2024년 134회 화공안전기술사 문제풀이 1교시 전체풀이

 

1. 고압가스안전관리법 시행규칙에서 규정하고 있는 처리설비와 처리능력에대하여설명하시오.

 

2조의 정의

 

18. “처리설비”란 압축ㆍ액화나 그 밖의 방법으로 가스를 처리할 수 있는 설비 중 고압가스의 제조(충전을 포함한다)에 필요한 설비  와 저장탱크에 딸린 펌프ㆍ압축기 및 기화장치를 말한다.

 

20. “처리능력”이란 처리설비 또는 감압설비에 의하여 압축ㆍ액화나 그 밖의 방법으로 1일에 처리할 수 있는 가스의 양(온도 섭씨 0도, 게이지압력 0파스칼의 상태를 기준으로 한다. 이하 같다)을 말한다

 

 

2. 인적요인 분석모델인 HFACS(Human Factors Analysis and Classification System)의특징 및 분류 방법에 대하여

설명하시오.

 

인적요인분석분류시스템(HFACS)은  스위스치즈모델에서의 잠재적실수와 실제실수를 바탕으로 4단계(불안전한 행위, 불안전한 행위의 전제조건, 불안전한 감독, 조직의 영향)로 나누어 오류를 설명하고 사고와 가장 밀접한 단계, 즉 불안전한 행위부터 주요 구성요소와 원인 범주들을 분류하였다. 모델에 따르면 승무원의 불안전한 행위는 의사결정오류, 기술기반오류, 지각오류 등의 오류와 습관적 위반과 예외적인 위반 등의 위반으로 분류된다.

 

https://www.airportal.go.kr/life/history/acc/LkPerLe006.html

항공정보포탈시스템에 오신것을 환영합니다.

 

3. 플레어시스템에서 플레어헤더, 녹아웃드럼, 액체 밀봉드럼의 정의에 대하여 설명하시오. -> 14점

 

(가) “플레어시스템 (Flare system)”이라 함은 안전밸브 등에서 배출되는 물질을 모 아 플레어스택에서 소각시켜 대기 중으로 방출하는데 필요한 일체의 설비를 말 하며 플레어헤더, 녹아웃드럼, 액체 밀봉드럼 및 플레어스택 등과 같은 설비를 포함한다.

(나) “플레어량 (Flare load)”이라 함은 냉각수공급 중단, 전원공급 중단, 또는 외부 화재 등과 같은 요인에 의하여 안전밸브 등이 동시에 작동되어 배출될 수 있는 분출용량의 합계 중 가장 큰 수치를 말한다.

(다) “플레어헤더 (Flare header)”라 함은 안전밸브 등에서 배출된 가스 및 액체를 그룹별로 모아서 플레어스택으로 보내기 위하여 설치되는 주 배관을 말한다.

(라) “마하수 (Mach number)”라 함은 유체의 실제속도를 음파의 속도로 나눈 값을 말한다.

(마) “녹아웃드럼 (Knock-out drum)”이라 함은 안전밸브 등의 배출물에 포함되어 있는 액체가 플레어스택으로 가스와 함께 흘러들어 가지 않도록 액체를 분리 포집하는 설비를 말한다.

(바) “액체 밀봉드럼 (Liquid seal drum)”이라 함은 플레어스택의 화염이 플레어시 스템으로 거꾸로 전파되는 것을 방지하거나 또는 플레어헤더에 약간의 진공이 형성되는 경우 플레어스택으로부터 공기가 빨려 들어가는 것을 방지하기 위하 여 설치한 설비를

말한다.

(사) “플레어스택 (Flare stack)”이라 함은 플레어시스템 중 스택형식의 소각탑으로 서 스택지지대, 플레어팁, 파이롯버너 및 점화장치 등으로 구성된 설비 일체를 말한다.

 

4. 폐합성수지 열분해 공정에서 열분해 생성 물질의 유해·위험성에 대하여 설명하시오. -> 13점

 

(1) HDPE, LDPE, PP 및 PS의 열분해 과정에서 발생하는 열분해가스의 조성은 주로 메탄(CH4), 에틸렌(C2H4) 및 부타디엔(C4H6)과 같은 탄화수소 가스이며, 미량의 프로판(CH3CH2CH3), 프로펜(CH3CH=CH2), n-부탄(CH3(CH2)2CH3) 및 기타 탄화수소 함량이 높은 가스로 구성되어 있어 누출될 경우 화재·폭발 위 험이 있다.

 

(2) PC, PET, PVC의 열분해 시에는 탄화수소 가스의 형성과 함께 CO2, CO과 같은 가스를 생성하여 이들 가스가 누출될 경우 화재·폭발 또는 질식·중독 등의 위험이 있다. 특히, PVC 열분해 시에 발생하는 염화수소는 구조물, 배관, 밸브 등의 금속 부식 및 기타 환경적으로 영향을 미칠 수 있다.

 

(3) 폐합성수지의 열분해 반응 완료 후 남은 고형 잔재물은 대부분 탄소 함유 량이 높기 때문에 분진폭발 위험성이 있다.

 

(4) 열분해된 탄화수소가 가열된 철이나 니켈이 함유된 반응기 내벽에 접촉해 수소가 분리되고 탄소입자가 반응기 내벽에 침착되면서 코크층이 형성되는 코킹현상이 발생하면 코크층의 두께가 두꺼워지면서 반응기 파열의 원인이 될 수 있다.

 

여기에 안전대책 적으면 금상첨화

 

5. 리튬(Li)의 위험성 및 리튬 취급 핵심안전수칙에 대하여 설명하시오. -> 14점

 

 

리튬은 연한 은백색의 금속으로

고체 원소 중 가장 가벼우며,

높은 반응성과 가연성이 있습니다.

​

또한 리튬은 물과 반응하여

인화성 가스인 수소(H2)를 발생하며,

폭발의 위험이 높아 주의하는 것이 좋습니다.

*2Li+2H2O → 2LiOH+H2

[출처] 꼭 지켜주세요! 리튬 취급 시 안전수칙|작성자 안젤이

 

https://blog.naver.com/PostView.naver?blogId=koshablog&logNo=223514941584&categoryNo=204&parentCategoryNo=&from=thumbnailList

꼭 지켜주세요! 리튬 취급 시 안전수칙

 

6. 공정배관계장도(P&ID) 등 공정안전정보에 자동조절밸브(Control valve)의“고장시열림(Fail open),” “고장 시 닫힘(Fail close),” 또는 “고장 시 현위치 유지(Fail inlast position)”를 명시하고 있다. 고장 시 열림(Fail open)인 자동조절밸브가고장시닫힐 수 있는 경우를 설명하시오 -> 11점

 

https://www.aiche.org/sites/default/files/beacon-article/202006beaconkorean.pdf

 

 

https://blog.naver.com/summitsec/222714794616

Fail Safe Position

 

 

대답은 명백히 “예, 그렇습니다” 입니다. 그렇지 않으면 이러한 질문을 하지 않았겠죠? 공정 및 계장도면(P&ID)이나 여타 공정안전정보에 밸브의“고장시 열림(fail open),”“고장시 닫힘(fail closed),” 또는“고장시 현위치 유지(fail in last position)”를 명시하고 있습니다. 이는 계기용 공기 또는 전력의 공급중지와같이 유틸리티의 중단시 밸브가 어떤 상태로 되는지를 알려줍니다. • 기계적인 연결부는 밸브1의 액츄에이터의 조정신호를 받는 포지셔너(회색박스)와 연결되어 있습니다. • 공기압력신호가 변하면서 기계적인 연결부와 함께 밸브의 스템이 열림(2)에서 닫힘(3) 위치로 움직입니다. 연결부가 고장나며(4) 밸브는 닫힘상태를 유지하고 있습니다. • 밸브는 유틸리티의 고장 외에 다음과 같은 다양한 원인으로 작동이 실패할 수 있음을 인지하세요 ü 기계적인 부품의 고장 또는 분실 ü 녹이나 먼지로 인한 밸브 부품의 고착 ü 밸브 내부 자재의 고착 알고 계셨나요? 그림1과 같은 회분식 반응기 시스템에서, 반응기의 내용물은 초기에는 열교환기의 스팀으로 가열됩니다. 반응기가 필요한 반응 온도에 도달되었을 때, 스팀은 차단되고 반응기 온도를 조절하기 위해 열교환기에냉각수가 공급됩니다. 냉각수는 “고장시 열림＂인 밸브1로 조절되며, 이 밸브를 잠그려면 계기용 공기가 필요합니다. 사고당일, 반응기 온도가 오르기 시작하여 고온으로 인한 경고음이 발생했습니다. 운전원은 밸브1의 신호가 “full open”으로 되어 있음을 목격했습니다. 반응기 온도는 계속 증가했고, 결국 고온과 냉각수의 저유량 경고음이 발생하였습니다. 운전원은 그 문제를 7분이 넘도록 해결할 수 없었고, 반응기로 냉각수 흐름을 증가시키는 비상용 냉각수 바이패스 밸브를 열지 못했습니다. 비상가동중지 시스템이 가동되며, 반응기의 내용물은 격납피트로 보내졌습니다. 다친 사람은 없었으나, 환경 오염이 발생하였습니다

 

기계적인 연결부는 밸브1의 액츄에이터의 조정신호를 받는 포지셔너(회색박스)와 연결되어 있습니다. • 공기압력신호가 변하면서 기계적인 연결부와 함께 밸브의 스템이 열림(2)에서 닫힘(3) 위치로 움직입니다. 연결부가 고장나며(4) 밸브는 닫힘상태를 유지하고 있습니다. • 밸브는 유틸리티의 고장 외에 다음과 같은 다양한 원인으로 작동이 실패할 수 있음을 인지하세요 ü 기계적인 부품의 고장 또는 분실 ü 녹이나 먼지로 인한 밸브 부품의 고착 ü 밸브 내부 자재의 고착

 

 

7. 정전에 의한 기계ㆍ설비의 갑작스러운 정지로 인하여 화재ㆍ폭발 등 재해가발생할우려가 있는 경우에는 정전 시 비상전력이 공급되도록 하여야 한다. KOSHA GUIDE(E-84-2022)에 따라 비상전원을 공급받아야 하는 비상부하설비의 항목(비상전원부하리스트)에 대하여 설명하시오. -> 13점

 

(1) 긴급차단밸브 부하(계장관련 전동밸브, 제어밸브 등)

(2) 소화설비에 필요한 부하(소화펌프 및 제어반 등)

(3) 무정전전원 공급장치 및 축전지설비

(4) 비상조명설비(옥내전등 및 위험물저장소 등 옥외전등 설비)

(5) 공조설비(양압설비, 공기 퍼지(Air purge)설비 등)

(6) 배출가스 처리설비(소각, 흡수, 회수, 중화 등)

(7) 이상 압력·온도 상승방지를 위한 설비(냉각수 펌프, 교반기 등)

(8) 계장용 전원

(9) 전기방식 및 항공장애등 설비

(10) 기타 안전상 중요하다고 인정되는 설비

 

https://hxh.co.kr/460

8. 비상 전원의 종류

 

8. 산업안전보건기준에 관한 규칙에 따라 사업주가 보일러의 폭발 사고를 예방하기위하여유지·관리하여야 하는 안전장치에 대하여 설명하시오. -> 10점

 

  제7절 보일러 등

 

 제116조(압력방출장치) 

① 사업주는 보일러의 안전한 가동을 위하여 보일러 규격에 맞는 압력방출장치를 1개 또는 2개 이상 설치하고 최고사용압력(설계압력 또는 최고허용압력을 말한다. 이하 같다) 이하에서 작동되도록 하여야 한다. 다만, 압력방출장치가 2개 이상 설치된 경우에는 최고사용압력 이하에서 1개가 작동되고, 다른 압력방출장치는 최고사용압력 1.05배 이하에서 작동되도록 부착하여야 한다.

 

② 제1항의 압력방출장치는 매년 1회 이상 「국가표준기본법」 제14조제3항에 따라 산업통상자원부장관의 지정을 받은 국가교정업무 전담기관(이하 “국가교정기관”이라 한다)에서 교정을 받은 압력계를 이용하여 설정압력에서 압력방출장치가 적정하게 작동하는지를 검사한 후 납으로 봉인하여 사용하여야 한다. 다만, 영 제43조에 따른 공정안전보고서 제출 대상으로서 고용노동부장관이 실시하는 공정안전보고서 이행상태 평가결과가 우수한 사업장은 압력방출장치에 대하여 4년마다 1회 이상 설정압력에서 압력방출장치가 적정하게 작동하는지를 검사할 수 있다. <개정 2013. 3. 23., 2019. 12. 26.>

 

 제117조(압력제한스위치) 사업주는 보일러의 과열을 방지하기 위하여 최고사용압력과 상용압력 사이에서 보일러의 버너 연소를 차단할 수 있도록 압력제한스위치를 부착하여 사용하여야 한다.

 

 제118조(고저수위 조절장치) 사업주는 고저수위(高低水位) 조절장치의 동작 상태를 작업자가 쉽게 감시하도록 하기 위하여 고저수위지점을 알리는 경보등ㆍ경보음장치 등을 설치하여야 하며, 자동으로 급수되거나 단수되도록 설치하여야 한다.

 

 제119조(폭발위험의 방지) 사업주는 보일러의 폭발 사고를 예방하기 위하여 압력방출장치, 압력제한스위치, 고저수위 조절장치, 화염 검출기 등의 기능이 정상적으로 작동될 수 있도록 유지ㆍ관리하여야 한다.

 

 

 제120조(최고사용압력의 표시 등) 사업주는 압력용기등을 식별할 수 있도록 하기 위하여 그 압력용기등의 최고사용압력, 제조연월일, 제조회사명 등이 지워지지 않도록 각인(刻印) 표시된 것을 사용하여야 한다.

 

9. 고압가스안전관리기준통합고시에서 규정하고 있는 안전성향상계획서에 포함하여야할비상조치계획의 세부 내용에 대하여 설명하시오. -> 13점

 

 

제2-2-5조 (안전성향상계획서의 세부내용) 안전성향상계획서에 포함되어야 할 세부내용은 다음 각 호와 같다.

1. 공정안전자료

가. 사업 및 설비 개요

나. 제조ㆍ저장하고 있는(또는 제조ㆍ저장할) 물질의 종류 및 수량

다. 물질안전자료

라. 가스시설 및 그 관련설비의 목록 및 사양

마. 내압시험 및 기밀시험 관련 자료

바. 가스시설 및 그 관련 설비의 운전방법을 알 수 있는 공정도면

사. 각종 건물ㆍ설비의 배치도

아. 방폭지역 구분도 및 전기단선도

자. 설계ㆍ제작 및 설치 관련 지침서

차. 그 밖의 관련 자료

2. 안전성평가서

가. 안전성평가서의 구성

나. 공정위험특성

다. 잠재위험의 종류

라. 사고빈도최소화 및 사고시의 피해최소화 대책

마. 안전성평가보고서

바. 기존 설비의 안전성향상계획서 작성

3. 안전운전계획

가. 안전운전지침서

나. 설비점검ㆍ검사 및 보수ㆍ유지계획 및 지침서

다. 안전작업허가

라. 협력업체 안전관리계획

마. 종사자의 교육계획

바. 가동 전 점검지침

사. 변경요소 관리계획

아. 자체감사 및 사고조사계획

자. 기타 안전운전에 필요한 사항

4. 비상조치계획

가. 비상조치를 위한 장비ㆍ인력 보유현황

나. 사고발생 시 각 부서ㆍ관련 기관과의 비상연락체계

다. 사고발생 시 비상조치를 위한 조직의 임무 및 수행절차

라. 비상조치계획에 따른 교육계획

마. 주민홍보계획

바. 그 밖의 비상조치 관련 사항

 

 

제9조(종합적 안전관리대상자) 법 제11조제2항에서 “대통령령으로 정하는 사업자등”이란 고압가스제조자 중 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 시설을 보유한 자를 말한다.

1. 「석유 및 석유대체연료 사업법」에 따른 석유정제사업자의 고압가스시설로서 저장능력이 100톤 이상인 것

2. 석유화학공업자 또는 지원사업을 하는 자의 고압가스시설로서 1일 처리능력이 1만 세제곱미터 이상 또는 저장능력이 100톤 이상인 것

3. 「비료관리법」에 따른 비료생산업자의 고압가스시설로서 1일 처리능력이 10만 세제곱미터 이상 또는 저장능력이 100톤 이상인 것

 

 

10. 인화성 액체 공정용기에 화재예방을 위하여 질소로 분배제어(Split Range Control)를실시하려고 한다. 인화성 액체의 인입 및 배출 횟수가 상당히 빈번하고, 사용유량의범위가 넓은 경우 진동 및 압력 흔들림에 의해 안정적인 압력유지가 어렵다. PV001로질소()가 공급되고, PV002로 공정 가스가 플레어스택(Flare Stack)으로 배출될때압력을 안정적으로 유지하기 위한 밸브작동 특성을 그림으로 나타내시오. (단, X축은 제어출력(Controller Output), Y축은 조절변개도율(Valve Opening)으로제시)

 

 

https://blog.naver.com/proteccon/223169939835

Split range control 이해

https://blog.naver.com/wheehon/185733415

시스템 설계1

 

11. 국내 반도체 사업장은 법적 규제 이외에 자체적으로 안전기준을 마련하고 있다. 대표적인제도가 국제반도체장비재료협회(SEMI: Semiconductor Equipment and Materials International)에서 제정한 규격을 활용하여 안전을 확보하는 것이다. 추적 가스(일반적으로 99%질소, 1% 육불화황) 실험을 통해 실제 가스로 등가 방출농도를 계산하여 위험성을 파악하는공식이 SEMI S6에 제시되어 있다. 이에 대하여 설명하시오.

 

https://m.blog.naver.com/weinfo/222070187356

[ICR/기계안전]SEMI S6 반도체 제조장비 평가방법

 

12. 산업안전보건법 시행규칙에서 규정하고 있는 중대재해의 범위에 해당하는 재해3가지를설명하시오.

 

제3조(중대재해의 범위) 법 제2조제2호에서 “고용노동부령으로 정하는 재해”란 다음 각 호의 어느 하나에 해당하는 재해를 말한다.

1. 사망자가 1명 이상 발생한 재해

2. 3개월 이상의 요양이 필요한 부상자가 동시에 2명 이상 발생한 재해

3. 부상자 또는 직업성 질병자가 동시에 10명 이상 발생한 재해

 

 

13. 고압가스 특정제조의 시설·기술·검사·감리·정밀안전검진 기준에 따른 사업소밖의배관에 대한 점검 항목을 10가지 설명하시오.

 

KGS FP111 2024

 

3.1.4.2 사업소 밖의 배관 <신설 22.1.11.> 사업소 밖의 배관은 다음 기준에 따라 유지관리 한다.

 

(1) 안전관리자 책임하에 점검장비 및 순회감시자동차 등을 이용하여 3.3.5.2에 따른 점검업무를 수행한다.

(2) 원격으로 감시·기록하는 장치(CCTV, 배관 센싱 등 감시장치)를 설치하여 점검이 가능한 항목에 대해서는 배관이 설치된 현장에서 직접 점검하지 않을 수 있다

 

3.3.5.2 사업소 밖의 배관 점검 <신설 22.1.11.> 사업소 밖의 배관 안전을 확보하기 위하여 다음 사항을 점검한다.

(1) 가스의 누출 여부

(2) 배관·신축흡수조치·지지구조물의 이상 유무

(3) 부식방지조치·절연조치 적정 유무

(4) 노출배관과 주택·도로 등과 수평거리 및 공지의 폭 적정 여부

(5) 방호설비 및 다른 시설물과 유지관리에 필요한 간격 적정 여부

(6) 배관이 매설된 지면 상부의 지반 침하 여부

(7) 매설배관과 건축물·도로 등과의 수평거리 적정 여부

(8) 방식조치를 한 경우 방식전위의 적정 여부

(9) 굴착공사로 인하여 노출된 배관의 가스 누출 여부

(10) 굴착작업자에 대한 법적 절차 준수 여부 확인 및 무단 굴착공사 확인·발견 시 후속 조치 등

(11) 운영상태 감시장치의 이상 유무

(12) 안전제어장치의 이상 유무

(13) 피뢰설비의 이상 유무

(14) 내용물 제거장치의 이상 유무

(15) 그 밖에 필요한 사항