2024년 위험물기능장실기(필답형) 제76회 기출문제 정답·해설 페이지
- 벤젠 C6H6: 메틸기가 없는 벤젠 고리 그 자체다.
- 톨루엔 C6H5CH3: 고리의 수소 1개가 메틸기로 바뀐 것이다.
- 자일렌 C6H4(CH3)2: 메틸기 2개가 붙은 것으로, 붙는 위치에 따라 o-·m-·p- 이성질체가 있다.
- 주입관 끝부분을 탱크 밑바닥에 밀착시키면 기름이 공중에서 떨어지지 않고 바닥부터 차오른다.
- 윗부분으로 넣을 때는 액표면이 주입관 끝부분을 넘을 때까지 유속을 초당 1[m] 이하로 한다.
- 밑부분으로 넣을 때는 액표면이 주입관 정상부분을 넘을 때까지 주입배관 안의 유속을 초당 1[m] 이하로 한다.
- 그 밖의 방법으로 넣을 때는 탱크에 가연성 증기가 남지 않게 조치하고, 안전을 확인한 뒤 주입한다.
- 칼슘은 수소를 낸다.
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2 - 수소화칼슘은 수소를 2몰 낸다.
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2 - 탄화칼슘은 아세틸렌을 낸다.
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 - 인화칼슘은 맹독성인 포스핀을 낸다.
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3 - 지정수량 1,000배 이상의 제조소·일반취급소: 구조·설비에 관한 사항을 검토받는다.
- 저장용량 50만[L] 이상의 옥외탱크저장소: 탱크의 기초·지반, 탱크 본체, 소화설비에 관한 사항을 검토받는다.
- 암반탱크저장소: 용량과 관계없이 모두 대상이며, 검토 사항은 옥외탱크저장소와 같다.
- 건축물 형태에 따라서는 여러 층을 쓰는 다층건물 옥내저장소와, 다른 용도 건물의 일부를 쓰는 복합용도 건축물 옥내저장소가 있다.
- 완화 특례는 지정수량 50배 이하인 소규모 옥내저장소와, 인화점 100[℃] 이상인 제4류만 저장하는 고인화점 위험물의 단층·다층·소규모 옥내저장소에 적용된다.
- 강화 특례는 분해 위험이 큰 유기과산화물(지정수량 10[kg]), 자연발화하는 알킬알루미늄등, 폭발 위험이 큰 하이드록실아민등에 적용된다.
- 황만 저장하는 탱크에는 물분무소화설비를 둔다. 황은 물과 반응하지 않아 냉각으로 끌 수 있기 때문이다.
- 인화점 70[℃] 이상인 제4류 위험물만 저장하는 탱크에는 물분무소화설비 또는 고정식 포소화설비를 둔다. 증기가 적게 나와 냉각이 잘 듣기 때문이다.
- 지중탱크에는 고정식 포소화설비, 이동식 이외의 불활성가스소화설비 또는 이동식 이외의 할로젠화합물소화설비를 둔다. 본체가 땅속에 있어 물분무로 냉각할 수 없기 때문이다.
- 주유공지 — 고정주유설비 둘레에 너비 15 m 이상, 길이 6 m 이상을 콘크리트 등으로 포장한다.
- 급유공지 — 고정급유설비는 호스를 끌어 쓰므로 설비 본체가 아닌 호스기기 둘레에 둔다.
- 바닥 설비 — 배수구로 모은 액체를 집유설비에 받고 유분리장치로 기름을 갈라내 하수로 흘러드는 것을 막는다.
제4류 위험물인 BTX는 방향족 탄화수소 3가지를 가리키는 약칭이다. B·T·X가 각각 어떤 물질인지 명칭과 화학식을 함께 쓰시오.
B — 벤젠,
T — 톨루엔,
X — 자일렌,
[해설]
BTX는 벤젠·톨루엔·자일렌의 영문 머리글자다. 벤젠 고리에 메틸기(−CH3)가 0개·1개·2개 붙은 방향족 탄화수소 3종을 가리킨다.
혼동 주의: 벤젠·톨루엔은 제1석유류이고, 자일렌은 인화점이 더 높아 제2석유류다.
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24-2(제76회)
이동탱크저장소에서 정전기로 인한 재해를 막기 위한 취급기준이다. 다음 물음에 답하시오. (단, 컨테이너식 이동탱크저장소는 제외한다.)
(1) 휘발유·벤젠처럼 정전기로 재해가 생길 우려가 있는 액체 위험물을 이동저장탱크의 윗부분으로 넣을 때에는 주입관을 쓰되 그 주입관을 어떻게 해야 하는지 쓰시오.
(2) 휘발유를 담았던 이동저장탱크에 등유나 경유를 넣을 때, 또는 등유·경유를 담았던 이동저장탱크에 휘발유를 넣을 때 다음 각 경우에 취해야 하는 조치를 쓰시오.
㉠ 탱크의 윗부분으로 주입하는 경우
㉡ 탱크의 밑부분으로 주입하는 경우
㉢ 그 밖의 방법으로 주입하는 경우
(1) 주입관의 끝부분을 이동저장탱크의 밑바닥에 밀착시킬 것
(2) ㉠ 위험물의 액표면이 주입관의 끝부분을 넘는 높이가 될 때까지 주입관 안의 유속을 초당 1[m] 이하로 할 것
㉡ 위험물의 액표면이 주입관의 정상부분을 넘는 높이가 될 때까지 주입배관 안의 유속을 초당 1[m] 이하로 할 것
㉢ 이동저장탱크에 가연성 증기가 남지 않도록 조치하고, 안전한 상태임을 확인한 뒤에 주입할 것
[해설]
위험물안전관리법 시행규칙 별표 18의 이동탱크저장소 취급기준이다. 목적은 기름이 떨어지거나 빠르게 흐를 때 생기는 유동대전(액체가 흐르며 정전기가 쌓이는 현상)을 막는 것이다.
휘발유와 등유·경유를 바꿔 실으면 남은 휘발유 증기 때문에 탱크 안이 폭발범위에 들기 쉬워서 따로 정해 두었다. 윗부분 주입은 주입관의 끝부분, 밑부분 주입은 주입관의 정상부분이 기준이라는 점이 채점 포인트다.
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24-2(제76회)
다음 성질을 모두 가진 제3류 위험물에 대하여 물음에 답하시오.
· 태우면 보라색 불꽃을 낸다.
· 비중이 0.86으로 물보다 가볍다.
· 칼로 잘릴 만큼 무른 은백색 금속이다.
(1) 지정수량을 쓰시오.
(2) 공기 중에서 연소할 때의 반응식을 쓰시오.
(3) 물과 만났을 때의 반응식을 쓰시오.
(1) 10[kg]
(2)
(3)
[해설]
세 조건이 모두 칼륨(K)을 가리킨다. 불꽃반응색이 결정적인 단서로, 칼륨은 보라색, 나트륨은 노란색, 리튬은 적색을 낸다. 비중 0.86이라 물보다 가벼워 물 위에 뜬 채로 반응하고, 칼로 잘릴 만큼 무른 은백색 금속이라는 서술도 알칼리금속의 특징이다.
· 지정수량 10[kg] — 제3류 위험물 중 칼륨·나트륨·알킬알루미늄·알킬리튬이 위험등급 Ⅰ, 지정수량 10[kg]이다.
· 연소 — 공기 중에서 산화칼륨이 된다.
· 물과의 반응 — 수산화칼륨과 수소를 내면서 심하게 발열한다. 발생한 수소가 반응열로 점화되어 폭발할 수 있으므로 주수소화는 절대 금물이고, 마른모래·팽창질석·팽창진주암으로 덮어 끈다. 보관도 공기·수분과 끊기 위해 등유나 경유 같은 석유류 속에 담가 둔다.
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24-2(제76회)
이송취급소의 배관을 지상에 설치하는 경우 확보해야 하는 안전거리이다. 표의 빈칸을 채우시오.
| 대상물 | 안전거리 |
|---|---|
| 철도(화물 수송용으로만 쓰이는 것은 제외) 또는 도로의 경계선 | ( ㉠ )[m] 이상 |
| 학교·병원급 의료기관·공연장·영화상영관·아동복지시설 등 다수의 사람을 수용하는 시설 | ( ㉡ )[m] 이상 |
| 지정문화유산과 천연기념물 등 | ( ㉢ )[m] 이상 |
| 고압가스·액화석유가스의 제조·저장시설과 가스공급시설 | ( ㉣ )[m] 이상 |
| 수도시설 가운데 위험물이 흘러들 우려가 있는 것 | ( ㉤ )[m] 이상 |
㉠ 25
㉡ 45
㉢ 65
㉣ 35
㉤ 300
[해설]
이송취급소는 배관으로 위험물을 실어 나르는 시설이라 노선이 길다. 그래서 배관을 지상에 둘 때에는 주변 시설의 성격에 따라 안전거리를 달리 정해 두었다. 사고가 났을 때 피해가 커지는 곳일수록 멀리 두는 것이 원칙이다.
| 대상물 | 안전거리 |
|---|---|
| 철도 또는 도로의 경계선 | 25[m] 이상 |
| 고압가스·액화석유가스·가스공급시설 | 35[m] 이상 |
| 학교·병원급 의료기관 등 다수인을 수용하는 시설 | 45[m] 이상 |
| 지정문화유산 및 천연기념물 등 | 65[m] 이상 |
| 수도시설 중 위험물이 흘러들 우려가 있는 것 | 300[m] 이상 |
· 25[m] — 화물 수송 전용 철도는 사람이 드나들지 않으므로 대상에서 뺀다.
· 35[m] — 가스시설은 유출된 위험물이 옮겨붙으면 2차 폭발로 번질 수 있어 도로보다 멀리 둔다.
· 45[m] — 학교·병원처럼 스스로 대피하기 어려운 사람이 많이 모이는 시설이다.
· 65[m] — 지정문화유산과 천연기념물은 한 번 잃으면 되돌릴 수 없어 가장 먼 축에 든다.
· 300[m] — 수도시설은 위험물이 한 번 흘러들면 상수원 전체가 오염되어 피해 범위를 가늠할 수 없으므로 다른 대상과 자릿수가 다르다. 이 값만 따로 외워 두면 나머지는 25 → 35 → 45 → 65로 순서를 잡을 수 있다.
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24-2(제76회)
탄산수소나트륨은 제1종 분말소화약제로 쓰인다. 다음 물음에 답하시오. (단, Na의 원자량은 23이고, 기체의 부피는 표준상태를 기준으로 한다.)
(1) 1차 열분해 반응식을 쓰시오.
(2) 이 약제 8.4[g]이 분해할 때 발생하는 이산화탄소는 몇 [L]인가?
(1)
(2) 1.12[L]
[해설]
제1종 분말소화약제인 탄산수소나트륨은 약 270[℃]에서 1차 분해하여 탄산나트륨·이산화탄소·물이 된다.
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
반응식에서 NaHCO3 2[mol]이 분해할 때 CO2 1[mol]이 나온다.
분자량 = 23 + 1 + 12 + 16 × 3 = 84
8.4[g] ÷ 84 = 0.1[mol] → CO2 0.05[mol]
V = 0.05 × 22.4 = 1.12[L]
혼동 주의: 850[℃] 부근의 2차 분해식(2NaHCO3 → Na2O + 2CO2 + H2O)으로 계산하면 CO2가 두 배로 나오므로, 문항이 1차 분해를 묻는지 확인한다.
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다음 [보기]의 위험물이 물과 반응할 때의 화학반응식을 각각 쓰고, 네 물질이 물과 반응할 때 공통으로 생성되는 물질의 명칭을 쓰시오.
[보기] 칼슘, 수소화칼슘, 탄화칼슘, 인화칼슘
(1) 칼슘
(2) 수소화칼슘
(3) 탄화칼슘
(4) 인화칼슘
(5) 공통으로 생성되는 물질
(1)
(2)
(3)
(4)
(5) 수산화칼슘
[해설]
네 물질 모두 칼슘을 품은 제3류 금수성 물질(물과 반응하는 물질)이다. 물과 만나면 칼슘은 수산화칼슘이 되고, 함께 묶여 있던 원소는 가스로 빠져나온다.
그래서 네 반응의 공통 생성물은 수산화칼슘[Ca(OH)2]이다. 혼동 주의: 공통 생성물을 물었으니 답은 발생 가스가 아니라 수산화칼슘이다.
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24-2(제76회)
시·도지사가 제조소등의 설치허가나 변경허가를 하기에 앞서 한국소방산업기술원에 기술검토를 맡겨야 하는 제조소등을 3가지 쓰시오.
① 지정수량의 1,000배 이상의 위험물을 취급하는 제조소 또는 일반취급소
② 옥외탱크저장소(저장용량이 50만[L] 이상인 것만 해당)
③ 암반탱크저장소
[해설]
위험물안전관리법 시행령에 따라, 규모가 크거나 구조가 특수한 제조소등은 시·도지사가 허가하기 전에 한국소방산업기술원의 기술검토를 받아야 한다.
혼동 주의: 1,000배 기준은 제조소·일반취급소에만, 50만[L] 기준은 옥외탱크저장소에만 붙는다.
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24-2(제76회)
옥내저장소에 관한 위험물안전관리법령 기준이다. 다음 물음에 답하시오.
(1) 단층건물에 설치하는 옥내저장소 외에, 건축물의 형태에 따라 따로 기준이 마련된 옥내저장소 2가지를 쓰시오.
(2) 기술기준을 완화해 주는 특례가 적용되는 옥내저장소 4가지를 쓰시오.
(3) 저장·취급하는 위험물의 성질 때문에 기준이 오히려 강화되는 위험물의 품명 3가지를 쓰시오.
(4) 격벽으로 완전히 구획된 옥내저장소에 다음과 같이 위험물을 저장하려 한다. 물음에 답하시오.
| 저장소 구분 | 저장하는 위험물 |
|---|---|
| A | 특수인화물 + 경유 |
| B | 경유 |
㉠ A저장소의 최대허용면적[m²]은 얼마인가?
㉡ A저장소가 최대허용면적일 때 B저장소의 면적[m²]은 얼마인가?
(1) 다층건물의 옥내저장소, 복합용도 건축물의 옥내저장소
(2) 소규모 옥내저장소, 고인화점 위험물의 단층건물 옥내저장소, 고인화점 위험물의 다층건물 옥내저장소, 고인화점 위험물의 소규모 옥내저장소
(3) 유기과산화물(제5류 위험물 중 지정수량이 10[kg]인 것), 알킬알루미늄등, 하이드록실아민등
(4) ㉠ 500[m²] ㉡ 1,000[m²]
[해설]
위험물안전관리법 시행규칙 별표 5는 단층건물 옥내저장소를 기본형으로 둔다.
여기에 건축물 형태에 따른 기준, 완화 특례, 강화 특례를 따로 정한다.
특수인화물 같은 위험물을 다른 위험물과 한 창고에 격벽으로 나누어 두면 창고 전체는 1,500[m2] 이하, 그 위험물을 둔 실은 500[m2] 이하다.
A = 500[m2]
B = 1,500 − 500 = 1,000[m2]
혼동 주의: 경유만 두는 B는 따로 지으면 2,000[m2]까지 되지만, 한 창고를 나눠 쓰므로 전체 1,500[m2] 한도에 묶인다.
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24-2(제76회)
다음 위험물을 운반용기에 담을 때 용기 바깥에 표시해야 하는 주의사항을 모두 쓰시오. (단, 표시할 사항이 없으면 "해당 없음"이라고 쓴다.)
(1) 질산
(2) 사이안화수소
(3) 브로민산칼륨
(4) 과산화나트륨
(5) 아연
(1) 가연물접촉주의
(2) 화기엄금
(3) 화기·충격주의, 가연물접촉주의
(4) 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의
(5) 화기주의, 물기엄금
[해설]
운반용기 외부 표시사항은 위험물의 유별과 성질로 결정된다. 물질을 보고 유별부터 가려내는 것이 요령이다.
| 유별 | 주의사항 |
|---|---|
| 제1류 — 알칼리금속의 과산화물 등 | 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의 |
| 제1류 — 그 밖의 것 | 화기·충격주의, 가연물접촉주의 |
| 제2류 — 철분·금속분·마그네슘 등 | 화기주의, 물기엄금 |
| 제2류 — 인화성 고체 | 화기엄금 |
| 제2류 — 그 밖의 것 | 화기주의 |
| 제3류 — 자연발화성 물질 | 화기엄금, 공기접촉엄금 |
| 제3류 — 금수성 물질 | 물기엄금 |
| 제4류 | 화기엄금 |
| 제5류 | 화기엄금, 충격주의 |
| 제6류 | 가연물접촉주의 |
· 질산 — 제6류 산화성 액체이므로 가연물접촉주의.
· 사이안화수소 — 인화점이 -18[℃]인 제4류 제1석유류(수용성)이므로 화기엄금. 맹독성이지만 운반용기 표시사항에 독성 관련 문구는 들어가지 않는다.
· 브로민산칼륨 — 제1류 브로민산염류이며 알칼리금속의 과산화물이 아니므로 화기·충격주의, 가연물접촉주의. 물기엄금은 붙지 않는다.
· 과산화나트륨 — 제1류 무기과산화물 가운데 알칼리금속의 과산화물이다. 물과 반응해 산소를 내므로 물기엄금이 더 붙어 화기·충격주의, 물기엄금, 가연물접촉주의 세 가지다.
· 아연 — 제2류 금속분이므로 화기주의, 물기엄금.
제1류의 "화기·충격주의"는 두 낱말이 가운뎃점으로 묶인 한 항목이다. "화기주의"와 "충격주의"로 떼어 적은 자료가 있으나 법령 문언은 붙여 쓴 한 항목이다.
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휘발유를 취급하는 설비에 할론 1301 소화설비를 국소방출방식(용적식)으로 설치하려 한다. 다음 조건에서 필요한 소화약제의 양[kg]을 구하시오.
· 방호공간의 체적 : 600[m3]
· 방호공간의 벽 전체 둘레면적 : 200[m2]
· 그중 고정된 벽의 면적 : 50[m2]
2,437.5[kg]
[해설]
위험물안전관리에 관한 세부기준의 할로젠화합물소화설비 국소방출방식(용적식) 공식으로 계산한다. 할론 1301은 X = 4.0, Y = 3.0이고, 휘발유의 소화약제 계수는 1.0이다.
방호공간 1[m3]당 약제량 Q = X − Y × a/A
Q = 4.0 − 3.0 × 50/200
Q = 3.25[kg/m3]
저장량 W = 체적 × Q × 위험물 계수 × 약제 배수(할론 1301은 1.25)
W = 600 × 3.25 × 1.0 × 1.25
W = 2,437.5[kg]
혼동 주의: a는 고정된 벽의 면적이고 A는 방호공간 전체 둘레면적이다. 배수 1.25를 빠뜨리면 1,950[kg]이 나와 틀린다.
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24-2(제76회)
소화난이도등급 Ⅰ에 해당하는 옥외탱크저장소에 설치해야 하는 소화설비이다. 표의 빈칸을 채우시오.
| 구분 | 소화설비 |
|---|---|
| 지중탱크·해상탱크 외의 것 중 황만을 저장·취급하는 것 | ( ㉠ ) |
| 지중탱크·해상탱크 외의 것 중 인화점 70[℃] 이상의 제4류 위험물만을 저장·취급하는 것 | ( ㉡ ) |
| 지중탱크·해상탱크 외의 것 중 그 밖의 것 | 고정식 포소화설비(포소화설비가 적응성이 없으면 분말소화설비) |
| 지중탱크 | ( ㉢ ) |
| 해상탱크 | 고정식 포소화설비, 물분무포소화설비, 이동식 이외의 불활성가스소화설비 또는 이동식 이외의 할로젠화합물소화설비 |
㉠ 물분무소화설비
㉡ 물분무소화설비 또는 고정식 포소화설비
㉢ 고정식 포소화설비, 이동식 이외의 불활성가스소화설비 또는 이동식 이외의 할로젠화합물소화설비
[해설]
위험물안전관리법 시행규칙 별표 17은 소화난이도등급 Ⅰ 옥외탱크저장소에 둘 소화설비를 저장물의 성질과 탱크 형태에 따라 나눈다.
혼동 주의: 해상탱크는 지중탱크에 두는 설비에 물분무포소화설비가 더해진다.
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24-2(제76회)
다음 할로젠화합물 소화약제의 화학식을 각각 쓰시오.
| 종류 | 할론 1011 | 할론 2402 | 할론 1001 | 할론 1211 | 할론 1301 |
|---|---|---|---|---|---|
| 화학식 | ( ㉠ ) | ( ㉡ ) | ( ㉢ ) | ( ㉣ ) | ( ㉤ ) |
㉠
㉡
㉢
㉣
㉤
[해설]
할론 번호는 앞에서부터 탄소(C)·플루오린(F)·염소(Cl)·브로민(Br)의 원자 수를 차례로 적은 것이다. 뒤에 오는 0은 생략해 적기도 한다(예: 할론 1301의 다섯째 자리 아이오딘은 0이라 쓰지 않는다).
수소 수는 표에 드러나지 않으므로 포화 탄화수소의 자리 수로 계산한다.
(n = 탄소 수)
| 번호 | C | F | Cl | Br | H | 화학식 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1301 | 1 | 3 | 0 | 1 | 0 | |
| 1211 | 1 | 2 | 1 | 1 | 0 | |
| 1011 | 1 | 0 | 1 | 1 | 2 | |
| 1001 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3 | |
| 2402 | 2 | 4 | 0 | 2 | 0 |
예를 들어 할론 1011은 이므로 수소가 2개 붙어 이 된다. 원소를 적는 차례는 처럼 달리 쓰기도 하지만 같은 화합물이며, 관용적으로는 수소를 탄소 뒤에 붙여 쓴다.
할론 1301은 상온에서 기체이고 소화 성능과 안전성이 가장 좋지만 오존층 파괴지수가 커 사용이 규제된다.
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24-2(제76회)
다음과 같은 제조소의 총 소요단위를 구하시오.
· 취급하는 위험물 : 다이에틸에터 3,000[L], 경유 50,000[L]
· 제조소의 건축물 : 외벽이 내화구조이며, 지상 1층과 2층의 바닥면적이 각각 1,000[m²]
· 제조소의 옥외에 설치된 공작물 : 설치 높이 8[m], 최대수평투영면적 200[m²]
33단위
[해설]
소요단위는 소화설비의 설치 대상이 되는 건축물이나 위험물의 양을 재는 기준 단위로, 위험물안전관리법 시행규칙 별표 17이 다음과 같이 정하고 있다.
| 구분 | 외벽이 내화구조 | 외벽이 내화구조가 아닌 것 |
|---|---|---|
| 제조소·취급소의 건축물 | 연면적 100[m²] = 1단위 | 연면적 50[m²] = 1단위 |
| 저장소의 건축물 | 연면적 150[m²] = 1단위 | 연면적 75[m²] = 1단위 |
| 위험물 | 지정수량의 10배 = 1단위 | |
① 취급하는 위험물 — 다이에틸에터는 특수인화물로 지정수량 50[L], 경유는 제2석유류(비수용성)로 지정수량 1,000[L]이다.
단위
② 제조소의 건축물 — 연면적은 두 층을 합해 2,000[m²]이고, 외벽이 내화구조인 제조소이므로 100[m²]마다 1단위다.
단위
③ 옥외에 설치된 공작물 — 별표 17은 제조소등의 옥외에 있는 공작물을 외벽이 내화구조인 것으로 보고, 최대수평투영면적을 연면적으로 간주해 산정하도록 한다. 이 공작물은 제조소에 딸린 것이므로 저장소 기준(150[m²])이 아니라 제조소 기준 100[m²]를 쓴다.
단위
총 소요단위 단위
설치 높이 8[m]는 이 계산에 쓰이지 않는 조건이다. 공작물은 높이가 아니라 최대수평투영면적으로 따진다.
일부 자료가 이 공작물을 저장소로 보아 단위로 잡고 총 32.33단위라 적고 있으나, 문제의 공작물은 제조소의 옥외에 설치된 것이므로 제조소 기준을 준용해야 한다. 답은 33단위다.
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24-2(제76회)
포소화설비의 가압송수장치는 방식에 따라 필요한 낙차·압력·전양정을 구하는 식이 다르다. [보기]의 기호를 사용해 다음 각 식을 완성하시오.
(1) 고가수조를 이용하는 가압송수장치에 필요한 낙차 H
(2) 압력수조를 이용하는 가압송수장치에 필요한 압력 P
(3) 펌프를 이용하는 가압송수장치의 펌프 전양정 H
[보기]
㉠ 배관의 마찰손실수두[m]
㉡ 배관의 마찰손실수두압[MPa]
㉢ 배관의 설계수두[m]
㉣ 고정식 포방출구의 설계압력 또는 이동식 포소화설비의 노즐 방사압력[MPa]
㉤ 고정식 포방출구의 설계압력 환산수두 또는 이동식 포소화설비의 노즐 방사압력 환산수두[m]
㉥ 고정식 포방출구의 설계압력 환산수두 또는 이동식 포소화설비의 노즐 선단 방사압력 환산수두[m]
㉦ 이동식 포소화설비의 소방용 호스의 마찰손실수두압[MPa]
㉧ 이동식 포소화설비의 소방용 호스의 마찰손실수두[m]
㉨ 낙차의 환산수두압[MPa]
㉩ 낙차[m]
㉪ 대기압[MPa]
(1) H = ㉤ + ㉠ + ㉧
(2) P = ㉣ + ㉡ + ㉨ + ㉦
(3) H = ㉥ + ㉠ + ㉩ + ㉧
[해설]
위험물안전관리에 관한 세부기준 제133조가 정한 포소화설비 가압송수장치의 기준이다. 세 방식이 서로 무엇을 더하고 무엇을 빼는지 갈라 보면 외우기 쉽다.
· (1) 고가수조 방식 — H = h₁ + h₂ + h₃ (단위 [m])
높이에 둔 물탱크의 위치에너지만으로 밀어 주는 방식이라 낙차 자체가 답이 아니라 구해야 할 값이다. 따라서 포방출구에서 필요한 압력을 수두로 환산한 값(㉤), 배관에서 잃는 수두(㉠), 호스에서 잃는 수두(㉧)를 더한 만큼의 낙차를 확보해야 한다. 낙차 항이 우변에 들어가지 않는 것이 이 식의 특징이다.
· (2) 압력수조 방식 — P = p₁ + p₂ + p₃ + p₄ (단위 [MPa])
이 식만 압력 단위로 세운다. 그래서 항도 모두 [MPa] 짜리로 골라야 한다 — 포방출구 설계압력(㉣), 배관 마찰손실수두압(㉡), 낙차의 환산수두압(㉨), 호스 마찰손실수두압(㉦). 수조가 탱크 아래에 있을 수도 있으므로 낙차 몫을 압력으로 환산해 더한다.
· (3) 펌프 방식 — H = h₁ + h₂ + h₃ + h₄ (단위 [m])
펌프는 물을 끌어올려야 하므로 고가수조 식에 낙차(㉩)가 한 항 더 붙는다. 나머지는 노즐 선단 방사압력 환산수두(㉥), 배관 마찰손실수두(㉠), 호스 마찰손실수두(㉧)로 같은 얼개다.
㉢(배관의 설계수두)과 ㉪(대기압)은 어느 식에도 쓰이지 않는 함정 보기다. 대기압은 계기압력을 기준으로 세운 식에 이미 반영돼 있어 따로 더하지 않는다.
고르는 요령은 단위를 먼저 보는 것이다. (2)만 [MPa] 항끼리, (1)·(3)은 [m] 항끼리 모으면 후보가 절반으로 준다.
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아세트알데하이드를 은거울반응시키면 산화되어 또 다른 제4류 위험물이 만들어진다. 이 물질에 대하여 다음 물음에 답하시오.
(1) 시성식을 쓰시오.
(2) 지정수량을 쓰시오.
(3) 완전연소반응식을 쓰시오.
(1)
(2) 2,000[L]
(3)
[해설]
아세트알데하이드는 은거울반응에서 산화되어 아세트산(초산)이 된다.
CH3CHO → CH3COOH
시성식은 카복실기가 드러나게 CH3COOH로 쓴다. 아세트산은 물에 잘 녹는 제4류 제2석유류(수용성)라 지정수량이 2,000 L이다.
완전연소하면 탄소 2개는 CO2 2몰, 수소 4개는 H2O 2몰이 된다.
CH3COOH + 2O2 → 2CO2 + 2H2O
혼동 주의: 같은 제2석유류라도 비수용성인 경유·등유는 지정수량이 1,000 L다.
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액체 상태의 물 1[m3]가 표준대기압 100[℃]에서 기체 상태로 될 때 수증기의 부피가 약 1,700배로 증가함을 이상기체 상태방정식으로 설명하시오. (단, 물의 밀도는 1,000[kg/m3], 기체상수는 0.08205[atm·m3/(kmol·K)]로 한다.)
물 1[m3](1,000[kg])의 몰수 :
수증기의 부피 :
부피비 :
[해설]
이상기체 상태방정식 PV = nRT 로 100℃·1 atm 수증기의 부피를 구해 물 1 m3와 비교한다.
물 1 m3의 질량 = 1,000 kg, 분자량 18
n = 1,000 ÷ 18 = 55.56 kmol
V = nRT / P
= 55.56 × 0.08205 × 373 ÷ 1
≒ 1,700 m3
부피비 = 1,700 ÷ 1 ≒ 1,700배이므로 물이 기화하면 부피가 약 1,700배로 커진다. 절대온도는 273 + 100 = 373 K로 넣는다.
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24-2(제76회)
위험물안전관리법령이 정한 다음 용어의 정의를 읽고 물음에 답하시오.
· "금속분"이란 알칼리금속·알칼리토류금속·( ㉠ ) 및 ( ㉡ ) 외의 금속 분말을 말한다. 다만 구리분·니켈분과, 150[μm]의 체를 통과하는 것이 50[wt%] 미만인 것은 제외한다.
· "( ㉠ )분"이란 ( ㉠ )의 분말을 말한다. 다만 53[μm]의 표준체를 통과하는 것이 50[wt%] 미만인 것은 제외한다.
· "( ㉢ )"은 순도가 60[wt%] 이상인 것을 말한다. 이때 순도를 재면서 불순물로 보는 것은 활석 등 불연성 물질과 수분으로 한정한다.
(1) ㉠에 해당하는 물질의 운반용기 바깥에 표시해야 하는 주의사항을 모두 쓰시오.
(2) ㉡에 해당하는 물질의 화재에 이산화탄소소화기를 쓰면 안 되는 까닭을 쓰시오.
(3) ㉡에 해당하는 물질을 옥내저장소에 저장할 때 그 저장창고의 바닥을 어떤 구조로 해야 하는지 쓰시오.
(4) ㉢에 해당하는 물질의 완전연소반응식을 쓰시오.
(5) ㉠·㉡·㉢ 가운데 지정수량이 가장 작은 것을 쓰시오. (복수이면 모두 쓴다.)
(1) 화기주의, 물기엄금
(2) 마그네슘이 이산화탄소와 반응해 가연성 물질인 탄소와 유독성 가스인 일산화탄소를 내놓아 오히려 연소를 돕기 때문
(3) 물이 스며 나오거나 스며들지 아니하는 구조
(4)
(5) ㉢ 황
[해설]
빈칸부터 채우면 ㉠ = 철, ㉡ = 마그네슘, ㉢ = 황이다. 금속분의 정의가 알칼리금속·알칼리토류금속과 함께 철·마그네슘을 빼는 방식으로 되어 있는 것은, 철분과 마그네슘을 제2류 안에서 각각 따로 품명으로 두었기 때문이다. 순도 60[wt%] 이상이라는 기준은 황의 정의에만 붙는다.
(1) 철분의 운반용기 표시 — 제2류 중 철분·금속분·마그네슘은 물과 반응해 수소를 내므로 화기주의에 물기엄금이 함께 붙는다.
(2) 마그네슘에 이산화탄소를 쓸 수 없는 까닭 — 마그네슘은 산소를 워낙 강하게 끌어당겨 이산화탄소에서 산소를 빼앗는다.
질식소화를 하려고 뿌린 이산화탄소가 도리어 가연성 물질인 탄소와 유독성 일산화탄소를 만들어 연소를 키우므로 쓰지 못한다. 물도 수소를 발생시키므로 금물이고, 마른모래나 팽창질석으로 덮어 끈다.
(3) 저장창고의 바닥 — 마그네슘처럼 물기엄금인 위험물의 저장창고는 바닥으로 물이 들고 나지 못하도록 물이 스며 나오거나 스며들지 아니하는 구조로 해야 한다. 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제3류 금수성 물질, 제4류 위험물의 저장창고에도 같은 기준이 적용된다.
(4) 황의 완전연소 — 황은 연소하면 자극성 유독가스인 이산화황(아황산가스)이 된다.
(5) 지정수량 비교 — 철분과 마그네슘은 각각 500[kg], 황은 100[kg]이다. 따라서 가장 작은 것은 ㉢ 황(100[kg]) 하나뿐이다. 제2류에서 지정수량 100[kg]인 품명은 황화인·적린·황 세 가지이나, 이 문제의 [보기]에는 황만 들어 있다.
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24-2(제76회)
다음 [보기]의 위험물 가운데, 물과 반응했을 때 생기는 가연성 가스가 서로 같은 것들만 골라 물과의 반응식을 각각 쓰시오.
[보기] 인화칼슘, 나트륨, 메틸리튬, 수소화나트륨, 리튬, 트라이에틸알루미늄
나트륨 :
리튬 :
수소화나트륨 :
[해설]
여섯 물질이 물과 만나 내놓는 가스를 먼저 갈라 본다.
| 물질 | 발생 가연성 가스 |
|---|---|
| 나트륨 | 수소 |
| 리튬 | 수소 |
| 수소화나트륨 | 수소 |
| 트라이에틸알루미늄 | 에테인 |
| 메틸리튬 | 메테인 |
| 인화칼슘 | 포스핀 |
같은 가스를 내는 것은 수소를 발생시키는 나트륨·리튬·수소화나트륨 세 가지다. 알칼리금속은 금속 자신이 물의 수소를 밀어내며 수산화물이 되고, 금속수소화물은 자신이 가진 수소와 물의 수소가 만나 수소 기체가 된다.
나머지 셋은 각각 다른 가스를 낸다. 알킬금속은 알킬기가 그대로 탄화수소로 떨어져 나오므로 에틸기는 에테인, 메틸기는 메테인이 되고, 인화칼슘은 인화수소인 포스핀을 낸다. "알킬기 이름 = 나오는 탄화수소 이름"으로 묶어 두면 헷갈리지 않는다.
여섯 물질 모두 물과 반응해 가연성 가스를 내는 금수성 물질이므로 주수소화는 금지이고, 마른모래·팽창질석·팽창진주암으로 덮어 끈다.
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24-2(제76회)
주유취급소에 확보해야 하는 공지와 그 바닥 구조에 관한 내용이다. 괄호에 들어갈 수치와 용어를 쓰시오.
(1) 고정주유설비 둘레에는 주유를 받으려는 자동차 등이 드나들 수 있도록 너비 ( ㉠ )[m] 이상, 길이 ( ㉡ )[m] 이상을 콘크리트 등으로 포장한 공지(주유공지)를 두어야 한다.
(2) 고정급유설비를 두는 경우에는 그 ( ㉢ ) 둘레에 필요한 공지(급유공지)를 두어야 한다.
(3) 공지의 바닥은 둘레의 지면보다 높이고 알맞게 기울여, 새어 나온 기름이나 그 밖의 액체가 공지 밖으로 흘러나가지 않도록 ( ㉣ )·( ㉤ )·( ㉥ )를 설치해야 한다.
㉠ 15
㉡ 6
㉢ 호스기기
㉣ 배수구
㉤ 집유설비
㉥ 유분리장치
[해설]
위험물안전관리법 시행규칙 별표 13의 주유취급소 주유공지·급유공지 기준이다.
외우는 요령: 액체가 흐르는 순서대로 배수구 → 집유설비 → 유분리장치로 기억한다.
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