내화물의 내화도 측정에 사용되는 온도계는?
- 알코올 온도계
- 수은 온도계
- 제겔콘 온도계
- 습구 온도계
정답과 해설 보기
정답 ③ · 내화물의 내화도 측정에 쓰이는 온도계를 고르는 문제이다. 내화도는 내화물이 고온에서 연화 변형되는 온도를 나타내는 지표로, 측정 대상 온도가 매우 높아 극고온 측정이 가능한 제겔콘 온도계가 사용된다.
내화물의 내화도는 고온에서 변형되는 온도를 측정하므로, 극고온을 측정할 수 있는 제겔콘 온도계가 사용된다.
개념 한 쪽
에너지관리기능장 단열재의 종류와 특성 — 보온재·내화물의 물성 및 사용온도
단열재와 보온재, 내화물은 재료별 물성 차이로 사용범위와 안전사용온도가 달라진다. 시험은 재료의 내열성, 화학적 성질, 제조 공정 순서, 그리고 특정 구성물의 특징을 묻는 문제로 출제된다. 주요 키워드는 제겔콘 온도계, 탄산마그네슘의 열분해 온도, 보온재의 안전사용온도 순서, 블랭킷의 구조와 사용온도 등이다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「단열재의 종류와 특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 내화도 측정장비 선택 | 1 | 내화도 시험에 적합한 온도계 종류 판별 |
| 보온재 분해 온도 판별 | 1 | 탄산마그네슘의 열분해 온도 비교로 옳지 않은 보기 가리기 |
| 보온재 안전온도 순서 | 1 | 보온재를 안전사용온도 높은 순서로 배열하기 |
뜻
내화물의 내화도는 재료가 고온에서 변형·파손되는 정도를 평가하는 항목으로, 극고온에서의 거동을 측정하는 장비가 필요하다. 알코올 온도계나 수은 온도계는 측정 한계가 낮아 내화도 시험에는 부적합하고, 제겔콘 온도계는 세라믹 수축을 이용하므로 1,000℃ 이상의 고온 측정에 적합하다는 설명이 재료에 제시되어 있다.
탄산마그네슘 보온재는 열분해 온도가 약 300~400℃로 보고되며 이 온도에서 분해하면서 특성이 변한다. 따라서 탄산마그네슘 제품은 제시된 분해 온도보다 낮은 수치를 근거로 한 설명이 틀린 진술이 된다. 또한 탄산마그네슘은 열전도율이 낮고 습기에 강한 성질을 지니며, 석면을 혼입한 제품도 존재한다는 점이 재료에 언급되어 있다.
보온재의 안전사용온도는 재료에 따라 차이가 크다. 내열성이 높은 재료부터 낮은 재료로 배열하면 석면판이 가장 높은 온도에 견디고, 그 다음 글라스울블랭킷, 규산칼슘보온판, 우모펠트 순으로 내열성이 낮아진다는 순서 설명이 재료에 수록되어 있다. 이 순서는 안전사용온도 비교 문제에서 기억해야 할 핵심이다.
무기질 보온재의 사례로 암면을 가공하여 만든 블랭킷은 한쪽 면에 은박지를 부착해 사용하며 사용온도가 약 600℃ 정도인 제품으로 분류된다. 블랭킷은 덕트·천장·마루 단열에 쓰이는 담요형 무기질 단열재로 재료에 명시된 특징들을 포함한다.
내화물의 제조 공정은 분쇄→혼련→성형→건조→소성의 순서를 따른다. 성형 후에는 성형체에 함유된 수분을 제거하기 위해 건조를 거쳐야 소성 단계에서 제품 파손을 방지할 수 있다는 공정적 설명이 재료에 수록되어 있다.
내화벽돌의 화학적 분류에서는 탄소질이 중성 내화물에 속한다는 점이 재료에 제시되어 있다. 규석질은 산성, 마그네시아질은 염기성으로 대비되는 분류를 함께 기억해야 한다.
예제
대표적인 출제 유의점은 다음과 같다. 내화도 측정 장비로 알코올·수은 온도계를 선택하면 측정 한계 때문에 오답이 된다. 제겔콘 온도계가 극고온 측정용이라는 기술적 특성을 근거로 정답을 선택해야 한다.
보온재의 분해 온도를 문제로 제시할 때 탄산마그네슘은 300℃ 이상에서 열분해된다고 알려져 있으므로, 200~250℃로 표시한 선지는 오답 처리해야 한다.
보온재 안전사용온도 순서 문제에서는 '석면판→글라스울블랭킷→규산칼슘보온판→우모펠트' 순서를 기억하면 배치형 문제를 정확히 해결할 수 있다. 또한 암면 블랭킷은 한쪽 면에 은박지를 부착하고 사용온도가 약 600℃인 점을 매칭하면 재료식 선지 소거에 유리하다.
대표 기출 3문항
탄산마그네슘 보온재에 관한 설명 중 잘못된 것은?
- 200~250℃에서 열분해를 일으킨다.
- 열전도율이 작다.
- 습기가 많은 옥외 배관에 알맞다.
- 탄산마그네슘 85%에 석면 10~15%를 첨가한 것이다.
정답과 해설 보기
정답 ① · 탄산마그네슘 보온재에 대한 설명 중 잘못된 것을 고르는 문제이다. 탄산마그네슘 보온재는 대략 300~400℃에서 열분해를 일으키므로 200~250℃에서 열분해한다는 설명은 잘못되었다.
탄산마그네슘 보온재는 200~250℃가 아닌 300~400℃에서 열분해되므로, ①은 잘못된 설명이다.
보온재를 안전사용(최고)온도가 가장 높은 것부터 차례로 나열된 것은?
- 글라스울블랭킷 ＞ 규산칼슘보온판 ＞ 우모펠트 ＞ 석면판
- 규산칼슘보온판 ＞석면판 ＞ 글라스울블랭킷 ＞ 우모펠트
- 우모펠트 ＞ 석면판 ＞ 규산칼슘보온판 ＞ 글라스울블랭킷
- 석면판 ＞ 글라스울블랭킷 ＞ 우모펠트 ＞ 규산칼슘보온판
정답과 해설 보기
정답 ② · 보온재의 안전사용 최고온도를 높은 것부터 나열한 순서를 고르는 문제이다. 대표적 보온재의 안전사용 최고온도는 규산칼슘보온판이 약 1000℃로 매우 높고, 석면판이 그 다음이며, 글라스울블랭킷은 약 300~400℃ 수준, 우모펠트는 100℃ 이하의 저온용이다.
보온재의 내열성은 석면판이 가장 높고, 글라스울, 규산칼슘, 우모펠트 순으로 낮아지는 특성을 기억해야 한다.
자주 묻는 물음
- 내화도 시험에 어떤 온도계를 사용해야 하나?
- 제겔콘 온도계를 사용해야 한다. 제겔콘은 세라믹 소결체의 수축률로 고온을 측정하므로 1,000℃ 이상의 내화도 시험에 적합하고, 알코올·수은 온도계는 측정 한계가 낮아 부적합하다.
- 탄산마그네슘 보온재의 열분해 온도는 어느 정도인가?
- 약 300~400℃에서 열분해가 일어나는 것으로 재료에 제시되어 있다. 따라서 200~250℃로 분해된다는 설명은 잘못된 진술이다.
- 보온재의 안전사용온도는 어떻게 비교하나?
- 내열성이 높은 재료부터 석면판, 글라스울블랭킷, 규산칼슘보온판, 우모펠트 순으로 안전사용온도가 낮아진다. 이 순서를 기준으로 보기 배치를 판단하면 된다.
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