개념 한 쪽
정량적 안전성 평가는 사고의 발생 가능성과 결과를 수치적으로 다루는 방법을 의미한다. 여러 평가 기법이 있으며, 각 기법은 정성적·정량적 성격과 분석 대상이 다르므로 문장에 제시된 키워드로 구분해야 한다. 방폭구조와 위험 등급은 안전성 평가 결과를 설계나 유지관리 대책에 반영하는 핵심 개념이다.
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출제기준 단원 「정량적 안전성 평가」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 방폭구조 원리 식별 | 1 | 밀폐·내압·양압 표현으로 방폭구조 유형을 가리기 |
| 위험 등급 판단 | 1 | 제시된 등급 체계에서 가장 심각한 단계를 고르기 |
| 방폭구조 작동 원리 판별 | 1 | 보호가스 압입과 양압 유지로 구조명 매칭하기 |
사건수분석(ETA, FTA 등)은 사고 전개를 상향식 또는 하향식으로 분석하여 사고 발생 확률이나 결과를 정량적으로 산출하는 기법이다. 상향식인 ETA는 초기 사건에서 출발해 후속 사건의 성공·실패 분기를 추적하여 최종 결과를 예측하는 데 적합하며, 하향식인 FTA는 최종 사고를 출발점으로 근본 원인을 거슬러 올라가는 분석에 적합하다고 설명된다.
HAZOP은 공정 변수와 그 편차를 조합하여 운전상의 이상과 공정 효율 저하 원인을 찾아내는 정성적 평가 기법이다. Guide Word를 사용해 압력, 유량, 온도 등 변수의 편차가 어떤 위험이나 운전 문제를 유발하는지를 체계적으로 검토하는 방식이라고 기술된다. HAZOP는 공정 전반의 운전 가능성과 위험성을 함께 보는 기법으로 분류된다.
위험 등급 분류는 사고 가능성과 심각도에 따라 단계적으로 구분한다는 설명이 주어지며, 제시된 체계에서는 안전, 한계성, 위험, 파탄의 순서로 심각도가 증가한다고 정리된다. 가장 높은 등급인 파탄은 시스템이 통제 불능 상태에 이르러 심각한 사고가 초래되는 단계로 정의된다고 기술된다.
방폭구조 관련 내용은 각 구조의 작동 원리로 구분해서 이해해야 한다는 점이 강조된다. 내압방폭구조는 용기 내부 폭발 압력을 견디고 외부로 화염이 전달되지 않도록 전폐쇄 형태를 취하는 구조라고 설명된다. 압력방폭구조는 용기 내부에 보호가스를 채워 내부를 양압 상태로 유지함으로써 외부의 가연성 가스 유입을 차단하는 구조라 정의한다.
사건수분석과 HAZOP의 구분 문제는 출제자의 키워드를 찾아 대응하면 풀 수 있다. 예를 들어 문제에 '정량적'이나 '잠재적 사고 결과'가 나오면 사건수분석을 선택하는 근거가 되고, '공정 변수'나 '운전 이상'이 제시되면 HAZOP을 선택하는 근거가 된다. 위험 등급 관련 문항에서는 '가장 심각한 단계'라는 표현이 나오면 파탄을 고르면 된다고 제시된다.
방폭구조 관련 문항에서는 '전 폐쇄 구조'와 '내부 압력 견딤'이라는 서술이 보이면 내압방폭으로 연결하고, '보호가스를 넣어 내부를 양압 상태로 유지'라는 표현이 보이면 압력방폭구조로 연결하는 방식이 예시로 제시된다.
전 폐쇄 구조로 용기내부에서 폭발성 가스의 폭발이 일어났을 때 용기가 압력에 견디고 외부의 폭발성 가스에 인화할 우려가 없도록한 방폭구조는 ?
정답 ① · 문제는 용기 내부에서 폭발이 일어났을 때 내부 압력을 견디고 외부 인화 위험을 차단하는 방폭 구조를 찾는 것이다. 전폐쇄 상태에서 내부 폭발압력을 견디며 화염이나 가스가 외부로 유출되지 않도록 설계된 구조는 내압방폭구조이며, 다른 방식들은 배출이나 차단 등 다른 목적을 가진다.
내부 폭발 압력을 견디고 외부로 화염이 전달되지 않도록 완전히 밀폐한 구조를 내압방폭구조라 한다.
위험 등급의 분류에서 특정 결함의 위험도가 가장 큰 것은?
정답 ④ · 문항은 위험 등급 분류에서 가장 심각한 단계를 묻는 것이다. 일반적인 등급 체계는 안전→한계성→위험→파탄의 순서로 심각도가 증가하며 최종 단계인 파탄이 가장 위험도가 크다.
위험 등급은 안전→한계성→위험→파탄 순으로 심각도가 증가하며, 파탄이 가장 큰 위험이다.
용기내부에 보호가스를 압입하여 내부압력을 유지함으로서 가연성가스가 용기내부로 유입되지 아니하도록 한 방폭구조는 어느 것인가?
정답 ③ · 문제는 보호가스를 압입하여 용기 내부를 양압으로 유지함으로써 외부 가연성 가스의 유입을 막는 방폭구조를 묻고 있다. 내부에 양압을 유지하는 방식은 압력방폭구조로, 내부 압력을 외부보다 높게 유지하여 가연성 가스가 들어오지 못하게 하는 원리이다.
용기 내부에 보호가스를 압입하여 양압을 유지해 가연성 가스 유입을 막는 구조는 압력방폭구조입니다.
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