2017년 위험물기능장실기(필답형) 제62회 기출문제 정답·해설 페이지

2017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회
    12017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위험물을 취급하는 제조소 등의 피난설비에 대하여 다음 물음에 답하시오.

    ① 피난설비를 설치해야 하는 제조소 등은 무엇인가?

    ② 그 제조소 등에 피난설비를 설치하는 기준을 쓰시오.

    ③ 설치해야 하는 피난설비를 한 가지 쓰시오.

    해설

    주유취급소(건축물의 2층 이상 부분을 점포·휴게음식점 또는 전시장으로 사용하는 것)와 옥내주유취급소

    ② · 주유취급소 중 건축물의 2층 이상 부분을 점포·휴게음식점·전시장으로 사용하는 것 : 2층 이상으로부터 직접 주유취급소의 부지 밖으로 통하는 출입구와 그 출입구로 통하는 통로·계단 및 출입구에 유도등을 설치할 것

      · 옥내주유취급소 : 해당 사무소 등의 출입구 및 피난구와 그 피난구로 통하는 통로·계단 및 출입구에 유도등을 설치할 것

      · 유도등에는 비상전원을 설치할 것

    유도등


    [해설]

    위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 피난설비 기준이다. 제조소 등은 대부분 관계자만 드나드는 시설이라 피난설비를 따로 요구하지 않는다. 그러나 주유취급소는 불특정 다수가 드나드는 유일한 제조소 등이고, 그중에서도 2층 이상을 점포·휴게음식점·전시장으로 쓰거나 건축물 안에 주유공지를 둔 옥내주유취급소는 화재 시 이용객이 출구를 찾지 못할 위험이 크다. 그래서 이 두 경우에만 피난설비를 요구한다.

    요구하는 피난설비는 유도등 하나이며, 정전으로 무용지물이 되지 않도록 비상전원을 딸려 설치하게 한다.

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    22017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    다음 제5류 위험물의 구조식을 각각 그리시오.

    ① 과산화벤조일

    ② 나이트로글리세린

    해설

    ① 과산화벤조일 (C6H5CO)2O2\mathrm{(C_6H_5CO)_2O_2}벤젠고리 2개가 각각 카보닐기(C=O\mathrm{C{=}O})를 거쳐 과산화 결합(OO\mathrm{-O-O-})으로 이어진 구조

    ② 나이트로글리세린 C3H5(ONO2)3\mathrm{C_3H_5(ONO_2)_3}탄소 3개 사슬(글리세린 골격)의 각 탄소에 질산에스터기(ONO2\mathrm{-O-NO_2})가 하나씩 붙은 구조


    [해설]

    ① 과산화벤조일COOCOO② 나이트로글리세린CH2ONO2CHONO2CH2ONO2

    · 과산화벤조일(벤조일퍼옥사이드)은 제5류 위험물 중 유기과산화물이다. 자기반응성의 근원은 과산화 결합 OO\mathrm{-O-O-}로, 이 결합이 약해 충격·마찰·가열로 쉽게 끊어지며 산소를 내놓는다. 건조할수록 위험해 물이나 프탈산다이메틸 같은 희석제를 섞어 보관한다.

    · 나이트로글리세린은 질산에스터류다. 글리세린의 하이드록실기 3개가 모두 질산과 반응해 ONO2\mathrm{-ONO_2}로 바뀐 것이므로, 구조식을 그릴 때 탄소 3개에 ONO2\mathrm{ONO_2}를 빠짐없이 하나씩 붙여야 한다. 규조토에 흡수시킨 것이 다이너마이트다.

    제5류 위험물은 분자 안에 산소를 품고 있어 공기가 없어도 연소가 이어진다. 그래서 질식소화가 듣지 않고 다량의 물에 의한 냉각소화가 원칙이다.

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    32017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    포소화설비의 수동식 기동장치 설치기준 3가지만 쓰시오.

    해설

    직접조작 또는 원격조작에 의하여 가압송수장치·수동식 개방밸브 및 포소화약제 혼합장치를 기동할 수 있을 것

    2 이상의 방사구역을 갖는 포소화설비는 방사구역을 선택할 수 있는 구조로 할 것

    기동장치의 조작부에는 유리 등에 의한 방호조치가 되어 있을 것


    [해설]

    위험물안전관리에 관한 세부기준 제133조의 포소화설비 기동장치 기준이다. 위 3가지 외에도 다음 기준이 있으므로 함께 알아 두면 답을 고르기 쉽다.

    · 기동장치의 조작부는 화재 시 접근이 쉽고 바닥면으로부터 0.8m 이상 1.5m 이하의 높이에 설치할 것

    · 기동장치의 조작부 및 호스 접속구에는 가까운 곳의 보기 쉬운 장소에 각각 "기동장치의 조작부" 또는 "접속구"라고 표시할 것

    조작부에 유리 등으로 방호조치를 하는 것은 지나가다 건드려 오작동으로 포가 방출되는 것을 막기 위해서다. 반대로 화재 시에는 유리를 깨고 바로 조작할 수 있어야 하므로 자물쇠로 잠그는 것이 아니라 '유리 등'으로 규정한다.

    참고로 자동식 기동장치는 자동화재탐지설비 감지기의 작동 또는 폐쇄형 스프링클러헤드의 개방과 연동하여 가압송수장치·일제개방밸브 및 포소화약제 혼합장치가 기동되도록 해야 한다.

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    42017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    제3류 위험물로서 원자량이 39.1이고 지정수량이 10kg인 무른 경금속이 다음 물질과 반응할 때의 반응식을 각각 쓰시오.

    ① 이산화탄소

    ② 에틸알코올

    ③ 사염화탄소

    해설

    4K+3CO22K2CO3+C\mathrm{4K + 3CO_2 \rightarrow 2K_2CO_3 + C}

    2K+2C2H5OH2C2H5OK+H2\mathrm{2K + 2C_2H_5OH \rightarrow 2C_2H_5OK + H_2}

    4K+CCl44KCl+C\mathrm{4K + CCl_4 \rightarrow 4KCl + C}


    [해설]

    원자량 39.1, 지정수량 10kg의 무른 경금속은 칼륨(K)이다. 제3류 위험물(자연발화성 및 금수성 물질)이며 등유·경유·유동파라핀 속에 보관한다.

    세 반응식이 말하는 것은 하나다. 칼륨은 이산화탄소로도, 할로젠화합물로도 끌 수 없다.

    · 이산화탄소를 뿌리면 칼륨이 CO2\mathrm{CO_2}에서 산소를 빼앗아 탄산칼륨을 만들고 탄소가 유리되면서 오히려 연소·폭발한다. 그래서 제3류 금수성 물질에는 이산화탄소소화기를 쓰지 못한다.

    · 알코올과는 물과 반응할 때와 같은 방식으로 반응해 칼륨에틸레이트수소를 낸다. 발생한 수소가 다시 폭발원이 된다.

    · 사염화탄소와도 격렬히 반응해 염화칼륨과 탄소를 만든다. 참고로 물과는 2K+2H2O2KOH+H2\mathrm{2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2}로 반응해 수소를 낸다.

    따라서 칼륨의 소화에는 마른모래, 팽창질석·팽창진주암, 탄산수소염류 분말소화약제를 쓴다.

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    52017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    다음 [보기]의 위험물 중 물과 반응하여 발생하는 가스의 위험도가 가장 큰 것을 골라 다음 물음에 답하시오.

    ① 그 위험물과 물의 반응식

    ② 이때 발생하는 가스의 위험도

    [보기] 탄화알루미늄, 트라이에틸알루미늄, 수소화칼륨, 탄화칼슘

    해설

    CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2}

    31.4


    [해설]

    위험도는 연소범위가 넓을수록, 연소하한이 낮을수록 커진다.

    H=ULLH = \dfrac{U - L}{L}  (UU : 연소상한[%], LL : 연소하한[%])

    [보기] 4가지 물질이 물과 만나 내놓는 가스를 먼저 정리한다.

    · Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH4\mathrm{Al_4C_3 + 12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3 + 3CH_4} (메테인)

    · (C2H5)3Al+3H2OAl(OH)3+3C2H6\mathrm{(C_2H_5)_3Al + 3H_2O \rightarrow Al(OH)_3 + 3C_2H_6} (에테인)

    · KH+H2OKOH+H2\mathrm{KH + H_2O \rightarrow KOH + H_2} (수소)

    · CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + C_2H_2} (아세틸렌)

    발생가스연소범위[%]위험도
    메테인5~152.0
    에테인3~12.43.13
    수소4~7517.75
    아세틸렌2.5~8131.4

    아세틸렌의 위험도가 가장 크다.

    H=812.52.5=31.4H = \dfrac{81 - 2.5}{2.5} = \mathbf{31.4}

    아세틸렌은 연소하한이 2.5%로 낮은 데다 상한이 81%까지 올라가 연소범위가 유난히 넓다. 그래서 발생가스 중 위험도가 압도적으로 크고, 탄화칼슘 저장소에서 물이 새어 들어가는 것을 특히 경계하는 이유가 여기에 있다.

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    62017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    다음은 주유취급소에 설치하는 표지 및 주의사항을 표시한 게시판에 관한 표이다. 빈칸을 채우시오.

    구분내용문자의 색상바탕의 색상
    표지( ① )흑색( ② )
    게시판( ③ )백색( ④ )
    게시판( ⑤ )( ⑥ )황색
    해설

    위험물 주유취급소

    백색

    화기엄금

    적색

    주유 중 엔진정지

    흑색


    [해설]

    주유취급소에는 표지 1개와 게시판 2개를 설치한다. 모두 한 변의 길이 0.3m 이상, 다른 한 변의 길이 0.6m 이상인 직사각형이다.

    구분내용바탕문자
    표지위험물 주유취급소백색흑색
    게시판화기엄금적색백색
    게시판주유 중 엔진정지황색흑색

    색을 외울 때는 쓰임을 생각하면 된다. 화기엄금은 금지·경고이므로 눈에 가장 강하게 들어오는 적색 바탕에 백색 문자를 쓰고, 주유 중 엔진정지는 이용객에게 협조를 구하는 주의 표시라 주의색인 황색 바탕에 흑색 문자를 쓴다. 시설의 이름을 알리는 표지는 무채색인 백색 바탕에 흑색 문자다.

    참고로 제조소 등에 공통으로 설치하는 "위험물 제조소" 등의 표지도 백색 바탕에 흑색 문자이며, 주의사항 게시판은 내용에 따라 물기엄금은 청색 바탕에 백색 문자, 화기주의·화기엄금은 적색 바탕에 백색 문자로 한다.

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    72017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    할로젠화합물의 오존층파괴지수인 ODP를 구하는 식을 쓰고, 그 의미를 설명하시오.

    해설

    ODP=어떤 물질 1kg이 파괴하는 오존량CFC-11 1kg이 파괴하는 오존량\mathrm{ODP} = \dfrac{\text{어떤 물질 1kg이 파괴하는 오존량}}{\text{CFC-11 1kg이 파괴하는 오존량}}

    CFC-11의 오존 파괴능력을 1로 놓고 어떤 물질의 오존 파괴능력을 상대적으로 나타낸 값


    [해설]

    기준물질은 CFC-11(CFCl3\mathrm{CFCl_3}, 트라이클로로플루오로메테인)이며 그 ODP를 1로 정의한다. 따라서 ODP가 1보다 크면 CFC-11보다 오존층을 더 많이 파괴하는 물질이다. 할론계 소화약제는 분자 속 브로민(Br)이 성층권에서 오존과 연쇄반응을 일으켜 ODP가 매우 커서, 할론 1301은 ODP가 10에 이른다. 할론계 소화약제의 생산이 규제된 이유가 여기에 있다.

    같은 방식의 지수로 GWP(지구온난화지수)가 있다. 이쪽은 CO2\mathrm{CO_2}를 기준(1)으로 삼는다.

    GWP=어떤 물질 1kg이 미치는 지구온난화 정도CO2 1kg이 미치는 지구온난화 정도\mathrm{GWP} = \dfrac{\text{어떤 물질 1kg이 미치는 지구온난화 정도}}{\mathrm{CO_2}\ \text{1kg이 미치는 지구온난화 정도}}

    두 지수 모두 기준물질 1kg 대비 상대값이라는 점이 핵심이며, 무엇을 기준으로 삼는지(ODP는 CFC-11, GWP는 CO2\mathrm{CO_2})만 바꿔 외우면 된다.

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    82017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    이송취급소의 설치허가를 신청할 때 긴급차단밸브 및 차단밸브에 관하여 첨부해야 하는 서류 5가지를 쓰시오.

    해설

    구조설명서(부대설비를 포함한다)

    기능설명서

    강도에 관한 설명서

    제어계통도

    밸브의 종류·형식 및 재료에 관하여 기재한 서류


    [해설]

    위험물안전관리법 시행규칙 별표 1의 이송취급소 허가신청 첨부서류 중 긴급차단밸브·차단밸브에 관한 부분이다.

    긴급차단밸브는 배관에서 누설이 생겼을 때 이송을 즉시 끊어 유출량을 밸브 구간의 잔류량으로 묶어 두는 설비다. 사고가 난 뒤에 확실히 닫히는지가 전부이므로, 서류도 어떻게 생겼고(구조), 어떻게 작동하며(기능), 압력을 견디는지(강도), 어떤 신호로 닫히는지(제어계통), 무엇으로 만들었는지(종류·형식·재료)를 차례로 확인하는 구성이다.

    구조설명서에는 밸브 본체뿐 아니라 부대설비까지 포함해야 한다는 점을 놓치기 쉽다.

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    92017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위험물제조소와 학교 사이의 거리가 20m로 안전거리를 충족할 수 없어 방화상 유효한 담을 설치하려고 한다. 위험물제조소의 외벽 높이가 10m, 학교의 높이가 15m이고 위험물제조소와 방화상 유효한 담 사이의 거리가 5m일 때, 방화상 유효한 담의 높이를 구하시오. (단, 학교 건축물은 방화구조이고 위험물제조소에 면한 부분의 개구부에 방화문이 설치되어 있지 않다.)

    해설

    2m


    [해설]

    ① 담의 높이 산정식

    · HpD2+aH \le pD^2 + a 인 경우 : h=2h = 2

    · H>pD2+aH \gt pD^2 + a 인 경우 : h=Hp(D2d2)h = H - p(D^2 - d^2)

    여기서 DD는 제조소 등과 인근 건축물의 거리[m], HH는 인근 건축물의 높이[m], aa는 제조소 등의 외벽 높이[m], dd는 제조소 등과 방화상 유효한 담의 거리[m], hh는 방화상 유효한 담의 높이[m], pp는 상수이다.

    ② 상수 pp 결정

    인근 건축물의 조건pp
    목조인 경우0.04
    방화구조 또는 내화구조이고, 제조소 등에 면한 부분의 개구부에 방화문이 설치되지 않은 경우0.04
    방화구조이거나 내화구조이고, 개구부에 방화문이 설치된 경우0.15

    학교가 방화구조이고 제조소에 면한 개구부에 방화문이 없으므로 p=0.04p = 0.04이다.

    ③ 대입

    pD2+a=0.04×202+10=26pD^2 + a = 0.04 \times 20^2 + 10 = 26

    H=1526H = 15 \le 26 이므로 첫 번째 경우에 해당한다.

    h=2mh = \mathbf{2}\,\mathrm{m}

    · 제조소와 담의 거리 5m는 이 계산에 쓰이지 않는다. ddH>pD2+aH \gt pD^2 + a 인 경우의 식에만 들어가기 때문이다. 조건이 주어졌다고 억지로 대입하면 안 된다.

    · 산출된 담의 높이가 2m 미만이면 2m로, 4m를 넘으면 4m로 하고 4m를 넘는 경우에는 소화설비를 보강한다.

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    102017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위험물제조소의 배출설비는 국소방식으로 설치하는 것이 원칙이다. 가연성의 증기 또는 미분이 체류할 우려가 있는 건축물에서 그 증기 또는 미분을 옥외의 높은 곳으로 배출하기 위한 이 설비를, 예외적으로 전역방식으로 설치할 수 있는 경우 2가지를 서술하시오.

    해설

    위험물취급설비가 배관이음 등으로만 된 경우

    건축물의 구조·작업장소의 분포 등의 조건에 의하여 전역방식이 유효한 경우


    [해설]

    위험물안전관리법 시행규칙 별표 4의 배출설비 기준이다. 배출설비의 원칙이 국소방식인 이유는 증기가 나오는 자리에서 곧바로 빨아내는 편이 적은 풍량으로 확실하게 잡히기 때문이다. 실 전체를 환기하는 전역방식은 같은 효과를 내려면 훨씬 큰 풍량이 필요하고, 그 사이 증기가 실내에 퍼진다.

    그래도 두 경우에는 전역방식이 허용된다. 설비가 배관이음 등으로만 되어 있으면 증기가 새어 나올 만한 특정 지점(발생원)을 집어낼 수 없어 국소적으로 잡는다는 개념 자체가 성립하지 않는다. 또 건축물의 구조나 작업장소의 분포로 보아 전역방식이 유효한 경우에는 굳이 국소방식을 고집할 이유가 없다.

    배출능력도 방식에 따라 다르다. 국소방식은 1시간당 배출장소 용적의 20배 이상, 전역방식은 바닥면적 1m2\mathrm{m^2}당 1시간에 18m3\mathrm{m^3} 이상이다.

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    112017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    [보기]는 제4류 위험물 중 동식물유류에 해당하는 물질이다. 이들을 건성유인 것과 불건성유인 것으로 각각 나누시오.

    [보기] 들기름, 아마인유, 동유, 정어리유, 올리브유, 피마자유, 동백유, 땅콩기름, 야자유

    해설

    ① 건성유 — 들기름, 아마인유, 동유, 정어리유

    ② 불건성유 — 올리브유, 피마자유, 동백유, 땅콩기름, 야자유


    [해설]

    동식물유류는 아이오딘값(유지 100g에 흡수되는 아이오딘의 g수)으로 나눈다. 아이오딘값이 크다는 것은 유지 속 이중결합이 많다는 뜻이다.

    구분아이오딘값
    건성유130 이상들기름, 아마인유, 동유, 정어리유, 해바라기유
    반건성유100~130참기름, 콩기름, 채종유, 면실유, 옥수수기름
    불건성유100 이하올리브유, 피마자유, 동백유, 땅콩기름, 야자유

    [보기]에 반건성유는 들어 있지 않다.

    건성유가 위험한 이유는 이중결합이 많아 공기 중 산소와 잘 결합하기 때문이다. 기름이 밴 헝겊이나 톱밥처럼 표면적이 큰 상태로 쌓여 있으면 산화열이 빠져나가지 못하고 쌓여 자연발화로 이어진다. 불건성유는 이 위험이 거의 없다.

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    122017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    어느 위험물제조소가 하이드록실아민 200kg을 취급하고 있다. 이 제조소가 확보하여야 할 안전거리를 산출하시오. (단, 시험결과 이 하이드록실아민은 제2종에 해당하여 지정수량은 100kg으로 본다.)

    해설

    64.38m


    [해설]

    하이드록실아민(NH2OH\mathrm{NH_2OH})과 하이드록실아민염류를 취급하는 제조소는 다른 제조소와 달리 지정수량의 배수에 따라 안전거리를 계산한다. 취급량이 늘수록 폭발 시 영향범위가 커지기 때문이다.

    ① 지정수량의 배수

    N=200kg100kg=2N = \dfrac{200\,\mathrm{kg}}{100\,\mathrm{kg}} = 2

    ② 안전거리

    D=51.1×N3=51.1×23=64.38mD = 51.1 \times \sqrt[3]{N} = 51.1 \times \sqrt[3]{2} = \mathbf{64.38}\,\mathrm{m}

    여기서 DD는 거리[m], NN은 해당 제조소에서 취급하는 하이드록실아민등의 지정수량의 배수다.

    하이드록실아민은 제5류 위험물(자기반응성 물질)로, 시험결과에 따라 제1종(지정수량 10kg)과 제2종(지정수량 100kg)으로 나뉜다. 이 문항은 제2종이므로 지정수량이 100kg이다. 참고로 화학식은 NH2OH\mathrm{NH_2OH}이며, 일부 교재에 다른 식으로 인쇄된 것은 오기다.

    또한 이 제조소의 주위에는 담 또는 토제(둑)를 설치해야 하고, 담·토제는 제조소의 외벽으로부터 2m 이상 떨어뜨리며 높이는 취급하는 하이드록실아민등의 높이 이상으로 한다.

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    132017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위험물의 성질란에 규정된 성상을 2가지 이상 포함하는 물품을 복수성상물품이라 한다. 이 물품이 속하는 품명의 판단기준이다. ( ) 안에 알맞은 유별을 쓰시오.

    ① 산화성 고체의 성상 및 가연성 고체의 성상을 가지는 경우 : 제( )류

    ② 산화성 고체의 성상 및 자기반응성 물질의 성상을 가지는 경우 : 제( )류

    ③ 가연성 고체의 성상과 자연발화성 물질의 성상 및 금수성 물질의 성상을 가지는 경우 : 제( )류

    ④ 자연발화성 물질의 성상, 금수성 물질의 성상 및 인화성 액체의 성상을 가지는 경우 : 제( )류

    ⑤ 인화성 액체의 성상 및 자기반응성 물질의 성상을 가지는 경우 : 제( )류

    해설

    제2류

    제5류

    제3류

    제3류

    제5류


    [해설]

    위험물안전관리법 시행령 별표 1의 비고에 있는 복수성상물품 판단기준이다.

    규정을 다섯 줄로 외우기보다 더 위험한 성상 쪽으로 간다는 원리를 잡아 두면 헷갈리지 않는다. 산화성 고체(제1류)는 스스로 타지 않고 남을 태우는 데 그치므로, 직접 타는 성상(제2류)이나 스스로 분해·폭발하는 성상(제5류)과 겹치면 뒤쪽으로 분류된다. 자연발화성·금수성(제3류)은 공기나 물에 닿기만 해도 사고가 나므로 가연성 고체나 인화성 액체와 겹치면 제3류가 이긴다.

    겹치는 성상속하는 품명
    산화성 고체 + 가연성 고체제2류
    산화성 고체 + 자기반응성 물질제5류
    가연성 고체 + 자연발화성·금수성 물질제3류
    자연발화성·금수성 물질 + 인화성 액체제3류
    인화성 액체 + 자기반응성 물질제5류

    정리하면 제3류와 제5류는 다른 성상과 겹쳐도 자기 자리를 지키고, 제1류는 언제나 밀린다.

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    142017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    안포(ANFO)폭약의 원료가 되는 제1류 위험물에 대하여 다음 물음에 답하시오.

    ① 화학식

    ② 고온으로 가열할 때의 분해반응식

    해설

    NH4NO3\mathrm{NH_4NO_3}

    NH4NO3N2O+2H2O\mathrm{NH_4NO_3 \rightarrow N_2O + 2H_2O}


    [해설]

    ANFO는 질산암모늄(약 94%)에 경유(약 6%)를 섞은 폭약이다. 질산암모늄은 제1류 위험물(산화성 고체) 질산염류로 지정수량은 300kg이며, 스스로 산소를 내놓아 함께 있는 경유를 태운다.

    질산암모늄의 반응식은 어떤 조건에서 분해하느냐에 따라 달라지므로 발문을 반드시 확인해야 한다.

    · 고온(220℃ 부근)으로 서서히 가열할 때의 분해 : NH4NO3N2O+2H2O\mathrm{NH_4NO_3 \rightarrow N_2O + 2H_2O}

    · 급격한 충격·가열로 폭발할 때의 분해 : 2NH4NO32N2+4H2O+O2\mathrm{2NH_4NO_3 \rightarrow 2N_2 + 4H_2O + O_2}

    두 식 모두 원소 수가 맞는 정상적인 반응식이라 균형만으로는 가릴 수 없다. 이 문항은 '고온으로 가열할 때'를 물었으므로 아산화질소(N2O\mathrm{N_2O})가 나오는 위쪽 식이 답이다. 일부 교재가 이 조건을 빠뜨린 채 폭발반응식을 답으로 실었으나, 발문의 조건에 맞지 않는다.

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    152017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위험물을 저장·취급할 때 유별에 관계없이 지켜야 하는 공통기준이다. ( ) 안에 알맞은 용어를 넣으시오.

    ① 위험물을 저장 또는 취급하는 건축물, 그 밖의 공작물 또는 설비는 해당 위험물의 성질에 따라 ( ㉮ ) 또는 ( ㉯ )를 실시해야 한다.

    ② 가연성의 액체·증기 또는 가스가 새거나 체류할 우려가 있는 장소 또는 가연성의 미분이 현저하게 부유할 우려가 있는 장소에서는 전선과 전기기구를 완전히 접속하고 ( ㉰ )을 발하는 기계·기구·공구·신발 등을 사용하지 않아야 한다.

    ③ 위험물을 ( ㉱ ) 중에 보존하는 경우에는 해당 위험물이 ( ㉱ )으로부터 노출되지 않도록 해야 한다.

    해설

    차광

    환기

    불꽃

    보호액


    [해설]

    위험물안전관리법 시행규칙 별표 18의 저장·취급 공통기준이다. 세 항목 모두 위험물의 성질별 취약점을 그대로 옮겨 놓은 것이다.

    · 차광 또는 환기 — 햇빛에 분해되는 위험물(제5류, 제6류의 질산 등)은 가려 주고, 증기가 고이면 폭발범위에 드는 위험물(제4류)은 빼내 준다. 위험물의 성질에 따라 둘 중 필요한 조치를 하라는 뜻이다.

    · 불꽃 — 가연성 증기나 미분이 있는 곳에서는 점화원을 없애는 것이 전부다. 전선과 전기기구를 완전히 접속해 접촉불량으로 인한 스파크를 막고, 불꽃을 튀길 수 있는 기계·기구·공구·신발을 쓰지 않는다. 정전기가 튀지 않는 신발까지 규정한 이유가 여기에 있다.

    · 보호액 — 공기나 물과 닿으면 위험해지는 물질은 액체 속에 담가 둔다. 황린은 (pH 9 정도의 약알칼리성), 칼륨·나트륨은 등유·경유·유동파라핀, 이황화탄소는 속에 보존한다. 보호액이 줄어 위험물이 수면(액면) 위로 드러나면 보호액을 쓰는 의미가 없어지므로, 노출되지 않게 하라고 못 박은 것이다.

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    162017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위험물탱크안전성능검사의 대상이 되는 탱크의 검사 종류 4가지를 쓰시오.

    해설

    기초·지반검사

    충수(充水)·수압검사

    용접부검사

    암반탱크검사


    [해설]

    탱크가 완성된 뒤에는 바닥이나 용접부를 들여다볼 수 없다. 그래서 위험물탱크는 공사 단계마다 가려지기 직전에 검사를 받도록 나눠 놓았고, 그 결과가 네 가지 검사다.

    검사대상확인하는 것
    기초·지반검사옥외탱크저장소의 액체위험물탱크 중 용량 100만L 이상인 탱크탱크가 놓일 지반과 기초가 하중을 견디는지
    충수·수압검사액체위험물을 저장·취급하는 탱크물을 채우거나 압력을 걸어 새는 곳이 없는지
    용접부검사옥외탱크저장소의 액체위험물탱크 중 용량 100만L 이상인 탱크탱크 본체 용접부의 건전성
    암반탱크검사액체위험물을 저장·취급하는 암반탱크암반투수계수·탱크 공동의 안정성 등

    검사 시기도 함께 외워 두면 좋다. 기초·지반검사와 용접부검사·암반탱크검사는 해당 공사를 시작하기 전에, 충수·수압검사는 탱크에 배관이나 부속설비를 붙이기 전에 신청한다. 부속설비를 달고 나면 누설 여부를 확인하기 어렵기 때문이다.

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    172017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위쪽이 열려 있는 용기에 10℃, 1atm의 공기가 들어 있다. 이 용기를 400℃까지 가열하면 처음에 들어 있던 공기의 몇 %가 용기 밖으로 빠져나가는지 구하시오.

    해설

    57.95%


    [해설]

    뚜껑이 열려 있으므로 압력은 1atm으로 일정하고, 용기의 부피도 변하지 않는다. 압력이 일정할 때 기체의 부피는 절대온도에 비례하므로(샤를의 법칙) 처음 공기는 가열되면서 팽창하고, 용기에 다 담기지 못한 몫이 밖으로 밀려 나간다.

    ① 처음 공기가 400℃에서 차지하는 부피

    처음 공기의 부피를 V1=1LV_1 = 1\,\mathrm{L}(= 용기의 부피)로 두면

    V2=V1×T2T1=1×273+400273+10=2.378LV_2 = V_1 \times \dfrac{T_2}{T_1} = 1 \times \dfrac{273 + 400}{273 + 10} = 2.378\,\mathrm{L}

    ② 밖으로 나온 양의 비율

    처음 있던 공기 전부가 400℃에서는 2.378L를 차지하는데 용기에는 1L만 남을 수 있으므로, 밖으로 나온 몫은 400℃ 기준으로 2.3781=1.378L2.378 - 1 = 1.378\,\mathrm{L}이다.

    1.3782.378×100=57.95%\dfrac{1.378}{2.378} \times 100 = \mathbf{57.95}\,\%

    ③ 몰수로 확인

    같은 압력·부피에서 기체의 몰수는 절대온도에 반비례하므로, 가열 후 용기에 남은 공기는 처음의 T1T2=283673=0.4205\dfrac{T_1}{T_2} = \dfrac{283}{673} = 0.4205배다. 따라서 나간 비율은 10.4205=0.57951 - 0.4205 = 0.5795로 위와 같은 값이 된다.

    ⚠️ 나간 부피 1.378L를 처음 부피 1L로 나누어 137.8%로 답하지 않도록 주의한다. '처음 공기량의 몇 %'는 처음 있던 공기 전체(= 400℃에서 2.378L에 해당하는 양) 중 얼마가 나갔는지를 묻는 것이므로 분모는 2.378L다.

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    182017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    위험물안전관리에 관한 세부기준에 따른 클리브랜드개방컵 인화점측정기의 측정 절차이다. ( ) 안에 들어갈 수치나 용어를 넣으시오.

    ① 시험장소는 ( ㉮ ), 무풍의 장소로 할 것

    ② 「인화점 및 연소점 시험방법 — 클리브랜드개방컵 시험방법」(KS M ISO 2592)에 의한 인화점측정기의 시료컵 표선까지 시험물품을 채우고 시험물품 표면의 기포를 제거할 것

    ③ 시험불꽃을 점화하고 화염의 크기를 직경 ( ㉯ )mm가 되도록 조정할 것

    ④ 시험물품의 온도가 60초간 ( ㉰ )℃의 비율로 상승하도록 가열하고, 설정온도보다 55℃ 낮은 온도에 달하면 가열을 조절하여 설정온도보다 28℃ 낮은 온도에서 60초간 ( ㉱ )℃의 비율로 온도가 상승하도록 할 것

    ⑤ 시험물품의 온도가 설정온도보다 28℃ 낮은 온도에 달하면 시험불꽃을 시료컵의 중심을 횡단하여 일직선으로 ( ㉲ )초간 통과시킬 것. 이 경우 시험불꽃의 중심을 시료컵 위쪽 가장자리의 상방 ( ㉳ )mm 이하에서 수평으로 움직여야 한다.

    ⑥ ⑤의 방법에 의하여 인화하지 않는 경우에는 시험물품의 온도가 2℃ 상승할 때마다 시험불꽃을 시료컵의 중심을 횡단하여 일직선으로 1초간 통과시키는 조작을 인화할 때까지 반복할 것

    ⑦ ⑥의 방법에 의하여 인화한 온도와 설정온도와의 차가 4℃를 초과하지 않는 경우에는 해당 온도를 인화점으로 할 것

    ⑧ ⑤의 방법에 의하여 인화한 경우 및 ⑥의 방법에 의하여 인화한 온도와 설정온도와의 차가 4℃를 초과하는 경우에는 ② 내지 ⑥과 같은 순서로 반복하여 실시할 것

    해설

    1기압

    4

    14

    5.5

    1

    2


    [해설]

    위험물안전관리에 관한 세부기준에서 정한 인화점 측정시험 중 클리브랜드개방컵 방법이다. 인화점이 80℃를 초과하는 고인화점 위험물에 쓰는 방법이라 승온 속도가 빠르고(60초간 14℃) 불꽃도 큰 편이다.

    수치가 많아 보이지만 측정 흐름을 따라가면 자연스럽게 이어진다.

    · 시험장소는 1기압·무풍 — 인화점은 기압과 바람에 민감하다. 세 가지 측정방법(태그밀폐식·신속평형법·클리브랜드개방컵)에 모두 붙는 공통 조건이다.

    · 시험불꽃 직경 4mm — 밀폐식(태그·신속평형)의 시험불꽃도 직경 4mm로 같다.

    · 승온 : 처음에는 60초간 14℃로 빠르게 올리다가, 설정온도보다 55℃ 낮은 온도부터 가열을 줄여 설정온도보다 28℃ 낮은 온도에서는 60초간 5.5℃가 되도록 한다. 인화점 부근에서 천천히 올려야 값이 정확해지기 때문이다.

    · 불꽃 통과 : 설정온도보다 28℃ 낮은 온도에 이르면 시료컵 중심을 가로질러 1초간 지나가게 하고, 불꽃 중심은 시료컵 위쪽 가장자리 상방 2mm 이하에서 수평으로 움직인다. 인화하지 않으면 2℃씩 올리며 같은 조작을 반복한다.

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    192017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    다음 불활성기체 소화약제의 구성원소와 성분비를 쓰시오.

    종류구성원소와 성분비
    IG-01( ① )
    IG-55( ② )
    IG-100( ③ )
    IG-541( ④ )
    해설

    Ar\mathrm{Ar} 100%

    N2\mathrm{N_2} 50%, Ar\mathrm{Ar} 50%

    N2\mathrm{N_2} 100%

    N2\mathrm{N_2} 52%, Ar\mathrm{Ar} 40%, CO2\mathrm{CO_2} 8%


    [해설]

    불연성·불활성 기체혼합가스의 이름은 IG- 뒤의 세 자리 숫자가 곧 조성이다. 첫 자리는 질소, 둘째 자리는 아르곤, 셋째 자리는 이산화탄소의 함유율을 10% 단위로 반올림한 값으로 적는다.

    종류N2\mathrm{N_2}Ar\mathrm{Ar}CO2\mathrm{CO_2}
    IG-01100%
    IG-5550%50%
    IG-100100%
    IG-54152%40%8%

    IG-541만 조성이 52·40·8로 딱 떨어지지 않는데, 이름의 5·4·1이 각각 52%·40%·8%를 반올림한 값이라고 보면 외우기 쉽다. 세 성분의 합은 모두 100%다.

    불활성기체 소화약제는 모두 질소·아르곤·이산화탄소만으로 이루어져 오존층파괴지수(ODP)가 0이고, 방호구역의 산소농도를 낮추는 질식소화가 주된 소화원리다.

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    202017년-위험물기능장실기(필답형)-제62회

    17-2(제62회)

    다음은 소화난이도등급 Ⅰ의 제조소 등에 설치해야 하는 소화설비이다. ( ) 안에 알맞은 소화설비를 쓰시오.

    제조소 등의 구분소화설비
    옥내저장소 — 처마높이가 6m 이상인 단층건물 또는 다른 용도의 부분이 있는 건축물에 설치한 옥내저장소( ① )
    옥외탱크저장소(지중탱크 또는 해상탱크 외의 것) — 황만을 저장·취급하는 것( ② )
    옥외탱크저장소(지중탱크 또는 해상탱크 외의 것) — 인화점 70℃ 이상의 제4류 위험물만을 저장·취급하는 것( ③ )
    해설

    스프링클러설비 또는 이동식 외의 물분무등소화설비

    물분무소화설비

    물분무소화설비 또는 고정식 포소화설비


    [해설]

    위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화난이도등급 Ⅰ 소화설비 표에서 자주 나오는 세 칸이다. 각 칸의 설비는 그 시설의 화재 양상에서 나온다.

    · 처마높이 6m 이상인 옥내저장소는 천장이 높아 사람이 접근해 끄기 어렵다. 그래서 천장에서 쏟아붓는 스프링클러설비이동식 외의 물분무등소화설비(물분무·포·불활성가스·할로젠화합물·분말)를 요구한다. 이동식을 배제한 것은 사람이 노즐을 들고 들어가야 하는 방식이기 때문이다.

    · 황만을 저장·취급하는 옥외탱크는 황의 융점이 약 115℃로 낮아 녹아내리며 타므로, 물을 안개처럼 뿌려 표면을 식히는 물분무소화설비가 유효하다.

    · 인화점 70℃ 이상의 제4류 위험물만 저장하는 옥외탱크는 상온에서 증기가 잘 나오지 않아 냉각만으로도 제어가 되므로 물분무소화설비고정식 포소화설비 중 하나를 고를 수 있다.

    · 참고로 그 밖의 옥외탱크저장소는 인화점이 낮은 인화성 액체가 대상이므로 물로는 안 되고 고정식 포소화설비(포가 적응성이 없으면 분말소화설비)로 못 박혀 있다.

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