화학설비위험방지기술, 산업안전기사 필기 기출문제(2022년2회)

 

기출문제를 꾸준히 풀자. 이것이 합격의 비법이다. 

 

81. 산업안전보건법에서 정한 위험물질을 기준량 이상 제조하거나 취급하는 화학설비로서 내부의 이상상태를 조기에 파악하기 위하여 필요한 온도계·유량계·압력계 등의 계측장치를 설치하여야 하는 대상이 아닌 것은?

① 가열로 또는 가열기

② 증류·정류·증발·추출 등 분리를 하는 장치

③ 반응폭주 등 이상 화학반응에 의하여 위험물질이 발생할 우려가 있는 설비

④ 흡열반응이 일어나는 반응장치

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<답> ④

산업안전보건법에서 정한 위험물질을 기준량 이상 제조하거나 취급하는 화학설비로서 내부의 이상상태를 조기에 파악히기 위하여 필요한 온도계·유량계·압력계 등의 계측장치를 설치하여야 하는 대상

1. 발열 반응이 일어나는 반응장치

2. 증류, 정류, 증말, 추출 등 분리를 하는 장치

3. 가열시켜 주는 물질의 온도가 가열되는 위험물질의 분해온도 또는 발화점보다 높은 온도에서 운전되는 설비

4. 반응폭주 등 이상 화학반응에 의하여 위험물질이 발생할 우려가 있는 설비

5. 온도가 350도씨 이상이거나 게이지 압력이 980kPa (0.98MPa) 이상인 상태에서 운전되는 설비

6. 가열로 또는 가열기

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82. 다음 중 퍼지(purge)의 종류에 해당하지 않는 것은?

① 압력퍼지 ② 진공퍼지

③ 스위프퍼지 ④ 가열퍼지

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<답> ④

퍼지(Purge)의 종류

1. 진공 퍼지(Vacuum Purging)

2. 압력 퍼지(Pressure Purging)

3. 스위프 퍼지(Sweep-Through Purging)

4. 사이폰 퍼지(Siphon Purging)

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83. 폭발한계와 완전 연소 조정 관계인 Jones식을 이용하여 부탄(C4H10)의 폭발하한계를 구하면 몇 vol% 인가?

① 1.4 ② 1.7 ③ 2.0 ④ 2.3

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<답> ②

Jones: 연료몰수와 완전연소에 필요한 공기몰수를 이용하여 화학양론적계수(Cst)를 계산 후 이를 이용하여 폭발하한계와 폭발상한계를 추산하는 식

X1(LEL)=0.55Cst, X2(UEL)=3.50Cst

2C4H10+13O2=8C92+10H2O 따라서, 2:3이 최적 산소 농도. 산소는 공기중 21%만 있으므로

Cst=1/(1+13/2/0.21)*0.55=0.0172따라서, 연소하한계가 1.7vol%

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[쉽게 보충 설명]

C4H10의 연소 반응식은 아래와 같음

2C4H10 + 13O2 = 8C02 + 10H2O

(연료몰수 2개) (산소몰수 13개)

(폭팔하한계를 구하려면 일단 Cst를 구해야함)

Cst = 연료몰수/(연료몰수+공기몰수) X 100

=> 2 / [ 2 + ( 13 / 0.21) ] X 100 = 3.129

(여기서 산소는 공기중의 21%이므로 13에 0.21를 나눠준다)

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Jones식 LFL(연소하한계) = Cst X 0.55 UFL(연소상한계) = Cst X 3.5

폭발(연소)하한계= 3.129(Cst) X 0.55 = 1.72

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84. 가스를 분류할 때 독성가스에 해당하지 않는 것은?

① 황화수소 ② 시안화수소

③ 이산화탄소 ④ 산화에틸렌

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<답> ③

3. 이산화탄소 => 질식성 가스이나, 독성은 없음

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85. 다음중 폭발 방호 대책과 가장 거리가 먼 것은?

① 불활성화 ② 억제

③ 방산 ④ 봉쇄

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<답> ③

폭발 방호 대책: 폭발봉쇄, 폭발억제, 폭발방산

* 불활성화 : 화재방호 대책

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86. 질화면(Nitrocellulose)은 저장·취급 중에는 에틸알코올 등으로 습면상태를 유지해야 한다. 그 이유를 옳게 설명한 것은?

① 질화면은 건조 상태에서는 자연적으로 분해하면서 발화할 위험이 있기 때문이다.

② 질화면은 알코올과 반응하여 안정한 물질을 만들기 때문이다.

③ 질화면은 건조 상태에서 공기 중의 산소와 환원반응을 하기 때문이다.

④ 질화면은 건조 상태에서 유독한 중합물을 형성하기 때문이다.

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<답> ①

*. 니트로셀룰로오스

① 건조 상태에서는 폭발위험이 크지만 수분을 함유하면 폭발 위험이 적어져 운반, 저장이 용이하다..

② 질산섬유소라고도 하며 화약에 이용 시 면약(면화약)이라 한다.

③ 셀룰로이드, 콜로디온에 이용 시 질화면이라 한다.

④ 질소함유율(질화도)가 높을수록 폭발성이 크다.

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87. 분진폭발의 특징으로 옳은 것은?

① 연소속도가 가스폭발보다 크다.

② 완전연소로 가스중독의 위험이 작다.

③ 화염의 파급속도보다 압력의 파급속도가 빠르다.

④ 가스폭발보다 연소시간은 짧고 발생에너지는 작다.

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<답> ③

분진폭발

-연소속도나 폭발압력은 가스폭발보단 작지만 파괴력은 매우 크다

-2차 폭발을 하며 폭발한계가 있다

-CO의 중독피해 우려가 있다

-분진의 크기가 작을수록 분진입자표면이 거칠수록 잘 일어난다

-가연성 분진의 난류확산은 위험을 증가 시킨다.

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88. 크롬에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 은백색 광택이 있는 금속이다.

② 중독 시 미나마타병이 발병한다.

③ 비중이 물보다 작은 값을 나타낸다.

④ 3가 크롬이 인체에 가장 유해하다.

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<답> ①

2. 미나마타병 - 수은

3. 비중이 물보다 크다

4. 6가크롬이 더 유해

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89. 사업주는 인화성 액체 및 인화성 가스를 저장 취급하는 화학설비에서 증기나 가스를 대기로 방출하는 경우에는 외부로부터의 화염을 방지하기 위하여 화염방지기를 설치하여야 한다. 다음 중 화염방지기의 설치 위치로 옳은 것은?

① 설비의 상단 ② 설비의 하단

③ 설비의 측면 ④ 설비의 조작부

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<답> ①

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90. 열교환탱크 외부를 두께 0.2m의 단열재(열전도율 k=0.037 kcal/m·h·℃)로 보온하였더니 단열재 내면은 40℃, 외면은 20℃ 이었다. 면적 1m2 당 1시간에 손실되는 열량(kcal)은?

① 0.0037 ② 0.037 ③ 1.37 ④ 3.7

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<답> ④

[(0.037kcal/m*h*℃) / 0.2m]*(40-20)℃ = 3.7kcal/m^2*h

다시정리하면, 0.037/0.2*(40-20)=3.7

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91. 산업안전보건법령상 다음 인화성 가스의 정의에서 ( ) 안에 알맞은 값은?

① ㉠ 13, ㉡ 12 ② ㉠ 13, ㉡ 15

③ ㉠ 12, ㉡ 13 ④ ㉠ 12, ㉡ 15

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<답> ①

인화성 가스란 인화 한계 농도의 최저 한도가 13% 이하 또는 최고 한도와 최저 한도의 차가 12% 이상인 것으로서 표준 압력(101.3 kPa) 하의 20℃에서 가스 상태인 물질을 말한다.

1. 인화성 가스의 종류

1) 수소 2) 아세틸렌 3) 에틸렌 4) 메탄 5) 에탄 6) 프로판 7) 부탄 8) 시행령 별표 10에 따른 인화성 가스

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92. 액체 표면에서 발생한 증기농도가 공기 중에서 연소하한 농도가 될 수 있는 가장 낮은 액체온도를 무엇이라 하는가?

① 인화점 ② 비등점

③ 연소점 ④ 발화온도

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<답> ①

1. 인화점: 액체 표면에서 발생한 증기농도가 공기 중에서 연소 하한농도가 될 수 있는 가장 낮은 액체온도

2. 연소점(Fire Point): 가연성 액체나 고체의 공기 또는 산소 중에서 가열하였을 때, 점화원에 의해 발화되어 지속적으로 연소가 진행되는 최저 온도. 인화점과는 다르게 연소가 진행되는 온도로 일반적으로 인화점보다 5~20℃ 정도 높으며, 인화점이 100℃ 이하인 경우 차이가 거의 없다

3. 발화온도(발화점): 물질이 공기 또는 산소 중에서 가열하였을때 점화원 없이 발화하거나 폭발을 일으키는 최저 온도

4. 비등점: 액체 물질의 증기압이 외부 압력과 같아져 끊기 시작하는 온도. 외부 압력이나 물질의 조성에 변화가 있으면 온도도 따라서 변한다.

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93. 위험물의 저장방법으로 적절하지 않은 것은?

① 탄화칼슘은 물 속에 저장한다.

② 벤젠은 산화성 물질과 격리시킨다.

③ 금속나트륨은 석유 속에 저장한다.

④ 질산은 갈색병에 넣어 냉암소에 보관한다.

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<답> ①

1. 탄화칼슘은 물 속에 저장한다..=> 폭발함. 물에 저장하는 것은: 황린, 이황화탄소

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94. 다음 중 열교환기의 보수에 있어 일상점검항목과 정기적 개방점검항목으로 구분할 때 일상점검항목으로 거리가 먼 것은?

① 도장의 노후상황

② 부착물에 의한 오염의 상황

③ 보온재, 보냉재의 파손여부

④ 기초볼트의 체결정도

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<답> ②

2. 부착물에 의한 오염의 상황 => 개방해야 보임.

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95. 다음 중 반응기의 구조 방식에 의한 분류에 해당하는 것은?

① 탑형 반응기 ② 연속식 반응기

③ 반회분식 반응기 ④ 회분식 균일상반응기

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<답> ①

반응기의 구조 방식에 의한 분류 : ①탑형 반응기, ②관형 반응기, ③교반조형 반응기

반응기의 조작 방법에 따른 분류 : ①회분식 반응기, ②반회분식 반응기, ③연속 교반 탱크 반응기, ④플러그(Plug)흐름 반응기

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96. 다음 중 공기 중 최소 발화에너지 값이 가장 작은 물질은?

① 에틸렌 ② 아세트알데히드

③ 메탄 ④ 에탄

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<답> ①

메탄 : 0.27*10^(-3) J

암모니아 : 0.77*10^(-3) J

에틸렌 : 0.096*10^(-3) J

이황화탄소 : 0.015*10^(-3) J

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97. 다음 표의 가스(A~D)를 위험도가 큰 것부터 작은 순으로 나열한 것은?

① D – B – C - A ② D – B – A - C

③ C – D – A - B ④ C – D – B – A

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<답> ④

위험도=(U-L)/L

A: (75-4)/4=17.75

B: (88-3)/3=28.3

C: (44-1.25)/1.25=34.2

D: (81-2.5)/2.5=31.4

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98. 알루미늄분이 고온의 물과 반응하였을 때 생성되는 가스는?

① 이산화탄소 ② 수소

③ 메탄 ④ 에탄

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<답> ②

알루미늄분 + 고온 + 산소 = 수소

알루미늄은 3가이므로 반응식은 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2

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99. 메탄, 에탄, 프로판의 폭발하한계가 각 5vol%, 2vol%, 2.1vol%일 때 다음 중 폭발하한계가 가장 낮은 것은? (단, Le Chatelier의 법칙을 이용한다.)

① 메탄 20vol%, 에탄 30vol%, 프로판 50vol%의 혼합가스

② 메탄 30vol%, 에탄 30vol%, 프로판 40vol%의 혼합가스

③ 메탄 40vol%, 에탄 30vol%, 프로판 30vol%의 혼합가스

④ 메탄 50vol%, 에탄 30vol%, 프로판 20vol%의 혼합가스

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<답> ①

르샤틀리에 공식폭발하한계

100/LEL=(v1/x1)+(v2/x2)+(v3/x3)

v=각 성분의 체적

x=각 성분의 폭발한한치 혹은 하한치(LEL)

LEL=100/{(v1/5)+(v2/2)+(v3/2.1)}

1. 100/{(20/5)+(30/2)+(50/2.1)}=2.34

2. 100/{(30/5)+(30/2)+(40/2.1)}=2.50

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100. 고압가스 용기 파열사고의 주요 원인 중 하나는 용기의 내압력(耐壓力, capacity to resist presure)부족이다. 다음 중 내압력 부족의 원인으로 거리가 먼 것은?

① 용기 내벽의 부식 ② 강재의 피로

③ 과잉 충전 ④ 용접 불량

​

<답> ③

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