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산업안전산업기사 · 전기 및 화학설비 안전 관리 과목

산업안전산업기사 화재·폭발과 화학설비 개념 정리

중요도 ★★★★★ · 50% (추정)

AI 작성 · 검수 완료

AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.

개요

이 단원은 불이 붙고 폭발하는 원리, 폭발 한계를 이용한 위험도와 혼합 가스 계산, 산업안전보건기준에 관한 규칙의 위험물질 분류, 그리고 화재의 종류와 끄는 방법을 다룹니다. 계산 문제는 위험도, 르샤틀리에 공식, 완전 연소 조성 농도, 최소 산소 농도가 자주 나옵니다.

불이 붙으려면 가연물, 산소 공급원, 점화원의 3요소가 필요하고 연쇄 반응을 더하면 4요소입니다. 인화점은 불씨를 댔을 때 불이 붙는 가장 낮은 온도이고, 발화점은 불씨 없이 스스로 불이 붙는 온도입니다. 화재는 A급 일반, B급 유류, C급 전기, D급 금속으로 나누며, 물은 냉각, 이산화탄소는 질식, 할론은 억제(연쇄 반응 차단) 원리로 불을 끕니다.

위험도는 (폭발 상한 − 하한) ÷ 하한으로, 범위가 넓고 하한이 낮을수록 큽니다. 혼합 가스의 폭발 하한은 르샤틀리에 공식 100 ÷ L = V1 ÷ L1 + V2 ÷ L2 + … 로 구합니다. 완전 연소 조성 농도는 100 ÷ (1 + 4.773 × 산소 몰수)이고, Jones 식으로 폭발 하한을 약 0.55 × Cst 로 추정합니다. 최소 산소 농도는 폭발 하한 × 산소 몰수입니다.

인화성 가스는 폭발 하한이 13% 이하이거나 상한과 하한의 차이가 12% 이상인 가스입니다. 부식성 산류는 농도 20% 이상인 염산·황산·질산과 60% 이상인 인산·아세트산·불산이고, 염기류는 40% 이상인 수산화나트륨·수산화칼륨입니다. 분진 폭발은 가스보다 점화 에너지가 크지만 피해가 크고 2차 폭발 위험이 있으며, 액화 가스 탱크가 외부 화재로 터지는 것은 BLEVE 입니다.

핵심 개념

  • 위험도

    H = (폭발 상한 − 하한) ÷ 하한 입니다. 폭발 범위가 넓고 하한이 낮을수록 위험도가 큽니다.

    외우는 요령빼고 나서 '하한'으로 나눕니다. 상한으로 나누는 실수를 조심하세요.

  • 르샤틀리에 공식

    혼합 가스의 폭발 하한 L 은 100 ÷ L = V1 ÷ L1 + V2 ÷ L2 + V3 ÷ L3 으로 구합니다. V 는 각 가스의 부피 비율(%), L1~L3 은 각 가스의 폭발 하한입니다.

    외우는 요령답은 항상 성분 하한 가운데 가장 낮은 값과 가장 높은 값 사이에 있습니다.

  • 완전 연소 조성 농도와 최소 산소 농도

    Cst = 100 ÷ (1 + 4.773 × 산소 몰수)이고, 폭발 하한은 약 0.55 × Cst 로 추정합니다(Jones 식). 최소 산소 농도는 폭발 하한 × 산소 몰수입니다.

    외우는 요령탄화수소의 산소 몰수 = 탄소 수 + 수소 수 ÷ 4. 프로판은 3 + 2 = 5.

  • 인화성 가스

    20℃·표준 압력(101.3kPa)에서 가스 상태이고, 폭발 한계 하한이 13% 이하이거나 상한과 하한의 차이가 12% 이상인 물질입니다.

    외우는 요령'13 이하, 12 이상' 숫자 순서를 바꾼 선지를 조심하세요.

    출처: 산업안전보건기준에 관한 규칙 · 2026년 기준

  • 부식성 물질

    산류는 농도 20% 이상인 염산·황산·질산 등과 농도 60% 이상인 인산·아세트산·불산 등이고, 염기류는 농도 40% 이상인 수산화나트륨·수산화칼륨 등입니다.

    외우는 요령강한 산 20, 약한 쪽 산 60, 염기 40.

    출처: 산업안전보건기준에 관한 규칙 · 2026년 기준

  • 소화 원리

    냉각(물로 온도를 낮춤), 질식(이산화탄소 등으로 산소를 줄임), 억제(할론 등으로 연쇄 반응을 끊음), 제거(탈 것을 치움)로 나눕니다.

    외우는 요령연소의 요소 하나를 빼는 것이 소화입니다.

  • 분진 폭발과 BLEVE

    분진 폭발은 가스 폭발보다 점화 에너지는 크지만 연소 시간이 길고 에너지가 커서 일산화탄소와 2차 폭발 위험이 있습니다. BLEVE 는 액화 가스 탱크가 외부 화재로 터지며 액체가 한꺼번에 기화하는 폭발입니다.

    외우는 요령분진은 '붙기는 어렵지만 붙으면 크다'.

자주 나오는 포인트

  • 위험도·르샤틀리에 계산은 거의 매회 나옵니다. 나누는 값을 정확히 확인하세요.
  • 단순 평균으로 낸 값이 르샤틀리에 문제의 함정 선지로 자주 나옵니다.
  • 인화성 가스 기준(하한 13% 이하, 차이 12% 이상)의 숫자를 바꿔 낸 선지를 조심하세요.
  • 분진 폭발이 가스보다 '쉽게 불이 붙는다'는 선지는 오답입니다.
  • 인화점(불씨 있음)과 발화점(불씨 없음)을 구별하세요.

헷갈리는 것 비교: 인화점과 발화점

구분인화점발화점
점화원(불씨)있어야 함없어도 됨
뜻불씨를 대면 불이 붙는 최저 온도스스로 불이 붙는 최저 온도
높낮이보통 더 낮음보통 더 높음

대표 문제 3개

검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.

예상문제검수 완료전기 및 화학설비 안전 관리 › 화재·폭발과 화학설비★★★★★

문제 1. 연소의 3요소는 가연물, 산소 공급원과 무엇인가?

  1. ① 질소
  2. ② 습도
  3. ③ 연쇄 반응
  4. ④ 점화원
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ④ 점화원

핵심: 연소의 3요소: 가연물·산소 공급원·점화원 (+연쇄 반응 = 4요소)

불이 붙으려면 탈 것(가연물), 산소 공급원, 불씨(점화원)가 모두 있어야 합니다. 이 가운데 하나만 없애도 불은 꺼집니다. 여기에 불이 계속 이어지게 하는 연쇄 반응을 더하면 연소의 4요소가 됩니다.

틀린 선지

  • ① 질소: 타지 않는 기체로, 불을 끄는 데 쓰이기도 합니다.
  • ② 습도: 연소의 요소가 아닙니다.
  • ③ 연쇄 반응: 3요소에 더해 '연소의 4요소'를 말할 때 들어가는 요소입니다.
예상문제검수 완료전기 및 화학설비 안전 관리 › 화재·폭발과 화학설비★★★★★

문제 2. 화재 분류에서 B급 화재는?

  1. ① 전기 화재
  2. ② 유류 화재
  3. ③ 금속 화재
  4. ④ 일반 화재
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ② 유류 화재

핵심: 화재 분류: A 일반, B 유류, C 전기, D 금속

화재는 타는 물질에 따라 나누며, 끄는 방법도 달라집니다. A급 일반, B급 유류, C급 전기, D급 금속 화재입니다. 기름 불(B급)에 물을 뿌리면 기름이 튀며 불이 번질 수 있어, 거품(포)이나 분말로 덮어 끕니다.

틀린 선지

  • ① 전기 화재: 전기가 흐르는 설비에서 나는 C급 화재입니다.
  • ③ 금속 화재: 마그네슘·나트륨 같은 금속이 타는 D급 화재입니다.
  • ④ 일반 화재: 나무·종이·섬유가 타는 A급 화재입니다.
예상문제검수 완료전기 및 화학설비 안전 관리 › 화재·폭발과 화학설비★★★★★

문제 3. 어떤 가스의 폭발 범위가 2.0~10.0vol%일 때 위험도(H)는?

  1. ① 5.0
  2. ② 4.0
  3. ③ 8.0
  4. ④ 0.8
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ② 4.0

핵심: 위험도 H = (폭발 상한 − 하한) ÷ 하한

위험도는 폭발 범위가 넓고 하한이 낮을수록 커집니다.

  1. 공식: H = (상한 − 하한) ÷ 하한
  2. 숫자 대입: (10.0 − 2.0) ÷ 2.0
  3. 계산: 8.0 ÷ 2.0 = 4.0
  4. 검산: 4.0 × 2.0 + 2.0 = 10.0 으로 상한과 같습니다.

틀린 선지

  • ① 5.0: 상한을 하한으로 나눈 값입니다.
  • ③ 8.0: 상한에서 하한을 빼기만 하고 하한으로 나누지 않은 값입니다.
  • ④ 0.8: 하한이 아니라 상한으로 나눈 값입니다.
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