 물로 냉각소화하는 것이 가장 적합하다. 마그네슘은 이산화탄소와 반응해 탄소를 유리시키므로 질식소화가 위험하고, 황은 비산 방지를 위해 분무주수하며, 인화성고체는 이산화탄소로 질식소화할 수 있다.

황린은 발화점이 약 34℃로 공기 중에 노출되면 자연발화하므로 물속에 저장한다. 이때 인화수소(포스핀) 생성을 억제하기 위해 pH 9 정도의 약알칼리성 물로 관리한다. 나트륨은 석유류(등유·경유) 속에, 삼산화크롬은 건조한 밀폐용기에 저장한다.

과산화나트륨은 알코올에 녹지 않는다. 물과는 상온에서도 격렬히 반응하여 $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}\uparrow$로 산소와 열을 내므로 주수소화가 금지된다. 비중은 약 2.8이고 조해성이 있는 것은 옳은 설명이다.

셀룰로이드는 니트로셀룰로오스에 장뇌를 가소제로 배합한 것이므로 제5류 위험물 중 질산에스테르류에 해당하고, 출제 당시 질산에스테르류의 지정수량은 10kg이다. ※ 현행 기준으로는 제5류 지정수량이 품명별 수치 대신 위험성에 따른 제1종 10kg·제2종 100kg 체계로 개편되었다.

제5류·제6류 위험물과 제1류, 제3류 자연발화성물품, 제4류 특수인화물은 차광성 피복으로 덮어야 한다. 방수성 피복 대상은 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 금수성물질이므로 제5류·제6류를 방수성 피복으로 덮는다는 서술은 옳지 않다.

아염소산염류(제1류, 50kg), 알킬리튬(제3류, 10kg), 질산에스테르류(제5류, 10kg)는 모두 위험등급 Ⅰ이지만 질산염류(제1류, 300kg)는 위험등급 Ⅱ이다. ※ 현행 기준으로는 제5류가 제1종·제2종 체계로 개편되어 질산에스테르류의 등급은 해당 종에 따라 정해진다.

이상기체 상태방정식에서 밀도는 $\rho = \dfrac{PM}{RT}$이다. 대입하면 $\rho = \dfrac{0.99 \times 44}{0.082 \times (273+55)} = \dfrac{43.56}{26.9} = 1.62\ \mathrm{g/L}$이다.

아세트알데히드는 분자 내 카르보닐기 때문에 극성이 커서 물과 임의의 비율로 섞이는 수용성 물질이다. 아닐린·벤젠·이황화탄소는 모두 비극성 또는 소수성이 강해 물에 거의 녹지 않는 비수용성 물질이다.

제4류 위험물은 인화점으로 품명을 구분하며, 제2석유류는 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것이다. 인화점 32.2℃는 이 범위에 들어가므로 제2석유류로 지정된다. 발화점 257℃는 품명 구분의 기준이 아니며, 특수인화물이 되려면 발화점 100℃ 이하이거나 인화점 −20℃ 이하이고 비점 40℃ 이하여야 한다.

과산화수소는 직사광선에 의해 분해되므로 갈색 용기에 저장하고, 분해로 발생한 산소가 축적되어 용기가 파열되는 것을 막기 위해 마개에 작은 구멍을 뚫어 통기시킨다. 구리·철 등 중금속은 분해촉매로 작용하므로 용기 재질로 부적합하고, 요오드화칼륨은 분해를 촉진하므로 안정제(인산·요산 등)와 구분해야 한다.

염화벤조일($\mathrm{C_6H_5COCl}$)은 인화점이 약 72℃인 인화성 액체로 제4류 제3석유류에 해당하며 자기반응성 물질이 아니다. 아지화나트륨은 금속의 아지화합물, 질산구아니딘, 아세틸퍼옥사이드(유기과산화물)는 모두 제5류 위험물이다.

종으로 설치한 원통형 탱크의 내용적은 지붕(경판) 부분을 제외한 $V = \pi r^2 \ell$로 구한다. $V = 3.14 \times 2^2 \times 10 = 125.6\ \mathrm{m^3}$이고, 공간용적이 내용적의 10%이므로 탱크용량은 $125.6 \times 0.9 = 113.04\ \mathrm{m^3}$이다.

질산은 제6류 위험물로 불연성이지만 소량 화재 시에는 다량의 물로 희석하여 진압한다. 과산화수소도 다량의 물로 희석소화가 가능하고, 과염소산은 철제 용기를 부식시키므로 유리·도자기 용기에 저장하며, 제6류 화재에는 건조사 외에 물·포·인산염류 분말 등도 사용할 수 있다.

적린은 발화점이 약 260℃로 상온에서는 안정하여 자연발화하지 않으며, 발화점 약 34℃로 공기 중에서 자연발화하는 것은 황린이다. 삼황화린이 약 100℃에서 발화하는 점, 마그네슘이 과열수증기와 반응해 수소를 발생시키는 점, 은분이 고농도 과산화수소와 접촉해 격렬한 분해로 폭발 위험이 있는 점은 옳다.

마그네슘은 이온화 경향이 수소보다 크므로 묽은 산과 반응하여 수소를 발생시킨다. $\mathrm{Mg} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl_2} + \mathrm{H_2}\uparrow$ 이므로 산과의 접촉을 피해야 하며, 물이나 수증기와도 반응해 수소를 발생시킨다.

디에틸에테르와 이황화탄소는 특수인화물로 지정수량 50L, 아세톤은 제1석유류(수용성)로 지정수량 400L이다. 따라서 $\dfrac{50}{50} + \dfrac{150}{50} + \dfrac{800}{400} = 1 + 3 + 2 = 6$배이다.

중크롬산칼륨($\mathrm{K_2Cr_2O_7}$)은 제1류 산화성 고체 중 중크롬산염류로 물에 녹기는 하지만 물과 반응하여 폭발하지 않으므로 주수소화가 가능하다. 가열·충격·마찰을 피하고 유기물·가연물과 격리 저장하며, 분해 시 산소를 방출해 폭발 우려가 있으므로 소화 시 안전거리를 확보하는 것은 옳은 대책이다.