[위험물기능사 필기] 10년 4회차 기출문제 해설 페이지

제조소등에 설치하는 폐쇄형 헤드의 스프링클러설비는 하나의 방사구역 안에 헤드가 30개 이하인 경우 그 헤드 전부를 동시에 사용할 때 각 최선단 헤드의 방수압력이 $100\,\mathrm{kPa}$ 이상이고 방수량이 1분당 $80\,\mathrm{L}$ 이상이어야 한다. 이는 화재 시 살수 밀도를 확보하기 위한 최소 기준이다.

폭연(디플레그레이션)은 화염 전파속도가 $0.1\sim10\,\mathrm{m/s}$ 수준인 데 비해, 폭굉(디토네이션)은 충격파를 동반하며 $1000\sim3500\,\mathrm{m/s}$의 매우 빠른 속도로 전파된다. 이 큰 속도차 때문에 폭굉은 압력상승이 급격하여 파괴력이 훨씬 크다.

오존파괴지수(ODP)는 CFC-11을 1로 기준할 때의 상대값으로, 할론 계열 중 할론 1301(CF$_3$Br)이 약 10~14로 가장 크다. 할론 1211은 약 3, 할론 2402는 약 6이며, IG-541 같은 불활성기체 소화약제는 오존을 파괴하는 염소·브롬을 포함하지 않아 ODP가 0이다.

화학포소화기는 탄산수소나트륨(중조)과 황산알루미늄 수용액이 반응하여 수산화알루미늄 겔과 함께 다량의 이산화탄소($\mathrm{CO_2}$) 기체를 발생시키며, 이 기체가 포막을 부풀려 방사한다. 반응식은 $\mathrm{6NaHCO_3+Al_2(SO_4)_3\rightarrow 3Na_2SO_4+2Al(OH)_3+6CO_2}$이다.

철분·금속분·마그네슘 등 금속화재는 물이나 이산화탄소를 사용하면 오히려 격렬히 반응해 위험하므로, 탄산수소염류(중탄산나트륨·중탄산칼륨 계열) 분말소화설비로 질식·냉각시켜야 한다. 이산화탄소·할로겐화합물·포소화설비는 금속과 반응하거나 냉각 효과만으로는 부적합하여 금속화재에 적응성이 없다.

강화액 소화약제는 물에 탄산칼륨($\mathrm{K_2CO_3}$)을 용해시킨 것으로 어는점을 낮추고(약 $-30\sim-26\,^\circ\mathrm{C}$) 비중은 약 1.3~1.4로 물보다 크며 점성이 있다. 그러나 액성은 약산성이 아니라 강알칼리성(pH 12 이상)을 나타내므로 이 설명이 틀렸다.

옥외저장소의 보유공지는 저장 위험물의 지정수량 배수에 따라 넓어지며, 제4류·제6류를 제외한 위험물의 경우 지정수량 200배를 초과하여 저장할 때 보유공지 너비는 $15\,\mathrm{m}$ 이상이어야 한다. 배수가 커질수록 화재 시 인접 시설로의 연소 확대를 막기 위해 더 넓은 공지가 요구된다.

위험물안전관리법령상 물분무등소화설비는 물분무소화설비·포소화설비·불활성가스(이산화탄소)소화설비·할로겐화합물소화설비·분말소화설비를 통칭하는 구분이다. 스프링클러설비는 옥내·옥외소화전설비와 함께 별도로 분류되는 소화설비로 물분무등소화설비에 포함되지 않는다.

질식소화는 가연물 주위의 산소 농도를 연소가 지속될 수 없는 한계산소농도(약 15% 이하) 아래로 낮추어 불을 끄는 방법이다. 냉각소화는 열을 빼앗는 방법, 제거소화는 가연물을 없애는 방법, 억제소화는 연쇄반응을 화학적으로 차단하는 부촉매 효과를 이용한다.

이동탱크저장소의 탱크 본체를 절개하여 보수하는 것은 탱크의 구조·강도에 영향을 주는 실질적인 변경이므로 변경허가를 받아야 한다. 펌프설비 단순 보수, 동일 사업장 내 상치장소 이전, 직경 200㎜ 이하의 소형 맨홀 신설 등은 경미한 사항으로 변경허가 대상에서 제외된다.

화재의 급수는 가연물 종류에 따라 A급(일반화재, 백색), B급(유류·가스화재, 황색), C급(전기화재, 청색), K급(주방화재, 무색)으로 표시한다. 유류화재는 B급이며 표시색상은 황색이다.

과산화리튬($\mathrm{Li_2O_2}$)은 제1류 알칼리금속의 과산화물로 물과 반응하면 $\mathrm{2Li_2O_2+2H_2O\rightarrow 4LiOH+O_2}$와 같이 산소를 발생시켜 오히려 연소를 돕는다. 따라서 주수소화는 금지되고 마른모래 등으로 질식소화해야 한다.

옥외소화전설비의 수원의 수량은 옥외소화전 설치개수(설치개수가 4개 이상이면 4개로 계산)에 $13.5\,\mathrm{m^3}$를 곱한 값 이상이어야 한다. 옥외소화전이 6개이므로 최대 산정개수인 4개를 적용하면 $4\times13.5=54\,\mathrm{m^3}$ 이상이 된다.

분말소화약제는 주성분에 따라 제1종(탄산수소나트륨, $\mathrm{NaHCO_3}$), 제2종(탄산수소칼륨, $\mathrm{KHCO_3}$), 제3종(제1인산암모늄, $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$), 제4종(탄산수소칼륨과 요소의 반응물, $\mathrm{KHCO_3+(NH_2)_2CO}$)으로 구분한다. 제시된 보기 중 제3종을 $\mathrm{NH_4H_2PO_4}$로 연결한 것만 옳다.

소화능력단위는 소화설비의 소화 능력을 표준화한 수치로, 마른모래(삽 1개 포함) 50리터는 0.5단위, 팽창질석·팽창진주암(삽 1개 포함) 160리터는 1단위에 해당한다. 이는 위험물안전관리법령 별표에 정한 기타 소화설비의 능력단위 기준이다.

그림처럼 가압수 배관 도중에 압입용 펌프를 두어 소화원액탱크의 원액을 배관 내 압력수 흐름에 압입·혼합시키는 방식은 프레셔프로포셔너(압입혼합방식)이다. 라인프로포셔너는 벤투리관 압력차로 상압 원액을 흡입하는 방식, 펌프프로포셔너는 펌프 흡입측과 토출측 사이의 바이패스로 원액을 흡입하는 방식, 프레셔사이드프로포셔너는 별도 압입펌프로 가압 배관 측에 원액을 직접 주입하는 방식이라 그림과 다르다.

황(유황)은 산화제와 혼합·접촉하면 마찰·충격에 의해 발화·폭발할 위험이 있으므로 반드시 격리하여 저장해야 하며, 산화제와 혼합하여 저장한다는 설명은 틀리다. 정전기 축적을 방지하고 화재 시에는 분무주수로 냉각소화할 수 있으며, 연소 시 발생하는 아황산가스($\mathrm{SO_2}$)에 대비해 보호장구를 착용해야 한다.

옥외소화전설비는 건축물 외부에서 방수하는 구조상 방사능력범위가 건축물의 1층 및 2층까지로 한정되며, 지하층이나 3층 이상의 층은 옥외소화전만으로 유효한 방수가 어려워 스프링클러설비 등 별도의 소화설비를 추가로 설치해야 한다.

건성유는 불포화지방산 함량이 높아(요오드값 130 이상) 공기 중 산소와 서서히 산화·중합 반응을 일으키며 발생하는 산화열이 축적되어 자연발화하기 쉽다. 니트로셀룰로오스는 분해열, 퇴비는 미생물의 발효열, 목탄은 흡착열에 의한 자연발화가 주된 원인이다.

지정수량의 100배 이상의 위험물을 취급하는 일반취급소(고인화점 위험물만을 취급하는 경우는 제외)에는 자동화재탐지설비를 설치해야 한다. 이는 초기 화재를 신속히 감지하여 대응하기 위한 규정이다.

트리니트로톨루엔(TNT)은 다른 폭약류의 폭발력을 비교할 때 기준이 되는 표준 폭약(TNT당량)으로 널리 활용된다. TNT는 그 자체가 가연성 폭발성 물질이고, 인화점 개념보다는 발화점·폭발 특성이 중요하며, 분해 시 다량의 기체(질소·수증기·일산화탄소 등)를 발생시킨다.

니트로셀룰로오스는 셀룰로오스를 진한 질산과 진한 황산의 혼합액(질화면 제조용 혼산)으로 처리하여 만들며, 직사광선이나 산이 존재하면 자연분해·자연발화의 위험이 크다. 건조 상태에서는 폭발위험이 크므로 물이나 알코올로 습윤시켜 저장·운반해야 하며, 순수한 것은 백색의 고체(면 형태)이다.

아세톤($\mathrm{CH_3COCH_3}$)의 완전연소 반응식은 탄소 3개가 모두 $\mathrm{CO_2}$로, 수소 6개가 $3\mathrm{H_2O}$로 산화되는 반응이다. 산소 원자 수를 맞추면 $\mathrm{CH_3COCH_3+4O_2\rightarrow 3CO_2+3H_2O}$가 되어(우변 산소 $6+3=9$개, 좌변 아세톤의 산소 1개+$4\times2=8$개로 합 9개 일치) 계수는 4, 3이다.

제1류 위험물(산화성고체)은 가열·충격·마찰을 피하고 가연물과의 접촉을 막으며 환기가 잘되는 서늘한 곳에 저장해야 한다. 다만 밀폐용기를 사용하면 위험하니 개방용기를 써야 한다는 설명은 틀린 것으로, 실제로는 습기나 이물질 혼입을 막기 위해 뚜껑을 밀폐하여 저장해야 한다.

유황(제2류)의 지정수량은 $100\,\mathrm{kg}$, 인화성고체(제2류)의 지정수량은 $1000\,\mathrm{kg}$이다. 지정수량 배수의 합은 $\dfrac{500}{100}+\dfrac{1000}{1000}=5+1=6$배이다.

황린은 제3류 위험물(자연발화성물질 및 금수성물질)에 속하는 반면, 금속분·황화린·마그네슘은 모두 제2류 위험물(가연성고체)에 속한다. 따라서 유별 구분이 다른 하나는 황린이다.

인화성액체 위험물 옥외저장탱크 주위에 방유제를 설치할 때, 탱크가 2기 이상이면 방유제 용량은 그 탱크 중 용량이 최대인 것의 용량의 $110\%$ 이상으로 해야 한다. 두 탱크(10만L, 5만L) 중 최대인 10만L의 110%인 $110000\,\mathrm{L}$ 이상을 확보해야 한다.

옥내저장탱크(옥외저장탱크와 동일 기준 적용)의 공간용적은 원칙적으로 탱크 내용적의 $5\sim10\%$로 하며, 최소값인 5%를 적용하면 저장 가능한 최대용량은 $20000\times(1-0.05)=19000\,\mathrm{L}$이다.

동유(오동나무 기름)는 요오드값이 매우 높은 대표적 건성유로 공기 중에서 쉽게 산화·중합하여 표면에 단단한 피막(도막)을 형성하는 경향이 가장 크며, 이 성질 때문에 페인트·니스 원료로 쓰인다. 올리브유·낙화생유·야자유는 불건성유에 가까워 피막 형성 경향이 훨씬 작다.

제조소등의 게시판 표시는 제2류 위험물 중 인화성고체는 “화기엄금”, 인화성고체를 제외한 나머지(철분·금속분·마그네슘 등)는 “화기주의”를 표시해야 하므로, 인화성고체를 제외한 경우에 “화기엄금” 게시판을 설치한다는 설명은 틀렸다. 나머지 강산화제와의 혼합 회피, 적린·유황의 냉각소화 가능, 금속분의 산 접촉 회피는 모두 옳은 예방·진압대책이다.

피크린산(트리니트로페놀, $\mathrm{C_6H_2OH(NO_2)_3}$)은 상온에서 안정적인 담황색 결정으로 마찰·충격에는 민감하지만 공기 중에서 저절로 분해되는 성질은 크지 않으므로 “자연분해가 매우 잘 된다”는 설명이 틀렸다. 질산에틸은 상온 액체, 트리니트로톨루엔은 담황색 결정, 니트로글리세린은 혼산에 글리세린을 반응시켜 제조하는 것이 맞다.

알루미늄분은 염산 등 산과 반응해 수소를 발생시키고 산화제와 혼합 시 착화 위험이 있으며 물보다 무거운 은백색 금속이다. 다만 끓는 물(수증기)과 반응하면 생기는 것은 수소화알루미늄이 아니라 수산화알루미늄과 수소 기체이므로 이 설명이 틀렸다.

이황화탄소는 물보다 무겁고 물에 잘 녹지 않아 물속에 저장하여 가연성 증기의 발생을 억제한다. 반면 금속칼륨·금속나트륨은 물·공기와 반응하므로 석유(등유) 속에, 황린은 자연발화성이라 약알칼리성 물속에 저장해야 하므로 나머지 연결은 모두 틀렸다.

위험물 운반 시 유별 혼재기준표에 따르면 제5류 위험물은 제2류 및 제4류 위험물과 혼재할 수 있다. 제1류·제3류·제6류 위험물은 제5류와 함께 적재할 수 없으므로 보기 중 혼재 가능한 것은 제2류 위험물이다.

당시 기준(지정수량 개별 고시 체계)으로 제5류 위험물 중 유기과산화물과 질산에스테르류는 지정수량 $10\,\mathrm{kg}$, 히드록실아민류는 $100\,\mathrm{kg}$, 니트로화합물·니트로소화합물·아조화합물·디아조화합물·히드라진유도체는 $200\,\mathrm{kg}$이다. 따라서 질산에스테르류를 $100\,\mathrm{kg}$이라 한 것이 틀렸다. ※ 현행 위험물안전관리법에서는 제5류 위험물의 지정수량이 품명별 개별 수치 대신 시험 결과에 따른 위험등급 구분에 의해 제1종 10kg·제2종 100kg 체계로 통일되었다.

제조소등에 전기설비(전기배선, 조명기구 등은 제외)가 설치된 경우에는 그 장소의 면적 $100\,\mathrm{m^2}$마다 소형수동식소화기를 1개 이상 설치해야 한다. 이는 전기화재에 대비한 최소 소화기 배치 기준으로, 나머지 보기의 등급별·개수 조건은 실제 규정과 다르게 서술되어 틀렸다.

제1류 위험물 중 알칼리금속의 과산화물은 제5류 위험물과 함께 저장할 수 없으며, 알칼리금속의 과산화물을 제외한 제1류 위험물만 제5류·제6류 등과 일부 병존 저장이 허용된다. 따라서 알칼리금속의 과산화물과 제5류 위험물을 함께 저장할 수 있다는 설명이 틀렸으며, 유별이 다른 위험물은 서로 1m 이상 간격을 두고 유별로 모아 저장해야 한다.

제2류 위험물(가연성고체)은 위험등급 Ⅰ이 없고 황화린($\mathrm{P_4S_3}$)·적린(P)·유황은 위험등급 Ⅱ, 철분·금속분·마그네슘·인화성고체는 위험등급 Ⅲ에 해당한다. 보기 중 황화린과 적린이 함께 제시된 것만 둘 다 위험등급 Ⅱ인 조합이다.

이황화탄소의 인화점은 약 $-30\,^\circ\mathrm{C}$로, 디에틸에테르(약 $-45\,^\circ\mathrm{C}$)·아세트알데히드(약 $-38\,^\circ\mathrm{C}$)·산화프로필렌(약 $-37\,^\circ\mathrm{C}$)보다 상대적으로 높다. 특수인화물 중에서도 물질별로 인화점 차이가 있으며 이 중 이황화탄소가 가장 높다.

마그네슘분은 할로겐 원소인 염소가스와 접촉하면 격렬히 반응하여 발화할 위험이 있으므로 접촉을 피해야 한다. 반면 건조사·팽창질석·팽창진주암은 금속화재에 사용하는 질식소화제로 오히려 안전하게 소화에 이용된다.

금속나트륨은 물과 격렬히 반응($\mathrm{2Na+2H_2O\rightarrow 2NaOH+H_2}$)하여 발열하며 수소를 발생시키고, 생성된 수산화나트륨으로 인해 용액은 염기성(알칼리성)이 되어 페놀프탈레인이 붉게 변한다. 따라서 “물이 산성으로 변하게 된다”는 설명이 잘못되었다.

염소화규소화합물은 제3류 위험물(자연발화성물질 및 금수성물질)의 품명에 해당한다. 금속의 아지화합물과 질산구아니딘은 제5류, 할로겐간화합물은 제6류 위험물에 속한다.

차광성이 있는 피복으로 덮어야 하는 위험물은 제1류, 제3류 중 자연발화성물질, 제4류 중 특수인화물, 제5류, 제6류 위험물이다. 제2류 위험물은 이에 해당하지 않으며, 오히려 철분·마그네슘 등 금수성 성질이 있는 것은 방수성 피복 대상이다.

사염화탄소($\mathrm{CCl_4}$)는 과거 소화약제로 쓰였던 물질이지만 위험물안전관리법령상 위험물로 지정되어 있지 않다. BrF$_3$, BrF$_5$, IF$_5$는 할로겐간화합물로 제6류 위험물(산화성액체)에 해당한다.

탄화칼슘(카바이드, $\mathrm{CaC_2}$)은 물과 격렬히 반응하여 수산화칼슘과 아세틸렌가스를 생성한다: $\mathrm{CaC_2+2H_2O\rightarrow Ca(OH)_2+C_2H_2}$. 아세틸렌은 가연성·폭발성 기체이므로 물과의 접촉을 엄격히 피해야 한다.

제3석유류의 대표 품목은 중유·클레오소트유·아닐린·니트로벤젠 등이며, 경유는 등유와 함께 제2석유류에 해당한다. 따라서 “제3석유류-경유”의 연결이 틀렸다.

니트로벤젠은 니트로기를 가지지만 폭발성이 크지 않은 단순 방향족 화합물로 제4류 위험물(제3석유류)에 분류되며, 제5류 위험물에는 해당하지 않는다. 염산히드라진(히드라진유도체), 니트로글리세린·니트로셀룰로오스(질산에스테르류)는 모두 제5류 위험물이다.

과염소산암모늄($\mathrm{NH_4ClO_4}$)은 비중 약 1.87, 분해온도 약 $130\,^\circ\mathrm{C}$인 산화성고체로 가연성물질과 혼합 시 위험하며 폭약·성냥 원료로 쓰인다. 다만 실제로는 물에 잘 녹고 아세톤에도 어느 정도 용해되며 오히려 에테르에는 거의 녹지 않으므로, 제시된 용해성 설명은 반대로 서술되어 틀렸다.

질산에스테르류는 알코올기가 질산과 에스테르 결합을 이룬 화합물로 니트로셀룰로오스·질산에틸·니트로글리세린이 대표적이다. 디니트로페놀은 페놀의 니트로화합물(니트로화합물류)로 질산에스테르류에 속하지 않는다.

위험물안전관리법령상 안전관리자·탱크시험자·위험물운송자 등은 시·도지사가 아니라 소방청장이 실시하는 안전교육을 받아야 하므로 이 설명이 틀렸다. 이동탱크저장소로 위험물을 운송하는 자는 국가기술자격자이거나 안전교육을 받은 자여야 하며, 운송책임자 관련 세부 기준은 행정안전부령으로 정한다.

질산암모늄($\mathrm{NH_4NO_3}$)은 그 자체가 산화성과 가연성을 함께 지닌 물질로, 별도의 인화성이나 촉매 없이도 급격한 가열이나 충격만으로 분해·폭발할 위험이 있다. 이는 질산암모늄이 산업재해 및 대형 폭발사고의 원인이 되어온 이유이다.

휘발유(제1석유류, 비수용성)의 위험등급은 특수인화물이 아니므로 Ⅰ등급이 아니라 Ⅱ등급이다. 증기는 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 쉽고, 내장용기 없는 외장플라스틱용기의 최대 적재용적은 20리터이며, 이동탱크로 운송할 때 위험물운송자는 위험물안전카드를 휴대해야 한다.

이황화탄소($\mathrm{CS_2}$)의 분자량은 $12+32\times2=76$이고 수소($\mathrm{H_2}$)의 분자량은 2이므로, 같은 온도·압력에서 기체의 무게비는 분자량비와 같아 $\dfrac{76}{2}=38$배이다.

위험물안전관리법령상 탱크안전성능검사는 기초·지반검사, 충수·수압검사, 용접부검사, 암반탱크검사의 네 가지로 구분된다. 배관검사는 탱크안전성능검사가 아니라 완공검사 등 다른 검사 항목에서 다루어진다.

금속나트륨은 비중 약 0.97의 은백색 경금속으로 화학적 활성이 매우 크다. 다만 알코올과 반응하면 나트륨알콕사이드와 함께 수소 기체를 발생시키는 것이지 질소를 발생시키는 것이 아니므로 이 설명이 틀렸다.

제4류 위험물 옥외저장탱크(압력탱크 제외)에 설치하는 밸브 없는 통기관은 직경 $30\,\mathrm{mm}$ 이상이어야 하며, 끝부분은 수평면보다 45도 이상 구부려 빗물 침투를 막아야 한다.

과염소산($\mathrm{HClO_4}$)은 물과 접촉하면 흡열이 아니라 격렬히 발열하는 반응을 일으키므로 이 설명이 틀렸다. 질산은 햇빛에 분해되어 $\mathrm{NO_2}$를 내고 물과 만나면 발열하며, 과염소산은 산화력이 강해 유기물과 접촉 시 연소·폭발할 수 있다.

제조소등의 관계인은 해당 제조소등이 기술기준에 적합한지 자체적으로 연 1회 이상 정기점검을 실시해야 한다. 이는 위험물안전관리법령에서 정한 법적 최소 점검주기이다.

시클로헥산($\mathrm{C_6H_{12}}$)은 단일결합으로 이루어진 고리형 포화탄화수소로 지방족(지환족) 화합물이며, 벤젠고리와 같은 불포화 방향족 구조가 아니다. 비수용성이며 제4류 제1석유류에 속하는 것은 맞지만 “방향족 탄화수소화합물”이라는 설명은 틀렸다.

디니트로톨루엔(DNT)은 트리니트로톨루엔(TNT)의 원료가 되는 니트로화합물로, TNT에 비해 폭발감도와 폭발력이 상대적으로 낮아 취급상 안정적인 편이므로 “폭발감도가 매우 민감하고 폭발력이 크다”는 설명이 틀렸다. 벤조일퍼옥사이드는 희석제 첨가로 폭발위험을 낮출 수 있고, 니트로셀룰로오스는 습윤 상태로 운반하며, TNT는 폭발 시 다량의 가스가 발생하므로 공기호흡기 등을 착용해야 한다.