2021년 산업안전산업기사실기(필답형) 3회차 기출문제 해설 페이지

0.12*0.12*0.12 = 0.0017

해설

병렬결합 시스템은 세 부품 A, B, C 중 하나라도 정상 작동하면 전체가 작동하는 구조이므로, 정상사상인 "시스템 작동안됨"은 A, B, C가 모두 동시에 고장났을 때에만 발생한다. 이는 FT도에서 세 기본사상(A고장, B고장, C고장)이 AND 게이트로 정상사상에 연결되는 구조를 의미하며, AND 게이트의 발생확률은 각 기본사상 확률의 곱으로 계산한다.

$P(\text{시스템 작동안됨}) = P(A) \times P(B) \times P(C)$

각 부품의 고장확률 0.12를 대입하면 $0.12 \times 0.12 \times 0.12 = 0.001728$이 되고, 소수 다섯째자리(2)를 반올림해 넷째자리까지 표기하면 0.0017이 된다.

병렬(대기 또는 동시)구조는 하나만 살아있어도 시스템이 기능하므로 고장확률이 각 부품 확률의 곱으로 급격히 작아지는데, 이는 하나만 고장나도 시스템이 정지해 OR 게이트로 계산하는 직렬 구조와 근본적으로 다른 부분이며 자주 헷갈리는 포인트다.

강도율 = 총 요양근로손실일수 / 연 근로시간 * 1000

0.8 = 총 요양근로손실일수 / (2400*250) * 1000

총 요양근로손실일수 = 0.8 * (2400*250) / 1000 = 480일

해설

강도율은 연근로시간 1,000시간당 발생한 근로손실일수로 재해의 심도(중대성)를 나타내는 지표다.

$\text{강도율} = \dfrac{\text{총 요양근로손실일수}}{\text{연근로시간수}} \times 1000$

연근로시간수는 근로자수 250명에 연 근로시간 2400시간을 곱한 $250 \times 2400 = 600000$시간이다. 강도율 0.8을 대입하면 $0.8 = \dfrac{\text{총 요양근로손실일수}}{600000}\times 1000$이 되고, 이를 총 요양근로손실일수에 대해 정리하면 $\dfrac{0.8 \times 600000}{1000}$이 되어 총 요양근로손실일수는 480일이 된다. 강도율 산식은 근로손실일수를 연근로시간수로 나눈 값이므로, 문제에 함께 제시된 요양재해건수 5건은 강도율 계산 자체에는 쓰이지 않는 값이라는 점에 유의해야 한다(건수는 도수율 계산에 쓰이는 값이다).

산화성물질 경고, 사용금지, 낙하물 경고, 방진마스크 착용

해설

안전보건표지는 산업안전보건법 시행규칙 제38조(안전보건표지의 종류ㆍ형태ㆍ색채 및 용도 등)에 따라 별표6의 모양ㆍ색으로 종류가 구분된다.

사용금지는 빨간색 원형 바탕의 금지표지로 특정 기계ㆍ장치 자체의 사용을 금하는 표시이고, 산화성물질 경고와 낙하물 경고는 노란색 삼각형 바탕의 경고표지로 각각 산화성물질 취급에 따른 화재ㆍ폭발 위험과 상부에서 물체가 떨어질 위험을 알린다. 방진마스크 착용은 파란색 원형 바탕의 지시표지로 분진이 발생하는 작업장에서 근로자가 반드시 착용해야 할 보호구를 지시한다.

같은 원형이라도 빨간색은 금지, 파란색은 지시를 나타내고 삼각형은 색과 무관하게 경고를 나타내므로, 모양과 색을 함께 보아야 정확한 표지 종류를 구분할 수 있다.

① 발열반응이 일어나는 반응장치

② 증류, 정류, 증발, 추출 등 분리 장치

③ 가열물질의 온도가 분해온도 또는 발화점보다 높은 설비

④ 반응폭주 등 이상 화학반응에 의해 위험물질이 발생할 우려가 있는 설비

⑤ 온도가 섭씨 350도 이상이거나 게이지 압력이 980 kPa 이상인 설비

⑥ 가열로 또는 가열기

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제273조(계측장치 등의 설치)는 별표9에 따른 위험물을 기준량 이상으로 제조ㆍ취급하는 특수화학설비 중 내부 이상 상태를 조기에 파악할 필요가 있는 설비에 대해 온도계ㆍ유량계ㆍ압력계 등 계측장치의 설치를 의무화한다.

발열반응이 일어나는 반응장치는 반응열 축적에 따른 폭주반응 위험이 있고, 증류, 정류, 증발, 추출 등 분리 장치는 온도ㆍ압력 변화로 상변화가 급격히 일어나며, 가열물질의 온도가 분해온도 또는 발화점보다 높은 설비는 열분해ㆍ발화 위험이 상존하고, 반응폭주 등 이상 화학반응에 의해 위험물질이 발생할 우려가 있는 설비는 반응 자체가 통제 불능 상태로 치달을 수 있다.

온도가 섭씨 350도 이상이거나 게이지 압력이 980 kPa 이상인 설비는 고온ㆍ고압 자체가 위험 요인이고, 가열로 또는 가열기는 직접 화기를 다루므로 온도 감시가 필수다. 이 여섯 항목은 모두 특수화학설비로 분류되어 계측장치 외에도 자동경보장치(제274조)ㆍ긴급차단장치(제275조) 설치 의무가 함께 부과된다.

① 공정안전자료

② 공정위험성 평가서

③ 안전운전계획

④ 비상조치계획

해설

산업안전보건법 시행령 제44조(공정안전보고서의 내용)는 법 제44조제1항에 따라 사업주가 제출해야 하는 공정안전보고서에 포함될 사항을 정한다.

공정안전자료는 취급 물질의 종류ㆍ수량, 설비 사양 등 공정 자체에 대한 기초 정보이고, 공정위험성 평가서는 그 공정에서 발생할 수 있는 위험성을 사전에 분석ㆍ평가한 자료이며, 안전운전계획은 평상시 공정을 안전하게 운영하기 위한 절차ㆍ기준을 담고, 비상조치계획은 사고가 실제로 발생했을 때의 대응 절차를 규정한다.

네 항목은 '평상시 안전 확보(공정안전자료ㆍ위험성평가ㆍ안전운전계획)'와 '사고 발생 시 대응(비상조치계획)'이라는 두 축으로 구분되며, 이 중 하나라도 빠지면 공정안전보고서로서의 요건을 충족하지 못한다.

① 선택성: 여러 자극 중 특정한 것을 선택하는 기능

② 방향성: 시선을 벗어나면 무시되기 쉬움

③ 변동성: 주의가 일정한 수순을 지키지 못함

④ 단속성: 고도의 주의는 장시간 집중이 곤란함

해설

인간의 주의(attention)는 특정 대상에 정신활동을 집중시키는 심리적 과정으로, 다음과 같은 특성으로 나눌 수 있다. ① 선택성은 여러 자극이 동시에 주어져도 그중 특정한 것만 선택적으로 지각하고 나머지는 걸러내는 기능을 말하며, 이 때문에 과제와 무관한 정보는 인지되지 않는다. ② 방향성은 주의가 시선이 향한 곳에 집중되는 성질로, 시선(주의)을 벗어난 자극은 쉽게 무시되어 놓치기 쉽다. ③ 변동성은 아무리 집중하려 해도 주의가 일정한 수준을 계속 유지하지 못하고 흔들리는 성질이며, ④ 단속성은 고도의 주의는 장시간 지속되기 어려워 주기적으로 이완ㆍ집중이 반복되는 성질이다. 이 네 특성은 인간이 왜 완벽하게 감시ㆍ집중 업무를 수행할 수 없는지를 설명하는 근거가 되며, 그래서 경보장치ㆍ이중 확인 절차 등 인간의 주의력 한계를 보완하는 안전장치가 필요하다.

① 포크, 버킷, 디퍼 등의 장치를 가장 낮은 위치 또는 지면에 내릴 것

② 원동기를 정지시키고 브레이크를 확실히 걸어 갑작스러운 주행이나 이탈을 방지할 것

③ 운전석을 이탈할 때 시동키를 운전대에서 분리할 것

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제99조(운전위치 이탈 시의 조치)는 차량계 하역운반기계등ㆍ차량계 건설기계의 운전자가 운전위치를 이탈할 때 준수할 사항을 정한다.

포크, 버킷, 디퍼 등의 장치를 가장 낮은 위치 또는 지면에 내릴 것은 매달리거나 들린 상태의 하중이 갑자기 낙하해 주변 근로자를 덮치는 것을 막기 위함이고, 원동기를 정지시키고 브레이크를 확실히 걸어 갑작스러운 주행이나 이탈을 방지할 것은 무인 상태에서 기계가 스스로 움직이는 것을 막기 위함이며, 운전석을 이탈할 때 시동키를 운전대에서 분리할 것은 운전자가 아닌 사람이 임의로 기계를 조작하는 것을 막기 위한 조치다.

다만 운전석에 잠금장치를 하는 등 다른 사람이 운전하지 못하도록 조치한 경우에는 시동키 분리 의무가 예외로 인정된다. 세 조치 모두 '운전자가 자리를 비운 사이의 사고'를 겨냥한다는 공통점이 있다.

① 해체의 방법 및 해체 순서도면

② 가설설비ㆍ방호설비ㆍ환기설비 및 살수ㆍ방화설비 등의 방법

③ 사업장 내 연락방법

④ 해체물의 처분계획

⑤ 해체작업용 기계ㆍ기구 등의 작업계획서

⑥ 해체작업용 화약류 등의 사용계획서

⑦ 기타 안전ㆍ보건에 관련된 사항

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제38조(사전조사 및 작업계획서의 작성 등)는 구축물등의 해체작업을 포함해 위험작업 전 사전조사와 별표4에 따른 작업계획서 작성을 의무화한다.

해체작업의 작업계획서에는 해체의 방법 및 해체 순서도면, 가설설비ㆍ방호설비ㆍ환기설비 및 살수ㆍ방화설비 등의 방법, 사업장 내 연락방법 외에도 해체물의 처분계획, 해체작업용 기계ㆍ기구 등의 작업계획서, 해체작업용 화약류 등의 사용계획서가 포함되어야 한다.

해체 순서도면은 구조체를 어느 순서로 무너뜨릴지를 정해 예상치 못한 붕괴ㆍ낙하 위험을 통제하기 위한 것이고, 가설ㆍ방호ㆍ환기ㆍ살수ㆍ방화설비는 분진ㆍ화재ㆍ질식 등 부수 위험을 차단하기 위한 것이며, 연락방법은 위험 발생 시 신속한 대피와 구조를 담보하기 위한 것이다. 단순히 철거 순서만이 아니라 화약류 사용까지 포괄적으로 계획서에 담도록 요구한다는 점이 다른 작업계획서와 다른 특징이다.

① 외부 전선의 피복 또는 외장의 손상 유무

② 매니퓰레이터 작동의 이상 유무

③ 제동장치 및 비상정지장치의 기능

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제35조(관리감독자의 유해ㆍ위험 방지 업무 등) 및 별표3(작업시작 전 점검사항)은 로봇의 작동범위에서 교시 등의 작업을 할 때 작업 시작 전 관리감독자로 하여금 점검하도록 정한다. ① 외부 전선의 피복 또는 외장의 손상 유무는 전선 손상으로 인한 감전ㆍ단락 위험을 사전에 확인하는 항목이고, ② 매니퓰레이터 작동의 이상 유무는 로봇의 팔 부분이 예기치 못하게 움직여 근로자를 가격하는 사고를 막기 위한 확인이다. ③ 제동장치 및 비상정지장치의 기능은 이상 발생 시 즉시 로봇을 멈출 수 있는지를 사전에 검증하는 항목이다. 교시 작업은 근로자가 로봇의 작동범위 안에 직접 들어가 근접 조작해야 하므로, 로봇의 구동원을 차단하지 않는 한 이 세 가지를 반드시 사전 점검해야 한다.

① 대지전압이 150볼트를 초과하는 이동형 또는 휴대형 전기기계ㆍ기구

② 물 등 도전성이 높은 액체가 있는 습윤장소에서 사용하는 저압용 전기기계ㆍ기구 (1500V 이하 직류, 1000V 이하 교류)

③ 철판ㆍ철골 위 등 도전성이 높은 장소에서 사용하는 이동형 또는 휴대형 전기기계ㆍ기구

④ 임시배선의 전로가 설치되는 장소에서 사용하는 이동형 또는 휴대형 전기기계ㆍ기구

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제304조(누전차단기에 의한 감전방지)는 누전에 의한 감전위험을 방지하기 위해 감전방지용 누전차단기 설치가 필요한 전기 기계ㆍ기구를 열거한다.

대지전압이 150볼트를 초과하는 이동형 또는 휴대형 전기기계ㆍ기구는 누전 시 인체에 걸리는 전압 자체가 높아 위험하고, 물 등 도전성이 높은 액체가 있는 습윤장소에서 사용하는 저압용 전기기계ㆍ기구는 인체저항이 물에 젖어 급격히 낮아지므로 미세한 누전에도 감전 위험이 크다.

철판ㆍ철골 위 등 도전성이 높은 장소에서 사용하는 이동형 또는 휴대형 전기기계ㆍ기구는 대지와의 접촉저항이 낮아 누전전류가 인체를 거쳐 흐르기 쉽고, 임시배선의 전로가 설치되는 장소에서 사용하는 이동형 또는 휴대형 전기기계ㆍ기구는 임시배선 특성상 절연상태가 불완전할 가능성이 높다. 네 항목 모두 습윤ㆍ이동성ㆍ고전압ㆍ불완전 절연이라는 감전 고위험 요인을 공유하며, 정상 접지만으로는 안전을 담보하기 어렵다는 공통점 때문에 누전차단기라는 이중 보호장치를 요구한다.

① 특성요인도

② 파레토도

해설

두 기법 모두 재해 통계를 도식화해 원인ㆍ경향을 파악하는 통계적 재해분석방법이다. ① 특성요인도(어골도)는 재해라는 결과(특성)와 그 원인이 되는 여러 요인의 관계를 물고기 뼈 모양으로 세분해 나타내는 기법으로, Man·Machine·Media·Management 등 원인 계통을 가지처럼 배치해 누락 없이 원인을 추적할 수 있게 한다. ② 파레토도는 사고의 유형, 기인물 등 분류 항목을 발생 건수가 큰 순서대로 막대그래프로 배열하는 기법으로, 소수의 항목이 전체 재해의 대부분을 차지하는 중점관리 대상을 한눈에 드러낸다. 특성요인도는 왜 재해가 발생했는지 원인의 계통을 넓게 탐색하는 데, 파레토도는 무엇을 우선 관리해야 하는지 우선순위를 정하는 데 각각 강점이 있다는 점에서 용도가 다르다.

답: 불가능

이유: 지름 감소율 7% 초과하므로, 사용가능 지름은 9.3 mm 이상이어야 함.

해설

달비계에 사용하는 와이어로프는 산업안전보건기준에 관한 규칙 제63조(달비계의 구조)에 따라 일정 기준을 벗어나면 사용이 금지되며, 대표적인 기준 중 하나가 지름 감소율이다. 공칭지름 대비 지름 감소율은 다음과 같이 구한다.

$\text{지름 감소율} = \dfrac{\text{공칭지름} - \text{현재지름}}{\text{공칭지름}} \times 100$

공칭지름 10 mm, 현재지름 9.2 mm를 대입하면 $\dfrac{10-9.2}{10}\times 100$로 8%가 되어 사용금지 기준인 7%를 초과하므로, 이 와이어로프는 달비계에 사용할 수 없다.

지름 감소가 공칭지름의 7%를 넘지 않으려면 현재지름이 $10\times(1-0.07)=9.3$, 즉 9.3 mm 이상이어야 한다. 이음매가 있거나 소선이 다수 절단되었거나 심하게 변형ㆍ부식된 와이어로프와 마찬가지로, 지름 감소는 로프 내부 소선의 파단이 누적되고 있다는 신호이므로 외관상 멀쩡해 보여도 계산상 기준을 넘으면 즉시 폐기해야 한다.

① 초기 고장

② 우발 고장

③ 마모 고장

해설

기계 설비의 고장률(λ)을 가로축 사용시간, 세로축 고장률로 나타내면 전체 곡선이 욕조 모양(bathtub curve)을 그리며 크게 세 구간으로 나뉜다.

초기 고장 구간은 설계 결함, 불량 부품, 조립 불량 등 제작상의 하자로 인해 사용 초기에 고장률이 높게 나타났다가 시간이 지날수록 감소하는(DFR, 감소형) 구간으로, 디버깅 기간이라고도 하며 시운전ㆍ번인(burn-in) 시험 등 초기 점검으로 줄일 수 있다.

우발 고장 구간은 고장률이 시간에 관계없이 거의 일정하게 유지되는(CFR, 일정형) 구간으로, 사용상의 과오나 예측하기 어려운 우발적 요인에 의해 발생하며 설비의 실질적인 유효수명을 나타낸다.

마모 고장 구간은 부품의 마모ㆍ노화ㆍ피로 등이 누적되면서 고장률이 점차 증가하는(IFR, 증가형) 구간으로, 정기적인 부품 교체와 예방보전으로 지연시킬 수 있다. 세 구간은 순서대로 감소-일정-증가의 형태를 그리므로, 순서를 바꾸어 답하면 곡선의 개형과 어긋난다.