[위험물기능사 필기] 11년 3회차 기출문제 해설 페이지

포헤드방식의 포헤드는 방호대상물의 표면적 9m2당 1개 이상의 헤드를 설치하고, 방사구역은 100m2 이상으로 한다. 표면적당 설치 개수 기준 9m2를 묻는 전형적인 암기 문항이다.

지정수량의 100배 이상을 저장·취급하는 옥내저장소(고인화점 위험물만 취급하는 것 제외)에는 자동화재탐지설비를 설치하여야 한다. 화재 발생을 자동으로 감지해 경보하는 설비로, 제조소·일반취급소도 연면적 500m2 이상 또는 지정수량 100배 이상이면 대상이 된다.

스프링클러헤드는 부착장소의 평상시 최고주위온도가 28℃ 미만이면 표시온도 58℃ 미만인 것을 설치한다. 28℃ 이상 39℃ 미만은 58 이상 79 미만, 39℃ 이상 64℃ 미만은 79 이상 121 미만, 64℃ 이상 106℃ 미만은 121 이상 162 미만을 사용한다.

가연물이 되기 쉬우려면 활성화에너지가 작아야 적은 에너지로도 연소가 시작될 수 있다. 활성화에너지가 크다는 것은 반응을 일으키기 어렵다는 뜻이므로 가연물의 조건이 아니다. 산화반응 활성이 크고, 표면적이 넓고, 열전도율이 낮아 열이 축적되기 쉬운 것은 모두 가연물이 되기 쉬운 조건이다.

제3종 분말소화약제는 제1인산암모늄(NH4H2PO4)을 주성분으로 하며, 열분해 시 생성되는 메타인산이 가연물 표면에 피막을 형성해 A급(일반)·B급(유류)·C급(전기) 화재에 모두 적응성이 있다. 제1종(탄산수소나트륨)·제2종(탄산수소칼륨)·제4종은 B·C급에만 적응한다.

유기과산화물은 제5류 위험물로 자체에 산소를 함유하고 있어 질식소화(이산화탄소·할로겐화합물·분말)는 효과가 없다. 따라서 다량의 물로 냉각소화하는 것이 원칙이며, 소화설비 중에서는 물분무소화설비가 적응성이 있다.

과산화나트륨(Na2O2)은 제1류 중 알칼리금속의 과산화물로, 물과 격렬히 반응하여 산소를 방출하고 발열하므로 주수소화가 금지된다(2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2). 과산화벤조일·피크린산(제5류)과 염소산나트륨(제1류)은 다량의 물로 냉각소화하는 것이 적합하다.

디에틸에테르는 전기 부도체로 유동·마찰 시 정전기가 발생·축적되기 쉬우며, 저장 시 소량의 염화칼슘(CaCl2)을 넣어 정전기 발생을 방지한다. 과산화물 생성 방지에는 구리망을 넣거나 갈색병에 차광 저장하는 방법을 쓴다.

소화난이도등급 Ⅱ의 옥내탱크저장소·옥외탱크저장소에는 대형수동식소화기 및 소형수동식소화기등을 각각 1개 이상 설치하면 된다. 소화난이도등급 Ⅰ처럼 옥내소화전 등 본격 소화설비를 요구하지 않는다.

제3류 위험물 중 금수성물질(및 제1류 알칼리금속의 과산화물)을 취급하는 제조소등에는 청색바탕에 백색문자로 "물기엄금" 게시판을 설치한다. 참고로 "화기엄금"·"화기주의"는 적색바탕에 백색문자이다.

일반적인 연소파의 전파속도는 0.1~10m/s 정도로 음속보다 느리다. 이에 비해 폭굉(디토네이션)의 전파속도는 1000~3500m/s에 이르러 충격파를 동반하는 점에서 구별된다.

제조소등의 완공검사신청서는 완공검사를 실시하는 시·도지사에게 제출하며, 권한 위임·위탁에 따라 소방서장 또는 한국소방산업기술원(지정수량 3천배 이상 탱크저장소 등)에 제출한다. 소방방재청장은 완공검사 신청의 접수 기관이 아니다.

대형수동식소화기는 방호대상물의 각 부분으로부터 하나의 대형수동식소화기까지의 보행거리가 30m 이하가 되도록 설치한다. 소형수동식소화기의 보행거리 기준은 20m 이하이다.

건성유(아마인유·들기름 등)는 요오드값이 130 이상으로 불포화도가 커서 공기 중 산소와 결합하는 산화열이 축적되어 자연발화를 일으킨다. 퇴비는 미생물의 발효열, 목탄은 흡착열, 셀룰로이드는 분해열이 자연발화의 주된 요인이다.

위험물의 1소요단위는 지정수량의 10배이다. 알코올류의 지정수량은 400L이므로 $\dfrac{20000}{400 \times 10} = 5$, 즉 소요단위는 5이다.

온도가 높아지면 분자의 활성이 커져 연소하한은 낮아지고 연소상한은 높아지므로 연소범위는 넓어진다. 따라서 "온도가 높아지면 연소범위가 좁아진다"는 설명이 옳지 않다. 연소범위는 하한값부터 상한값까지의 가연성 가스 농도(vol%)를 말하며, 하한이 낮을수록 적은 양으로도 연소가 가능해 위험이 크다.

이산화탄소 소화기를 방사하면 압축된 액화 CO2가 노즐에서 급격히 팽창하면서 줄·톰슨 효과로 온도가 급강하하여 고체 상태의 드라이아이스(고체 CO2)가 생성된다. 이 때문에 노즐이 막히는 현상이 나타나기도 한다.

플래시오버(Flash over)는 실내 화재의 성장기에서 최성기로 진행될 때 축적된 열로 실내 가연물 전체가 거의 동시에 착화하여 화염이 실 전체로 급격히 확대되는 현상이다. 슬롭오버·보일오버·프로스오버는 유류저장탱크 화재에서 기름이 넘치는 현상으로 실내 화재와는 무관하다.

화재 분류별 표시색상은 A급(일반화재) 백색, B급(유류화재) 황색, C급(전기화재) 청색, D급(금속화재) 무색이다. 따라서 B급 화재의 표시색상은 황색이다.

산화프로필렌·이황화탄소·디에틸에테르는 모두 제4류 위험물 중 특수인화물(지정수량 50L)이다. 아세톤은 인화점 -18℃의 제1석유류(수용성, 지정수량 400L)로 품명이 다르다.

질산은 단백질과 접촉하면 노란색으로 변하는 크산토프로테인 반응을 하며, 이는 단백질 검출 반응으로 이용된다. 질산은 강한 산화력과 부식성을 가진 불연성 액체이므로 환원력이 있다거나 자체 연소성이 있다는 설명, 조연성·부식성이 없다는 설명은 모두 틀렸다.

제5류 위험물의 운반용기 외부에 표시하는 주의사항은 "화기엄금" 및 "충격주의"이며, "자연발화주의"는 제5류의 표시사항이 아니다. 제5류는 자기반응성물질이므로 가열·충격·마찰을 피하고 점화원 및 분해촉진 물질로부터 멀리하며 용기의 파손·균열에 주의해야 한다.

과망간산칼륨(KMnO4)은 제1류 위험물로 강력한 산화제이다. 물에 녹으면 진한 보라색(적자색)을 나타내고 에탄올·아세톤에도 녹으며, 진한 황산과 접촉하면 폭발적으로 반응하므로 나머지 보기는 모두 틀렸다.

예방규정 작성 대상은 지정수량 10배 이상의 제조소·일반취급소, 100배 이상의 옥외저장소, 150배 이상의 옥내저장소, 200배 이상의 옥외탱크저장소, 그리고 모든 암반탱크저장소·이송취급소이다. 옥외탱크저장소는 200배 이상이어야 대상이므로 지정수량 100배는 해당하지 않는다.

염소산나트륨(제1류 염소산염류)·과산화나트륨(제1류 무기과산화물)은 50kg, 리튬(제3류 알칼리금속)은 50kg으로 모두 지정수량이 50킬로그램이다. 디에틸에테르는 제4류 특수인화물로 지정수량이 50L이며, 액체이므로 kg이 아닌 L 단위로 정한다.

제2류 위험물 중 철분·금속분·마그네슘의 운반용기 주의사항은 "화기주의" 및 "물기엄금"이므로 "화기엄금"이라는 표시는 잘못되었다. 제2류에서 "화기엄금"을 표시하는 것은 인화성 고체뿐이다. 나머지 보기의 제1류 알칼리금속 과산화물, 제4류, 제3류 자연발화성물질의 표시는 모두 옳다.

알루미늄분은 할로겐 원소와 접촉하면 발화할 수 있을 정도로 격렬히 반응하므로 "반응하지 않는다"는 설명이 옳지 않다. 알루미늄은 양쪽성 원소로 산·알칼리수용액 모두와 반응하여 수소를 발생하며, 비중 약 2.7로 물보다 무겁다.

액체 위험물 운반용기 중 금속제 내장용기의 최대 용적은 30L이다. 유리용기·플라스틱용기는 10L(유리는 5L 규격도 있음)가 최대이므로 함께 구별해 암기해 둔다.

제4류 위험물은 대부분 전기의 부도체(불량도체)이기 때문에 정전기가 축적되기 쉬운 것이므로, "전기의 양도체"라는 설명이 틀렸다. 제4류는 모두 인화성 액체이고 대부분 유기화합물이며, 발생 증기는 가연성으로 증기비중이 공기보다 무거운 것이 대부분이다.

적린은 염소산칼륨 등 제1류 산화성 고체와 혼합하면 약간의 마찰·충격에도 발화·폭발할 위험이 있다. 적린은 황린과 달리 공기 중에서 자연발화하지 않고 물과도 반응하지 않는 안정한 물질이며, 독성도 거의 없다.

집유설비에 유분리장치를 설치하는 것은 물에 녹지 않는 제4류 위험물(20℃ 물 100g에 용해량 1g 미만)을 취급하는 경우이다. 알코올류는 수용성이어서 물과 분리되지 않으므로 유분리장치 설치 대상이 아니다. 주위 3m 이상의 공지, 높이 0.15m 이상의 턱, 최저부의 집유설비는 모두 옳은 기준이다.

알킬알루미늄은 공기와 접촉하면 자연발화하고 물과 폭발적으로 반응하므로, 벤젠(C6H6)·헥산 등 탄화수소 희석제를 넣어 저장한다. 용기 상부에는 질소 등 불활성기체를 봉입하며(메탄·프로판 같은 가연성 가스는 부적합), 압력 방출을 위한 구멍이나 통기구가 있는 용기는 공기·수분 침입 우려가 있어 사용할 수 없다.

위험물제조소등의 옥내소화전은 층마다 각 부분에서 하나의 호스접속구까지의 수평거리가 25m 이하가 되도록 설치한다. 방수량은 노즐선단에서 260L/min 이상, 방수압력은 350kPa 이상이어야 하고, 수원의 수량은 설치개수(최대 5개)에 7.8m3를 곱한 양 이상이어야 하므로 나머지 보기는 일반 건축물 기준을 섞은 틀린 설명이다.

질산에틸(C2H5ONO2)은 제5류 질산에스테르류이지만 인화점이 약 10℃로 낮아 인화되기 쉬운 액체이다. 증기비중은 약 3.1로 공기보다 무겁고, 물에는 거의 녹지 않으며, 비점은 약 88℃이므로 나머지 설명은 모두 틀렸다.

니트로글리콜(질산에스테르류)·아조벤젠(아조화합물)·디니트로벤젠(니트로화합물)은 모두 제5류 위험물이다. 스티렌은 제4류 제2석유류에 해당하는 인화성 액체로 유별이 다르다.

탄화칼슘(CaC2)은 물과 반응하여 수산화칼슘과 아세틸렌 가스를 생성한다. 반응식은 CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2이며, 발생한 아세틸렌은 연소범위(약 2.5~81%)가 매우 넓은 가연성 가스이므로 위험하다.

연소범위 약 1.4~7.6%는 가솔린의 값이다. 디에틸에테르는 약 1.9~48%, 이황화탄소는 약 1.2~44%, 아세톤은 약 2.5~12.8%로 모두 이보다 넓다.

니트로글리세린은 충격·마찰에 매우 민감한 물질이므로 "매우 둔감하다"는 설명이 잘못되었다(동결품이 더 민감해지는 것은 사실이다). 규조토에 흡수시킨 것이 다이너마이트이고, 비중은 약 1.6이며 물에는 거의 녹지 않으나 알코올·벤젠·에테르에는 녹는다.

과산화칼륨(K2O2)은 제1류 중 알칼리금속의 과산화물로, 물과 접촉하면 발열하면서 산소를 방출한다(2K2O2 + 2H2O → 4KOH + O2). 염소산칼륨·염소산암모늄·과망간산칼륨은 물에 녹을 뿐 물과 반응하여 산소를 방출하지는 않는다.

염소산나트륨(NaClO3)은 비중 약 2.5의 무취 결정으로 물·알코올에 잘 녹고 조해성이 커서 습기를 흡수하며, 산과 반응하면 유독하고 폭발성이 있는 이산화염소(ClO2)를 발생한다. 조해성 때문에 철제용기를 부식시키므로 밀전하여 저장한다.

보일러·버너 등으로 위험물을 소비하는 일반취급소의 특례는 인화점 38℃ 이상의 제4류 위험물을 지정수량 30배 미만으로 취급하고 설비가 건축물에 있는 경우에 적용되며, 요건을 갖추면 안전거리·보유공지 등의 기준을 적용하지 않을 수 있다. 다만 건축물 중 일반취급소로 사용하는 부분의 구획 요건은 취급량 등 요건에 따라 달리 정해지므로 "취급하는 위험물의 양에 관계없이" 구획되어야 한다는 설명은 틀렸다.

제조소등의 위치·구조 또는 설비의 변경 없이 취급하는 위험물의 품명·수량 또는 지정수량의 배수를 변경하려는 자는 변경하고자 하는 날의 1일 전까지 시·도지사에게 신고하여야 한다. 허가가 아닌 신고 사항이라는 점도 함께 기억해 둔다.

과염소산나트륨(NaClO4)은 분자량 약 122.5(23+35.5+16×4), 녹는점 약 482℃의 무취 결정으로 산화제·폭약 등에 사용되는 제1류 위험물이다. 염소산바륨(약 304)·아염소산나트륨(약 90.5)·과산화바륨(약 169)은 분자량이 122와 맞지 않는다.

보기의 설명에 해당하는 물질은 과산화수소(H2O2)이다. 강한 산화제이면서 환원제로도 작용하고 표백·살균(소독)에 쓰이며, 분해하면 물과 산소가 발생하므로 분해방지 안정제(인산·요산 등)를 넣어 구멍 뚫린 마개의 용기에 저장한다. 농도 36중량% 이상인 것이 제6류 위험물에 해당한다.

적린과 황린은 모두 인(P)의 동소체로, 연소하면 공통적으로 오산화인(P2O5)의 흰 연기를 낸다. 냄새 없는 적색 가루인 것과 물·이황화탄소에 녹지 않는 것은 적린만의 성질이고, 맹독성이며 이황화탄소에 녹는 것은 황린만의 성질이다.

각 품명의 지정수량은 질산에스테르류 10kg, 히드록실아민 100kg, 니트로화합물·니트로소화합물 각 200kg이다. 50kg씩 저장하면 배수는 질산에스테르류 $\dfrac{50}{10}=5$배로 가장 크고, 히드록실아민 0.5배, 니트로화합물·니트로소화합물은 각 0.25배이다. ※ 현행 위험물안전관리법령에서는 제5류가 품명별 지정수량 대신 제1종(10kg)·제2종(100kg) 체계로 개편되었다.

황화린·적린·유황은 모두 제2류 위험물로 지정수량이 100kg이지만, 철분은 500kg이므로 지정수량이 다르다. ※ 현행 법령에서는 품명 표기가 황화린→황화인, 유황→황으로 변경되었다(지정수량은 동일).

산화프로필렌은 물뿐만 아니라 알코올·벤젠·에테르 등 유기용제에도 잘 녹으므로 "알코올, 벤젠에는 녹지 않는다"는 설명이 틀렸다. 연소범위가 약 2.5~38.5%로 가솔린(1.4~7.6%)보다 넓고, 비중 약 0.83으로 1보다 작으며 증기비중은 약 2로 1보다 크고, 비점이 34℃로 낮아 증기압이 높다.

방유제는 탱크의 지름이 15m 미만이면 탱크 높이의 $\dfrac{1}{3}$ 이상, 15m 이상이면 $\dfrac{1}{2}$ 이상의 거리를 옆판으로부터 유지하여야 한다(인화점 200℃ 이상 위험물은 제외). 지름 10m는 15m 미만이므로 $15 \times \dfrac{1}{3} = 5\,\mathrm{m}$ 이상 이격하여야 한다.

타원형(양쪽이 볼록한) 탱크의 내용적은 $V = \dfrac{\pi ab}{4}\left(l + \dfrac{l_1 + l_2}{3}\right)$로 구한다. 타원 단면적 $\dfrac{\pi ab}{4}$에 원통부 길이 $l$과 양단 볼록부 $l_1, l_2$의 $\dfrac{1}{3}$씩을 더한 등가길이를 곱한 식이다.

연소반응에서 필요한 산소량은 탄소 $\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \to \mathrm{CO_2}$에서 $0.8 \times \dfrac{32}{12} = 2.13\,\mathrm{kg}$, 수소 $\mathrm{H_2} + \tfrac{1}{2}\mathrm{O_2} \to \mathrm{H_2O}$에서 $0.14 \times 8 = 1.12\,\mathrm{kg}$, 황 $\mathrm{S} + \mathrm{O_2} \to \mathrm{SO_2}$에서 $0.06 \times 1 = 0.06\,\mathrm{kg}$으로 합계 약 3.31kg이다. 공기 중 산소가 23wt%이므로 이론공기량은 $\dfrac{3.31}{0.23} \approx 14.41\,\mathrm{kg}$이다.

금속칼륨은 물·공기와 격렬히 반응하는 제3류 금수성물질이므로 등유·경유·유동파라핀 같은 보호액 속에 저장한다. 물·에틸알코올과는 반응하여 수소를 발생시키고 아세트산과도 반응하므로 보호액으로 사용할 수 없다.

지정수량은 아염소산염류 50kg, 질산염류 300kg, 과망간산염류 1000kg이다. 배수의 합은 $\dfrac{100}{50} + \dfrac{3000}{300} + \dfrac{1000}{1000} = 2 + 10 + 1 = 13$배이다.

할로겐간화합물(BrF3, IF5 등)은 행정안전부령으로 정하는 제6류 위험물이다. 염소화이소시아눌산과 퍼옥소이황산염류는 제1류, 질산구아니딘은 제5류에 해당한다.

히드라진(N2H4)은 제4류 제2석유류(수용성)에 해당하는 인화성 액체로 제5류가 아니다. 아지드화납 Pb(N3)2(금속의 아지화합물), 질산메틸 CH3ONO2(질산에스테르류), 히드록실아민 NH2OH는 모두 제5류 위험물이며, 제5류에 속하는 것은 히드라진 유도체이지 히드라진 자체가 아니라는 점에 주의한다.

모두 제3류 위험물로, 황린은 지정수량 20kg으로 위험등급 Ⅰ, 리튬은 알칼리금속(50kg)으로 위험등급 Ⅱ, 수소화나트륨은 금속의 수소화물(300kg)로 위험등급 Ⅲ이다. 따라서 Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ 순서는 황린, 리튬, 수소화나트륨이다.

글리세린은 인화점 약 160℃인 3가 알코올로, 제4류 위험물 중 제3석유류(수용성, 지정수량 4000L)에 해당한다. 제3석유류는 1기압에서 인화점이 70℃ 이상 200℃ 미만인 액체이다.

벤젠의 착화온도는 약 498℃로 이황화탄소(약 100℃)보다 훨씬 높으므로 "이황화탄소보다 착화온도가 낮다"는 설명이 틀렸다. 벤젠은 인화점 약 -11℃로 0℃보다 낮고 휘발성이 크며, 증기는 유독하여 흡입하면 위험하다.

오불화요오드(IF5)는 할로겐간화합물로서 행정안전부령이 정하는 제6류 위험물에 해당한다. 인산(H3PO4)·황산(H2SO4)·염산(HCl)은 위험물안전관리법령상 위험물이 아니다.

에테르는 산소 원자 양쪽에 알킬기가 결합한 구조로 일반식은 R-O-R(ROR)이다. RCHO는 알데히드, RCOR는 케톤, RCOOH는 카르복실산의 일반식이다.