산업안전지도사/3. 2차 시험(화공안전)

2016 산업안전지도사 2차 기출문제 풀이 - 화공안전

화공안전기술사 홍프로 2021. 4. 30. 16:52
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2021.03.16 - [산업안전지도사/4. 2차 시험(화공안전)] - 산업안전지도사 화공안전 2차 기출정리

1. 사업장 위험성평가 중 위험성 추정방법 3가지를 쓰시오

이문제는 정확히 위험성평가 종류를 쓰라는 건지 추정을 어떤 식으로 하라는 건지 파악이 힘듭니다. 일단은 사업장위험성평가에 관한 고시 11조에 대한 내용을 위주로 작성하였습니다.

  1. 가능성과 중대성을 행렬을 이용하여 조합하는 방법
  2. 가능성과 중대성을 곱하는 방법
  3. 가능성과 중대성을 더하는 방법

2. 산업안전보건 법령상 가스 집합 용접장치의 가스 장치실 구조에 관하여 3가지를 쓰시오

산업안전기준에 관한 규칙 제292조 가스 장치실의 구조등을 참조하여 작성할 것

  1. 가스가 누출된 경우에는 그 가스가 정체되지 않도록 할 것
  2. 지붕과 천장에는 가벼운 불연성 재료를 사용할 것
  3. 벽에는 불연성 재료를 사용할 것

 

3. 위험관리시스템에서 선행지표와 후행지표 용어의 정의를 쓰시오

CCPS를 참고하여 작성함

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 숫자로 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 수 있으나, 회사에서 어떤 식으로 사고를 방지하는지는 알 수 없음
  • 사고예방에 부족한 점이 많음 (예: 매니저가 낮은 수준의 사고율을 보고, 회사의 사고예방 시스템이 올바른지 착각할 수 있음) 

 

4. 국내의 폭발 위험장소에서 사용할 수 있는 전기 방폭구조 5가지를 쓰시오

  1. 내압방폭구조 (d) : 점화원이 될 우려가 있는 부분을 전폐 구조에 넣고, 폭발성 가스가 침입하여 폭발하여도, 용기는 그 압력에 견디고 접합면, 개구 부등을 통해 외부의 폭발성가스를 점화시키지 않는 구조 (장점: 접합면에 패킹 대신 금속면을 사용하여 방폭성능 향상/ 단점 - 무겁고 비싸며, 내부 폭발에 의해 내부 기기 손상)
  2. 유입 방폭구조 (o) : 점화 원부분을 유중에 넣어 유면 상부의 폭발성가스를 점화시키지 않는 구조 (장점- 가연성 가스의 폭발등급에 관계없이 사용하므로 적용범위가 넓음/ 단점 - 유량 유지 및 유면의 온도 상승을 억제해야 함)
  3. 압력 방폭구조 (p) : 점화원이 될 우려가 있는 부분을 용기 내에 넣고 공기 또는 불황성 가스로 내부가 정(+) 압력이 되도록 유지하여 외부의 폭발성가스가 침입하지 않는 구조 ( 장점 - 내압방폭구조보다 방폭성능 우수/ 단점- 보호 기체 공급설비 등 부대설비로 인해 가 격고가)
  4. 안전증 방폭구조 (e):  정상운전 중에 점화원이 될 전기 불꽃 등에 대하여 전기적, 기계적으로 안전도를 증가시킨 구조 (장점 -구조가 튼튼하고 내부 고장이 없으므로 비교적 안전성/ 단점 - 불꽃 발생 시 방폭성능이 보장이 안됨)
  5. 본질안전 방폭구조 (ia, ib): 정상상태는 물론 사고 시 이상상태에서 단락, 단선시 전기 불꽃이 발생하여도 폭발성 가스를 점화시키지 않는 구조 (장점: 내압방폭구조에 비해 경제적 소형, 무정전/  단점-설비 복잡 및 케이블 허용 길이 제한)

 

5. 위험물을 액체상태로 저장하는 저장탱크를 설치하는 경우에는 위험물질이 누출되어 확산되는 것을 방지하기 위하여 방유제를 설치하여야 한다. 이 방유제를 설치해야 하는 위험물 중 인화성 가스 종류 5가지를 쓰시오

산업안전보건 기준에 관한 규칙 별표 1의 5항 참조할 것

  1. 메탄
  2. 에탄
  3. 프로판
  4. 부탄
  5. 에틸렌

6. 농도가 20% 이상인 황산(부식성 물질)을 동력으로 사용하여 호스로 압송하는 작업을 할 경우 해당 압송에 사용하는 설비에 관한 조치사항을 쓰시오

산업안전기준에 관한 규칙 제297 부식성 액체의 압송 설비

  1. 압송에 사용하는 설비를 운전하는 사람이 보기 쉬운 위치에 압력계를 설치하고 운전자가 쉽게 조작할 수 있는 위치에 동력을 차단할 수 있는 조치를 할 것
  2. 호스와 접속 용구는 압송하는 부식성 액체에 대하여 내식성, 내열성, 내한성을 가진 것을 사용할 것
  3. 호스에 사용 정격 압력을 표시하고, 그 사용 정격 압력을 초과하여 압송하지 아니할 것
  4. 호스 내부에 이상 압력이 가하여져 위험할 경우에 압송에 사용하는 설비에 과압 방지 장치를 설치할 것
  5. 호스와 호스 외의 관 및 호스 간의 접속 부분에는 접속 용구를 사용하여 누출이 없도록 확실히 접속할 것
  6. 운전자를 지정하고 압송에 사용하는 설비의 운전 및 압력계의 감시를 하도록 할 것
  7. 호스 및 그 접속용 구는 매일 사용하기 전에 점검하고 손상, 부식 등의 결함에 의하여 압송하는 부식성 액체가 날아 흩어지거나 새어 나갈 위험이 있으면 교환할 것

7. 정성적 보우타이 리스크 평가의 추진절차 및 단계별 수행방법에 관하여 쓰시오

KOSHA Guide참조 (X-39-2011 정성적 보우타이 리스크 평가기법에 관한 지침)

정성적 보우타이 리스크 평가 기법(Qualitative Bow-Tie risk assessment method)"라 함은 유해위험요인(Hazard)으로부터 결과까지의 리스크 경로를 따 라 예방대책 및 감소대책을 분석. 설명하기 위해 보우타이 선도(Bow-Tie diagram)를 사용한 방법을 말한다. 

보우타이란? 사상을 중심으로 사상의 원인인 위협(threat)을 왼쪽에, 오른쪽에는 사상의 결과와 관련된 사고 시나리오를 예방대책은 원인과 사상 사이, 감소대책은 사상과 결과 사이에 각각 표시한 그림을 말한다.

보우타이는 사상의 원인과 결과를 하나의 그림으로 보여주기 때문에 이해관계자에게 설명하거나 교육 시 유용하게 사용할 수 있다.

 

1) 보우타이 리스크 평가 추진절차

  1. 리스크 평가 대상 공정(또는 작업) 선정
  2. 공정(또는 작업) 설명
  3. 대상 공정에 대한 서류 검토 및 현장 확인
  4. 보우타이 리스크 평가 실시 (순서는 하기 표 및 단계별 체크리스트 활용)

 

2) 보우타이 리스크 평가 단계별 수행 내용 (수행방법)

  1. 유해위험요인 파악 : 기계적 요인, 전기적 요인, 물질적 요인 등을 참고하여 파악
  2. 사상 파악: 특정한 단위 상황의 발생 또는 변화를 의미하는 사상을 파악 (예: loss of containment, 산소결핍 등)
  3. 위협 또는 원인 파악: 어떤 사상을 일으키는 원인을 파악 (예: 탱크 부식, 과충전)
  4. 결과 파악: 사상이 발전되어 최종적으로 나타나는 결과 파악
  5. 예방대책 파악: 각각 원인별로 파악 및 기술적 대책 관리적 대책, 교육적 대책 등을 모두 포함
  6. 감소대책 파악: 각각의 결과에 대해 파악
  7. 악화 요소 파악: 예방대책 및 감소대책의 역할과 기능을 악화시키거나 무효화시킬 수 있는 요소를 파악
  8. 악화 요소 방지대책 파악: 7의 방지대책에 대하여 파악
  9. 수행업무파악: 예방대책 및 감소대책이 계속 유효함을 보증하기 위해 수행하는 업무가 무엇인지를 파악한다. 적절한 지침서나 절차서가 필요하며, 설계 분야, 정비 및 검사 분야, 운전분야 및 관리 분야가 포함된다
  10. 리스크 평가: 빈도와 심각도를 조합하여 리스크 등급을 산정한다

 

8. 폭발성(가연성) 가스 및 증기는 최대 안전 틈새(MESG)와 온도 등급(Temperature Classification)에 따라 분류될 수 있다. 최대 안전 틈새와 온도등급에 관하여 설명하고, 온도등급의 국내 분류기준을 쓰시오

1) 최대안전틈새 (MESG) Maximum Experimental Safety Gap

내용적이 8L이고 틈새 깊이가 mm인 표준 용기 안에서 가스가 폭발할 때 발생한 화염이 용기 밖으로 전파하여 가연성 가스에 점화되지 않는 값

폭발등급

최대 안전 틈새(MESG)

대상물질

A

0.9 mm 이상

B, C 외

B

0.5 mm 초과 0.8 mm 미만

에틸렌, 시안화수소, 산화에틸렌, 부타디엔, 황화수소

C

0.5 mm 이하

수소, 아세틸렌

참고) 화염 일주와 화염 일주 한계

화염 일주? 가연성 가스 용기 내부에서 폭발 시 생성된 화염이 용기 접합면 좁은 틈을 통해 일주하여 주변의 가연성을 혼합기에 의해 발화

화염 일주 한계? 용기 접합면의 틈새 <길이여서 용기 내부 점화되더라도 폭발 화염이 외부로 확산하지 않음

 

2) 온도 등급(Temperature Classification)

온도 등급

Maximum Surface Temperature (섭씨)

T1

450

T2

300

T3

200

T4

135

T5

100

T6

80

 

참고 최소 발화 에너지 (MIE=Minimum Ignition Energy)

수소 약 0.002 mj, 탄화수소 약 0.25 mJ

  • 착화원에 의해 가연성 혼합기를 발화시키는데 필요한 최소 에너지
  • E=½ CV2 (C:콘덴서 용량, V:전압)
  • 최소 점화 전류 비= 측정대상 가스의 최소 점화 에너지/메탄의 최소점화에너지

폭발등급

최소 점화 전류 비

대상물질

A

0.8 이상

B, C 외

B

0.45 초과 0.8 미만

에틸렌, 시안화수소, 산화에틸렌, 부타디엔, 황화수소

C

0.45 이하

수소, 아세틸렌



9. 분진폭발방지를 위한 폭연 방출구 설치방법에 관하여 다음 사항을 쓰시오

P-41-2015 분진폭발방지를 위한 폭연 방출구 설치방법에 관한 기술지침을 참고

 

1) 분진폭발에 영향을 주는 인자 

1) 입경 및 입자의 분포

  • 입경이 500마이크론 이상의 입자라도 설비 중에서 입자가 부서져서 분진이 발생될 수 있다
  • 500 마이크론 이하의 분진이 30% 이상 존재하는 경우에는 폭발이 발생할 수 있다.

2) 연소 한계

  • 분진의 연소 하한계는 분진의 크기 및 분포에 따라 다르나 대략 20~60 g/m3 정도이다.

3) 최소 점화 에너지

  • 분진의 최소 점화 에너지는 분진의 크기에 따라 다르나 보통 100mJ이다
  • 최소 점화 에너지는 시스테의 온도와 압력에 영향을 받는다

4) 최대압력 및 최대압력 상승률

  • 밀폐용기에서의 분진폭발은 급격한 압력 상승을 초래한다
  • 분진폭발의 최대압력 및 최대압력 상승률은 분진의 크기가 작을수록 증가한다

5) 초기 온도 및 압력

  • 주어진 초기 압력에서 초기 온도가 상승하면 최대압력 상승률이 감소된다
  • 주어진 초기 온도에서 초기 압력이 상승하면 최대압력 상승률이 증가한다.

6) 습도 및 수분

  • 대기의 습도는 분진폭발에 크게 여향을 주지 않는다
  • 분진의 수분함량이 많을수록 발화 온도를 상승시킨다

7) 불활성 물질

  • 불활성 분체는 열 흡수에 의하여 분진의 연소 능력을 저하시키지만 분진폭발을 방지하기 위해서는 40~80%를 유지해야 하기 때문에 적용이 어렵다
  • 불활성 가스는 산화제의 농도를 희석시키므로 유용한 분지 폭발 방지조치가 될 수 있다

8) 발화 온도

  • 부유 상태의 분진의 경우에는 열의 손실이 많아 퇴적상태보다 발화 온도가 높다
  • 퇴적상태의 분진은 발화 온도보다 낮은 온도에서 열분해 하여 자연발화를 할 수 있다

2) 분진폭발에 대한 안전대책

1) 분진의 퇴적방지

  • 일반적으로 분진의 퇴적층 높이가 6 mm 이상이면 2차 폭발의 위험성이 크다
  • 작업장 내의 부유분진의 영향으로 가시거리가 영향을 받으면 작업장 내의 분진은 연소 한계 이내에 있다고 판단한다
  • 분진 이송은 가능한 한 원통형 덕트를 사용하며, 수평면을 피하고 경사를 유지한다

2) 폭발의 봉쇄

  • 내부의 폭발 압력에 견딜 수 있도록 장치를 설계하는 방법이다

3) 폭발 압력의 방출

  • 폭발 압력을 장치의 설계압력 이하에서 외부로 안전하게 방출하는 방법이다

4) 불활성 분위기 조성

  • 분진이 존재하는 설비에 불활성 가스를 봉입하여 연소를 위한 최소 산소농도 이하로 줄이는 방법이다

5) 폭발 억제장치의 설치

  • 압력파를 감지하여 자동적으로 억제제를 투입하는 방법과 불꽃감지에 의한 불꽃 제압 방법이 있다
  • 폭발 억제장치를 설치하는 경우에는 폭발 압 배출장치를 병행하여 설치하는 것이 일반적이다

6) 소화설비

  • 소화설비 설치의 목적은 화재 억제 및 진압에 있다
  • 분진이 항시 존재하는 백필터의 경우에는 스프링클러설비, 물분 무설 비등을 설치한다
  • 물을 사용하는 소화설비가 서리된 경우에는 방사된 물이 적절하게 배수될 수 있도록 하여 소화수 집적에 의한 전도 및 타 장치 손상 등을 피하도록 하여야 한다

3) 분진 폭연 방출구의 설계 시 유의사항

  1. 방출구의 면적이 클수록 또한 덮개가 있는 방출 구보다 개방 형방 출구가 압력 상승 경감에 효과적이다.
  2. 방출구 면적은 가능한 균형이 있고 대칭적으로 분포하여야 한다
  3. 방출구 면적은 폭발 허용 최대압력을 미리 설정한 안전 수준 이하로 제한할 수 있어야 한다
  4. 시간이 경과함에 따른 강도의 변화, 내부 하중, 부식, 외부 손상 등을 고려하여야 한다
  5. 배출되는 물질로 인한 인명피해와 재산손실을 최소화하기 위하여 방출구는 안전한 위치에 설치하여야 한다
  6. 방출구의 위치는 가능한 한 설비 상부에 높이 설치하고 주위에 장애물이 없어야 한다. 다만 분진집진기(백필터 등)는 중간 이하 또는 하부에 설치한다.
  7. 방출구 주위에는 경고할 수 있는 적절한 표지판을 설치하여야 한다

Photo by Zsolt Palatinus on Unsplash

 

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