산업안전지도사/4. 2차 시험(화공안전)

2017 산업안전지도사 2차 기출문제 풀이 - 화공안전

야심있는 홍프로님 2021. 4. 29. 05:00
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2021.03.16 - [산업안전지도사/4. 2차 시험(화공안전)] - 산업안전지도사 화공안전 2차 기출정리

 

1. 정량적 위험성 평가기법 3가지를 쓰시오

1) ETA

  • 초기 사건으로부터 발생할 수 있는 잠재적인 사고 결과를 평가하는 귀납적, 정량적 방법
  • 초기 사건 산정-> 완화시킬 수 있는 안전요소 확인-> 사건수 구성-> 결과 확인-> 상세분석

2) 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) 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

 

2. 산업안전보건 법령상에서 정하고 있는 인화성가스의 정의를 쓰시오

산업안전보건법령 별표 13 유해, 위험물질 규정량(제43조 1항 관련) 비고 1

인화성 가스란 인화 한계농도의 최저한도가 13% 이하 또는 최고한도와 최저한도의 차가 12% 이상인 것으로서 표준 압력(101.3 kPa)에서 섭씨 20도에서 가스상태인 물질을 말한다.

 

3. 전면 부식 방지 또는 감소대책 3가지를 쓰시오

  1. 부식환경 제거: 용존산소 제거, pH 조절, 용해 성분 제거, 제습
  2. 부식억제제 (예: 규산, 인산계 방식제 사용)
  3. 유속 제어 (1.5 m/s이하)
  4. 배관제 선정: 내구성/내식성/내열성/C-PVC 배관(지하매설배관)
  5. 라이닝 - 유기질 코팅
  6. 전기방식 법 - 음극 방식 법 (희생 양극법/외부 전원 법), 양극 방식 법

 

4. 산업안전보건 기준에 관한 규칙에서 정하고 있는 온도계,유량계,압력계등의 계측장치를 설치하는 특수화학설비 3가지를 쓰시오

산업안전보건기준에 관한 규칙 제273조 

  1. 반응폭주 등 위험한 물질
  2. 도가 섭씨 350도 이상이거나 게이지 압력이 980 kPa 이상 운전
  3. 열시켜주는 물질의 운전온도> 분해 온도 혹은 발화점
  4. 증류/정류/증발/추출 등
  5. 열로 또는 가열기
  6. 발열반응이 일어날 수 있는 사항

 

5. 저장탱크 과충전 방지에서 액위 감지기의 정의를 쓰시오

KFS-223 위험물 저장탱크 과충전 방지 기준 참고

감지기는 탱크에 저장된 위험물의 액위를 측정하기 위해 사용되며, 위험물의 높이가 설정된 위치에 도달하면 작동하는 장치로, 위험물 탱크에는 다음과 같은 타입의 감지기가 사용된다.

 

 

참고)
(1) 플로트 감지기(Float Detectors)
콘 루프 탱크에서 위험물의 액위를 측정하기 위해 사용되며, 탱크에 위험물이 충전됨에 따라 위험물의 액위가 상승하고 설정된 충전 높이에 도달할 때까지 플로트를 상승시켜 플로트가 경보/신호장치를 작동시킨다.
(2) 디스플레이서 감지기(Displacer Detectors)
교반 되거나, 소용돌이, 거품을 일으키는 탱크 또는 낮은 비중의 위험물이 저장된 탱크의 위험물 액 위를 측정하기 위해 플로트 감지기 대신 종종 사용된다.
(3) 광전식 감지기(Opto-Electronic Detectors)
클래스 I 액체를 저장하는 모든 타입의 탱크에서 위험물의 액위를 측정하는 데 사용되며, 공기나 가 스 증기로 둘러싸여 있을 때는 상이한 비율로 굴절되는 광도체를 통과하는 적외선 광원을 갖고 있다. 예를 들어, 탱크 안에서 상승하는 위험물이 고액 위 및 최고 액위 설정 위치에 도달하면 감지기로 넘쳐흐르는 액체가 센서의 굴절률을 변화시켜 경보/신호장치를 작동시킨다.
(4) 추 감지기(Weight Detectors)
플로팅 루프 탱크에서 위험물의 액위를 측정하기 위해 사용되며, 위험물이 충전됨에 따라 플로팅 루 피가 상승하여 설정된 충전 높이에 도달하면서 추와 접촉한다. 루프가 추를 들어 올리면 케이블이 느 슨해지고 액위 스위치가 열려 경보/신호장치를 작동시킨다.
(5) 농도계 감지기(Densitometer Detectors)
설정된 위치에서 액위를 확인하기 위해 방사선 장치를 사용한다.
(6) 기타 감지기
정전용량, 열, 적외선, 시각(광학), 초음파, 무선 주파수 방출 및 중량 측정 등을 이용하는 감지기 등 이 있으나 위에서 언급된 타입보다는 이용되는 빈도는 낮다.

 

 

6. 산업안전보건 법령상에서 정하고 있는 공정안전보고서의 세부내용에 관하여 다음 사항을 쓰시오 

산업안전보건법 시행규칙 제50조 공정안전보고서의 세부내용 참조

 

1) 공정안전자료 세부 내용 3가지 

  1. 취급, 저장하고 있거나 취급 저장하려는 유해, 위험물질의 종류 및 수량
  2. 유해위험물질에 대한 물질 안전보건자료
  3. 유해하거나 위험한 설비의 목록 및 사양
  4. 유해하거나 위험한 설비의 운전방법을 알 수 있는 공정도면
  5. 각종 건물, 설비의 배치도
  6. 폭발 위험장소 구분도 및 전기 단선도
  7. 위험설비의 안전설계, 제작 및 설치 관련 지침서

 

2) 공정위험성 평가서는 공정의 특성 등을 고려하여 위험성평가 기법으로 평가를 한 후 그 결과에 따라 작성한다. 이때 활용되는 위험성 평가기법 5가지

 

아래 중 한 가지 이상을 선정하여 위험성평가를 한 후 그 결과에 따라 작성해야 하며, 사고예방 피해 대책은 위험성 평가 결과 잠재위험이 있다고 인정되는 경우에만 작성한다.

  • 체크리스트(Checklist)
  • 상대 위험순위 결정(Dow and Mond Indices)
  • 작업자 실수 분석(HEA)
  • 사고 예상 질문 분석(What-If)
  • 위험과 운전 분석(HAZOP)
  • 이상 위험도 분석(FMECA)
  • 결함 수분석(FTA)
  • 사건 수분석(ETA)
  • 원인 결과 분석(CCA)

참고) 위험성평가 항목에 들어갈 요소

  1. 위험성평가
  2. 평가결과 개선계획 수립
  3. 피해범위 산정 및 영향평가
  4. 사고예방 피해 최소화 계획 수립 및 시행

 

 3) 안전운전 계획 세부 내용 4가지

  1. 안전운전 지침서
  2. 설비 점검 검사 및 보수계획 유지계획 및 지침서
  3. 안전작업허가
  4. 도급업체 안전관리계획
  5. 근로자 교육계획
  6. 가동 전 점검지침
  7. 변경 요소 관리계획
  8. 자체감사 및 사고조사계획

 4) 비상조치계획 세부내용 3가지

  1. 비상조치를 위한 장비, 인력 보유현황
  2. 사고 발생 시 각 부서 관련 기관과의 비상연락체계
  3. 사고발생시 비상조치를 위한 조직의 임무 및 수행절차
  4. 비상조치계획에 따른 교육계획
  5. 주민홍보계획

 

7. 도시가스로 많이 사용하는 액화 천연가스 (LNG)에 관하여 다음 사항을 쓰시오 

 

1) 액화 천연가스의 일반 성상(성질) 4가지

액화 천연가스란? 천연가스를 대량수송, 저장하기 위해 섭씨 -162로 압축 액화한 가스

  1. 공기 비중: CH4 16/29=0.55 -> 누출 시 대기 확산한다.
  2. 무색, 무취
  3. 무독성
  4. 비부식성
  5. 섭씨 -162도로 압축 액화

 

2) 액화 천연가스의 위험특성 2가지

1) 가연성

  1. 연소범위 5~15% (폭발 하한계가 낮기 때문에 위험), 다만 열전달은 제한됨
  2. 극인화성 물질임, NFPA 704 Flammability Class 4

2) 냉동 관련 (저온저장 관련)

  1. LNG  탱크의 Hydrate현상: LNG 중 남아있는 미량의 수분이 얼음과 같은 수화물 형성-> 저장 이송 시 배관 폐쇄 및 Line의 trouble발생 (따라서 충분한 건조 필요)
  2. 상온의 물에 유출 시 -> 열전달로 급격한 비등-> 극저온 액화가스 증기폭발
  3. LNG 누출 시 땅의 온도 급격히 떨어져서-> 땅이 들려버림-> 장치 파손 등 위험

기타 질식 등

 

 

3) 액화 천연가스 충전 시 주의사항 5가지

  1. 저장 및 충전시 특수하게 단열된 탱크나 용가애 충전하여 용기를 비점 이하로 유지시켜주어야 한다
  2. 재질은 저온취성이 강한  STS 316L 등 사용
  3. 환기, 통풍
  4. 정전기 방지
  5. 점화원 관리 (방폭설비 등)
  6. 탱크 등은 압력방출 설비 등 과압에 관련된 대책

 

 참고.  LPG 액화석유가스

  • 탄화수소를 비교적 낮은 압력 (6~7  kg/cm2)을 가하여 냉각 액화시킴
  • 다른 연료에 비하여 열량이 높고 냄새나 색깔이 없음 
  • 가정이나, 영업장소 택시 등에 사용하는 LPG에는  불쾌한 냄새가 나는 mercaptane을 섞어서 쉽게 감지할 수 있도록 함
  • 공기 비중이 공기보다 무겁기 때문에 누출 시 정체되어 폭발될 위험성이 큼 
  • 순간 증발이 되어 증기운 형성이 용이하며 NFPA Class II
  • 연소 시 CO2 발생으로 인하여, 환경 문제 및 질식 위험이 있음
  • BLEVE의 위험성이 큼

 

8. 화재, 폭발 및 화학설비에 설치하는 안전장치에 관련하여 다음 사항을 쓰시오

출처: 화재공학 Part II (동신대학교)

폭발이 발생할 때의 원인 물질의 물리적 상태에 따라 기상 폭 발고 응상폭발로 분류할 수 있는데, 응상이란 고상, 액상의 총칭으로 기상에 비해 밀도가 100~1000배 정도이므로 양상이 다름. 또한 화학적 폭발은 기상에서 많이 발생하고, 물리적 폭발은 응상에서 많이 발생함

 

1) 기상 폭발의 종류 3가지

1) 가스폭발

  • 물적 조건과 에너지 조건 만족, 다량의 가연성 가스가 지표면에 유출되어 다량의 혼합기체가 형성하여 폭발이 일어나는 증기운 폭발이 대표적인 예임

2) 분무 폭발

  • 고압의 유압설비 일부가 파손되어 내부의 가연성 액체가 공기 중에 분출되고, 이것의 미세한 액적이 무상으로(mist)으로 되어 공기중에 부유하고 있을 때 착화 에너지에 의해 발생 
  • 비슷한 예: 박막 폭굉 (압력유, 윤활유가 공기 중에 분무될때 발생)

3) 분진폭발

  • 가연성 고체의 미분이 공기중에 부유하고 있을 때 어떤 착화원에 의해 폭발하는 현상, 단위용적당 발열량이 큼
  • 예방대책: 불활성 가스로 완전 치환, 산소농도 5% 이하로 하고 점화원 제거
  • 분진폭발을 일으키는 대표물질: 밀가루, 석탄가루, 먼지, 전분, 플라스틱 분말, 금속분

참고: 분진폭발이 일어나지 않는 물질

  • 물과 반응하여 가연성 기체를 발생하지 않는 것
  • 시멘트, 석회석, 탄산칼슘(CaCO3), 생석회(CaO)

4) 분해 폭발

  • 분해에 의해 가스가 열팽창되고 이때 생기는 압력 상승과 이 압력의 방출에 의해 일어나는 경우
  • 일반적으로는 분해할 때 흡열하나, 분해할때 발열하는 에틸렌, 산화에틸렌, 아세틸렌, 과산화물 등이 대표적인 물질이다.

2) 응상폭발의 종류 3가지

1) 극저온 액화가스의 증기폭발

  • 저온 액화가스가 상온의 물 위에 유출될 때 급격하게 기화되면서 증기폭발이 발생
  • Rapid Phase Transition (급속 상변화)

2) 과열 액체 증기폭발

  • 보일러와 같이 고압의 포화수를 저장하고 있는 용기가 파손 등의 원인으로 동체의 일부분이 개방되면 용기 내압이 급속도록 하락되어 일부 액체가 급속히 기화하면서 증기압이 급상승-> 용기가 파괴/폭발
  • 가압된 용기에서 기액 평형에 있는 액체의 압력이 저하하면 과열 액체가 된다. 이는 압력저하가 빠를 때만 가능함

2) 수증기 폭발

  • 용융 금속이나 슬러지 같은 고온 물질이 물속에 투입되었을때 고온물질이 갖는 열이 저온의 물에 짧은 시간에 전달되면서 일시적으로 물은 과열 상태가 되며, 조건에 따라서는 순간적으로 급격하게 비등하며 상변화가 발생함
  • 물과 고열 물의 직접적인 접촉의 기회를 주지 않는 예방책이 필요

 

3) 폭발의 거동에 크게 영향을 주는 변수 4가지

  1. 주위의 온도
  2. 주위의 압력
  3. 주위의 기하학적 조건: 개방 또는 밀폐
  4. 폭발성 물질의 조성
  5. 폭발성 물질의 물리적인 성질
  6. 착화원의 서질: 형태, 에너지, 지속시간
  7. 가연성 물질의 양
  8. 가연성 물질의 유동 상태: 난류
  9. 착화 지연시간
  10. 가연성 물질이 방출되는 속도

 

4) 과압에 따른 폭발을 방지하기 위하여 폭발방지 성능과 규격을 갖춘 안전밸브 또는 파열판을 설치하여야 하는 설비 3가지

  1. 압력용기(안 지름이 150밀리 미터 이하인 압력용기는 제외, 관형 열교환기는 관이 파열로 인한 상승 압력이 압력용기의 최고 사용압력을 초과할 우려가 있는 경우만 해당)
  2. 정변 위 압축기
  3. 정변위 펌프(토출 측에 차단밸브가 설치된 것만 해당한다)
  4. 배관 2개 이상의 밸브에 의하여 차단되어 대기온도에서 액체의 열팽창에 의해 파열될 우려가 있는 것으로 한정한다)
  5. 그 밖의 화학설비 및 부속설비로서 해당 설비의 최고 사용압력을 초과할 우려가 있는 것

 

9. 산업안전보건 기준에 관한 규칙에서 정하고 있는 폭발, 화재 및 위험물 누출에 의한 위험방지와 관련하여 다음 사항을 쓰시오 

 

 

1) 폭발 위험장소의 구분도를 작성하는 경우에는 산업 표준 화법에 따른 한국산업 표준으로 정하는 기준에 따라 가스폭발 위험장소 또는 분진폭발 위험장소로 설정하여 관리하여야 하는 장소 2가지

산업안전기준에 관한 규칙 제230조(폭발 위험이 있는 장소의 설정 및 관리) 

  1. 인화성 액체의 증기나 인화성 가스등을 제조 취급 또는 사용하는 장소
  2. 인화성 고체를 제조 사용하는 장소 

2) 밀폐된 공간에서 스프레이 건을 사용하여 인화성 액체로 세척, 도장 등의 작업을 하는 경우에 전기기계, 기구를 작동시키기 전에 조치할 사항 4가지 

산업안전기준에 관한 규칙 제231조 (인화성 액체 등을 수시로 취급하는 장소)

  1. 인화성 액체, 인화성 가스 등으로 폭발 위험 분위기가 조성되지 않도록 해당 물질의 공기 중 농도가 인화 하한계 값의 25퍼센트를 넘지 않도록 충분히 환기를 유지할 것
  2. 조명등은 고무, 실리콘 등의 패킹이나 실링 재료를 사용하여 완전히 밀봉할 것
  3. 가열성 전기기계, 기구를 사용하는 경우에는 세척 또는 도장용 스프레이선과 동시에 작동하지 않도록 연동장치 등의 조치를 할 것
  4. 방폭구조 외의 스위치와 콘센트 등의 전기기기는 밀폐공간 외부에 설치되어 있을 것

3) 금속의 용접용 단또는 가열에 사용되는 가스등의 용기를 취급하는 경우 해당 장소에서 사용하거나 해당장소에 설치 저장 또는 방치하지 않도록 하는 장소 3가지

 

산업안전기준에 관한 규칙 제233조 가스용접 등의 작업

  1. 가스등의 호스와 취관은 손상 마모 등에 의하여 가스등이 누출할 우려가 없는 것을 사용할 것
  2. 가스등의 취관 및 호스의 상호 접촉 부분은 호스 밴드, 호스 클립 등 조임기 구를 사용하여 가스등이 누출되지 않도록 할 것
  3. 가스등의 호스 등에 가스등을 공급하는 경우에는 미리  그 호스 등이 방출되지 않도록 필요한 조치를 할 것

 

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

 

Photo by Alison Pang on Unsplash

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