2016년 산업안전산업기사실기(필답형) 1회차 기출문제 해설 페이지

해설

산업재해 발생 과정을 인과관계의 연쇄로 설명하는 3대 이론은 단계 수(5단계)는 같지만 원인을 바라보는 관점이 다르다. 하인리히의 도미노 이론은 1단계 사회적 환경과 유전적 요소, 2단계 개인적 결함, 3단계 불안전한 행동 및 불안전한 상태(직접원인), 4단계 사고, 5단계 상해 순으로, 개인의 결함을 재해의 핵심 고리로 본다. 버드의 신연쇄성이론은 1단계 관리(통제)의 부족, 2단계 기본원인, 3단계 직접원인(불안전한 행동ㆍ상태), 4단계 사고, 5단계 상해 순으로, 첫 단추를 개인이 아니라 관리 소홀로 바꾸어 재해 예방의 책임을 경영진의 관리 체계로 옮긴 점이 하인리히와 다르다. 아담스의 연쇄성이론은 1단계 관리적 결함, 2단계 작전적 에러(경영자ㆍ감독자의 관리행동), 3단계 전술적 에러(근로자의 불안전한 행동ㆍ상태), 4단계 사고, 5단계 상해 순으로, 관리적 결함을 다시 경영층 차원(작전)과 현장 차원(전술)의 에러로 세분한다는 점이 버드 이론과의 차이다. 세 이론 모두 마지막 단계(사고ㆍ상해) 앞의 원인을 제거하면 재해를 막을 수 있다는 도미노 제거 원리를 공유한다.

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산업안전보건기준에 관한 규칙 제87조(원동기ㆍ회전축 등의 위험 방지) 제2항은 제1항의 원동기 등에서 한 걸음 더 나아가, 그 축에 부속되는 작은 결합부품까지 규율한다. 회전축ㆍ기어ㆍ풀리 및 플라이휠 등에 부속되는 키ㆍ핀 같은 기계요소는 돌출된 상태로 노출되면 회전 중 옷ㆍ신체가 걸려 감기는 사고를 일으킬 수 있으므로, 아예 묻힘형(축 표면 밖으로 튀어나오지 않는 매입식)으로 제작하거나, 그것이 어려우면 해당 부위에 덮개를 설치하도록 이중으로 요구한다. 제1항이 원동기ㆍ회전축 등 큰 위험 부위 자체에 덮개ㆍ울ㆍ슬리브ㆍ건널다리를 요구하는 조문이라면, 제2항은 그 축에 붙어 있는 작은 돌출 부품(키ㆍ핀)까지 별도로 관리하도록 세분한 조문이라는 점에서 구분된다.

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보호구 안전인증 고시상 안전모는 방지 대상 위험의 종류에 따라 세 종류로 구분된다. AB종은 물체의 낙하 및 비래(飛來, 날아오는 물체)에 의한 위험뿐 아니라 근로자 자신의 추락에 의한 위험까지 방지 또는 경감하도록 설계된 안전모로, 충격흡수라이너의 성능이 낙하ㆍ비래ㆍ추락 세 가지 충격을 모두 견디도록 요구된다. AE종은 물체의 낙하ㆍ비래 위험을 방지하는 동시에, 모체와 착장체를 절연 재질로 만들어 머리 부위의 감전 위험까지 방지하도록 만든 안전모로, 전기 작업 현장에서 사용한다. ABE종은 낙하ㆍ비래ㆍ추락 위험 방지(AB종의 기능)와 감전 위험 방지(E종의 기능)를 모두 갖춘 종류로, 세 문자(A·B·E)가 각각 방지 대상 위험을 하나씩 가리킨다는 점에서 종류 이름 자체가 성능을 나타낸다. 추락 위험 방지 여부(B의 유무)와 절연 성능 여부(E의 유무)가 세 종류를 가르는 핵심 기준이다.

① 형상

② 크기

③ 촉감

④ 위치

⑤ 작동

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위험기계의 조종장치를 근로자가 눈으로 보지 않고도 식별하도록 만드는 촉각적 암호화(coding)는, 시각적 확인이 어려운 상황(어두운 곳, 다른 곳을 주시해야 하는 작업)에서 조작 오류를 줄이기 위한 인간공학적 설계 기법이다. 형상 암호화는 손잡이·레버의 겉모양을 서로 다르게 만들어 촉감만으로 구분하게 하고, 크기 암호화는 지름·길이를 달리해 손의 감각으로 구별한다.

촉감 암호화는 표면 재질·돌기 무늬의 매끄러움과 거칠기 차이를 이용하며, 위치 암호화는 조종장치를 서로 다른 배열 위치에 고정 배치해 손을 뻗는 위치만으로 식별하게 한다. 작동 방법 암호화는 회전·당김·누름 등 조작방식 자체를 다르게 해 혼동을 막는다. 색채·표시 등 시각적 암호화와 달리, 이 다섯 가지는 육안 확인 없이도 오조작을 방지할 수 있다는 점이 핵심이다.

① 견고한 구조로 설치

② 경사는 30도 이하로 설치

③ 경사가 15도를 초과할 경우 미끄러지지 않는 구조로 설치

④ 추락 위험이 있는 장소에는 안전난간 설치

⑤ 수직갱이 가설된 통로의 길이가 15m 이상인 경우 10m 이내마다 계단참 설치

⑥ 건설공사에 사용하는 높이 8m 이상인 비계다리에는 7m 이내마다 계단참 설치

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산업안전보건기준에 관한 규칙 제23조(가설통로의 구조)는 공사 중 임시로 설치해 근로자가 이동하는 가설통로에 대해 사업주가 지켜야 할 사항을 6가지로 정한다. 먼저 통로 자체가 무너지지 않도록 견고한 구조로 설치할 것을 요구하고, 통행 중 미끄러지거나 굴러 떨어지지 않도록 경사는 30도 이하로 설치하되(계단ㆍ높이 2m 미만 손잡이 통로는 예외), 부득이 경사가 있는 경우에도 경사가 15도를 초과할 경우 미끄러지지 않는 구조로 설치하도록 한다. 추락 위험이 있는 구간에는 안전난간을 설치해 개구부나 측면 낙하를 막아야 하고, 수직으로 깊게 설치되는 통로에서는 수직갱이 가설된 통로의 길이가 15m 이상인 경우 10m 이내마다 계단참을 설치해 장시간 낙하 시 충격이나 피로를 줄인다. 마지막으로 건설현장에서 흔히 쓰는 높이 8m 이상인 비계다리에는 7m 이내마다 계단참을 설치하도록 해, 계단참 설치 기준이 통로 종류(수직갱/비계다리)별로 미세하게 다르다는 점이 이 조문의 특징이다.

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산업안전보건기준에 관한 규칙 제223조(운전 중 위험 방지)는 산업용 로봇이 사람과 달리 예측 불가능한 궤적으로 갑자기 움직일 수 있다는 특성을 고려해, 교시 등을 위한 운전을 제외한 통상 운전 중 근로자 접근을 원천 차단하도록 정한다. 원칙적인 방호조치는 로봇의 가동범위 전체를 감싸는 높이 1.8m 이상의 울타리로, 로봇 팔이 닿을 수 없는 거리를 확보해 접촉 자체를 막는 방식이다. 다만 컨베이어 시스템 등으로 울타리를 설치할 수 없는 일부 구간에는 대안으로 안전매트 또는 광전자식 방호장치 등 감응형(感應形) 방호장치를 설치해야 하는데, 안전매트는 사람이 밟는 압력을 감지해 로봇을 정지시키고 감응형 방호장치는 광선ㆍ센서로 신체 침입을 감지해 정지시킨다는 점에서 감지 방식이 다르다. 울타리(공간 차단)와 안전매트ㆍ감응형 장치(침입 감지 후 정지)는 접근 자체를 막는가, 접근을 감지해 반응하는가로 원리가 구분된다.

① 생략 에러

② 실행 에러

③ 순서 에러

④ 시간 에러

⑤ 과잉행동 에러

⑥ 선택 에러

⑦ 물량 에러

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Swain은 인간 신뢰도 분석(THERP)에서 근로자가 저지르는 실수를 원인이 아니라 "행위가 일어난 지점·형태"를 기준으로 유형화했다. 생략 에러는 필요한 작업 단계를 아예 빠뜨리는 것이고, 실행 에러는 작업은 했지만 잘못된 방법으로 수행한 경우다. 순서 에러는 여러 단계를 올바른 차례대로 하지 않고 뒤바꾸는 것이며, 시간 에러는 정해진 시간보다 너무 빠르거나 늦게 작업을 수행하는 것을 말한다.

이 밖에 불필요한 행동을 덧붙이는 과잉행동 에러, 여러 대안 중 잘못된 것을 고르는 선택 에러, 필요한 양을 넘치거나 모자라게 처리하는 물량 에러도 함께 분류된다. 결함의 "원인"이 아니라 "형태"로 오류를 나눈다는 점이 다른 오류 분류체계와 구분되는 지점이다.

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교류아크용접기는 무부하 상태(용접을 하지 않는 대기 상태)에서 출력측에 높은 전압이 걸려 있어 감전 위험이 크다. 이 때문에 산업안전보건기준에 관한 규칙 제306조는 도전체로 둘러싸인 장소·높은 곳·습윤한 장소 등에서 교류아크용접기를 쓸 때 자동전격방지기 설치를 의무화한다. 이 장치는 용접을 하지 않는 순간 무부하전압을 25V 이하로 낮춰두었다가, 용접봉을 모재에 접촉시키는 순간에만 정상 용접전압을 형성한다.

무부하전압은 전격방지기가 작동 중일 때 홀더와 피용접물 사이(출력측)에 걸리는 정상 상태의 낮은 전압을 말하며, 지동시간은 반대로 용접이 끝나 홀더에 무부하전압이 다시 나타난 뒤 주접점이 열려 전압이 낮아지기까지 걸리는 시간을 뜻한다. 지동시간이 짧을수록 감전 위험에 노출되는 시간이 줄어든다.

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산업안전보건법 시행령 제52조(안전보건총괄책임자 지정 대상사업)는 원청(도급인)이 관계수급인 근로자를 포함해 총괄적으로 안전보건을 관리해야 하는 사업 범위를 정한다. 건설업이 아닌 업종은 관계수급인에게 고용된 근로자를 포함한 상시근로자가 100명 이상인 사업(문제에서 제외한 선박 및 보트 건조업ㆍ1차 금속 제조업ㆍ토사석 광업은 50명 이상)이 대상이며, 건설업은 근로자 수 대신 공사 규모를 기준으로 삼아 관계수급인의 공사금액을 포함한 총공사금액이 20억원 이상인 건설업이 대상이다. 건설업에 별도의 금액 기준을 둔 이유는 건설현장이 상시근로자 수보다 하도급 구조와 공사 규모에 따라 위험도가 좌우되기 때문이며, 두 기준 모두 관계수급인 몫까지 합산한다는 점에서 원청의 총괄 관리 책임 범위를 넓게 잡는다는 공통점이 있다.

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산업안전보건기준에 관한 규칙 제376조(급격한 침하로 인한 위험 방지)는 잠함·우물통 내부에서 굴착작업을 하는 경우 급격한 침하로 인한 위험을 막기 위한 사업주 준수사항을 정한다. 침하관계도에 따라 굴착방법 및 재하량 등을 정할 것은, 굴착이 진행될수록 침하 속도·하중이 달라지므로 미리 작성한 침하관계도(침하 예측 계획)를 기준으로 굴착 순서와 상부에 싣는 하중을 통제하라는 의미다.

바닥으로부터 천장 또는 보까지의 높이는 1.8미터 이상으로 할 것은, 근로자가 협소한 내부 공간에서 몸을 굽히지 않고 대피·작업할 수 있는 최소 여유 공간을 확보하라는 규정이다. 잠함등 내부 작업 자체의 산소농도 측정·통신설비 설치를 정한 제377조와는 별개로, 제376조는 급격한 침하라는 특정 위험만을 다룬다는 점이 구분 포인트다.

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인간공학에서 인간-기계 시스템의 성능을 평가할 때는 결과 지표뿐 아니라 그 결과가 나오기까지의 과정과 주관적 부담까지 함께 살펴야 한다는 취지에서 인간성능(Human Performance)의 기준을 몇 갈래로 나눈다. 생리학적 지표는 심박수ㆍ산소소비량ㆍ근전도 등 신체 반응을 객관적으로 측정한 값이고, 인간 성능 척도는 작업 속도ㆍ정확도ㆍ오류율처럼 과제 수행 자체의 결과를 수치화한 지표다. 주관적 반응은 피로감ㆍ불편감ㆍ만족도처럼 작업자 스스로 느끼는 부담을 설문ㆍ평정으로 파악한 것이며, 사고 빈도는 실제 작업환경에서 발생한 재해ㆍ아차사고의 발생 건수로 시스템의 안전성을 사후적으로 드러낸다. 네 기준은 몸이 겪는 부담(생리)ㆍ과제 결과(성능)ㆍ본인의 체감(주관)ㆍ실제 사고 결과(빈도)라는 서로 다른 관측 시점과 방법을 대표하므로, 어느 하나만으로는 시스템 적합성을 온전히 평가할 수 없다.

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산업안전보건기준에 관한 규칙 별표1은 위험물질을 폭발성물질·물반응성물질·인화성 액체·부식성 물질 등으로 분류해 관리대상을 정한다. 노르말헥산·아세톤·메틸에틸케톤·메틸알코올·에틸알코올·이황화탄소는 인화점이 23℃ 미만이면서 초기 끓는점이 35℃를 초과하는 인화성 액체로 분류된다. 초기 끓는점이 35℃ 이하인 에틸에테르·가솔린류(인화점은 같은 23℃ 미만)와는 이 초기 끓는점 기준으로 구분된다.

부식성 산류는 염산·황산·질산처럼 농도 20% 이상이면 부식성 물질로 분류되지만, 인산·아세트산·불산 등은 부식력이 상대적으로 약해 농도 60% 이상이라야 같은 등급이 된다(산 종류별로 기준 농도가 다른 점이 혼동 포인트). 부식성 염기류인 수산화나트륨·수산화칼륨 등은 농도 40% 이상을 기준으로 한다.

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여러 가연성 가스가 혼합된 기체의 폭발한계는 르 샤틀리에(Le Chatelier)의 법칙으로 구한다. 혼합가스 전체 부피비의 합을 혼합 상한계 U로 나눈 값은 각 성분의 부피비를 그 성분 상한계로 나눈 값의 합과 같다.

$\dfrac{V_1+V_2+V_3}{U} = \dfrac{V_1}{U_1}+\dfrac{V_2}{U_2}+\dfrac{V_3}{U_3}$

수소 28%(상한계 75%), 메탄 45%(상한계 15%), 에탄 27%(상한계 12.4%)를 대입하면

$\dfrac{100}{U} = \dfrac{28}{75}+\dfrac{45}{15}+\dfrac{27}{12.4} = 0.373+3.0+2.177 = 5.551$

이므로 $U = \dfrac{100}{5.551}$을 계산한 18.02vol%가 혼합기체의 폭발상한계다. 위험도(H)는 폭발범위(상한계-하한계)가 하한계에 비해 얼마나 넓은지를 나타내는 지표로, 메탄 단독 성분 기준으로 계산하면

$H = \dfrac{U-L}{L} = \dfrac{15-5}{5}$

가 되어 메탄의 위험도는 2이다. 혼합기체의 상한계 계산에는 하한계가 아닌 각 성분의 상한계 값을 대입해야 하는 점이 흔한 실수 포인트다.