2022년 128회 화공안전기술사 (2교시) 기출문제 풀이

2022년 128회 화공안전기술사 기출문제 풀이를 공유드립니다.
기술사 문제의 특성상 정답은 없으며 기술사 도전을 하고 계시는 분들에게 도움이 되고자 하는 마음으로 공유드립니다.
“화공안전기술사 서브노트” 구매처는 포스팅 최하단에 언급해 두었으니 참조부탁드립니다.

128회 화공안전기술사 2교시

1. 화재의 종류 및 각각의 화재를 진압하기 위하여 유효한 소화방법,소화약제를 설명하시오

화공안전기술사 서브노트 [7] 화재 (615페이지)

1. 화재의 종류
1-1. 일반화재 (A급)

• 보통화재라고 한다.
• 면 종이 합성수지 섬유 나무등 우리 생활주변에 갖아 많이 존재하는 가연물에 의한 화재
• 연기가 백색이며 연소후 재를 많이 남기는것이 특징이다

1-2. 유류화재 (B급)

• 인화성/가연성 액체에 의한 화재 (e.g 석유류, 알코올류)
• 일반화재보다 화재의 위험성이 크고 연소성이 크다 (즉 위험한 화재이다)

1-3. 전기화재(C급)

• 전기에 의한 기기,기구의 발열체가 발화원이 되는 화재
• 형태가 다양하고 원인규명이 힘들다. 생성된 연기가 청색이다

1-4. 금속화재 (D급)

• 금속등에 의해 발생하며 물과 반응하여 수소, 아세틸렌등 가연성가스 발생
• 주수소화 절대 금지

1-5. 가스화재 (E급)

• 연료용가스에 의해 주로 발생
• 연소범위가 넓어 점화원이 존재하면 화재위험성이 크다

1-6. 식용류화재 (K급 or F급화재)

• 유류화재등과 매카니즘이 다르다. 식용류 화재는 유면상의 화염을 제거해도 유온이 발화점 이상이므로 “재발화”가 발생한다
• 발화점이 비점보다 크다

2. 유효한 소화방법 및 소화약제

2. 결함수 분석법(Fault Tree Analysis)에 의하여 다음 시스템의 신뢰도 (R), 시스템의 고장확율 (P)와 평균 고장간격 (MTBF)를 구하시오 (단, P는 개별 장치의 고장확율, 운전기간은 1년이다)

P-84-2021 결함수 분석 기법, 123회 화공안전기술사 1교시 5번

P-84-2021 결함수 분석.pdf

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저는 항상 “신뢰도”를 기준으로 계산하는 편입니다. 다만 해당문제의 경우 고장확율이 시스템에 나와있으니 고장확율을 활용하여 계산하셔도 무방합니다.
신뢰도는 직렬연결이면 곱, 병렬연결이면 1-(1-신뢰도1)(1-신뢰도2) 이런식으로 암기하였습니다.(직렬일 경우 신뢰도가 떨어지니) 고장확율이면 반대로 계산이 필요합니다.
즉, 직렬연결이면 1-(1-고장확율1)(1-고장확율2), 병렬이면 곱으로 생각하시면 됩니다.

1. 신뢰도 R 의 계산
1-1. 신뢰도 관점에서 FTA를 재 계산하면 아래와 같습니다.
A: 1-0.04= 096
B: 1-0.1 = 0.9
C: 1-0.07 = 0.993
D: 1- 0.3 = 0.7
1-2. C와 D는 직렬 구성이기 때문에 단순하게 곱을하여 준다 C x D = 0.6951
1-3. A와 B와 (C and D)는 병렬구성이기 때문에 아래와 같이 계산해준다
1-[(1-0.96)(1-0.9)(1-0.691)] = 0.99876 2. 고장확율 P
1- 신뢰도 = 고장확율 P
1-0.99876 = 0.00124

3. 평균고장간격 (MTBF)
MTBF는 지정된 장비 또는 시스템의 고장 사이의 평균 작동시간으로 고장율과 역수의관계가 있다.

즉, 1 / 0.00124 =806 (시간)

3. 정전기 재해예방을 위한 기술상의 지침에서 위험물을 고무타이어가 있는 탱크로리, 탱크차 및 드럼등에 주입하는 설비에 있어서 정전기완화 조치 방법과 본딩 접지 시 준수사항, 본딩 접지를 생략할 수 있는 경우에 대하여 각각 설명하시오

고용노동부고시 제2020-51호 정전기재해 예방을 위한 기술상의 지침

정전기재해 예방을 위한 기술상의 지침(고용노동부고시)(제2020-51호)(20200116).pdf

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1. 탱크로리 등 고무타이어 운반체 정전기 완화 조치

• 운반체와 주입파이프간에 전위차가 없도록 상호 본딩 접지를 할 것
• 하부 주입방식의 경우 저유속을 유지하거나 표면 와류생성을 최소화하기 위하여 윗쪽으로 분출되는 현상을 완화시킬 수 있는 기구를 부착하여 사용할 것
• 주입파이프의 모든 금속제 부분은 전기적으로 접속되어야 하며 플랜지 접속부분이 있을 경우 플랜지 좌우배관을 본딩시킨다. 다만, 하부주입방식의 경우에는 예외로 한다.
• 본딩되지 않은 금속체가 탱크 중에 들어가지 않도록 하여야 하며, 주입전에 탱크 내부를 점검하여 본딩되지 않은 금속체가 탱크 안에 있는지를 확인할 것
• 미크론 단위의 입자를 제거하는 필터를 통하여 주입이 될 때에는 주입 후 30초 이상의 정전기 정치시간을 둘 것
• 도전성 첨가제를 사용할 때에는 유속제한이나 정전기 등의 제한을 두지 않아도 좋으나 본딩 및 접지를 할 것

2. 본딩 접지시의 준수사항

• 본딩접지는 개구부(햇치)를 열기 전에 수행하고 개구부를 닫은 후에 제거하여야 한다.
• 본딩용 전선은 한쪽 끝이 주입파이프 또는 그와 연결된 금속체 등 접지된 금속체에 고정 접속시킨다.
• 접지 클램프는 본딩을 풀지 않은 상태로 운반체가 움직였을 경우에도 손상을 받지 않는 구조이어야 한다.

3. 본딩 접지를 생략할 수 있는 경우

• 크루드 오일이나 아스팔트와 같이 정전기 발생능력이 없는 액체를 취급하는 경우
• 인화성이 거의 없는 액체를 취급하는 경우
• 스파크가 발생될 수 있는 장소에 증기의 방출이 없는 폐쇄배관 계통(인화성물질을 주입하기 전에 접속되고 주입이 완전히 차단된 후 해체하는 방식)인 경우
• 아래 그림 같이 탱크로리에서 지하저장탱크로 인화성물질을 하역하는 경우(탱크로리에서 폐쇄배관방식으로 지하저장탱크로 하역하는 경우에 한정함)(그림 3-5) 본딩접지의 생략의 예

4. 화학설비 내부에 생성 될 수 있는 폭발위험 분위기를 불황성화하는 방법 중 가연성 물질의 퍼지(Purge)에 대하여 회분식(Batch), 연속식(Continuous)으로 구분하여 각각의 특성을 설명하시오

화공안전기술사 서브노트 [6-3] 불활성가스 치환 (Page 591), P-80-2011 불활성가스 치환에 관한 기술지침

P-80-2011 불활성가스 치환에 관한 기술지침.pdf

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5. 분산모델에서는 유독물질이 누출지점으로부터 공장이나 다른 인근지역으로 전달되는 현상을 풍매전달(Airbone Transport)로 설명한다. 유독물질의 대기 누출 후 거동현상과 이에 영향을 미치는 매개변수에 대하여 설명하시오

화학공정안전 Sec 5.1, https://kwkarchive-w.tistory.com/69 1. 대기 누출 후 거동현상
분산모텔은 유독물질이 사고지점에서 공장이나 다른 인근지역으로의 풍매전달(airbone transport)을 설명해 주고 있다
누출된 후 유독물질은 플럼 (characteristic plume) 또는 퍼프(puff)의 형태로 바람에 의해 멀리 이동된다.
(참고: 누출된 유독물질의 최대 농도는 누출지점에서 발생하는데 이는 꼭 지표면이 아닐 수 있다)
1-1. 플럼 (물질의 연속적인 누출로 형성)

1-2. 퍼프 (물질로 순간누출로 형성)

2. 영향을 미치는 매개변수
유독물질은 공기로 분산되어 급격히 혼합되기 때문에 농도는 바람의 진행방향 (downwind)쪽으로 멀리 떨어질수록 저하된다.
여러 가지의 매개변수가 유독물질의 대기 분산에 영향을 주게 되는데 이를 열거하면 다음과 같다.

• 바람속도
• 대기 안정도(atmospheric stability)
• 대지조건(ground condition)
• 누출지점의 높이(대지로부터)
• 누출된 초기 물질의 부력(buoyancy)과 운동량(momentum)

2-1. 바람속도
바람의 속도가 증가함에 따라 플룸은 더욱 길고 가늘어진다. 누출된 물질은 바람부는 방향으로 더욱 빨리 이동되며 더 많은 공기양에 의해 보다 빨리 희석된다
2-2. 대기 안정도

• 대기 안정도는 공기의 수직혼합과 관계가 있다 (예를 들면 낮동안의 공기온도는 고도가 증가함에 따라 급속히 감소하며 수직이동의 증가를 가져온다)
• 대기 안정도는 불안정, 중간 및 안정으로 크게 나눈다
• 대기 안정도가 안정되면 공기의 수직이동이 없이 안정하게 된다

2-3. 대지조건

• 표면에서의 역학적 혼합과 높이에 따라 바람의 특성에 영향을 준다
• 개방된 영역이 혼합효과를 줄이는 반면 나무와 빌딩은 혼합효과를 증가시킨다

2-4. 누출고도

• 누출고도가 높을 수록 대지의 농도는 감소한다 (플룸이 수직적으로 더 많은 거리에서 분산됨)
• 대지의 농도에 중대한 영향을 준다

2-5. 누출된 물질의 부력과 운동량
고속제트의 운동량은 누출지점에 있는 가스를 높게 운반시켜 유효 누출높이를 더욱 높게 할 것이다

6. 인간-기계 통합시스템에서 인간-기계의 기본기능 4가지 및 인간의 정보처리능력을 설명하시오

https://m.blog.naver.com/firerisk/220497654296 Man-Machine System도 간혹 출제가 되는것 같습니다.
인간공학 관련은 김훈 박사님이 운영하시는 블로그인 김훈위험관리연구소(RiskLab)에 좋은 자료가 많으니 참조 부탁드립니다. 1. 인간-기계의 기본기능
1-1. 감지(sensing)

• 인체의 감지 기능 : 시각, 청각, 후각 등의 감각기관
• 기계적인 감지 기능 : 전자, 사진, 기계적인 감지 장치

1-2.정보 보관(저장) (information storage)

• 인간의 정보 보관 : 기억된 학습내용
• 기계적 정보 보관 : 펀치 카드(punch card), 자기테이프, 형판(template), 기록, 자료표 등과 같은 물리적 기구에 보관

1-3. 정보처리 및 의사 결정(information processing and decision)

• 인간: 행동을 한다는 결심
• 기계: 모든 입력된 정보에 대하여 미리 정해진 방식대로 반응하게 함

1-4. 행동기능(acting function)

• 물리적인 조종행위나 과정 : 조종장치작동, 물체나 물건을 취급, 이동, 변경, 개조하는 것 등이 있다.
• 통신행위 : 음성(사람의 경우), 신호, 기록 등의 방법이 사용된다.

2. 인간의 정보처리 능력

• 인간의 정보처리 시간 : 0.5초(인간의 정보처리능력 한계)
• 인간이 신뢰성 있게 정보 전달을 할 수 있는 기억은 5가지 미만이며, 감각에 따라 정보를 신뢰성 있게 전달할 수 있는 한계계수가 5~9가지이다
• 밀러는 감각에 대한 경로용량을 조사한 결과 신비의 수 7+-2 (즉 5~9)를 발표했다. 인간의 절대적 판단에 의한 단일 자극의 판별 범위는 보통 5~9가지라는 것이다

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