화공안전기술사/2. 기출문제 분석

123회 화공안전기술사 기출문제풀이 - 4교시

화공안전기술사 홍프로 2021. 6. 15. 14:21
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123회 화공안전기술사 기출문제 풀이 마지막 4교시입니다. 기존 1~3교시는 하기에 링크 달아두도록 하겠습니다. 많은 도움이 되시길 바라며, 도전하시는 모든 분들이 좋은 결과 있으시길 진심으로 기원합니다. 혹시나 공정안전 관련 궁금한 사항들은 여기 댓글이나 유튜브 영상에 댓글 남겨주시면, 아는 한에서 답변드리도록 하겠습니다.

 

2021.06.04 - [화공안전기술사/2. 기출문제 분석] - 123회 화공안전기술사 1교시 - 기출문제 풀이

2021.06.07 - [화공안전기술사/2. 기출문제 분석] - 123회 화공안전기술사 2교시 기출문제풀이

2021.06.07 - [화공안전기술사/2. 기출문제 분석] - 123회 화공안전기술사 2교시 기출문제풀이

 

 

 

1. Human Error에 관하여 정의하고 기본 유형과 종류에 대하여 설명하시오

이건 사실문제의 범위가 너무 커서.. 어떤 식으로 논리적으로 접근하느냐가 관건일것같고, 분류도 어떤식으로 기준을 정확히 잡고 진행해야 될 것으로 보입니다. 제가 즐겨보는 블로그인 울산세이프티님 블로그 참조하여 쓰시는걸 추천드립니다. 제 경험상으로는 휴먼에러등과 관련된 문제 풀이했을때 생각보다 점수가 더 잘나왔었습니다 (이문제는 선택안하였었음)

https://ulsansafety.tistory.com/1204

 

2. 산업안전보건 법령상 유해위험방지계획서 제출 등에서 대통령령으로 정하는 사업의 종류 및 규모에 해당하는 사업을 쓰시오 단, 해당하는 사업은 전기계약용량이 300킬로와트 이상인 경우를 말한다

https://kwkarchive-w.tistory.com/30

상기 티스토리에서 안전인증, 자율안전 확인, 안전검사에 대한 차이점을 확인할 수 있음

산업안전보건 법령 42조 유해위험방지계획서 제출대상 (단 상기 블로그에 있는 내용 정리하여 작성할 것)

  1. 금속가공제품 제조업; 기계 및 가구 제외
  2. 비금속 광물제품 제조업
  3. 기타 기계 및 장비 제조업
  4. 자동차 및 트레일러 제조업
  5. 식료품 제조업
  6. 고무제품 및 플라스틱 제품 제조업
  7. 목재 및 나무제품 제조업
  8. 기타 제품 제조업
  9. 1차 금속 제조업
  10. 가구 제조업
  11. 화학물질 및 화학제품 제조업
  12. 반도체 제조업
  13. 전자부품 제조업

 

3. 산업재해방지 5단계에 대하여 설명하시오

 하인리히의 사고예방관리 5단계를 활용하여 작성함 (안전조직/사실의 발견/분석/시정방법의 선정/시정책의 적용 - 3E)

1단계: 안전조직 (이 부분에서 기존 2교시 내용을 활용하여 작성)

출처: 네이버 블로그: 금속 쟁이

 

2. 사실의 발견

leading/lagging indicator 활용하여 작성

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1) 선행지표 (Leading Indicator) 

  • 사고 발생 방지를 위한 행위들을 뜻함 (후행지표에 영향을 줄 수 있는)
  • 사고예방을 위해 근로자가 주기적으로 하는 행위를 알 수 있음
  • 선행지표를 정할 때 단순한 숫자오 참석자로 정하는 것이 아니라 그 영향성을 평가할 수 있는 척도를 활용해야 한다. (예: 얼마나 많은 참석자들이 안전회의와 교육에 이해를 했는지 등)

2) 후행지표 (Lagging Indicator)

회사의 사고율 등 직관적으로 알 수 있는 수치 (고전적인 방식의 안전평가)

  • 현재의 안전시스템의 큰 틀에서의 적용 상황을 볼 수 있음
  • 다만 얼마나 많은 사람들이 다쳤는지를 알 수있으나, 회사에서 어떤식으로 사고를 방지하는지는 알수 없음
  • 사고예방에 부족한 점이 많음 (예: 매니저가 낮은 수준의 사고율을 보고, 회사의 사고예방 시스템이 올바른지 착각할 수 있음) 

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3. 분석

  • 사고 원인 및 경향성 분석
  • 사고기록 및 관계자료 분석
  • 작업공정 분석
  • 교육훈련 및 적정 배치 분석

4. 시정방법의 선정

  • 기술적 개선
  • 배치 조정
  • 교육훈련의 개선
  • 안전행정의 개선
  • 안전운동의 전개

5. 시정방법의 적용 (3E)

  • 기술적 대책 (Engineering)
  • 교육적 대책 (Education)
  • 관리적 대책 (Enforcement)

 

4. 수소 유기 균열(Hydrogen Induced Cracking)이 발생하기 쉬운 환경, 발생 메커니즘, 특징, 방지대책에 대하여 설명하시오

이문제는 거의 0 점을 맞은 문제인데, 수소 손상 및 수소 부식의 여러 가지 종류를 일반적으로 작성해서 그런 걸로 분석함. 수소 유기 균열에 대한 내용만 작성할 것을 추천함 (이건 아직도 잘 모르겠음..) 아래는 수소 설비에서 발생 가능한 수소 손상에 대해서 일반적으로 작성해보았음


출처:

 https://suflux.tistory.com/202

https://hello-onl.tistory.com/6

 

1) 수소 손상의 특징

수소 손상은 pitting현상을 거의 감지할수 없고, 응력균열부식에 비해 훨씬 짧은시간에 크랙까지 확대됨

또한 수소손상은 H2S, H2, HF acid의 영향에 의해서 발생함

수소손상은 수소 원료를 사용 및 발생 혹은 탈황, 중질유 분해 등과 같은 고온고압의 수소 분위기에 많이 노출되는 원자력발전, 정유공장, 석유공장 등과 같은 산업체에서 많이 발생함

2) 수소 손상의 종류

1. 수소취성 (Hydrogen embrittlement) : 금속재료 중에 흡수된 수소에 의해 낮은 응력이 적용될 때 강의 연성을 잃게 됨

  • 저온에서 이루어지는 현상으로 강재 내에 수소가 존재하고, 이수 소원자가 강재 내부에서 변형율이나 연성을 감소시키는 현상 (예: 수소원자가 전이된 탄소강의 경우 연성 42%-> 7%로 급격히 떨어진다)
  • 이러한 수소취성은 순간적으로 일어나며, 수소취성이 일어난 강재에 하중이 가해지면 정저기로에 의해 파괴가 일어난다.
  • 기계적/환경적/재료 적상 황이 겹쳤을 때 발생
  • 이를 방지해주려면 열을 가하여(단, 315C이상은 고온 수소 공격 이발 생활수 있으니 피함) 수소원자 방출 필요함

 

수소 공격(Hydrogen Attack, Blistering & stepwise cracking): 강의 내부에 기공을 형성함

  • 고온, 고압 하에서 탄화철이 수소와 반응하여 탈탄 현상이 벌어지고, 메탄이 생성하여 균열이 발생됨
  • Cr-Mo합 급사용 혹은 Nelson Chart 사용/ STS 등

Nelson Chart란? 일반 탄소강에 Cr, Mo이 첨가된 저 합금강이 고온, 고압의 수소 분위기에서 사용될 수 있는 임계온도와 수소 분압과의 관계를 실험식으로 구한 것

 

수소 유도 부식(Hydrogen Induced Corrosion): 높은 강도를 가진 강에서 많이 발생하는 자발적 크렉 

(Hydrogen Embrittlement와 비슷해 보이는데)

  • HF나 H2S와 같은 용재를 정장하면서 발생하는 자발적인 크랙을 말한다
  • 수소에 의한 표면 손상은 가장자리로 확대되며 step wise 크랙킹으로 나타내기도 하며, 수소취 성도 수반한다
  • 수소를 포함하는 분위기에서 용접할 경우 용접된 금속을 냉각하면서, 용접 경계부에 과포화 및 수소 확산이 일어나게 되면서 용접부의 박리와 같은 부식이 일어나게 된다
  • 방지 방법은 용접 시에 강도를 제한하여 수축 응력에 의한 부식 예방

 

3) 수소취성의 방지대책

  1. 열을 가하여(단, 315C이상은 고온 수소 공격 이발 생활수 있으니 피함) 수소원자 방출 필요함(베이킹)
  2. 혹은 저온으로 냉각
  3. 킬드강 이상의 온도를 갖는 재질을 사용해야 한다
  4. 금속 코팅 라이닝
  5. 산처리를 할 때는 산 억제제(inhibitor)를 첨가한다

 

5. 위험물질 및 관리대상 유해물질의 흐름을 차단할 수 있는 긴급 차단밸브의 구조 및 기능, 설치 대상에 대하여 설명하시오

KOSHA D-11-2012 Section 4 및 5 그리고 6에는 도해도 나오는데, 이 부분은 option이나 작성하는 걸 추천함

 

1. 구조 및 기능

(1) 긴급 차단밸브 본체는 배관의 설계압력 및 설계 온도에 견딜 수 있어야 한다. 특히, 

화재 발생 가능지역에 설치되는 긴급 차단밸브 본체는 화재 시 화염에 견딜 수 있는 재질로 제작하여야 한다. 다만, 공정 특성상 화염에 견딜 수 있는 재질로 긴급차단 밸브의 제작이 곤란한 경우에는 화염에 견딜 수 있도록 긴급 차단밸브에 내화 조치하여야 한다. 

(2)  긴급 차단밸브는 전기 또는 공기 등의 구동용 동력원 공급 차단 시 닫히는 구조 이어 야 한다.

(3)  화재 발생 가능지역에 설치되는 긴급 차단밸브로서 공정 특성상 구동용 전기 또는 공 기 등의 구동용 동력이 공급되어야만 긴급차단밸브가 차단되도록 제작된 경우에는 긴급차단밸브 구동용 전기 또는 공기 등의 공급 도관은 화재 시 15분 이상, 구동기 (Actuator)는 화재 발생 시 15분 이상 화염에 견딜 수 있도록 내화 조치를 하여야 한 다.

(4)  긴급 차단밸브는 화재 발생 시 빨리 닫힐 수 있어야 하며 누출이 없어야 한다. 일반 적으로 밸브를 닫는 데 걸리는 시간은 조작 후 1분 이내로 권장된다.

(5)  긴급차단밸브 등의 재질은 취급 유체에 대하여 내식성 및 내마모성을 갖는 재질이어 야 한다.

 

2. 설치 대상

1) 다음 각 목의 저장탱크 인입 및 출구 배관. 다만, 인입배관에 역지밸브(check valve) 등과 같이 역류방지를 위한 조치를 하였을 경우에는 그러하지 아니하다. 

(가) 인화성 가스를 액체상태로 저장하는 설계용량 5 m³ 이상의 저장탱크 

(나) 급성독성물질 중 1 기압, 35 °C에서 기체로 존재하는 물질을 액체상태로 저장하는 설계용량 5 m³ 이상의 저장탱크 

(다) 인화성 액체 중 인화점이 30 °C 미만인 물질을 저장하거나 사용하는 것으로 사방 이 벽으로 둘러싸여 있는 건축물 내에 설치되는 설계용량 10 m³ 이상의 저장탱크 



(2) 다음 각 목의 탑류의 하부의 출구 배관. 다만, 최대 운전 액면보다 높은 곳에 설치된 배관 또는 비상시에 그 배관이 차단되어서는 안 되는 특수한 경우는 예외로 한다. 

(가) 인화성 가스의 액체 정체량이 10 m³ 이상인 탑류 

(나) 비점(1 기압 하) 이상에서 운전되는 급성독성물질의 액체 정체량이 10 m³ 이상인 탑류 

(다) 비점(1 기압하) 이상에서 운전되는 인화성 물질의 액체 정체량이 30 m³ 이상인 탑 류 

 

(3) 다음 각 목의 용기(탑류 및 저장탱크류 제외) 하부의 출구 배관. 다만, 최대 운전 액면 높은 곳에 설치된 배관 또는 비상시에 그 배관이 차단되어서는 안 되는 특 경우는 예외로 한다. 

(가) 인화성 가스의 액체 정체량이 10 m³ 이상인 용기 

(나) 비점(1 기압 하) 이상에서 운전되는 급성독성물질의 액체 정체량이 10 m³ 이상인 용기 

(다) 비점(1 기압하) 이상에서 운전되는 인화성 액체의 액체 정체량이 30 m³ 이상인 용 기 

 

(4)  연속으로 운전되는 발열 반응기. 다만 회분식 반응기 중에서 반응에 관계되는 하나의 원료라도 한 배치(batch) 동안 연속적으로 투입되는 경우는 해당된다.

 

(5)  가열로(heater)의 원료 공급 배관 및 연료공급배관. 원료공급 배관의 파손에 의한 화 재 등의 위험성이 작거나 긴급 차단밸브를 설치하는 것이 다른 위험을 일으킬 우려 가 있을 때에는 원료공급 배관에 긴급차단밸브를 설치하지 아니할 수 있다.

 

(6)  보일러, 소각로 등의 연소설비의 연료공급 배관.

(7)  호스 또는 하역설비 등을 이용하여 기차, 선박, 탱크로리 등에 가연성 가스, 또는 가 스상의 급성독성물질을 하역하는 배관 및 균압(equalizing) 배관. 다만, 균압 배관에 역지밸브(check valve) 등과 같이 역류방지를 위한 조치를 하였을 경우에는 그러하 지 아니하다. 

(8) 호스 또는 하역설비 등을 이용하여 기차, 선박, 탱크로리 등에 인화성 액체, 액상의 유기화합물 또는 가스상 이외의 급성독성물질을 하역하는 배관



6. 안전밸브 등의 전단, 후단에 차단밸브(block valve) 설치가 가능한 경우에 대하여 설명하시오

 

산업안전보건 기준에 관한 규칙 제262조 

KOSHA D-18-2020 Section 7.3 (도해 포함, 하기는 도해없이 산업안전보건기준을 활용하여 글만 작성하였습니다)

 

사업주는 안전밸브 등의 전단, 후단에 차단밸브를 설치해서는 안된다. 다만 다음 각호의 어느 하나에 해당하는 경우에는 자물쇠형 또는 이에 준하는 형식의 차단밸브를 설치할 수 있다.

  1. 인접한 화학설비 및 부속 설비에 안전밸브 등이 각각 설치되어 있고, 해당 화학설비 및 그 부속설비의 연결배관에 차단밸브가 없는 경우
  2. 안전밸브 등의 배출 용량의 2분의 1 이상에 해당하는 용량의 자동 압력조절밸브(구동용 동력원의 공급을 차단하는 경우 열리는 구조인 것으로 한정)와 안전밸브 등이 병렬로 연결된 경우
  3. 화학설비 및 그 부속설비에 안전밸브등이 복수 방식으로 설치된 경우
  4. 예비 용비를 설치하고 각각의 설비에 안전밸브를 설치한 경우
  5. 열팽창에 의하여 상승된 압력을 낮추기 위한 목적으로 안전밸브가 설치된 경우
  6. 하나의 플레어 스택에 둘 이상의 단위공장의 헤더를 연결하여 사용하는 경우로서 각각의 단위공정에 플레어 헤더에 설치된 차단밸브의 열림, 닫힘 상태를 중앙제어실에서 알 수 있도록 조치한 경우




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