[위험물기능사 필기] 11년 1회차 기출문제 해설 페이지

자동화재탐지설비의 하나의 경계구역 면적은 원칙적으로 600m2 이하이고 한 변의 길이는 50m 이하로 한다. 다만 당해 건축물 그 밖의 공작물의 주요한 출입구에서 그 내부의 전체를 볼 수 있는 경우에는 경계구역 면적을 1000m2 이하로 할 수 있다.

소화기는 (ㄱ)적응화재에만 사용하고, (ㄹ)양옆으로 비로 쓸 듯이 골고루 방사하는 것이 옳은 사용법이다. (ㄴ)소화기는 방사거리가 짧으므로 성능이 허용하는 범위에서 화점에 가까이 접근해 사용해야 하고, (ㄷ)바람을 등지고 풍상에서 풍하 방향으로 방사해야 하므로 두 항목은 틀린 설명이다.

압력수조를 이용하는 옥내소화전설비의 압력수조 최소압력은 $P = p_1 + p_2 + p_3 + 0.35\,\mathrm{MPa}$로 구한다(호스 마찰손실수두압 + 배관 마찰손실수두압 + 낙차 환산수두압 + 0.35MPa). 따라서 $P = 3 + 1 + 1.35 + 0.35 = 5.70\,\mathrm{MPa}$이다.

자연발화는 축적된 반응열이 빠져나가지 못할 때 일어나므로 열전도율이 작을수록 잘 일어난다. 열전도율이 크면 발생한 열이 주위로 쉽게 방출되어 축열이 되지 않는다. 주위 온도가 높을 것, 습도가 높을 것, 표면적이 넓을 것은 모두 자연발화를 촉진하는 조건이다.

위험물안전관리에 관한 세부기준상 이산화탄소소화설비의 저장용기는 온도가 40℃ 이하이고 온도변화가 적은 장소, 직사일광 및 빗물이 침투할 우려가 없는 장소에 설치하여야 한다. 고온에 두면 용기 내압이 상승해 안전밸브가 작동할 수 있기 때문이다.

할로겐화합물 소화설비는 부촉매(억제)소화와 질식소화를 하는 설비로 인화성 액체인 제4류 위험물과 전기설비에 적응성이 있다. 제1류·제5류는 자체에 산소를 함유해 질식·억제소화가 듣지 않고, 제3류 금수성물질은 마른모래·탄산수소염류 분말 등으로 소화해야 한다.

예방규정 작성 대상 제조소는 지정수량의 10배 이상의 위험물을 취급하는 제조소이므로 5배를 취급하는 제조소는 대상이 아니다. 옥외저장소는 지정수량 100배 이상이 대상이므로 200배는 작성 대상이 맞고, 예방규정에는 위험물시설의 운전·조작 및 취급작업 기준이 포함되며 산업안전보건법상 안전보건관리규정과 통합 작성도 가능하다.

보일오버(boil over)는 유류탱크 화재로 고온층이 형성된 상태에서 탱크 바닥의 물(수분층)이 급격히 비등·팽창하면서 위에 있던 불붙은 기름을 탱크 밖으로 분출시키는 현상이다. 슬롭오버는 고온의 유면에 물이나 포를 방사했을 때 유류가 넘쳐흐르는 현상으로 구분된다.

0종 장소는 정상상태에서 위험 분위기(폭발성 가스 분위기)가 장시간 지속적으로 존재하는 장소로, 인화성 액체 탱크 내부의 액면 상부 공간 등이 해당한다. 정상상태에서 주기적·간헐적으로 생성될 우려가 있는 곳은 1종 장소, 이상상태에서 단시간 생성될 우려가 있는 곳은 2종 장소이다.

제5류 위험물은 자기반응성 물질로 그 자체가 가연성이며 분자 내에 산소를 함유해 외부 공기 없이도 자기연소(내부연소)한다. 따라서 "불연성이지만 가연물과 혼합이 위험하다"는 설명은 제1류·제6류(산화성 물질)에 해당하는 것으로 제5류에는 맞지 않는다.

제1종은 $2\mathrm{NaHCO_3} \rightarrow \mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}$, 제2종은 $2\mathrm{KHCO_3} \rightarrow \mathrm{K_2CO_3} + \mathrm{H_2O} + \mathrm{CO_2}$로 열분해한다. 두 반응 모두 탄산염과 함께 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)를 공통으로 생성하며, 이들이 냉각·질식소화 효과를 낸다.

제1종 분말소화약제인 탄산수소나트륨(NaHCO3)은 나트륨 이온이 식용유의 지방산과 반응하여 비누(금속비누)를 만드는 비누화 반응을 일으킨다. 생성된 비누층이 유면을 덮어 질식효과와 재발화 방지 효과를 나타내므로 주방화재(K급)에 적합하다.

제1종 분말은 탄산수소나트륨(NaHCO3)으로 백색이다. 제2종은 탄산수소칼륨(KHCO3)으로 담회색(보라색), 제3종은 제1인산암모늄(NH4H2PO4)으로 담홍색, 제4종은 탄산수소칼륨과 요소의 반응물로 회색이다.

소화설비 적응성 기준의 비고에 따르면 이산화탄소소화기는 제6류 위험물을 저장·취급하는 장소로서 폭발의 위험이 없는 장소에 한하여 적응성이 있다고 규정되어 있다. 건조사와 포소화기는 이런 단서 없이 제6류에 적응성이 인정되고, 할로겐화합물소화기는 제6류에 적응성이 없다.

칼륨·나트륨 등 알칼리금속은 물과 격렬히 반응해 수소를 발생시키고, 이산화탄소와도 반응해 폭발적으로 연소하며($4\mathrm{Na} + 3\mathrm{CO_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_2CO_3} + \mathrm{C}$), 할로겐화합물과도 반응한다. 따라서 마른모래(건조사)나 팽창질석·팽창진주암, 탄산수소염류 분말로 피복·질식소화하여야 한다.

주유취급소에는 보일러 등에 직접 접속하는 전용탱크로서 10,000L 이하의 것을 설치할 수 있다. 고정주유설비·고정급유설비에 직접 접속하는 전용탱크는 각각 50,000L 이하, 폐유·윤활유 등을 저장하는 탱크는 2,000L 이하, 간이탱크는 3기 이하이므로 나머지 보기는 기준을 벗어난다.

인화점 21℃ 미만인 액체위험물의 옥외저장탱크 주입구에 설치하는 게시판은 "옥외저장탱크 주입구"라고 표시하고 백색바탕에 흑색문자로 한다. 다만 주의사항은 같은 게시판에 백색바탕 적색문자로 표시한다.

안전거리를 두지 않아도 되는 시설은 옥내탱크저장소, 지하탱크저장소, 간이탱크저장소, 이동탱크저장소, 암반탱크저장소, 주유취급소, 판매취급소이다. 옥내저장소·옥외저장소·옥외탱크저장소·제조소·일반취급소는 주택, 학교 등 보호대상물과 안전거리를 확보해야 한다.

화재의 급별 표시색은 A급(일반화재) 백색, B급(유류·가스화재) 황색, C급(전기화재) 청색, D급(금속화재) 무색이다. 따라서 B급 화재의 표시 색상은 황색이다.

히드라진과 과산화수소는 모두 불안정하여 스스로 분해하면서 폭발하는 분해폭발에 해당하므로 산화폭발로 짝지은 것은 틀리다. 아세틸렌·산화에틸렌의 분해폭발, 금속분·밀가루의 분진폭발, 시안화수소·염화비닐의 중합폭발은 모두 옳게 짝지어졌다.

질산암모늄(NH4NO3)은 무색·백색 결정으로 흡습성과 조해성이 강해 방습에 유의해야 한다. 물에 매우 잘 녹으면서 열을 흡수하고, 가열하면 $\mathrm{NH_4NO_3} \rightarrow \mathrm{N_2O} + 2\mathrm{H_2O}$로 분해해 아산화질소와 수증기를 내므로 수소를 발생한다는 설명은 틀리다.

인화칼슘(Ca3P2)은 제3류 금수성물질로 적갈색의 고체이며, 물이나 산과 반응하여 유독·가연성인 포스핀(PH3)을 발생시킨다. 칼슘과 금속나트륨은 은백색, 탄화칼슘(카바이드)은 순수한 것이 무색투명하고 공업용은 회백색이다.

C6H5CH3(톨루엔)의 독성은 벤젠의 약 1/10 정도로 벤젠보다 약하다. 비중 약 0.86으로 물보다 가볍고 물에 녹지 않으며, 진한 질산과 진한 황산으로 니트로화하면 TNT(트리니트로톨루엔)가 되는 것은 모두 옳은 설명이다.

삼황화린(P4S3)은 황색 결정으로 찬물이나 염산·황산에는 녹지 않고 질산·이황화탄소·알칼리에 녹으므로 차가운 물에 잘 녹는다는 설명은 틀리다. 오황화린(P2S5)은 담황색 결정으로 조해성이 있고 물과 반응해 황화수소와 인산을 생성한다.

위험물안전관리에 관한 세부기준상 인화성 액체의 인화점 시험방법은 태그밀폐식, 신속평형법(세타밀폐식), 클리브랜드개방컵의 세 가지이다. 펜스키-마르텐 밀폐식은 KS 등 일반 시험법으로는 쓰이지만 이 기준에서 정한 인화점 측정방법에는 포함되지 않는다.

정기점검 대상은 지정수량 10배 이상의 제조소·일반취급소, 100배 이상 옥외저장소, 150배 이상 옥내저장소, 200배 이상 옥외탱크저장소와 암반탱크저장소, 지하탱크저장소, 이동탱크저장소, 지하매설탱크가 있는 제조소·주유취급소·일반취급소이다. 옥내탱크저장소는 배수와 관계없이 정기점검 대상이 아니다.

오황화린과 물의 반응식은 $\mathrm{P_2S_5} + 8\mathrm{H_2O} \rightarrow 5\mathrm{H_2S} + 2\mathrm{H_3PO_4}$이다. 우변 인 2개(H3PO4 2몰), 황 5개(H2S 5몰)를 맞추면 수소가 $10 + 6 = 16$개, 산소가 8개가 되어 물은 8몰이 필요하므로 차례대로 8, 5, 2이다.

염소산칼륨(KClO3)은 가열하면 $2\mathrm{KClO_3} \rightarrow 2\mathrm{KCl} + 3\mathrm{O_2}$로 분해하여 산소를 방출하는 제1류 산화성고체이다. 무색·백색의 결정(분말)이고 비중은 약 2.32이며, 온수·글리세린에는 녹지만 냉수와 알코올·에테르에는 잘 녹지 않는다.

염소산나트륨(NaClO3)은 암모니아와 접촉하면 폭발성의 염소산암모늄이 생성될 수 있어 암모니아를 넣어 저장해서는 안 된다. 조해성이 강해 방습에 유의하고 용기를 밀전해야 하며, 산과 반응하고 철제용기를 부식시키므로 철제용기 저장도 피한다.

불꽃반응 색은 칼륨(K) 보라색, 나트륨(Na) 노란색, 리튬(Li) 빨간색, 구리(Cu) 청록색이다. 따라서 보라색 불꽃이 나타났다면 금속염에 칼륨이 포함된 것이다.

과산화수소는 철·구리·망간 등 중금속 분말이 분해 촉매로 작용해 급격한 분해와 산소 발생을 일으키므로 철분을 넣어 보관해서는 안 된다. 직사광선을 피해 갈색 용기에 담아 냉암소에 보관하고, 인산·요산 등 분해방지 안정제를 넣으며, 분해가스가 빠지도록 구멍 뚫린 마개를 사용한다.

자연발화성물질 중 알킬알루미늄등은 운반용기 내용적의 90% 이하의 수납률로 수납하되, 50℃의 온도에서 5% 이상의 공간용적을 유지하도록 하여야 한다. 온도 상승에 따른 팽창으로 용기가 파손되는 것을 막기 위한 규정이다.

탱크의 공간용적은 일반적으로 내용적의 5/100 이상 10/100 이하로 하지만, 소화약제 방출구를 탱크 안 윗부분에 설치한 탱크는 그 방출구 아래의 0.3m 이상 1m 미만 사이의 면으로부터 윗부분의 용적을 공간용적으로 한다. 소화약제가 퍼질 공간을 확보하기 위한 기준이다.

벤조일퍼옥사이드(과산화벤조일)는 제5류 위험물 중 유기과산화물로 자기반응성 물질에 해당한다. 과산화칼륨은 제1류(무기과산화물), 트리에틸알루미늄은 제3류(알킬알루미늄), 메틸에틸케톤은 제4류 제1석유류이다.

과망간산칼륨(KMnO4)은 강력한 산화제로 진한 황산과 접촉하면 폭발성의 산화망간이 생성되고, 메탄올·에테르 등 유기물(가연물)과 접촉하면 발화·폭발 위험이 있다. 반면 물에는 단순히 녹아 보라색 수용액이 될 뿐 반응하여 위험성을 나타내지는 않는다.

과산화수소는 극성 물질이라 물·알코올·에테르에는 잘 녹지만 벤젠이나 석유 등 무극성 용매에는 녹지 않는다. 따라서 벤젠이 정답이다.

제4석유류는 기어유·실린더유 등 인화점이 200℃ 이상 250℃ 미만인 것으로 기어유가 이에 해당한다. 등유는 제2석유류, 중유와 클레오소트유는 제3석유류이다.

리튬은 제3류 위험물 중 알칼리금속(칼륨·나트륨 제외)에 해당하여 지정수량이 50kg이다. 칼륨과 나트륨은 각각 10kg, 클레오소트유는 제4류 제3석유류(비수용성)로 2,000L이다.

나트륨을 상온의 공기 중에서 연소시키면 산화나트륨(Na2O)이 되지만, 고온으로 건조한 공기 중에서 충분히 연소시키면 $2\mathrm{Na} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{Na_2O_2}$로 과산화나트륨이 얻어진다. 과산화나트륨은 제1류 위험물 중 무기과산화물이다.

지중탱크 누액방지판은 침하 등에 의한 지중탱크 본체의 변위영향을 흡수할 수 있는 구조여야 하므로 "흡수하지 아니할 것"은 틀린 내용이다. 두께 4.5mm 이상의 강판으로 하고 용접은 맞대기 용접, 일사 등 열의 영향에 안전해야 한다는 기준은 옳다.

이황화탄소(CS2)는 인화점이 -30℃로 매우 낮고 발화점도 100℃로 낮은데, 비중이 1.26으로 물보다 무겁고 물에 녹지 않는다. 따라서 물속에 넣어 두면 액면이 물로 덮여 가연성 증기의 발생을 억제할 수 있으므로 물탱크에 저장한다.

과산화나트륨은 제1류 무기과산화물로 물과 반응하여 $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}$와 같이 산소와 다량의 열을 발생시키므로 주수소화를 금한다. 과염소산칼륨·질산칼륨·과망간산칼륨은 물에 녹기만 할 뿐 물과 반응해 산소를 내지는 않는다.

질산과 과염소산은 강산이지만 과산화수소는 약산으로 수용액의 pH가 1 미만이 되지 않으므로 세 물질의 공통 성질이라 할 수 없다. 세 물질 모두 제6류 산화성 액체로 불연성이면서 비중이 1보다 커 물보다 무겁다는 점은 공통이다.

벤조일퍼옥사이드는 유기과산화물로 10kg, 피크린산은 니트로화합물로 200kg, 히드록실아민은 100kg이 지정수량이다. 따라서 배수의 합은 $\dfrac{200}{10} + \dfrac{200}{200} + \dfrac{200}{100} = 20 + 1 + 2 = 23$이다. ※ 현행 기준으로는 제5류 위험물의 지정수량이 제1종 10kg·제2종 100kg 체계로 개정되었다.

트리니트로페놀(피크린산)은 찬물에는 잘 녹지 않으나 온수·알코올·벤젠·에테르에는 녹는다. 황색의 침상결정 고체이고, 금속(구리·납·아연 등)과 반응해 예민한 금속염(피크린산염)을 만들므로 금속용기를 피하며, 건조하면 위험하므로 물에 습윤시켜 저장한다.

물분무소화설비의 방사구역은 150m2 이상으로 하되, 방호대상물의 표면적이 150m2 미만인 경우에는 그 표면적으로 한다. 문제의 표면적은 300m2로 150m2 이상이므로 방사구역은 150m2 이상이어야 한다.

불안정한 고체 화합물로 분해가 용이해 산소를 방출하는 것은 제1류 산화성고체의 공통 성질이고, 그중 물과 격렬히 반응하여 발열하는 것은 무기과산화물뿐이다(예: $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}$). 과망간산염류·과염소산염류·중크롬산염류는 물에 녹기는 해도 물과 반응해 발열하지 않는다.

저장용량 50만 리터 이상인 옥외탱크저장소의 변경은 한국소방산업기술원의 기술검토를 먼저 받아 그 결과를 첨부해 변경허가를 신청해야 한다. 이후 탱크 본체에 대한 안전성능검사를 받고 공사가 끝나면 완공검사를 받으므로 기술검토 → 변경허가 → 안전성능검사 → 완공검사 순이 된다.

제조소등의 관계인은 안전관리자를 해임하거나 안전관리자가 퇴직한 날부터 30일 이내에 다시 안전관리자를 선임하여야 하고, 선임한 날부터 14일 이내에 소방본부장 또는 소방서장에게 신고하여야 한다.

소화난이도등급 Ⅰ에 해당하는 제조소는 연면적 1,000m2 이상인 것이다. 이 밖에 지정수량 100배 이상을 취급하는 것, 지반면으로부터 6m 이상 높이에 위험물 취급설비가 있는 것 등도 등급 Ⅰ에 해당한다.

주유취급소는 옥내탱크저장소·지하탱크저장소·간이탱크저장소·이동탱크저장소·암반탱크저장소·판매취급소와 함께 안전거리 규제를 받지 않는 시설이다. 제조소(제6류만 취급하는 것 제외), 옥외저장소, 옥외탱크저장소는 모두 안전거리 확보 대상이다.

수소화리튬은 제3류 금속의 수소화물(금수성물질)로 물은 물론 할론 소화약제와도 반응할 수 있어 Halon 1211·1301은 사용할 수 없고 마른모래나 탄산수소염류 분말로 소화한다. 트리에틸알루미늄의 사염화탄소·이산화탄소 사용 금지, K·Na의 석유류 속 저장, 탄화알루미늄의 물 반응(메탄 발생)은 모두 옳은 설명이다.

소화설비의 능력단위는 마른모래(삽 1개 포함) 50L가 0.5단위, 팽창질석 또는 팽창진주암(삽 1개 포함) 160L가 1.0단위이다. 참고로 소화전용 물통 8L는 0.3단위이다.

과산화나트륨과 물의 반응은 $2\mathrm{Na_2O_2} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 4\mathrm{NaOH} + \mathrm{O_2}$이다. Na2O2의 분자량이 78이므로 78g은 1몰이고, 2몰당 산소 1몰이 생기므로 $\dfrac{1}{2} \times 32 = 16\,\mathrm{g}$의 산소가 발생한다.

니트로글리세린은 순수한 것이 무색·투명한 기름상 액체이고 공업용은 담황색이며, 충격·마찰에 극히 예민한 제5류 질산에스테르류이다. 응고점이 약 13℃여서 겨울철에는 동결할 우려가 있고, 동결된 것은 액체 상태보다 더 예민해져 위험하다.

황린은 발화점이 34℃로 매우 낮은 자연발화성 고체이므로 공기와의 접촉을 차단하기 위해 pH 9 정도의 약알칼리성 물속에 저장한다. 물에 녹지 않고 물과 반응하지도 않으므로 물과의 접촉을 피한다는 설명은 틀리다.

이소프로필알코올은 하이드록시기(-OH)를 가진 수용성 알코올로 물과 임의의 비율로 섞인다. 벤즈알데히드·휘발유·에테르는 모두 비수용성(에테르는 물에 극히 조금만 녹음)이어서 물에 잘 녹지 않는다.

특수인화물은 1기압에서 발화점 100℃ 이하이거나 인화점이 -20℃ 이하이고 비점이 40℃ 이하인 것으로, 비점이 낮은 것이 특징이다. 인화점이 낮고 증기압이 높으며 연소범위 하한값이 낮아 위험성이 큰 것은 모두 옳은 설명이다.

철분은 제2류 위험물(가연성 고체)로 지정수량 500kg이다. 나트륨은 제3류(10kg), 과산화칼륨은 제1류 무기과산화물(50kg), 질산메틸은 제5류 질산에스테르류에 해당한다.

지정수량의 단위는 물질의 상태가 아니라 유별에 따라 정해지는데, 산화성 물질인 제1류(산화성고체)와 제6류(산화성액체), 그리고 제5류 자기반응성물질은 액체·고체 구분 없이 모두 "킬로그램"을 단위로 한다. 실제로 액체인 제6류 과염소산·질산·과산화수소의 지정수량도 300kg이므로 액체는 무조건 리터라는 설명은 틀리다.