개념 한 쪽
고압가스 취급 세트는 아세틸렌의 특수성이 중심이다. 폭발범위 2.5~100%, 1기압 이상 분해폭발, 아세톤 용해 2.5 MPa 충전, 그리고 폭발한계 수치 비교(수소·프로판·부탄·메탄)가 반복된다.
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출제기준 단원 「고압가스 특성 및 취급」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 정전기 발생 조건 | 1 | 불순물 섞인 분출이 정전기 위험 큰 이유 |
| 충전 원칙 확인 | 1 | 액면계 측정 금지 등 용기 취급 규정의 오답 |
| 성질 오답 가려기 | 1 | 아세틸렌의 비중과 색에 대한 틀린 설명 |
아세틸렌(C2H2)은 무색이고 공기보다 가벼운 기체지만 조건만 나빠지면 가장 위험한 가스가 된다. 공기 중 폭발범위가 약 2.5~100 %로 주요 가스 중 가장 넓다 — 수소(4~75 %), 메탄(5.0~15.0 %), 프로판(2.1~9.5 %), 부탄(1.8~8.4 %)보다 훨씬 넓어 폭발 위험도가 가장 높다. 1기압 이상에서는 자발적 분해 폭발 위험이 있어 사용 압력을 제한하며, 액체 상태에서는 자분해와 폭발 위험이 극히 커 안정하지 않다 — 기체일 때만 안전하다는 원칙이다. 화학적으로는 수소화 반응을 하고 금속과 반응해 아세틸라이드를 만든다. 그래서 아세틸렌 용기는 아세톤에 용해시킨 상태로, 온도와 관계없이 압력 2.5 MPa 이하가 되도록 충전한다.
폭발한계 수치 비교도 같은 세트에서 나온다. 폭발하한이 5 %를 넘는 것은 일산화탄소(약 12.5 %)뿐이다 — 수소 4.0 %, 아세틸렌 2.5 %, 에틸렌 2.7~3.3 %는 모두 그 아래로, 폭발에 민감한 낮은 LEL 그룹이다. 검지 시약으로는 액화산소에 아세틸렌이 섞였는지 확인할 때 이로스 베이시약을 쓴다 — 질산은(할로겐 이온 검출), 페놀프탈레인(산염기 적정 지시약), 동 암모니아 용액(암모니아 검출)과 용도가 갈린다.
충전·취급 기준은 두 가지다. 고압가스 충전용기는 압력 상승을 막기 위해 온도를 항상 40 ℃ 이하로 유지한다. 액화가스의 충전량은 용기 내용적에 충전계수를 곱해 질량으로 산출한다 — 액면의 높이(부피)는 온도에 따라 변하므로 질량으로 재야 안전하고, 고압가스법상 액면계로 재는 방식은 원칙적으로 금지된다. 직관적인 계측기가 오히려 금지되는 역설이 출제 포인트다.
출제 패턴은 세 가지다. ① 수치 비교 — 「폭발범위 가장 넓은 가스」는 아세틸렌(2.5~100 %), 「LEL 5 % 초과」는 일산화탄소(12.5 %)로 즉답한다. ② 반대 서술 걸러내기 — 아세틸렌 「무겁고 황색」, 「액체 상태에서 안정」 같은 정반대 보기가 오답이다. ③ 기준 숫자 — 충전용기 40 ℃ 이하, 아세틸렌 충전 2.5 MPa 이하, 액화가스 충전량은 「내용적 × 충전계수(질량)」. 액면계 금지 원칙도 조문 그대로 묻는다.
고압가스의 분출에 대하여 정전기가 가장 발생되기 쉬운 경우는?
정답 ② · 고압가스가 분출할 때 가스 내부에 액체나 고체의 미립자가 혼합되어 있으면, 미립자끼리 또는 미립자와 배관 사이의 마찰이 심해져 정전기가 가장 많이 발생합니다. 따라서 건조한 가스보다는 불순물이 포함된 경우 위험하므로 제시된 정답이 맞습니다.
고압가스 분출 시 미립자 간 마찰이 정전기 발생의 주원인이므로, 불순물이 포함된 경우가 가장 위험하다.
액화가스 용기에 관한 설명 중 틀린 것은?
정답 ① · 고압가스 안전관리법상 액화가스 용기의 충전량은 용기의 용적과 해당 가스의 충전계수를 곱하여 질량(kg)으로 산출하여 확인해야 하며, 액면계와 같은 계량기를 사용한 측정은 원칙적으로 금지되어 있다. 액화가스의 압력은 온도에 비례하고 충전량과는 무관하다는 특성도 옳다.
액화가스 충전량은 부피×충전계수로 질량 산출하며, 액면계 측정은 고압가스법상 원칙적으로 금지된다.
아세틸렌(C2H2)에 대한 설명으로 부적당한 것은?
정답 ② · 아세틸렌은 공기보다 가벼운 무색의 기체입니다. 보기 2번에서 공기보다 무겁고 황색이라고 설명한 부분은 사실과 다르므로 틀린 설명입니다.
아세틸렌은 공기보다 가볍고 무색의 기체이므로 무겁고 황색이라는 설명은 틀렸다.
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