[가스기능사 필기] 10년 4회차 기출문제 정답·해설 페이지

고압가스판매자가 실시하는 용기 점검 항목은 용기 재검사(다음 검사시기) 도래 여부를 확인하는 것이지, 신규 제조 시 받는 완성검사의 도래 여부를 확인하는 것이 아니다.
용기 아래부분의 부식 상태, 밸브 그랜드너트의 이탈방지 조치, 용기캡·프로텍터 부착 여부를 확인하는 것은 실제 점검 기준에 해당한다.

액체 상태의 LP가스는 물보다 가볍지만, 증발잠열은 상당히 큰 편이어서 매우 작다는 설명은 사실과 다르다.
LP가스가 공기보다 무거워 낮은 곳에 체류하기 쉽고, 고무·페인트·윤활유를 용해시키며, 액체가 기화하면 부피가 약 260배로 크게 늘어나는 것은 실제 특징에 해당한다.

암모니아는 가연성가스이지만 폭발범위(약 15~28%)가 좁고 위험도가 낮아, 브롬화메탄과 함께 전기설비의 방폭구조 적용 대상에서 제외되는 대표적인 가스이다.
수소, 프로판, 일산화탄소는 모두 폭발범위가 넓거나 위험도가 높아 방폭구조를 갖춘 전기설비를 적용해야 하는 가연성가스에 해당한다.

산소를 용기에 충전할 때는 용기의 제조일자를 확인해 유효기간(검사시기)이 지난 미검용기에는 절대 충전하지 않는 것이 핵심 원칙이다.
충전압력은 30℃가 아니라 35℃ 상태를 기준으로 규제한다.
산소는 유지류와 접촉하면 발화·폭발 위험이 크므로 밸브 등에 미량의 기름도 묻어 있어서는 안 된다.
고압밸브를 급격히 개폐하면 위험하므로 서서히 조작해야 한다.

공기액화분리장치에서는 액화산소 5ℓ 중 아세틸렌 질량이 5mg을 초과하면 폭발 위험이 있다고 보아, 운전을 중지하고 액화산소를 방출하도록 정하고 있다.
이는 미량의 아세틸렌이라도 액체산소 중에 축적되면 폭발성 화합물을 형성할 수 있기 때문에 두는 안전 기준이다.

전기설비의 방폭구조로는 내압, 유입, 압력, 안전증, 본질안전, 특수 방폭구조 등이 규정되어 있으며, 내열 방폭구조라는 명칭의 방폭구조는 존재하지 않는다.
안전증 방폭구조, 압력 방폭구조, 내압 방폭구조는 모두 실제로 사용되는 표준 방폭구조 종류에 해당한다.

자연배기식 반밀폐형 보일러의 배기톱은 옥상으로 돌출되는 부분을 지붕면에서 수직거리로 90cm 이상 확보하도록 정하고 있다.
배기가스가 지붕 주변에 정체되거나 실내로 역류하지 않도록 충분한 높이를 두기 위한 기준이다.

도시가스용 가스계량기는 전기계량기·전기개폐기와 60cm 이상의 거리를 유지하도록 정하고 있다.
가스가 누출되었을 때 전기 스파크에 의한 점화 위험을 줄이기 위해 전기설비와의 이격거리를 두는 것이다.

안전밸브가 정상적으로 작동하면 용기 내압이 과도하게 오르기 전에 가스를 방출시켜 파열을 막아주므로, 이는 파열사고의 원인이 아니라 오히려 파열을 방지하는 기능이다.
용기의 내압력 부족, 내압의 이상 상승, 내부 폭발성 혼합가스에 의한 발화는 모두 실제 파열사고를 일으킬 수 있는 원인에 해당한다.

가스누출검지경보장치의 검지부는 건축물 내에 설치된 고압가스설비군의 경우 바닥면 둘레 10m마다 1개 이상 설치하는 것이 원칙이다.
바닥면 둘레가 22m인 건축물 내 시설이라면 10m 단위로 나눌 때 최소 3개의 검지부가 필요하므로, 2개만 설치한다는 설명은 기준에 맞지 않는다.
반면 특수반응설비에 해당하는 아세틸렌 수첨탑 주위도 10m마다 1개 이상이므로 둘레 30m이면 3개, 건축물 밖의 가열로가 있는 제조설비 주위는 20m마다 1개 이상이므로 둘레 18m이면 1개, 충전용 접속구 군의 주위는 1개 이상이면 되므로 나머지 경우의 수량은 기준에 어긋나지 않는다.

액화석유가스 사용시설의 배관 중 관경 33mm 이상인 것은 3m마다 고정·부착 장치를 설치하도록 정하고 있다.
배관 지름이 커질수록 고정 간격을 넓게 잡는 구조로, 13mm 미만은 1m마다, 13~33mm는 2m마다 고정하도록 단계적으로 기준이 정해져 있다.

차량에 고정된 탱크 중 독성가스(암모니아 제외)를 담는 탱크는 내용적 12,000ℓ 이하로 제한된다.
이는 독성가스 누출 시 피해 규모를 제한하기 위한 용적 제한으로, 가연성가스·산소 탱크에 적용되는 18,000ℓ 이하 기준과는 별도로 정해진 값이다.

산소 압축기의 내부 윤활유로는 물 또는 10% 정도의 묽은 글리세린수를 사용한다.
산소는 반응성이 강한 조연성 가스여서 양질의 광유나 디젤엔진유 같은 유지류가 묻으면 발화·폭발할 위험이 크므로, 타지 않는 물이나 글리세린수 계통을 쓰는 것이다. 진한 황산은 염소 압축기에 쓰이는 윤활유이다.

프로판은 다른 후보 가스들에 비해 임계온도가 상온보다 높아 상온에서 압력만 가해도 비교적 쉽게 액화된다.
수소, 질소, 메탄은 임계온도가 상온보다 훨씬 낮아 상온 압축만으로는 액화되지 않고, 액화하려면 별도의 냉각 과정이 필요하다.

모든 단위를 통일하여 비교한다. 1mH₂O = 1,000㎜H₂O = 1,000kg/m²이고, 1kg/cm² ≈ 10,000kg/m²이다. 1번: 8.0mH₂O = 8,000kg/m², 2번: 0.82kg/cm² = 8,200kg/m², 3번: 9,000kg/m², 4번: 500㎜H₂O = 500kg/m²이므로 3번이 가장 높은 압력이다.

고압가스 용기보관 기준상 충전용기와 잔가스용기는 서로 묶어 두는 것이 아니라 각각 구분하여 보관장소에 놓아야 한다.
용기보관장소 주위 2m 이내에 화기를 두지 않는 것, 가연성·독성·산소 용기를 구분해 두는 것, 가연성가스 저장 장소에서 방폭형 휴대용 손전등 외의 등화를 휴대하지 않는 것은 모두 실제 보관 기준에 해당한다.

LPG 수송 중 누출을 알았을 때는 즉시 안전한 곳에 정차하고 그 자리에서 경찰서·소방서 등에 연락해야 하며, 가스를 누출시킨 채로 먼 거리를 직접 운행해 신고하러 가는 것은 위험한 행동이다.
운전 중·정차 중 지정 장소 외 흡연 금지, 운전자가 LPG 취급 및 소화기 사용 지식을 갖추는 것, 주차 시 운전자와 운반책임자가 동시에 차량을 이탈하지 않는 것은 실제로 지켜야 할 수송 시 주의사항이다.

가연성가스인 수소를 보관하는 장소는 계절과 관계없이 항상 통풍구를 확보해야 하며, 겨울철이라고 해서 상부 통풍구를 막는 것은 누출 가스가 체류해 폭발 위험을 높이는 잘못된 조치이다.
용기보관소 경계표지를 외부에서 잘 보이는 곳에 게시하는 것, 보관장소에 계량기 등 작업에 필요한 물건 외에는 두지 않는 것, 가연성가스와 산소 용기를 구분해 두는 것은 모두 올바른 기준이다.

가연성가스와 산소의 혼합비가 완전 산화(이론 혼합비)에 가까워질수록 반응이 활발해져 발화지연 시간은 짧아진다.
혼합비가 완전 산화 조건에서 벗어날수록 반응에 필요한 산소나 연료가 상대적으로 부족해져 발화까지 걸리는 시간이 오히려 길어진다.

액화석유가스 충전용 주관의 압력계는 국가표준기본법에 따라 교정을 받은 압력계로 매 1개월마다 한 번 이상 기능 검사를 받아야 한다.
충전용 주관은 실제 충전 압력을 직접 확인하는 핵심 계기이므로, 3개월마다 검사하는 그 밖의 압력계보다 더 짧은 주기로 자주 점검하도록 정해져 있다.

암모니아와 산화에틸렌은 모두 가연성이면서 동시에 독성을 가진 가스에 해당한다.
아세틸렌과 프로판은 가연성이지만 독성가스로 분류되지는 않는다.
아황산가스와 포스겐은 독성가스이지만 가연성가스는 아니다.
수소는 가연성이지만 독성이 없고, 이산화탄소는 가연성도 독성도 아니다.

국내 일반가정에 공급되는 도시가스(LNG)의 발열량은 약 11,000kcal/m³ 수준으로 본다.
이 값은 도시가스 월사용예정량을 산정할 때 기준으로 사용하는 표준적인 발열량 수치이다.

염소는 조연성·독성가스로서 반응성이 매우 강해, 아세틸렌·암모니아·수소와 함께 실으면 누출이나 사고 시 격렬한 반응이나 폭발로 이어질 수 있어 동일 차량에 혼합 적재할 수 없다.
액화석유가스, 질소, 일산화탄소는 이들 가스와 격렬하게 반응하는 조합에 해당하지 않아 혼합 적재 제한 대상이 아니다.

가스치환작업을 생략할 수 있는 경우의 기준은 가스설비의 내용적이 1m³ 이하인 경우이며, 2m³ 이하라는 기준은 실제 규정과 다르다.
작업원이 설비 내부로 들어가지 않고 작업하는 경우, 출입구 밸브가 확실히 폐쇄되고 내용적 5m³ 이상 설비까지 2개 이상의 밸브가 설치된 경우, 청소·가스켓 교환 등 경미한 작업인 경우는 실제로 치환을 생략할 수 있는 조건에 해당한다.

시안화수소(HCN) 충전 시에는 중합폭발을 막기 위해 황산, 염화칼슘, 인산 등의 안정제를 사용한다.
암모니아는 염기성 물질로 오히려 HCN의 중합 반응을 촉진할 수 있어, 충전 시 사용하는 안정제로 쓰이지 않는다.

특정고압가스 사용시설 기준에서 감압설비와 반응설비 사이 배관에 설치하도록 정한 장치는 역류방지장치이며, 일류방지장치라는 명칭의 설비는 실제 기준에 존재하지 않는 표현이다.
저장시설 주위에 경계표지를 하는 것, 부식 방지를 위한 조치를 하는 것, 저장량 300kg 이상인 용기 보관실의 벽을 방호벽으로 하는 것은 모두 실제 시설·기술기준에 해당한다.

내용적 1m³ 공간에서 폭발이 시작되려면 프로판 농도가 폭발범위의 하한인 2.1%에 도달해야 한다.
$1\,\mathrm{m}^3 \times 0.021 = 0.021\,\mathrm{m}^3 = 21\,\ell$
따라서 이론적으로 최소 21ℓ의 프로판을 누출시켜야 폭발 조건이 만들어진다.

프레온 냉매가 눈에 들어갔을 때는 약한 붕산 용액으로 세척하는 것이 표준 응급처치법이다. 붕산은 살균·항염증 작용이 있고 눈에 자극이 적어 안과용 세척액으로 널리 사용된다. 바세린은 유분이 많아 냉매를 씻어내기 어렵고, 농피크린산은 눈에 심각한 손상을 일으키며, 유동 파라핀도 냉매 제거에 부적절하다.

액화가스를 충전하는 탱크는 운행 중 액체가 출렁이는 것을 막기 위해 내부에 방파판을 설치한다.
안전밸브는 압력 상승 시 가스를 방출하는 장치, 액면계는 액위를 측정하는 장치, 긴급차단장치는 사고 시 가스 흐름을 차단하는 장치로, 모두 액면요동 방지와는 목적이 다르다.

가스검지시의 지시약 반응색을 하나씩 검토하면, 산성가스는 리트머스지를 적색으로 변화시키고, COCl₂는 하리슨씨시약(염화수은 함유)과 반응하여 심등색을 나타내며, CO는 염화파라듐지를 흑색으로 변화시킨다. HCN은 질산구리벤젠지와 반응할 때 청색(또는 청자색)으로 변하는데, 문제에서 제시한 적색은 잘못된 색깔이다. 따라서 정답은 4번이다.

암모니아가스처럼 독성가스를 취급하는 고압가스 충전시설에는 누출 시 확산 방향을 파악할 수 있도록 풍향계를 설치하도록 정하고 있다.
압축산소, 액화질소는 독성가스가 아니고, 액화석유가스는 가연성가스로 분류되어 풍향계 설치 대상에 해당하지 않는다.

LP가스는 도시가스보다 발열량이 커서 완전연소에 필요한 연소용 공기(산소)량도 오히려 많아지므로, 연소용 공기가 적게 필요하다는 설명은 옳지 않다.
반면 LP가스는 열용량이 커 작은 배관경으로도 공급이 가능하고, 배관망 없이 용기·저장탱크로 공급되어 입지적 제약이 적으며, 정제된 성분으로 조성이 일정하다는 것은 실제 장점에 해당한다.

정압기 중 액시얼 플로우식(axial flow식)은 유체가 축 방향으로 흐르는 구조로 매우 콤팩트하며, 고차압일수록 유량 특성이 좋아지는 것이 특징이다.
피셔식은 로딩형으로 정특성·동특성이 두루 양호한 범용 정압기이고, 레이놀즈식은 언로딩형으로 정특성은 우수하지만 저압용 대형 구조라는 점에서 구분된다.

압축기의 과열 운전은 압축비가 커지거나 윤활·냉매 계통에 이상이 있을 때 나타나며, 냉동부하가 감소하면 오히려 압축기의 일량이 줄어 온도가 낮아지는 방향으로 작용하므로 과열의 원인이 될 수 없다.
압축비가 커지면 토출가스 온도가 상승해 과열의 원인이 된다.
윤활유가 부족하면 마찰열이 늘어 과열의 원인이 된다.
냉매량이 부족하면 압축기 내부 냉각이 불충분해져 과열의 원인이 된다.

아세틸렌과 합성용 가스를 함께 제조하는 데 쓰이는 것은 원료가스의 일부를 반응기 안에서 직접 연소시켜 그 열로 분해반응을 일으키는 내부 연소식(부분연소식) 반응기이다.
축열식 반응기는 아세틸렌 제조에 국한해 쓰이고, 유동층식 접촉반응기·탑식 반응기는 접촉분해 등 다른 목적의 반응장치라는 점에서 구분된다.

백금-백금로듐 열전대는 고온 측정에 적합한 열전대로, 측정 가능 범위가 0~1,600℃에 이른다.
함께 제시된 다른 범위는 구리-콘스탄탄(약 -180~350℃)이나 철-콘스탄탄(약 -20~800℃) 같은 저온·중온용 열전대의 측정 범위에 해당한다.

한 쪽 조건이 충족되지 않으면 나머지 제어 동작을 정지시켜 안전을 확보하는 방식을 인터록 제어라 한다.
피드백은 출력을 입력으로 되돌려 오차를 수정하는 방식이고, 시퀀스는 정해진 순서대로 제어 단계를 진행하는 방식이라는 점에서 인터록과 구분된다.

압축기용 윤활유는 물이나 수분과 잘 섞이지 않는 성질, 즉 항유화성이 커야 냉매·수분과의 유화로 인한 성능 저하를 막을 수 있으므로, 항유화성이 적어야 한다는 설명은 틀렸다.
사용가스와 화학반응을 일으키지 않아야 한다는 것은 맞는 조건이다.
인화점이 높아야 한다는 것은 맞는 조건이다.
정제도가 높고 잔류탄소량이 적어야 한다는 것은 맞는 조건이다.

흡수 분석법은 특정 시약에 가스 성분을 흡수시켜 부피 감소량으로 성분을 정량하는 방법으로, 헴펠법·오르자트법·게겔법이 이에 해당한다.
활성알루미나겔법은 가스를 흡착제에 흡착시켜 분리하는 흡착식 분석법 계열로, 흡수 분석법의 종류로 보지 않는다.

2차 압력계 중 탄성 변형을 이용하는 가장 대표적인 압력계는 브로동관식(부르동관식) 압력계로, 압력이 걸리면 휘어져 있던 관이 펴지는 변형량을 눈금으로 읽는다.
벨로우즈식도 탄성식에 속하지만 주로 미압·차압 측정에 쓰여 대표격으로는 보지 않으며, 수은주 압력계는 액주(液柱)식, 자유피스톤식은 분동으로 힘의 평형을 잡는 1차 압력계라는 점에서 구분된다.

초저온 저장탱크는 극저온에서도 저온취성이 일어나지 않는 재질을 써야 하는데, 일반 탄소강은 저온에서 취성이 커져 초저온용 재질로 적합하지 않다.
18-8 스테인리스강, 9%Ni강, 동합금은 저온에서도 인성을 유지해 초저온 저장탱크 재질로 사용된다.

아세틸렌의 정성시험에는 질산은 용액을 사용하며, 아세틸렌과 반응해 흰색의 은아세틸라이드 침전이 생기는 것으로 검출한다.
염산이나 피로갈롤은 아세틸렌 검출용 시약이 아니라 다른 성분가스 분석에 쓰이는 시약이다(피로갈롤 용액은 오르자트법 등에서 산소 흡수제로 사용된다).

K형(크로멜-알루멜) 열전대에서 크로멜은 니켈-크롬(Ni-Cr) 합금으로 구성된다.
짝을 이루는 알루멜은 니켈을 주성분으로 알루미늄·망간·규소가 소량 첨가된 합금이다.

가스용 폴리에틸렌관의 사용압력 등급은 외경을 두께로 나눈 $\mathrm{SDR}$ 값으로 정해진다.
$\mathrm{SDR} = \dfrac{300\,\mathrm{mm}}{30\,\mathrm{mm}} = 10$
이 값은 SDR 11 이하 등급에 해당하므로 사용압력은 0.4MPa 이하가 된다.

액화가스 충전에서 압축기를 쓰면 흡입한 증기를 다시 응축시키는 과정에서 재액화 현상이 나타날 수 있고, 짧은 충전시간과 잔가스 회수가 가능하다는 특징이 있다.
베이퍼록은 액체 상태로 이송하는 액펌프 방식에서 배관 내 기화로 발생하는 현상이므로, 압축기를 사용하는 경우의 특징으로 보기 어렵다.

압력계는 대기압을 기준(0)으로 삼아 압력을 표시하는 계기이므로, 압력계의 읽음 자체가 곧 계기압력이다.
따라서 압력계가 $10\,\mathrm{kgf/cm^2}$를 가리켰다면 계기압력도 $10\,\mathrm{kgf/cm^2}$이며, 대기압을 더한 $11.033\,\mathrm{kgf/cm^2}$는 절대압력에 해당한다.

희가스(비활성기체)는 He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn을 가리킨다.
O₂(산소)는 희가스가 아니라 연소를 돕는 조연성 가스로 분류된다.

수돗물 살균과 섬유 표백에는 강한 산화력을 지닌 염소(Cl₂)가 주로 사용된다.
플루오린(F₂)은 반응성이 지나치게 강해 이런 용도로 쓰이지 않고, 산소·이산화탄소에는 살균·표백 작용이 없다.

같은 계열의 기체 탄화수소는 탄소수가 적을수록(분자가 가벼울수록) 점도가 크게 나타나므로, 1기압·150℃에서는 메탄의 점도가 에탄·프로필렌·n-부탄보다 높다.
분자가 무겁고 커질수록 분자의 평균 속도가 느려지고 충돌 단면적이 커져 기체의 점도는 낮아지는 방향으로 나타난다.

산화에틸렌은 산화철이나 산화알루미늄 같은 촉매성 금속산화물과 접촉하면 중합반응을 일으켜 발열·폭주 반응으로 이어질 수 있다.
그래서 산화에틸렌은 저장·이송 설비에서 철·알루미늄 산화물 및 녹과의 접촉을 피하도록 관리한다.

수분이 있으면 황화수소(H₂S)는 강재 표면과 반응해 일반 강재를 부식시킨다.
수소·질소는 일반 강재를 부식시키지 않고, 일산화탄소도 상온에서는 부식성이 크지 않다.

산화에틸렌 저장탱크의 과충전 방지(내용적 90% 초과 금지), 제독설비 설치, 45℃에서 내부압력 0.4MPa 이상 되도록 질소·탄산가스 충전은 모두 실제 취급 기준에 해당한다.
반면 충전 후 24시간 정치는 아세틸렌 충전용기에 적용하는 기준이고, 산화에틸렌 충전용기에는 이런 정치 규정을 두고 있지 않으므로 이 설명이 틀린 내용이다.

이산화탄소는 물에 녹으면 탄산(H₂CO₃)을 이루는 약산성을 나타내므로, 강알칼리성을 나타낸다는 설명은 틀렸다.
이산화탄소는 공기보다 무거운 무색·무취 기체이며, 상온에서도 가압하면 액화가 가능하다는 나머지 설명은 모두 맞다.

메탄·일산화탄소·프로판·수소 중에서는 프로판의 착화온도(발화점)가 약 460~500℃로 가장 낮다.
메탄과 수소는 대략 500℃대이고, 일산화탄소는 600℃ 안팎으로 가장 높은 편이다. 일반적으로 같은 계열의 탄화수소는 탄소수가 많을수록 발화점이 낮아진다.

염소(Cl₂)는 수소와 같은 부피로 혼합되면 직사광선(자외선) 등의 점화원에 의해 연쇄반응으로 폭발하는 성질을 가진다(염소폭명기).
질소·암모니아는 수소와 등량 혼합해도 이런 폭발성을 보이지 않고, 아세틸렌은 그 자체는 가연성이지만 수소와 둘만 등량으로 섞인 상태로는 폭발성 혼합기를 이루지 않는다.

그라함(Graham)의 확산법칙은 기체의 확산(유출)속도가 그 기체의 분자량(밀도)의 제곱근에 반비례한다는 내용으로, 법칙명과 내용이 올바르게 짝지어진 유일한 설명이다.
100%효율의 열기관이 존재하지 않는다는 것은 열역학 제1법칙이 아니라 열역학 제2법칙에 대한 설명이다.
혼합기체의 전체 압력이 각 성분의 분압의 합과 같다는 것은 아마가트의 법칙이 아니라 돌턴의 분압법칙에 대한 설명이다.
혼합기체의 전체 부피가 각 성분의 부피의 합과 같다는 것은 돌턴의 법칙이 아니라 아마가트의 분용법칙에 대한 설명이다.

공기 중에서 점화원 없이 스스로 연소를 시작하는 최저온도를 발화점(착화온도)이라 한다.
인화점은 외부 점화원이 있을 때 불이 붙는 최저온도로, 점화원이 필요 없는 발화점과 구분된다.

충전된 부탄의 질량을 밀도(비중)로 나누면 저장탱크 안 액체 부탄의 부피를 구할 수 있다.
$V = \dfrac{18{,}000\,\mathrm{kg}}{0.55 \times 1{,}000\,\mathrm{kg/m^3}} \approx 32.7\,\mathrm{m^3}$
이를 탱크 내용적 $48\,\mathrm{m^3}$로 나누면 $\dfrac{32.7}{48} \approx 0.68$, 즉 약 68%가 된다.

SNG(Substitute/Synthetic Natural Gas)는 나프타나 석탄 등을 원료로 천연가스와 유사한 조성으로 만든 대체(합성) 천연가스를 말한다.
LNG를 액화석유가스라 하거나, 액체 나프타를 LNG라 하거나, SNG를 도시가스의 총칭으로 보는 설명은 모두 틀렸다.

수소는 산소와 결합하려는 성질이 강해 산화제가 아니라 환원제로 주로 쓰이므로, 산화력을 이용해 니켈 등 금속을 산화시킨다는 설명은 틀렸다.
수소는 암모니아 합성가스의 원료, 산소·수소 불꽃을 이용한 2,000℃ 이상의 고온 가공(인조보석·유리 제조), 부양용 기체 등으로 활용된다.