간략 요약
이 텍스트는 위험물 기능사 필기시험을 위한 올인원 합격 전략을 제공합니다. 핵심 내용은 다음과 같습니다.
- 주기율표 암기 및 원자량 계산법
- 밀도, 비중, 열량 등 기초 개념 이해
- 화재의 3요소 및 연소 종류
- 소화 방법 및 소화 약제 종류
- 위험물 종류별 특성 및 취급 주의사항
- 관련 법규 및 안전 관리 기준
위험물 기능사 필기 합격 전략: 핵심 이론 총정리
위험물 기능사 필기 시험을 위한 이론 강의와 문제 풀이를 제공하며, 기초 지식이 없는 사람도 단기간에 합격할 수 있도록 돕는 것을 목표로 합니다. 시험 범위는 화재 및 소화, 위험물, 위험물 저장/운반/취급, 안전 관리 법령을 포함합니다.
주기율표 및 원자량
중학교 과학에서 배운 주기율표에서 24개의 원소 기호(수소, 헬륨, 리튬, 베릴륨, 붕소, 탄소, 질소, 산소, 플루오린, 네온, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 규소, 인, 황, 염소, 아르곤, 칼륨, 칼슘, 철, 니켈, 구리, 아연)와 그 이름, 성질을 암기해야 합니다. 원자 번호는 수소부터 시작하여 순서대로 증가하며, 칼륨과 칼슘까지는 원자 번호를 순서대로 기억해야 합니다. 1족(알칼리 금속: 리튬, 나트륨, 칼륨)과 2족(알칼리 토금속: 베릴륨, 마그네슘, 칼슘), 17족(할로겐 원소: 플루오린, 염소), 18족(불활성 기체: 헬륨, 네온, 아르곤)의 특징을 알아야 합니다. 분자량 계산을 위해 원자 번호가 필요하며, 짝수일 때는 원자 번호의 두 배, 홀수일 때는 두 배에 1을 더합니다. 예외적으로 수소(1), 베릴륨(9), 질소(14), 염소(35.5), 아르곤(40)의 원자량을 암기해야 합니다.
기본 개념: 밀도, 비중, 열량, 비열, 현열, 잠열
밀도는 단위 부피당 질량을 의미하며, 기체의 경우 1몰은 22.4L입니다. 비중은 액체/고체의 경우 물의 밀도, 기체의 경우 공기의 밀도와 비교한 값입니다. 공기 밀도는 22.4L당 29g입니다. 열량은 에너지의 양이며, 물 1kg을 1도씨 올리는 데 필요한 열량이 1kcal입니다. 비열은 물질 1kg을 1도씨 올리는 데 필요한 열량입니다. 현열은 상태 변화 없이 온도 변화에 필요한 열량이며, 공식은 비열 x 질량 x 온도차(CMΔT)입니다. 잠열은 상태 변화에 필요한 열량이며, 물의 증발 잠열은 540kcal/kg, 융해 잠열은 80kcal/kg입니다.
화학 반응식
화학 반응식은 반응물과 생성물을 수학 공식처럼 나타낸 것입니다. 탄화 알루미늄이 물과 반응하여 수산화 알루미늄과 메탄이 생성되는 반응식을 예로 들어 설명합니다. 반응식에서 각 분자의 개수를 파악하고, 질량 보존의 법칙에 따라 분자량의 합이 같아야 합니다. 물과 반응하여 생성되는 물질을 기억해야 하며, 알칼리 금속 과산화물은 산소, 금속류와 금속 수소화물은 수소, 탄화 알루미늄과 탄화 망간은 메탄, 인화 칼슘은 포스핀, 탄화 칼슘은 아세틸렌을 생성합니다.
이상 기체 방정식
이상 기체 방정식은 PV=nRT이며, P는 압력, V는 부피, n은 몰수, R은 기체 상수, T는 절대 온도입니다. 절대 온도는 섭씨 온도에 273을 더한 값입니다. 액화 이산화 탄소 1kg이 25도씨, 2기압에서 기체가 되었을 때 부피를 구하는 문제를 예시로 들어 설명합니다.
화재의 기본 요소: 연소
연소는 가염물이 산소와 반응하여 타는 현상이며, 연소의 3요소는 가염물, 산소 공급원, 점화원입니다. 가염물이 되기 쉬운 조건은 발열량이 크고, 발화점이 낮고, 열전도율이 작고, 산소 친화력이 크고, 표면적이 넓고, 활성화 에너지가 작고, 화학적 활성도가 크고, 연쇄 반응을 일으킬 수 있는 것입니다. 산소 공급원은 공기 중 산소, 1류/5류/6류 위험물입니다. 이론 산소량은 물질을 연소시키는 데 필요한 이론적인 산소량이며, 중량 기준과 부피 기준에 따라 계산식이 다릅니다. 점화원은 불꽃, 정전기, 충격, 마찰, 스파크 등이며, 정전기 방지 방법은 접지, 공기 이온화, 상대 습도 70% 이상 유지입니다.
연소 종류 및 화재
연소 종류는 기체(확산 연소, 폭발 연소), 액체(증발 연소), 고체(증발 연소, 표면 연소, 분해 연소, 자기 연소)로 나뉩니다. 인화점은 가연성 물질이 점화원과 만났을 때 불이 붙는 최저 온도이며, 낮을수록 인화 위험이 큽니다. 사류 위험물은 인화점이 상온보다 낮아 주의해야 합니다. 특수 인화물의 인화점 순서와 디에틸 에테르(-45도), 이황화 탄소(-30도)의 인화점을 암기해야 합니다. 발화점은 점화원 없이 축적된 열만으로 불이 붙는 최저 온도입니다. 자연발화 발생 조건은 주위 온도 높고, 습도 높고, 표면적 넓고, 발열량 크고, 열전도율 작은 것입니다. 자연발화 방지법은 온도 낮추고, 통풍 잘 시키고, 습도 낮추고, 열 축적 막고, 불활성 가스 주입하는 것입니다. 연소 범위는 연소가 발생할 수 있는 공기 중 가연물의 비율의 상한과 하한을 의미하며, 범위가 넓을수록 위험합니다. 고온체의 색깔 변화는 온도에 따라 다암적, 암적, 적황 휘적, 황적, 백적 휘백 순으로 변합니다. 화재 종류는 A급(일반 화재, 백색), B급(유류 화재, 황색), C급(전기 화재, 청색), D급(금속 화재, 무색)으로 나뉩니다. 화재는 발화기, 성장기, 플래시 오버, 최성기, 감쇄기 순으로 진행됩니다.
화재 특수 현상 및 폭발
유류 탱크 화재 시 보일오버(탱크 밑 물 증발로 유류 분출)와 슬롭오버(끓는 기름에 물 투입 시 기름 확산) 현상이 발생합니다. 가스 탱크 폭발 현상은 블랩(BLEVE)입니다. 플래시 오버는 건물 내부 화재 시 가연성 가스 축적으로 인한 폭발 현상입니다. 폭발 종류는 분진 폭발(고체 분진), 분해 폭발(과산화수소, 히드라진), 중합 폭발(시안화수소, 염화비닐), 산화 폭발(LPG, LNG)로 나뉩니다. 폭발 속도에 따라 폭연(음속 미만)과 폭굉(음속 초과)으로 구분되며, 폭굉은 충격파에 의해 전파됩니다. 폭굉 유도 거리는 폭굉이 일어날 때까지의 거리이며, 짧을수록 폭발이 잘 일어납니다.
소화 방법 및 소화 약제
소화 방법은 제거 소화(가염물 제거), 질식 소화(산소 농도 낮춤), 냉각 소화(가염물 온도 낮춤), 억제 소화(연쇄 반응 억제), 희석 소화(가염물 농도 낮춤)로 구분됩니다. 소화 약제는 분말, 물, 포 소화 약제로 나뉘며, 분말 소화 약제는 질식 및 부총매 효과를 가집니다. 분말 소화 약제는 1종(탄산수소나트륨, BC급), 2종(탄산수소칼륨, BC급), 3종(인산암모늄, ABC급), 4종(탄산수소칼륨+요소, BC급)으로 나뉩니다. 물 소화 약제는 냉각 효과를 이용하며, 강화액 소화재는 탄산칼륨을 첨가하여 어는점을 낮춘 것입니다. 포 소화 약제는 화학포와 기계포로 나뉘며, 화학포는 황산알루미늄과 탄산수소나트륨 반응으로 CO2를 발생시키고, 기계포는 단백포, 수성막포, 내알코올포 등이 있습니다. 이산화탄소는 전기 화재에 효과적이지만 금속 화재에는 사용하면 안 됩니다. 할로겐 화합물은 유류 화재나 전기 화재에 사용되며, 할론 넘버에 따라 소화 효과와 독성이 달라집니다. 불활성 가스는 질식 효과를 내며, 네온, 아르곤, 질소, 이산화탄소 등이 사용됩니다. 소화기 설치 기준은 소형 20m, 대형 30m 이내이며, 전기 설비 설치 시 100제곱미터마다 소형 소화기 1개 이상 설치해야 합니다.
소방 시설: 소화 설비 및 경보 설비
소화 설비는 수계(옥내/외 소화전, 스프링클러, 물분무, 포), 가스계(이산화탄소, 불활성 기체, 할로겐 화합물), 분말 소화 설비로 나뉩니다. 소요 단위는 건축물 규모나 위험물 양에 따라 결정되며, 옥외 공작물은 외벽이 내화 구조인 것으로 간주합니다. 옥내 소화전은 비상 전원 설치, 45분 이상 작동, 호스 접속구 25m 이내, 바닥면으로부터 1.5m 이하 높이에 설치해야 합니다. 옥외 소화전은 1, 2층에 설치, 수원의 양은 설치 개수 x 13.5세제곱미터, 방수 압력 350kPa 이상, 방수량 분당 450L 이상이어야 합니다. 스프링클러는 폐쇄형 헤드 30개 동시 사용 시 방수 압력 100kPa, 방수량 분당 80L 충족해야 합니다. 물분무 소화 설비는 방사 구역이 상호 중복되도록 설치해야 합니다. 포 소화 설비는 9제곱미터당 헤드 1개 이상 설치해야 합니다. 경보 설비는 자동화재탐지, 자동화재속보, 비상경보, 비상방송, 누전경보기 등이 있습니다. 제조소 규모, 위험물 종류/수량에 따라 설치해야 하는 경보 설비가 다릅니다.
소화 난이도 및 소화 설비
소화 난이도는 1등급(가장 높음), 2등급, 3등급으로 나뉘며, 각 등급에 따라 설치해야 하는 소화 설비가 다릅니다. 1등급은 제조/일반 취급소 1000제곱미터 이상, 주유 취급소 500제곱미터 초과, 옥내 저장소 지정수량 150배 이상, 옥외 탱크 저장소 액표면적 40제곱미터 이상, 옥내 탱크 저장소 바닥면부터 탱크 옆판 상당까지 높이 6m 이상인 경우에 해당합니다. 2등급은 1등급 외의 제조소, 옥내 저장소, 주유 취급소에 해당하며, 3등급은 1, 2등급에 해당하지 않는 경우입니다. 각 등급별 소화 설비 설치 기준이 다르며, 특히 옥외 탱크 저장소의 경우 이나점이 70도씨 이상인 제4류 위험물만 저장하는 경우 물분무 소화설비, 고정식 포 소화설비, 이동식 할로겐 화합물 소화설비 등을 설치해야 합니다.
소화 약제 및 소화 설비 적응성
각 소화 설비에 따라 화재 종류별 적응성이 다르며, 1류, 2류, 3류 위험물 중 물을 사용할 수 없는 위험물(알칼리 금속 과산화물, 철분, 마그네슘, 금속분, 금수성 물질)을 알아야 합니다. 이황화 탄소는 주수 소화가 가능합니다. 할로겐 화합물 소화 설비는 전기 설비, 인화성 고체, 제4류 위험물에만 사용 가능합니다. 건조사, 팽창질석, 팽창진주암은 건축물, 공작물, 전기 설비에는 사용할 수 없습니다. 각 소화 설비별 적응성을 표로 정리하여 암기하는 것이 중요합니다.
위험물 안전 관리 법령
제조소 등을 설치하거나 변경하려면 시도지사의 허가를 받아야 하며, 허가 없이 변경 시 허가 취소 또는 사용 정지 명령을 받을 수 있습니다. 위험물 품명/수량 변경 시에는 변경일 1일 전까지 시도지사에게 신고해야 합니다. 탱크 안전 성능 검사는 시도지사가 실시하며, 기초지반, 충수/수압, 용접부, 암반 탱크 검사 등이 있습니다. 완공 검사 후 시설을 사용할 수 있으며, 완공 검사 신청서는 시도지사, 소방서장, 한국소방산업기술원에 제출합니다. 지위 승계 시 30일 이내, 용도 폐지 시 14일 이내에 시도지사에게 신고해야 합니다. 예방 규정은 시도지사 또는 소방서장에게 제출해야 하며, 지정 수량 10배 이상 취급하는 제조소, 100배 이상 저장하는 옥외 저장소, 150배 이상 저장하는 옥내 저장소, 200배 이상 저장하는 옥외 탱크 저장소, 암반 탱크 저장소, 이송 취급소, 지정 수량 10배 이상 취급하는 일반 취급소 등이 대상입니다. 전기 점검은 연 1회 이상 실시하며, 예방 규정 대상, 지하 탱크 저장소, 이동 탱크 저장소 등이 대상입니다. 자체 소방대는 4류 위험물 3,000배 이상 취급하는 제조소/일반 취급소, 50만 배 이상 저장하는 옥외 탱크 저장소에 설치해야 합니다.
위험물 관련 법규 및 벌칙
위험물 유출/방출/확산으로 인명/재산에 위험을 발생시킨 경우 1년 이상 10년 이하 징역, 상해 시 무기 또는 3년 이상 징역, 사망 시 무기 또는 5년 이상 징역에 처해집니다. 업무상 과실로 위험을 발생시킨 경우 7년 이하 금고 또는 7천만원 이하 벌금, 사상 시 10년 이하 징역/금고 또는 1억원 이하 벌금에 처해집니다. 시도지사, 소방본부장, 소방서장은 공공 안전 유지를 위해 긴급 사용 정지 명령을 내릴 수 있습니다. 1차 행정 처분은 변경 허가 미이행, 완공 검사 미이행 시 사용 정지 15일, 안전 조치/수리/개조 명령 위반 시 사용 정지 30일, 안전 관리자 미선임 시 사용 정지 15일입니다.
위험물 명칭 및 법령 개정 사항
위험물 명칭이 일부 변경되었으며, 브롬산염류는 브로민산염류, 요드산염류는 아이오딘산염류, 만간은 망가니즈, 중크롬산염류는 다이크로뮴산염류, 염소와이소시안눌산은 염소와아이소사이아누르산으로 변경되었습니다. 니트로 화합물은 나이트로 화합물, 히드라진은 하이드라진으로 변경되었습니다. 갑종 방화문은 60분+, 60분 방화문, 을종 방화문은 30분 방화문으로 변경되었습니다. 옥외 저장 가능 위험물 중 특광도는 특광특도로 변경되었습니다. 제조 설비/취급 설비 증설 시 변경 허가를 받아야 하지만, 펌프 설비 또는 1일 취급량이 지정수량의 1/10 미만인 설비는 제외됩니다. 배관 내압 시험 시 액체는 최대 상용 압력의 1.5배, 기체는 1.1배 이상으로 변경되었습니다. 주유 취급소 셀프 주유 설비에서 경유 연속 주유량은 200L에서 600L로, 주유 시간은 4분에서 12분으로 변경되었습니다. 안전 관리자, 위험물 운송자, 탱크 시험자 기술인력 교육 시간은 8시간 이내에서 8시간으로 확정되었습니다.
