2019년 산업안전산업기사실기(필답형) 2회차 기출문제 해설 페이지

a: Ex d

b: Ex o

c: Ex ia

e: Ex e

f: Ex m

해설

방폭구조는 폭발위험장소에서 전기기기가 점화원이 되는 것을 막기 위한 국제 규격(IEC 60079 계열)에 따른 구조 분류로, 각 구조는 고유한 기호(Ex 뒤에 붙는 소문자)로 표시된다.

내압방폭구조는 Ex d로, 용기 내부 폭발이 외부로 전파되지 않도록 견고한 용기로 감싸는 방식이고, 유입방폭구조는 Ex o로 전기부품을 절연유에 담가 점화원을 격리하는 방식이다. 본질안전방폭구조는 Ex ia로, 정상 시는 물론 고장 시에도 점화에 필요한 최소 에너지 이하로 회로 에너지를 제한하는 방식이라 폭발위험장소 등급이 가장 엄격한 0종 장소에도 적용할 수 있다.

안전증방폭구조는 Ex e로 정상 운전 시 불꽃이 없는 구조에 온도상승 등에 대한 안전여유를 더한 방식이며, 몰드방폭구조는 Ex m으로 전기부품을 절연성 컴파운드로 완전히 밀봉해 점화원과 폭발성 가스의 접촉 자체를 차단하는 방식이다. 격리형(d·o·m)과 에너지제한형(ia·e)의 원리 차이를 구분해 기억하면 혼동을 줄일 수 있다.

근로자위원

㉠ 전체 사업의 근로자대표

㉡ 근로자대표가 지명한 명예산업안전감독관 1명 (명예산업안전감독관이 없을 경우, 근로자대표가 지명한 해당 사업장 근로자 1명)

㉢ 공사금액이 20억원 이상인 공사의 관계수급인의 근로자대표

사용자위원

㉠ 전체 사업의 대표자

㉡ 안전관리자 1명

㉢ 보건관리자 1명 (보건관리자 선임대상 건설업으로 한정)

㉣ 공사금액이 20억원 이상인 공사의 관계수급인의 대표자

해설

노사협의체는 일정 규모 이상 건설공사 현장에서 산업안전보건위원회를 대신해 근로자위원과 사용자위원을 같은 수로 구성·운영하는 안전보건 협의기구로, 산업안전보건법 제75조는 이를 대통령령으로 정하는 바에 따라 구성·운영할 수 있다고 규정하고, 시행령 제64조는 근로자위원과 사용자위원으로 구성함을 명시하고 있다.

근로자위원에는 통상 전체 사업의 근로자대표와 근로자대표가 지명한 명예산업안전감독관(위촉되어 있지 않은 경우 근로자대표가 지명한 근로자), 공사금액이 일정 규모 이상인 관계수급인의 근로자대표가 포함된다.

사용자위원에는 전체 사업의 대표자와 안전관리자가 기본이 되며, 보건관리자 선임대상인 경우 보건관리자, 공사금액이 일정 규모 이상이면 관계수급인의 대표자가 더해진다. 산업안전보건위원회의 근로자·사용자위원 구성과 유사하되, 건설공사 현장의 다단계 하도급 구조를 반영해 관계수급인 몫이 별도로 포함되는 점이 특징이다.

① 형식 또는 모델명

② 규격 또는 등급 등

③ 제조자명

④ 제조번호 및 제조연월

⑤ 안전인증 번호

해설

안전인증대상기계등에 대해 안전인증을 받은 자는 산업안전보건법 제85조에 따라 그 기계등이나 용기·포장에 고용노동부령으로 정하는 안전인증표시를 해야 하며, 세부 표시방법은 시행규칙 별표 14가 정한다. 이 표시는 해당 제품이 인증기준에 맞게 제조·유통되고 있는지를 추적·확인할 수 있게 하려는 목적을 가진다.

이를 위해 표시에는 형식 또는 모델명과 규격 또는 등급 등으로 제품 자체를 특정하고, 제조자명과 제조번호 및 제조연월로 생산주체와 생산이력을 확인하며, 안전인증번호로 어떤 인증을 거쳤는지 조회할 수 있도록 한다.

즉 다섯 항목은 각각 제품 사양, 제조 이력, 인증 근거라는 서로 다른 추적정보를 담당하므로, 하나라도 빠지면 사고 발생 시 원인 제품을 특정하거나 리콜 대상을 가려내기 어려워진다.

① 3

② 2

③ 6

④ 3

⑤ 4

해설

산업안전보건법 시행규칙 제126조는 안전검사대상기계등의 검사주기를 기계 종류별로 나누어 정하고 있다.

크레인(이동식 제외)·리프트(이삿짐운반용 제외)·곤돌라는 사업장에 설치가 끝난 날부터 3년(①) 이내에 최초 안전검사를 실시하고, 그 이후부터 매 2년(②)마다 검사한다. 다만 건설현장에서 사용하는 것은 최초로 설치한 날부터 6개월(③)마다 검사해야 하므로 다른 크레인류보다 주기가 훨씬 짧다.

반면 프레스, 전단기, 압력용기, 국소 배기장치, 원심기, 롤러기, 사출성형기, 컨베이어 및 산업용 로봇은 설치가 끝난 날부터 3년(④) 이내에 최초 안전검사를 실시하고 이후 2년마다 검사하되, 공정안전보고서를 제출해 확인받은 압력용기는 예외적으로 4년(⑤)마다 검사한다는 점에서 일반 압력용기와 구분된다.

① 작업 지휘자를 선임하고 지휘하에 작업 실시

② 작업 구역에 관계자 외 출입 금지 및 표시

③ 기상 악화 시 작업 중지

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제162조는 승강기의 설치·조립·수리·점검 또는 해체 작업을 할 때 사업주가 지켜야 할 조치를 정하고 있다.

구체적으로 작업을 지휘하는 사람을 선임해 그 지휘하에 작업을 실시하도록 하고, 작업 구역에 관계 근로자가 아닌 사람의 출입을 금지하고 그 취지를 보기 쉬운 곳에 표시하며, 비·눈 등 기상상태가 몹시 나쁜 경우 작업을 중지시키도록 한다.

이는 승강기 작업이 고소·중량물 취급이 결합된 작업이어서 지휘체계 부재, 무관계자 출입, 악천후 시 무리한 작업이 각각 별도의 재해원인이 될 수 있다는 점을 반영한 것이다.

① 협착점

② 끼임점

③ 절단점

④ 물림점

⑤ 접선 물림점

⑥ 회전 말림점

해설

기계설비의 위험점은 근로자 신체가 기계의 운동부와 접촉해 협착·절단 등 재해를 일으킬 수 있는 부위를 유형별로 분류한 것으로, 운동하는 두 부분의 상대적 위치·형태에 따라 구분한다.

협착점은 왕복운동을 하는 부분과 고정부 사이에서 형성되는 위험점(프레스 등)이고, 끼임점은 고정부와 회전 또는 직선운동부 사이에서 형성된다. 절단점은 회전하는 운동부 자체가 날이 되어 접촉된 신체를 절단하는 위험점(둥근톱 등)이다.

물림점은 회전하는 두 개의 롤러가 서로 반대 방향으로 맞물리며 형성되고, 접선물림점은 회전체와 접선방향으로 물려 들어가는 벨트-풀리 등에서, 회전말림점은 회전축·커플링처럼 돌출부가 있는 회전체에 옷이나 머리카락이 말려드는 지점에서 형성된다는 점이 서로 구분된다.

① 전도

② 활동

③ 침하

해설

콘크리트 옹벽은 배면 토압에 저항하는 구조물로, 옹벽이 넘어지거나 미끄러지거나 지반 속으로 가라앉지 않아야 안전하다고 본다. 세 가지 안정조건은 각각 옹벽에 작용하는 힘의 방향과 파괴 형태가 달라, 어느 하나만 설계에서 고려하면 나머지 방향의 붕괴를 막지 못한다.

전도에 대한 안정은 토압에 의한 전도모멘트보다 옹벽 자중에 의한 저항모멘트가 충분히 커야 한다는 조건이고, 활동에 대한 안정은 옹벽 저면과 지반 사이의 마찰저항력이 수평 토압보다 커야 한다는 조건이다.

침하에 대한 안정은 옹벽이 전달하는 접지압이 지지지반의 허용지지력을 넘지 않아야 한다는 조건으로, 세 조건 중 하나라도 만족하지 못하면 옹벽은 붕괴 위험이 있으므로 설계 시 전도·활동·침하를 모두 함께 검토해야 한다.

① 과부하 방지 장치

② 권과 방지 장치

③ 비상 정지 장치

④ 제동 장치

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제134조는 크레인을 포함한 양중기에 정상적으로 작동하도록 미리 조정해 두어야 할 방호장치를 정하고 있다. 크레인은 중량물을 매달아 올리는 특성상 하나의 방호장치만으로는 모든 위험을 막을 수 없어, 여러 장치가 각기 다른 위험단계를 분담하도록 설계된다.

여기에는 정격하중 초과 시 작동을 제한하는 과부하방지장치, 훅 등 달기구가 지나치게 감겨 올라가는 것을 막는 권과방지장치, 위급 상황에서 즉시 작동을 멈추는 비상정지장치, 동력이 끊겨도 하중물이 낙하하지 않도록 붙잡는 제동장치가 포함된다.

네 장치는 각각 과적재, 권상 한계 초과, 돌발 위험, 정지 유지라는 서로 다른 위험 국면에 대응하므로, 하나로 다른 하나를 대체할 수 없다는 점에 유의해야 하고, 사업주는 이들이 정상적으로 작동하도록 사전에 조정해 두어야 한다.

① 신체사용에 관한 원칙

② 작업장 배치에 관한 원칙

③ 공구 및 장비의 설계에 관한 원칙

해설

반스(Barnes)의 동작경제 원칙은 작업 중 불필요한 동작을 줄여 피로를 낮추고 능률을 높이기 위한 인간공학적 지침으로, 신체 사용·작업장 배치·공구 및 장비 설계라는 세 영역으로 나눠 제시된다.

신체사용에 관한 원칙은 양손을 동시에 움직이고 관성을 이용하는 등 신체 부위의 동작 자체를 효율화하는 원칙이고, 작업장 배치에 관한 원칙은 공구·재료를 정위치에 두어 이동거리와 탐색시간을 줄이는 원칙이다.

공구 및 장비의 설계에 관한 원칙은 지그나 고정구를 활용해 손의 부담을 줄이고 두 가지 이상의 공구를 결합하는 등 도구 자체를 개선하는 원칙으로, 세 원칙이 함께 적용되어야 동작 낭비를 총체적으로 줄일 수 있다.

① 관계식

휴식시간 R = 총 작업시간 × (작업 중 에너지소비량 E − 권장 에너지소비량 S) / (E − 휴식 중 에너지소비량 1.5)

② 휴식시간

R = 60 × (7.5 − 4) / (7.5 − 1.5) = 35분

※ 60분 중 휴식 R분·작업 (60−R)분의 에너지 총량이 권장치(분당 4 kcal)를 넘지 않아야 하므로

   {7.5 × (60 − R) + 1.5 × R} / 60 = 4 로 세워도 같은 결과가 나온다.

해설

작업강도가 높아 에너지 소비량이 권장수준을 넘으면, 총 작업시간 안에 휴식시간을 넣어 평균 에너지 소비량을 권장치 이하로 낮춰야 한다(Murrell의 휴식시간 산정식).

관계식은 $R=\dfrac{T\,(E-S)}{E-1.5}$로, T는 총 작업시간, E는 작업 중 평균 에너지소비량, S는 권장 에너지소비량, 1.5는 휴식 중 에너지소비량(㎉/min)을 뜻한다. 휴식 중에도 완전히 0이 아니라 1.5㎉/min만큼은 소비되므로 분모에서 이를 빼주는 것이 핵심이다.

문제의 수치를 대입하면 $R=\dfrac{60\times(7.5-4)}{7.5-1.5}=\dfrac{210}{6}$이 되어 휴식시간은 35분이다. 이는 60분 중 휴식 R분과 작업 (60−R)분의 에너지 총량이 권장치 4㎉/min을 넘지 않도록 하는 조건과 동일한 결과를 준다.

1.1*t1 ≤ t2 < b

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제105조는 목재가공용 둥근톱기계에 분할날 등 반발예방장치를 설치하도록 정하고 있다. 분할날은 톱날 뒤쪽에서 켜진 목재 틈을 벌려 톱날에 재료가 다시 물리면서 튕겨나가는 반발(킥백)을 막는 장치다.

방호장치 자율안전기준 고시는 분할날 두께가 톱 두께(t1)의 1.1배 이상이면서 치진폭(b)보다는 작아야 한다고 정한다. 두께가 너무 얇으면 반발을 막지 못하고, 치진폭보다 두꺼우면 분할날 자체가 목재에 끼어 걸리기 때문이다.

이를 부등식으로 나타내면 $1.1\,t_1 \leq t_2 < b$가 되며, 여기서 t2는 분할날 두께, t1은 톱 두께, b는 치진폭을 의미한다.

- 예기치 못한 사건을 감지

- 다양한 종류의 자극을 식별

- 저에너지에서 자극을 감지

- 많은양의 정보를 장기과관 보관

- 귀납적으로 추리하여 여러문제를 해결

해설

인간-기계 체계 설계에서는 인간과 기계 각각이 상대적으로 더 잘하는 기능을 파악해 역할을 배분하는데(Fitts의 MABA-MABA 원칙), 인간이 기계보다 우수한 기능은 주로 예측 불가능한 상황에 대한 유연한 대응 능력에서 나온다.

예를 들어 인간은 예기치 못한 사건을 감지하고 다양한 종류의 자극을 식별하며 저에너지 수준의 자극도 감지할 수 있는데, 이는 사전에 정해진 패턴만 처리하는 기계가 취약한 영역이다.

또한 인간은 많은 양의 정보를 장기간 보관할 수 있고, 다양한 개별 사례로부터 규칙을 이끌어내 귀납적으로 추리하여 여러 문제를 해결할 수 있는데, 이러한 융통성 있는 학습·추론 능력은 정해진 알고리즘으로 동작하는 기계가 흉내 내기 어려운 인간 고유의 강점이다.

CO = 12 + 16 = 28 g

10 ppm = 10 / 1000 000 으로 환산하면,

28 g * 10 / 1000 000 = 28*10/1000 mg

기체 부피를 22.4 L 라고만 알면, 이 문제는 틀린다.

22.4 L 는 표준 (0 ℃, 1기압) 상태이므로, 이를 25 ℃로 환산)

만능식 PV = nRT에서

V/T = 일정

22.4/(0+273) = V2 / (25+273)

이므로 V2 = 22.4*(25+273)/(0+273) = 24.45 L

답은 28*10/1000 mg / 24.45 L = 28*10/1000/24.45 mg/L

그런데, 문제는 mg/m³ 을 요구하니,

1000 L = 1 m³,

1 L = 1/1000 m³ 이므로

28*10/1000/24.45 mg/L = 28*10/1000/24.45 mg/ (1/1000 m³ )

= 28*10/24.45 mg/m³ = 11.45 mg/m³

해설

ppm 농도를 mg/m³로 바꾸려면 분자량과 기체 몰부피를 이용하는데, 이때 몰부피는 반드시 문제에서 주어진 온도·압력 조건으로 환산해야 한다. 표준상태(0℃, 1기압)의 몰부피 22.4L를 25℃에 그대로 쓰면 틀린다.

CO의 분자량은 12+16=28g/mol이고, 이상기체 관계식 $\dfrac{V}{T}=\text{일정}$을 이용해 22.4L를 25℃(298K) 기준으로 환산하면 $V_2=22.4\times\dfrac{298}{273}\approx24.45\ \text{L}$가 된다.

따라서 10ppm은 $\dfrac{28\times10}{24.45}$ mg/m³로 계산되어 11.45 mg/m³가 된다. 표준상태 몰부피를 그대로 적용하면 오답이 나오므로, 온도 보정 단계를 빠뜨리지 않는 것이 이 문제의 핵심이다.