2019년 산업안전산업기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

① 외부 전선의 피복 또는 외장의 손상 유무

② 매니퓰레이터 작동의 이상 유무

③ 제동장치 및 비상정지장치의 기능

해설

산업안전보건기준에 관한 규칙 제222조는 로봇의 작동범위에서 매니퓰레이터의 작동순서·위치·속도를 설정·변경하는 교시 작업을 할 때 로봇의 예기치 못한 작동이나 오조작으로 인한 위험을 방지하도록 사업주에게 조치의무를 부과하고 있으며, 같은 규칙 제35조제2항 및 별표 3은 이러한 작업을 시작하기 전 관리감독자로 하여금 점검하도록 정하고 있다.

별표 3(작업시작 전 점검사항)은 로봇 교시 작업 항목의 점검내용으로 외부 전선의 피복 또는 외장의 손상 유무, 매니퓰레이터 작동의 이상 유무, 제동장치 및 비상정지장치의 기능 세 가지를 규정한다. 전선 피복 손상은 감전·누전 위험을, 매니퓰레이터 이상은 예기치 못한 동작 위험을, 제동·비상정지장치 불량은 사고 발생 시 즉시 정지시키지 못하는 위험을 각각 방지하기 위한 항목이다.

다만 로봇의 구동원을 차단하고 작업하는 경우에는 매니퓰레이터 작동 이상 유무 및 제동·비상정지장치 기능 점검은 생략할 수 있다는 점에서, 구동원이 살아있는 상태의 교시 작업과 구분된다.

1일 8시간 작업하는 동안 노출이 허용되는 유해물질의 평균 농도

해설

TLV-TWA(Threshold Limit Value-Time Weighted Average)는 유해물질에 대한 시간가중평균 노출기준으로, 1일 8시간 작업하는 동안 노출이 허용되는 유해물질의 평균 농도를 뜻한다.

고용노동부 고시 「화학물질 및 물리적 인자의 노출기준」은 시간가중평균노출기준(TWA)을 1일 8시간 작업을 기준으로 유해인자의 측정치에 발생시간을 곱하여 8시간으로 나눈 값으로 정의하고 있어, 순간 최고농도가 아니라 하루 전체 노출량을 평균한 값이라는 점이 핵심이다.

이는 15분간의 순간 초과를 허용하는 단시간노출기준(STEL)이나, 잠시도 초과해서는 안 되는 최고노출기준(Ceiling, C)과는 성격이 다른 지표이므로 서로 혼동해서는 안 된다.

① 허가대상물질 작업장

② 석면취급 해체 작업장

③ 금지대상물질의 취급실험실 등

[해설]

산업안전보건법 시행규칙의 안전보건표지는 금지·경고·지시·안내표지와 함께 “관계자외 출입금지” 표지를 두고 있으며, 그 종류는 허가대상물질 작업장, 석면 취급·해체 작업장, 금지대상물질의 취급 실험실 등의 세 가지가 전부다.

세 표지 모두 “관계자외 출입금지”와 해당 물질명(제조·사용·보관 중, 석면 취급·해체 중 등)을 적고, 그 아래에 “보호구·보호복 착용”과 “흡연 및 음식물 섭취 금지”를 함께 표기하도록 되어 있다.

- 주요 동력기계, 장치 및 설비의 표시 및 명칭

- 주요 계장설비 및 제어설비

- 물질 및 열 수지

- 운전온도 및 운전압력

해설

공정흐름도(PFD, Process Flow Diagram)는 원료 투입부터 제품 생산까지 공정 전체의 흐름과 주요 설비를 한눈에 보여주는 도면으로, 공정안전보고서(PSM)의 핵심 구성요소 중 하나다. 세부 배관·계장까지 표시하는 공정배관계장도(P&ID)와 달리 PFD는 공정의 큰 흐름과 물질수지를 보여주는 데 목적이 있다.

이 때문에 PFD에는 주요 동력기계·장치 및 설비의 표시와 명칭, 주요 계장설비 및 제어설비, 물질 및 열수지, 운전온도 및 운전압력이 표시되어야 한다. 물질·열수지는 반응·분리 공정에서 투입·산출되는 물질량과 열량의 균형을 보여주는 항목이고, 운전온도·압력은 각 단위공정의 운전조건을 나타내 위험성평가의 기초자료가 된다.

P&ID가 배관 규격, 밸브·계기 하나하나의 개별 사양까지 표시하는 상세도면인 것과 달리, PFD는 그 전 단계에서 공정 전체의 개략적 흐름과 운전조건을 파악하기 위한 도면이라는 점이 혼동하기 쉬운 부분이다.

- 안정성

- 경제성

- 작업성

해설

비계는 고소작업을 위해 임시로 설치하는 가설구조물로서, 작업 중 무너지거나 흔들리지 않아야 하고 동시에 작업자가 실제로 딛고 일할 수 있어야 하며 과도한 비용이 들지 않아야 한다는 세 가지 요건을 균형 있게 갖춰야 한다.

안정성은 비계 자체와 그 위의 작업하중·적재하중을 지지하면서 전도·붕괴되지 않아야 한다는 요건이고, 작업성은 발판 폭·간격 등이 작업자의 동선과 작업 자세에 적합해 능률적으로 작업할 수 있어야 한다는 요건이다.

경제성은 안전성과 작업성을 해치지 않는 범위에서 재료비·설치비를 합리적으로 낮춰야 한다는 요건으로, 세 요건 중 어느 하나만 강조되면 나머지가 희생되기 쉬우므로 비계 설계·선정 시 함께 고려해야 한다.

내압 Ex d

충전 Ex q

압력 Ex p

안전증 Ex e

유입 Ex o

본질 Ex ia 혹은 Ex ib

비점화 Ex n

몰드 Ex m

특수 Ex s

해설

방폭구조는 가스·증기 폭발위험장소에서 전기기기가 점화원이 되지 않도록 설계하는 방식으로, 점화원을 원천적으로 격리·차단하는 방식과 애초에 점화에너지를 낮추는 방식으로 크게 나뉜다.

격리·차단 방식에는 용기 내부에서 폭발이 나도 외부로 화염이 전파되지 않도록 견고한 용기로 감싸는 내압방폭구조(Ex d), 용기 내부를 보호가스로 채워 압력을 높여 가스 유입을 막는 압력방폭구조(Ex p), 전기부품을 절연유에 담그는 유입방폭구조(Ex o)가 있다.

반면 안전증방폭구조(Ex e)는 정상 운전 시 불꽃이 발생하지 않는 구조에 온도상승 등에 대한 안전도를 증가시킨 방식이고, 본질안전방폭구조(Ex ia 또는 Ex ib)는 회로에 흐르는 전기에너지 자체를 점화에 필요한 최소에너지 이하로 제한하는 방식이라는 점에서 앞의 격리형 구조들과 원리가 근본적으로 다르다. 이 밖에 비점화방폭구조(Ex n), 몰드방폭구조(Ex m), 특수방폭구조(Ex s) 등도 사용된다.

① 지반조건 : 연약성 점토지반

② 발생원인 :

- 흙막이 벽체의 근입장 부족

- 흙막이 내외부 중량차

- 지표 재하중

해설

히빙(heaving)은 흙막이를 설치한 굴착 배면 지반이 굴착저면 아래로 밀려 들어가 굴착 바닥이 부풀어 오르는 현상으로, 연약한 점토지반에서 굴착 내외의 흙 중량차가 클 때 주로 발생한다.

발생원인으로는 흙막이 벽체의 근입장(根入長) 부족으로 벽체 하단이 활동을 저항할 만큼 깊이 박히지 못한 경우, 흙막이 내외부의 중량차로 배면 토압이 굴착저면 지지력을 초과하는 경우, 지표 재하중으로 배면 하중이 가중되는 경우 등을 든다.

사질토 지반에서 지하수 침투압으로 굴착저면 흙이 액상화되어 모래와 물이 솟아오르는 보일링(boiling) 현상과는 지반조건과 발생 메커니즘이 다르므로 구분해서 이해해야 한다.

의식의 우회

해설

부주의는 안전을 위해 필요한 주의를 기울이지 못한 상태를 통칭하며, 의식 수준과 주의의 방향이 어떻게 흐트러졌는가에 따라 여러 현상으로 구분한다. 이 가운데 주의가 작업 대상이 아닌 엉뚱한 곳으로 향해 있는 상태, 즉 걱정거리ㆍ고민ㆍ개인적 관심사 때문에 의식이 작업에서 벗어나 다른 곳에 쏠려 있는 현상이 의식의 우회다.

의식의 우회는 의식 수준 자체는 떨어지지 않았는데 방향만 빗나간 것이 특징이어서, 겉보기에는 정상적으로 작업하는 듯 보이면서도 위험 신호를 놓치게 된다. 원인이 심리적 고민에 있으므로 대책도 교육ㆍ훈련보다 상담과 카운슬링이 우선한다.

비슷한 용어와의 구분이 중요하다. 의식의 단절은 의식의 흐름에 공백이 생기는 것, 의식 수준의 저하는 단조로운 작업이나 피로ㆍ졸음으로 의식이 흐려지는 것, 의식의 과잉은 돌발사태에서 한 곳에만 주의가 집중되어 다른 것을 못 보는 것으로, 우회가 방향의 문제인 데 비해 나머지는 수준ㆍ연속성의 문제라는 점에서 다르다.

① 육안검사(VT)

② 침투탐상검사(PT)

③ 자분탐상검사(MT)

④ 와류탐상검사(ECT)

⑤ 방사선투과검사(RT)

⑥ 초음파탐상검사(UT)

⑦ 누설검사(LT)

⑧ 음향방출시험(AET)

해설

비파괴검사(NDT)는 재료나 용접부를 파괴하지 않고 표면 또는 내부의 결함 유무·형상을 검사하는 방법으로, 검사 대상 결함의 위치(표면/내부)와 재질의 자성 여부에 따라 적용 기법이 달라진다.

육안검사(VT)는 외관을 직접 관찰해 균열·부식 등을 찾는 가장 기초적인 방법이고, 침투탐상검사(PT)는 표면에 열린 미세 균열에 침투액을 스며들게 한 뒤 현상액으로 드러내는 방식으로 비자성체에도 적용된다. 자분탐상검사(MT)는 강자성체를 자화시켜 표면 및 표층 결함부에 자분이 모이는 것을 이용하므로 비자성체에는 쓸 수 없다.

와류탐상검사(ECT)는 도체에 교류자속을 걸어 결함으로 인한 와전류 변화를 검출하는 표면·근접표면 검사이고, 방사선투과검사(RT)와 초음파탐상검사(UT)는 내부 결함까지 검출할 수 있어 두꺼운 용접부·주조품 검사에 쓰인다. 이 밖에 배관 누설을 찾는 누설검사(LT), 결함 진전 시 방출되는 탄성파를 잡아내는 음향방출시험(AET)도 비파괴검사법에 해당한다.

① 선각이 20도 정도되는 뾰족한 지침사용

② 지침은 눈금면과 밀착

③ 지침의 끝은 작은눈금과 맞닿되 겹치지 않게

④ 지침의 색은 선단에서 눈금의 중심까지 칠하기

해설

아날로그 표시장치는 지침(pointer)이 눈금판 위를 움직여 값을 나타내는 정량적 표시장치로, 눈금을 읽는 순간의 오독(誤讀)을 줄이기 위한 지침 설계 원칙이 인간공학적으로 정리되어 있다.

대표적으로 선각이 약 20도 정도 되는 뾰족한 지침을 사용하고, 지침을 눈금면과 밀착시켜 시차(視差, parallax)로 인한 오독을 줄이며, 지침의 끝을 작은 눈금과 맞닿되 겹치지 않게 배치해 눈금을 가리지 않으면서도 정확히 값을 지시하도록 한다.

또한 지침의 색은 선단(끝부분)에서 눈금의 중심까지 칠하기를 권장하는데, 이는 시선이 지침 끝의 지시점에 자연스럽게 유도되도록 하기 위함이다. 이러한 원칙들은 모두 지침과 눈금 사이의 판독 오차를 최소화하려는 공통 목적을 갖는다.

- 인간의 실수의 확률를 "정량적"으로 평가하기위한 기법

- 분석하고자 하는 작업을 기본행위로 하여 각 행위의 성공, 실패확률을 계산하는 방법

해설

THERP(Technique for Human Error Rate Prediction)는 인간 신뢰도 분석(HRA, Human Reliability Analysis) 기법의 하나로, 인간의 실수 확률을 정량적으로 평가하기 위한 기법이다.

분석하고자 하는 작업을 세부 기본행위(task element)로 분해한 뒤, 각 기본행위별로 성공확률과 실패확률을 부여하고 이를 사건나무(event tree) 형태로 결합해 전체 작업의 인간 오류확률을 계산한다는 점에서, 분석하고자 하는 작업을 기본행위로 하여 각 행위의 성공, 실패확률을 계산하는 방법으로 정의된다.

확률론적 안전성평가(PSA)에서 기기 고장률과 함께 인간 오류율을 정량적으로 다루기 위해 개발된 기법이라는 점에서, 정성적 오류 분석기법인 FMEA나 결함나무분석(FTA)과 구분된다.

① 재해의 발생원인과 결함 규명

② 예방 자료 수집

③ 동종 및 유사 재해의 재발 방지 대책 강구

해설

산업재해조사는 처벌이나 책임소재를 가리기 위한 절차가 아니라, 동일·유사한 재해의 재발을 막기 위한 예방활동의 출발점이라는 점에서 그 목적이 규정된다. 사고 후 형식적으로 서류를 남기는 절차가 아니라, 사업장의 안전관리 수준을 실질적으로 높이는 피드백 과정으로 이해해야 한다.

구체적으로 재해의 발생원인과 결함을 규명하여 사고의 직접·간접 원인을 밝히고, 이를 통해 예방 자료를 수집함으로써 유사 설비·공정에 적용할 안전대책을 마련하며, 궁극적으로 동종 및 유사 재해의 재발 방지대책을 강구하는 데 목적이 있다.

즉 원인규명 → 자료수집 → 재발방지대책 수립의 흐름으로 이해하면, 재해조사가 사후 처리가 아니라 예방관리 체계의 일부임을 알 수 있고, 원인규명이 부실하면 뒤이은 자료수집·재발방지대책도 겉핥기에 그친다는 점에서 첫 단계의 정확성이 특히 중요하다.

(7,500 + 50*2 + 37 * (300/365)) / (100 * 8 * 300) * 1000 = 31.793...

해설

강도율은 근로시간 1,000시간당 발생한 근로손실일수를 나타내는 지표로, $\dfrac{\text{총 근로손실일수}}{\text{연근로시간수}}\times1000$ 으로 구한다. 총 근로손실일수는 사망·신체장해 등급별 손실일수와, 휴업일수를 연간 근무일수 비율로 환산한 값을 모두 합해 산정한다.

휴업일수는 달력일수를 그대로 쓰지 않고 $\dfrac{300}{365}$을 곱해 근무일 기준으로 환산한다. 사망 근로손실일수 7,500일(1명), 신체장해 14급 손실일수 50일×2명=100일, 휴업일수 37일×$\dfrac{300}{365}$≈30.41일을 모두 더하면 총 근로손실일수는 약 7,630.41일이다.

연근로시간수는 100명×8시간×300일=240,000시간이므로, 강도율은 $\dfrac{7630.41}{240000}\times1000$으로 계산되어 31.79가 된다.