화학설비위험방지기술
시험의 초점
가연성 물질의 화재·폭발 특성과 설비의 안전장치를 다룬다. 인화점·발화점·폭발범위 같은 물성 비교, BLEVE·분진폭발의 메커니즘, PSM과 안전밸브·파열판의 역할이 반복 출제된다.
물성 구분
- 인화점: 점화원에 의해 불이 붙는 최저온도. 낮을수록 위험하다.
- 발화점: 점화원 없이 스스로 불이 붙는 온도.
- 폭발범위: 공기 중 가연성 증기 농도가 연소 가능한 LEL~UEL 범위.
- 증기밀도: 공기보다 무거우면 낮은 곳에 체류한다. 인화점이 낮을수록, 폭발범위가 넓을수록 위험성이 크다.
계산 예시
메탄 80%(LEL 5%), 프로판 20%(LEL 2.1%) 혼합가스의 LEL은 1÷(0.8/5 + 0.2/2.1) = 1÷(0.16+0.0952) ≈ 3.9%이다. 단순 평균(0.8×5+0.2×2.1=4.42%)으로 계산하면 오답이다.
폭발 현상
BLEVE는 액화가스 저장탱크가 화재로 가열되어 압력이 상승하고 탱크가 파열되면서 액체가 비등·팽창해 증기운을 만드는 현상이다. 분진폭발은 분진운, 산소, 발화원, 구속, 연소성 물질의 5요소가 갖춰질 때 일어나며 최초 폭발이 쌓인 분진을 날려 2차 폭발을 키운다.
설비 안전
안전밸브는 압력 상승 시 자동으로 작동하고, 파열판은 부식성·점성 유체나 급격한 압력 상승에 쓴다. 불활성화는 질소 등으로 산소 농도를 낮춰 폭발범위 밖으로 만드는 방법이다. PSM은 공정안전자료, 공정위험성평가, 안전운전지침, 비상조치계획을 핵심으로 한다.
감점 포인트
인화점과 발화점을 바꿔 쓰는 것, LEL과 UEL의 순서를 뒤집는 것, BLEVE와 증기운폭발을 같은 현상으로 보는 것이 대표적이다.