2013년 산업안전산업기사실기(필답형) 3회차 기출문제 해설 페이지

해설

여러 가연성 가스가 섞인 혼합가스의 폭발하한계는 르샤틀리에(Le Chatelier)의 법칙으로 구한다. 각 성분의 조성비(vol%)를 그 성분 단독의 폭발하한계로 나눈 값을 모두 더한 뒤, 그 합의 역수에 100을 곱한다.

$L = \dfrac{100}{\dfrac{V_1}{L_1}+\dfrac{V_2}{L_2}+\dfrac{V_3}{L_3}}$

여기서 $V$는 각 성분의 조성비(vol%), $L$은 각 성분 단독의 폭발하한계(vol%)이며 조성비의 합은 100이어야 한다. 메탄 80vol%(하한 9.5), 에탄 10vol%(하한 5.6), 부탄 10vol%(하한 3.1)를 대입하면 다음과 같다.

$L = \dfrac{100}{\dfrac{80}{9.5}+\dfrac{10}{5.6}+\dfrac{10}{3.1}} = \dfrac{100}{8.42+1.79+3.23} = \dfrac{100}{13.43}$

따라서 이 혼합가스의 폭발하한계는 약 7.4 vol%이다. 조성비가 큰 메탄의 하한계(9.5)보다 전체 하한계가 낮게 나오는 이유는 하한계가 낮은 부탄ㆍ에탄이 소량 섞여도 분모의 항을 크게 키우기 때문이며, 폭발상한계를 구할 때도 같은 식에 상한계를 대입한다는 점을 함께 기억해야 한다.

a: 접안경

b: 차광도 번호

c: 시감투과율

해설

차광보안경은 용접ㆍ용단ㆍ절단 작업에서 발생하는 자외선ㆍ강렬한 가시광선ㆍ적외선 등 유해광선으로부터 눈을 보호하는 보호구로, 구조를 가리키는 용어와 성능을 가리키는 용어가 구분되어 정의된다.

(a) 접안경은 착용자의 눈앞에 놓여 시야를 확보해 주는 보안경의 일부로, 유해광선을 걸러내는 필터(차광렌즈)와 그 앞뒤에서 필터를 보호하는 플레이트(커버렌즈)를 포함한다. 즉 부품ㆍ구조를 지칭하는 용어다.

(b) 차광도 번호는 필터와 플레이트가 유해광선을 차단할 수 있는 능력을 등급(번호)으로 나타낸 값으로, 번호가 클수록 차단능력이 커서 전류가 큰 아크용접일수록 높은 번호를 선택한다. 즉 차단 성능을 지칭한다.

(c) 시감투과율은 필터에 입사한 광속에 대한 투과 광속의 비로, 눈에 도달하는 가시광선의 비율을 뜻한다. 차광도 번호가 높아질수록 시감투과율은 낮아져 시야가 어두워지므로 두 값은 서로 역의 관계이며, 작업에 필요한 시야를 확보하면서도 유해광선을 충분히 차단하는 적정 차광도를 고르는 것이 선정의 핵심이다.

해설

연삭기는 고속으로 회전하는 숫돌이 파괴되면 파편이 비산해 중대재해로 이어지므로 산업안전보건기준에 관한 규칙 제122조(연삭숫돌의 덮개 등)가 덮개 설치를 의무화하고 있고, 그 덮개의 구체적 구조와 표시사항은 자율안전확인 방호장치의 자율안전기준(고용노동부 고시)이 정한다.

(1) 탁상용 연삭기의 덮개에는 워크레스트(가공물 받침대)와 조정편을 갖추어야 한다. 워크레스트는 가공물을 받쳐 주어 숫돌과 가공물 사이의 틈으로 손이나 재료가 끌려 들어가는 것을 막는 부품이다.

(2) 워크레스트는 연삭숫돌과의 간격을 3mm 이하로 조정할 수 있는 구조여야 한다. 숫돌은 사용할수록 마모되어 간격이 벌어지므로 조정 기능이 필요하며, 간격이 이보다 넓으면 가공물이 그 틈에 물려 튕겨 나오거나 손가락이 끼일 수 있다.

(3) 연삭기 덮개의 추가표시사항은 숫돌사용 원주속도와 숫돌회전방향이다. 원주속도는 그 덮개에 장착 가능한 숫돌의 속도 상한을 알려 최고사용회전속도 초과 사용을 막고, 회전방향 표시는 숫돌을 반대로 조립해 파손ㆍ비산이 일어나는 것을 막기 위한 정보다.

해설

불 대수(Boolean algebra)의 기본 항등법칙을 순서대로 적용하면 답을 구할 수 있다. $A+1=1$은 흡수법칙으로, OR 연산에서 한 항이 항상 참(1)이면 나머지 항의 값과 무관하게 결과가 항상 1이 되기 때문이다. $A+0=A$는 항등법칙으로, 0은 OR 연산의 항등원이므로 더해도 원래 값이 그대로 A가 된다.

$A(A+B)$는 분배법칙에 따라 $A\cdot A+A\cdot B=A+AB$로 전개되고, 다시 $A(1+B)=A\cdot 1$로 정리되어 A가 된다. $A+AB$ 역시 $A(1+B)$로 묶으면 $1+B=1$이므로 $A\cdot 1$, 즉 A가 된다. A+AB와 A(A+B)는 서로 다른 식이지만 흡수법칙에 의해 결과가 똑같이 A로 귀결된다는 점이 혼동하기 쉬운 포인트다.

해설

산업안전보건법 시행령 제43조(공정안전보고서의 제출 대상)는 중대산업사고를 예방하기 위해 공정안전보고서(PSM)를 제출해야 하는 유해ㆍ위험설비의 범위를 정한다. 이 조에 열거된 업종은 업종 자체로 대상이 되어 그 사업장의 보유설비 전체가 대상이 되고, 그 밖의 업종은 별표 13의 유해ㆍ위험물질을 규정량 이상 제조ㆍ취급ㆍ저장하는 설비와 그 운영 관련 공정설비만 대상이 된다는 점이 구조상의 차이다.

업종 기준 대상 사업장은 ① 원유 정제처리업, ② 기타 석유정제물 재처리업, ③ 석유화학계 기초화학물질 제조업 또는 합성수지 및 기타 플라스틱물질 제조업, ④ 질소 화합물, 질소ㆍ인산 및 칼리질 화학비료 제조업 중 질소질 비료 제조, ⑤ 복합비료 및 기타 화학비료 제조업 중 복합비료 제조(단순혼합ㆍ배합은 제외), ⑥ 화학 살균ㆍ살충제 및 농업용 약제 제조업(농약 원제 제조만 해당), ⑦ 화약 및 불꽃제품 제조업이다.

반면 원자력 설비, 군사시설, 사업장 내 난방용 연료의 저장ㆍ사용설비, 도매ㆍ소매시설, 차량 등의 운송설비, 액화석유가스 충전ㆍ저장시설, 도시가스 공급시설은 같은 조 제2항에서 유해하거나 위험한 설비로 보지 않으므로 대상에서 제외된다는 점이 함께 묻히는 혼동 포인트다.

해설

도수율(빈도율)은 연근로시간 100만 시간당 재해건수로 재해가 얼마나 자주 일어나는지를, 연천인율은 근로자 1,000명당 연간 재해자수로 인원 대비 재해 발생 정도를 나타내는 지표다. 분모가 시간인지 인원인지가 두 지표의 결정적 차이다.

$\text{도수율} = \dfrac{\text{재해건수}}{\text{연근로시간수}} \times 1000000$

연근로시간수는 근로자 1,000명이 1주 48시간씩 52주 작업했으므로 $1000 \times 48 \times 52 = 2496000$시간이다. 재해건수 80건을 대입하면 $\dfrac{80}{2496000}\times 1000000$이 되어 도수율은 32.05이다.

$\text{연천인율} = \dfrac{\text{연간 재해자수}}{\text{연평균 근로자수}} \times 1000$

재해자(사상자) 6명과 근로자 1,000명을 대입하면 $\dfrac{6}{1000}\times 1000$이 되어 연천인율은 6이다. 재해건수(80건)는 도수율에, 재해자수(6명)는 연천인율에 각각 쓰이므로 두 값을 서로 바꿔 대입하지 않아야 하며, 연천인율은 대략 도수율의 2.4배(연천인율 = 도수율 × 2.4)라는 근사 관계도 함께 알아두면 검산에 쓸 수 있다.

해설

안전관리자의 선임 인원은 산업안전보건법 시행령 별표 3(안전관리자를 두어야 하는 사업의 종류, 사업장의 상시근로자 수, 안전관리자의 수 및 선임방법, 제16조제1항 관련)에서 업종별로 상시근로자 수 구간(건설업은 공사금액 구간)에 따라 정해진다. 위험도가 높은 제조ㆍ광업 계열은 낮은 인원수에서부터, 서비스업 계열은 더 큰 인원수에서부터 선임의무가 생기고 구간이 올라가면 인원이 늘어나는 구조다.

(1) 통신업 150명은 상시근로자 50명 이상 1천명 미만 구간이므로 1명, (2) 펄프 제조업 300명은 광업ㆍ제조업 계열의 50명 이상 500명 미만 구간이므로 1명이다. (3) 식료품 제조업 500명은 같은 계열의 500명 이상 구간에 들어가므로 2명, (4) 운수 및 창고업 1,000명 역시 인원 구간이 올라가 2명이 된다.

(5) 건설업은 인원이 아니라 공사금액으로 판정하며, 공사금액 120억원 이상 800억원 미만 구간이 1명이므로 총 공사금액 700억원인 공사는 1명이다. 건설업은 800억원 이상부터 2명 이상으로 늘어나고 그 위로도 금액대별로 단계가 이어지므로, 상시근로자 수 기준과 공사금액 기준을 섞어 판단하지 않는 것이 오답을 막는 핵심이다.

① 작업 방법 및 순서

② 부재의 낙하, 전도 또는 붕괴 방지 방법

③ 근로자의 추락 방지를 위한 안전조치 방법

④ 가설 철구조물 등의 설치, 사용, 해체 시 안전성 검토 방법

⑤ 사용하는 기계 종류 및 성능, 작업방법

⑥ 작업지휘자 배치계획

⑦ 그 밖에 안전ㆍ보건 관련 사항

해설

교량작업은 고소ㆍ수상 구간에서 대형 부재를 가설하는 작업이어서 추락과 부재 낙하ㆍ붕괴 위험이 동시에 존재한다. 이에 산업안전보건기준에 관한 규칙 제38조 및 별표 4(사전조사 및 작업계획서 내용) 제8호 교량작업은 사업주가 미리 작성해야 할 작업계획서의 내용을 정하고 있다.

① 작업 방법 및 순서는 가설 공법과 시공 단계를 정해 무리한 순서로 인한 불안정 상태를 막는 항목이고, ② 부재의 낙하ㆍ전도 또는 붕괴를 방지하기 위한 방법은 인양ㆍ거치 중인 거더 등의 전도ㆍ낙하를 막는 항목이다. ③ 작업에 종사하는 근로자의 추락 위험을 방지하기 위한 안전조치 방법은 안전난간ㆍ안전대ㆍ추락방호망 등 추락 방호계획을 담는다.

이어 ④ 공사에 사용되는 가설 철구조물 등의 설치ㆍ사용ㆍ해체 시 안전성 검토 방법, ⑤ 사용하는 기계 등의 종류 및 성능, 작업방법, ⑥ 작업지휘자 배치계획, ⑦ 그 밖에 안전ㆍ보건에 관련된 사항까지 총 7개 항목이 규정되어 있다. 별표 4의 다른 작업(터널굴착ㆍ채석 등)과 달리 교량작업에는 사전조사 항목이 별도로 규정되어 있지 않고 작업계획서 내용만 정해져 있다는 점이 구분 포인트다.

해설

산업안전보건법 제89조(자율안전확인의 신고)는 안전인증대상기계등이 아닌 유해ㆍ위험기계등 중 대통령령으로 정하는 것을 제조ㆍ수입하는 자가 고용노동부장관이 고시한 자율안전기준에 맞는지 스스로 확인하여 신고하도록 하고 있고, 같은 법 시행령 제77조(자율안전확인대상기계등)는 그 대상을 기계 또는 설비, 방호장치, 보호구로 나누어 정하며 세부적인 종류ㆍ규격ㆍ형식은 고시로 위임한다. 국가지정기관의 사전 형식승인을 받아야 하는 안전인증과 달리, 제조자의 자기확인과 신고만으로 유통이 허용되는 상대적 저위험군이라는 점이 제도의 성격이다.

이 가운데 방호장치에 해당하는 것이 아세틸렌 용접장치용 또는 가스집합 용접장치용 안전기(역화 차단), 교류아크용접기용 자동전격방지기(무부하전압에 의한 감전 방지), 롤러기 급정지장치(말려 들어갈 때 급정지), 연삭기 덮개(숫돌 파괴 시 파편 비산 방지), 목재가공용 둥근톱 반발예방장치 및 날접촉예방장치, 동력식 수동대패의 칼날접촉방지장치이다. 프레스ㆍ전단기 방호장치, 양중기 과부하방지장치, 보일러ㆍ압력용기 안전밸브처럼 안전인증대상인 방호장치와는 목록이 겹치지 않으므로 두 제도의 방호장치 목록을 섞어 답하지 않도록 주의해야 한다.

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헤르츠버그(F. Herzberg)의 2요인론은 직무만족을 일으키는 요인과 불만족을 일으키는 요인이 서로 다른 별개의 축이라고 본 이론이다. 급여ㆍ작업조건ㆍ감독ㆍ회사정책ㆍ대인관계처럼 결핍되면 불만을 낳지만 아무리 채워도 적극적인 만족까지는 만들지 못하는 요인이 (1) 위생요인이고, 성취ㆍ인정ㆍ책임ㆍ승진ㆍ성장처럼 충족될수록 만족과 동기부여가 높아지는 요인이 (2) 동기요인이다.

알더퍼(C. Alderfer)의 ERG이론은 매슬로의 5단계 욕구를 3범주로 압축한 것으로, 생리ㆍ안전 욕구에 해당하는 생존(Existence)욕구, 소속ㆍ대인관계 욕구에 해당하는 (3) 관계욕구(Relatedness), 존경ㆍ자아실현 욕구에 해당하는 (4) 성장욕구(Growth)로 나눈다.

표에서 위생요인이 생존욕구와, 동기요인이 성장욕구와 짝지어지는 것은 위생요인이 결핍을 메우는 하위 성격을, 동기요인이 자기실현을 지향하는 상위 성격을 갖기 때문이다. 관계욕구는 두 요인의 경계에 걸쳐 있어 어느 한쪽으로만 대응시키지 않으며, ERG이론은 매슬로와 달리 상위욕구가 좌절되면 하위욕구로 되돌아가는 좌절-퇴행을 인정한다는 점도 함께 알아두어야 한다.

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산업안전보건기준에 관한 규칙 제223조(운전 중 위험 방지)는 산업용 로봇이 가동될 때 근로자가 로봇에 부딪혀 다치는 것을 막기 위한 조치를 정한다. 원칙적으로 높이 1.8미터 이상의 울타리를 설치해 로봇의 가동범위에 근로자가 들어가지 못하도록 물리적으로 차단해야 한다.

컨베이어 시스템 등으로 울타리를 설치할 수 없는 구간에는 대신 안전매트 또는 광전자식 방호장치 등 감응형 방호장치를 설치하도록 한다. 울타리가 "접근 자체를 막는" 방식이라면, 안전매트·광전자식은 "근로자가 위험구역에 들어온 것을 감지해 로봇을 즉시 정지시키는" 방식이라는 점에서 서로 다른 접근이다. 다만 로봇의 안전기준이 한국산업표준 등에 부합한다고 고용노동부장관이 인정하면 이 조치를 하지 않을 수 있다.

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산업안전보건기준에 관한 규칙 제321조제1항제8호는 유자격자가 충전전로 인근에서 작업할 때 노출 충전부와의 접근한계거리를 전압 구간별로 표로 정해, 그 이내로는 접근하거나 절연 손잡이 없는 도전체에 접근하지 못하도록 한다.

이 표는 대지전압이 높아질수록 감전 위험 반경도 커진다는 원리에 따라, 대지전압 0.75kV 초과 2kV 이하 구간은 45cm, 37kV 초과 88kV 이하 구간은 110cm, 145kV 초과 169kV 이하 구간은 170cm, 242kV 초과 362kV 이하 구간은 380cm의 접근한계거리를 두도록 정한다. 유자격자가 아닌 근로자에게는 이와 별도로 대지전압에 따라 더 넓은 접근 금지 거리를 적용해 이중으로 보호한다.

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산업안전보건기준에 관한 규칙 제52조(구축물등의 안전성 평가)는 구축물·시설물이 붕괴 등으로 근로자에게 위험을 미칠 우려가 있는 특정 상황에서, 사업주가 미리 구조검토·안전진단 등 안전성 평가를 하도록 정한다. 대표적으로 구축물 또는 이와 유사한 시설물의 인근에서 굴착·항타작업 등으로 침하·균열이 발생해 붕괴 위험이 예상되는 경우가 있다.

또한 구축물 또는 이와 유사한 시설물에 지진, 동해, 부동침하 등으로 균열·비틀림이 발생하였을 경우도 해당한다. 이 밖에 구축물 자체의 무게·적설·풍압 등 하중으로 붕괴 위험이 있는 경우, 화재 등으로 내력이 심하게 저하된 경우도 함께 규정되어 있다. 시공 당시에는 안전했던 구조물이라도 외부 충격·노후화로 안전성이 달라질 수 있으므로, 위험 징후가 보이면 사고 전에 먼저 점검하라는 사전예방적 취지를 담은 조문이다.