2018 산업안전지도사 2차 기출문제 풀이 - 화공안전

1. 방호 계층 분석기법에 관한 기술지침에서 정하고 있는 다음 용어의 정의를 쓰시오.

P-113-2012 방호 계층 분석 (LOPA) 기법에 관한 기술지침 참조할 것

1) 방호 계층 분석기법(LOPA)

원하지 않는 사고의 빈도나 강도를 감소시키는 독립 방호 계측의 효과성을 평가하는 방법 및 절차를 말한다.

 

각 사고 시나리오마다 IPL (Independant protection Layer - 독립 방호 계층) 이 적절하게 구성되어 있는지를 검증하는 방법으로 해외 프로젝트의 경우  SIF(Safety Instrument Fuction)의  SIL level의 선정을 하기 위한 방법으로 주로 활용함

 

2) 독립 방호 계층(IPL)

초기 사고나 사고 시나리오와 관련된 다른 어떤 방호 계층의 작동과는 관계없이 원하지 않는 결과로 전개되는 것으로부터 사고를 방호할 수 있는 장치나 시스템 또는 동작을 말한다. 독립적이라는 것은 방호 계층의 성능은 초기 사고의 영향을 받지 않고 다른 방호 계층의 고장으로 인한 영향을 받지 않는다는 것을 뜻한다.

 

 

2. 불활성화(Inerting)를 위한 치환(Purge) 방법 4가지를 쓰시오.

불활성화: 가연성 혼합기(연소범위)를 N2, CO2, 수증기 등을 투입하여 비가연성 혼합기(MOC이하)로 유지하는 방법

치횐: MOC이하로 하여 화염전파가 되지 않도록 유지된 상태

MOC? 화염전파가 되기 위한 최소 산소농도

1. 진공 퍼지 : 진공펌프를 활용하여진 송상태-> 불활성 가스 투입-> MOC이하로 유지
2. 압력 퍼지 : 가압-> 불활성 가스 투입-> MOC이하로 유지
3. 사이폰 퍼지 : 물을 채움, 하부: 드레인 상부:불활성 가스-> MOC이하로 유지
4. 스위프 퍼지 : 한쪽:불활성 가스, 다른 쪽: 대기 배출하여 MOC이하로 유지

 

3. 가스 폭발 위험장소를 설정하기 위한 주요 변수 4가지를 쓰시오

사실 이문제는 너무 광범위해서 무엇을 작성해야 하는지 정확히 모르겠음

일단 일반적으로 가스폭발 위험장소를 설정하는데, 영향을 많이 주는 요소는 아래와 같음

1. 누출 등급
2. 누출률
3. 환기 유효성
4. 환기 이용도

참고

이외에 위험장소의 범위는 인화성 물질의 화학적 및 물리적인 매개변수에 주로 영향을 받는데, 이중 일부는 인화성 물질 속성이며, 나머지는 환경 특성임

1. 질량이 작은 물질의 누출에서는 누출이 진행되는 동안에도 더 짧은 거리가 작용
2. 공기보다 무거운 상태의 가스 및 증기는 쏟아지는 액체처럼 지면 위의 플랜트 내 배수구 또는 배관 트렌치 내로 흘러들어 갈 수 있으며, 원래의 누출 지점으로부터 멀리 떨어진 곳에서 발화되어 넓은 플랜트 전역이 위험해질 수도 있음
3. 가능하다면 플랜트의 배치는 폭발성가스 분위기의 신속한 분산이 이루어지도록 설계한다

 

4. 산업안전보건 기준에 관한 규칙에서 정하고 있는 정전기로 인한 화재 폭발 방지조치 5가지를 쓰시오.

산업안전보건 기준에 관한 규칙 제325조 정전기로 인한 화재폭발 등의 방지

1. 접지
2. 도전성 재료 사용
3. 가습
4. 점화원이 될 우려가 없는 제전 장치 설치
5. 인체에 대전시 - 정전기 대전방지용 안전화, 제전복 사용, 정전기 제전 용구 사용
6. 작업장 바닥 등의 도전성을 갖도록 한다.

참고) 정전기 방지 대책을 활용/조치해야 하는 설비 

1. 위험물을 탱크로리 탱크차 및 드럼 등에 주입하는 설비
2. 탱크로리, 탱크차 및 드럼 등 위험물 저장설비
3. 인화성 액체를 함유하는 도료 및 접착제등을 제조, 저장, 취급 또는 도포하는 설비
4. 위험물 건조설비 또는 그 부속설비
5. 인화성 고체를 저장하거나 취급하는 설비
6. 드라이클리닝 설비, 염색가공설비 또는 모피류 등을 씻는 설비 등 인화성 유기용제를 사용하는 설비
7. 유압, 압축공기 또는 고전 위정 전기 등을 이용하여 인화성 액체나 인화성 고체를 분무하거나 이송하는 설비
8. 고압가스를 이송하거나 저장, 취급하는 설비
9. 화약류 제조설비
10. 발파공에 장전된 화약류를 점화시키는 경우에 사용하는 발파기 (발파공을 막는 재료로 물을 사용하거나 갱도 발파를 하는 경우는 제외한다)

 

5. 산업안전보건 기준에 관한 규칙에서 가스폭발 위험장소 또는 분진폭발 위험장소에 설치되는 건축물 등에 대해 내화구조로 하여야 하는 부분에 관하여 3가지를 쓰시오.

 

산업안전보건기준에 관한 규칙 제325조 정전기로 인한 화재폭발 등의 방지

1. 건축물의 기둥 및 보: 지상 1층(지상 1층의 높이가 6미터를 초과하는 경우에는 6미터)까지
2. 위험물을 저장 취급용기의 지지대(높이가 30 cm  이하인 것은 제외): 지상으로부터 지지대의 끝부분까지
3. 배관, 전선 관등의 지지대: 지상으로부터 1단 (1단의 높이가 6미터를 초과하는 경우에는 6미터까지)

 

6. 산업안전보건 기준에 관한 규칙에서 사업주는 과압에 따른 폭발을 방지하기 위하여 폭발방지 성능과 규격을 갖춘 안전밸브 등(안전밸브와 파열판)을 설치하여야 한다. 다음 사항을 쓰시오.

1) 안전밸브 등의 작동 요건(예외규정 포함)

산업안전기준에 관한 규칙 제264조 참조

안전밸브를 통하여 보호하려는 설비의 최고 사용압력 이하에서 작동되도록 한다. 다만 안전밸브 등이 2개 이상 설치된 경우에는 1개는 최고 사용압력의 1,05배 (외부 화재를 대비한 경우에는 1.1배) 이하에서 작동되도록 설치할 수 있다.

2) 안전밸브 등의 배출 용량

작동 원인에 따라 각각의 소요 분출량을 계산하여 가장 큰 수치를 해당 안전밸브 등의 배출 용량으로 하여야 한다.

3) 차단밸브의 설치 금지(예외규정 포함)

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 안전밸브 등이 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

 

4) 배출물질의 처리(예외규정 포함)

연소, 흡수, 세정, 포집 또는 회수 등의 방법으로 처리하여야 한다. 다만 아래의 어느 하나에 해당하는 경우 배출되는 위험물을 안전한 장소로 유도하여 외부로 직접 배출할 수 있다

1. 배출물질을 연소, 흡수, 세정, 포집 또는 회수 등의 방법으로 처리할 때에 파열판의 기능을 저해할 우려가 있는 경우
2. 배출물질을 연소 처리할 때에 유해성 가스를 발생시킬 우려가 있는 경우
3. 고압 상태의 위험물이 대량으로 배출되어 연소, 흡수, 세정, 포집 또는 회수 등의 방법으로 완전히 처리할 수 없는 경우
4. 공장 설비가 있는 지역과 떨어진 인화성 가스 또는 인화성 저장탱크에 저장탱크에 냉각설비 또는 자동소화설비 등 안전상의 조치를 하였을 경우

 

7. 다음 사항에 관하여 설명하시오.

○ 원인 결과 분석기법 ○ 위험과 운전 분석기법

○ 상대 위험 순위 결정 기법 ○ 결함수 분석기법

 

1) 위의 위험성 평가기법을 정성적 평가기법과 정량적 평가기법으로 구분하시오.

정성적 평가기법: 위험과 운전 분석기법, 상대 위험순위 결정 기법

정량적 평가기법: 원인 결과 분석기법, 결함수 분석기법

 

2) 위의 위험성 평가기법을 각각 설명하시오.

1) 위험과 운전 분석기법 (HAZOP)

• 공장의 설비/장비에 존재할 수 있는 위험(HAZARD)과 운전상의 문제점을 파악하고 이에 대한 적절한 안전조치가 취해졌는지 검토하여 사고를 예방함.
• 이러한 HAZOP 은 설계 범위나 안전한 운전상태를 벗어나는 문제를 발생하는 것 (이탈, Deviation)을 가정하고, 그 원인과 결과, 안전조치에 대하여 체계적으로 분석하는 기법

2) 상대 위험순위 결정 기법 (Dow and Mond)

• 공정 및 설비에 존재할 위험에 대하여 상대 위험순위를 수치로 지표화 하여 피해 정도를 나타냄.
• Dow지표는 화재를 나타내며, Mond의 경우 화재 및 독성을 나타낸다

3) 원인 결과 분석기법(CCA)

• FTA 및 ETA를 결합한 것으로 잠재된 사고의 결과를 근본적인 원인을 찾고, 사고 결과와 원인 사이의 상호관계를 예측하여 리스크를 정량적으로 평가하는 기법
• 절차: 평가할 사건의 선정 - 안전요소 확인 - 사건수 구성 - 결함수 구성 - 최소 컷 세트 평가 - 문서화

4) 결함수 분석 기법 (FTA)

• 사고 결과로부터 출발하여 원인을 찾아가는 연역적 방식의 위험성평가
• 사고 결과와 원인의 인과관계가 있는 논리 기호인 불대수를 사용하여 결함 수목을 만들고 고장 확률을 구함
• 정상 사상 결정-> 재해발생 확률과 목표치 결정-> 결함 원인 및 영향조사-> 결함 수목 작성-> 결함 수목 구조해석-> 수식화->해석 결과의 평가 

3) 위의 위험성 평가기법의 장점과 단점을 각각 2가지씩 쓰시오.

위험과 운전 분석기법 (HAZOP)

장점

1. 위험성 측면뿐만 아니라 운전 관련 불합리한 사항도 파악 및 개선이 가능하다
2. 체계적 접근 및 각 분야별 종합적 검토로 위험요소를 완벽한 수준으로 파악함

단점

1. 위험성 평가시간이 길게 걸린다
2. 대부분 설계단계에서만 적용이 가능하며, 운전 중인  plant에  HAZOP  수행 시 권고사항 등이 도출되면 실질적으로 적용이 힘들 수도 있다
3. 팀 단위의 다수 인원이 필요

 

상대 위험순위 결정 기법 (Dow and Mond)

장점

1. 비교적 쉽고 빠른 결과 도출
2. 위험성을 비교함으로 인하여, 직관적이며 알기가 쉬움

단점

1. 상대적으로 작성자 주관적 의견 반영
2. 위험을 다각도로 체계적으로 분석하기가 힘들다

 

원인 결과 분석기법(CCA)

장점

1. 사고의 근본적인 원인을 찾을 수 있다
2. 원인과 결과의 인과관계를 알 수 있음

단점

1. 시간이 많이 둔다
2. 전문가가 필수로 요구된다
3. 기본 사상에 대한 자료가 요구된다

결함수 분석 기법 (FTA)

장점

1. 객관적, 정량화된 결과 도출
2. 다양한 분야에서 활용 가능 (사고 조사 및  package  item 고장률 계산 등)

단점

1. 시간, 경비가 많이듬
2. 전문가 필수로 요구된다
3. 기본 사상에 대한 자료 필요

 

8. 가연성 가스 및 증기 혼합물의 폭발 한계 산정에 관한 기술지침에 따라 다음 물음에 답하시오.

D-22-2012 가연성 가스 및 증기 혼합물의 폭발 한계 산정에 관한 기술지침을 참조

 

1) 절대온도 373K에서의 프로필렌의 폭발 하한계를 구하시오.

373K일 때의 LEL은 2.4-(0.8 x 2.4 x 10^-3) (100-25) = 2.256 %

참고: T 만 섭씨로 바꿔줌

 

2) 게이지 압력 6.2 MPa에서의 폭발 상한계를 구하시오.

6.2 MPA일 때의 UEL 은 11+20.6 (log ( 6.2 +0.101)+1) = 48.0%

참고:  P는 공정의 절대 압력이므로, 게이지 압력+대기압을 해줘야 된다 

3) 가스 등 혼합물의 온도와 압력이 결합된 경우 폭발 한계 산정방법을 설명하시오

1. 폭발 하한계는 압력의 의존성이 적기 때문에 온도의 영향만 고려하여 산정한다.
2. 폭발 상한계는 온도와 압력의 의존성이 크므로 각각의 온도, 압력 하에서 폭발 상한계를 산정하여 큰 값을 폭발 상한계로 한다.

 

9. 산업안전보건 법령상 공정안전보고서(PSM) 제출대상 업종이 아닌 사업장으로서 아래 표에 제시된 위험물질을 취급하고 있는 사업장에 관하여 다음 물음에 답하시오.

1) 위 사업장의 공정안전보고서 제출 대상 여부를 판단하기 위한 R값을 계산하시오.

산업안전보건법 시행령 별표 13을 참조해서 작성

황산의 규정량 : (중량 20% 이상) :20,000

톨루엔의 규정량 : 없는 듯 (확인 요망)

수소의 규정량 : 5,000

 

10,000/20,000+ 5,000/5,000 = 1.5

 

2) 위 사업장의 공정안전보고서 제출 대상 사업장 해당 여부를 판단하시오.

유해위험물질을 규정량 이상 취급 저장하면 PSM 대상 사업장이며, 혼합물질의 경우   R 값이 1 이상인 경우에는 그 대상이다. R값이 1.5이므로 공정안전보고서 제출대상 사업장에 해당한다.

 

3) 공정안전보고서에 관하여 설명하시오.

유해하거나 위험한 설비가 있는 경우 설비로부터 누출/화재/폭발하여 사업장 내 근로자 혹은 사업장 인근에 피해 줄 수 있는 사고를 예방하기 위하여 공정안전보고서를 작성하고 심사를 받아야 한다.

1. 유해화학 위험물질의 누출, 화재, 폭발 등으로 인한 중대산업사고 예방을 목적으로 한 제도
2. 사고 발생할 경우 그 피해를 최소화하기 위하여 일상적인 관리와 함께 비상대응 사항 등도 제도 내에 포괄되어 있음
3. 중대산업사고 예방 및 피해 최소화를 위한 체계적이고 구체적인 활동이, 공정안전보고서의 취지임

 

참고 1: PSM 대상 7가지 업종

1. 원유정제 처리업
2. 기타 석유정제물 재처리업
3. 석유화학계 기초화학물질 제조업
4. 합성수지 및 기타 플라스틱 물질 제조업
5. 질소화합물, 질소 인산 및 칼리질 화학비료 제조업
6. 복합비료 및 기타 화학비료 제조업
7. 화학 살균 살충제 및 농업용 약제 제조업
8. 화약 및 불꽃제품 제조업

참고 2: 공정안전보고서 12개 요소

1. 공정안전정보
2. 공정위험성평가
3. 운전 절차
4. 교육훈련
5. 협력회 사관리 HSE
6. 가동 전 안전점검
7. 설비보존
8. 안전작업허가
9. 변경관리
10. 사고조사
11. 비상조치계획
12. 공정안전감사

4) 공정안전보고서에 포함되어야 할 내용 4가지를 쓰시오.

1. 공정안전자료
2. 공정위험성평가
3. 공정 운전 절차
4. 비상대피계획

기출문제 원본은 아래에서 다운로드 가능합니다.

2021.03.16 - [산업안전지도사/4. 2차 시험(화공안전)] - 산업안전지도사 화공안전 2차 기출정리

산업안전지도사 화공안전 2차 기출정리

 

만화로보는 산업안전기준에 관한규칙은 아래에서 다운로드가능합니다

2021.03.11 - [산업안전지도사/1. 산업안전지도사 공부법 및 합격후기] - 만화로 보는 산업안전보건기준에 관한 규칙 (2021년도)