二級ボイラー技士 ④ 取扱い2(自動制御操作・保全・水管理)

運転を支える自動制御装置の操作・点検と、ボイラー水管理・保全を扱う分野です。電極式・フロート式の水位検出器の点検整備、燃料遮断弁(電磁弁)の作動、清掃・保存などの保全、給水やボイラー水の水質管理(スケール・腐食・キャリオーバ防止)が頻出です。水管理はボイラーの寿命と安全に直結する重要テーマで、不純物がもたらす障害と対策をセットで押さえるのがポイント。取扱い1と合わせて日常管理の全体像をつかみましょう。

この分野の問題40問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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160電極式水位検出器の点検・整備において電極棒に付着した不純物を除去するために用いる器具はどれか。

  1. A目の細かいサンドペーパー
  2. B荒目のグラインダー
  3. C金属性のワイヤーブラシ
  4. D中性洗剤とナイロンたわし
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正解:A目の細かいサンドペーパー

電極棒に付着している不純物は、電流を流れやすくするために目の細かいサンドペーパー(紙やすり)で磨きとります。

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161フロート式水位検出器においてフロート室と連絡管の汚れや詰まりを防ぐための点検頻度として正しいものはどれか。

  1. A1日に1回以上
  2. B1週間に1回以上
  3. C1か月に1回以上
  4. D6か月に1回程度
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正解:A1日に1回以上

フロート式水位検出器では、汚れや詰まりを防ぐため1日に1回以上フロート室のブロー(吹出し)を行い作動を確認します。

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162電極式水位検出器において検出筒内の水のブローを行う理由として正しいものはどれか。

  1. A水温の上昇による電気伝導率の上昇を防ぐため
  2. B水の凝縮により不溶性のスラッジが底部に堆積するのを防ぐため
  3. C蒸気の凝縮により水の純度が高くなって導電性が低下するのを防ぐため
  4. Dボイラー水のpHが低下して酸性になるのを防ぐため
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正解:C蒸気の凝縮により水の純度が高くなって導電性が低下するのを防ぐため

蒸気の凝縮によって純水が増え水の純度が高くなると導電性が低下して水位を検出しにくくなるため、1日1回以上ブローを行います。

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163フロート式水位検出器のマイクロスイッチ端子間の電気抵抗をテスターでチェックした際の結果として正しいものはどれか。

  1. Aスイッチが「閉」のときは抵抗が無限大となる
  2. Bスイッチが「開」のときは抵抗がゼロとなる
  3. Cスイッチの「開」「閉」に関わらず抵抗は一定である
  4. Dスイッチが「閉」のときは抵抗がゼロとなる
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正解:Dスイッチが「閉」のときは抵抗がゼロとなる

マイクロスイッチの端子間抵抗をテスターでチェックする場合、スイッチが「閉」のときは抵抗がゼロとなり「開」のときは抵抗が無限大となります。

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164燃料油用遮断弁に用いられる電磁弁の作動について、正常な燃焼時の状態として正しいものはどれか。

  1. A通電した電磁コイルの働きで弁体が上昇して開く
  2. B電磁コイルに通電せず、ばねの力で弁体が開く
  3. C電磁コイルの働きで弁体が下りて弁座と密着して開く
  4. Dプランジャが往復運動を繰り返して開閉を行う
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正解:A通電した電磁コイルの働きで弁体が上昇して開く

正常な燃焼時には、通電した電磁コイルの働きで弁体が上昇して「開」の状態となります。

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165燃料油用遮断弁においてボイラーの停止時に弁体が弁座に押し付けられ「閉」の状態を保っている力はどれか。

  1. A電磁コイルの電磁力
  2. Bばねの力
  3. Cシリンダ内のプランジャの油圧
  4. Dボイラー内の蒸気圧力
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正解:Bばねの力

ボイラーの停止時は通電しておらず電磁コイルが働かないため、ばねの力によって弁体が弁座に押し付けられ「閉」の状態になります。

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166燃料油用遮断弁の故障原因に関する記述のうち、明確に誤っているものはどれか。

  1. A弁座に変形または損傷があること
  2. Bバイメタルやダイヤフラムが損傷すること
  3. C弁棒に曲がりや折損があること
  4. D配線が断線して通電しなくなること
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正解:Bバイメタルやダイヤフラムが損傷すること

燃料油用遮断弁にはそもそもバイメタルやダイヤフラムが使用されていないため、これの損傷は故障原因となりません。

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167燃料油用遮断弁の電磁コイルが焼損する原因として、正しいものはどれか。

  1. A配線の絶縁低下によって電流が漏れたため
  2. B燃料中の異物が弁体と弁座の間にかみ込んだため
  3. Cボイラー停止時にばねの張力が低下したため
  4. D弁体の作動が円滑でないときに電磁コイルの力で無理に動かそうとしたため
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正解:D弁体の作動が円滑でないときに電磁コイルの力で無理に動かそうとしたため

弁体の作動が円滑に行われていないときに電磁コイルの力で無理に動かそうとすると、過大な電流が流れてコイルが焼損することがあります。

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168ボイラーの清掃のためにボイラー水を排出する際、吹出し弁を開くときの水温の基準はどれか。

  1. A100℃以下になってから
  2. B95℃以下になってから
  3. C85℃以下になってから
  4. D90℃以下になってから
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正解:D90℃以下になってから

水温が高すぎると排出したとき大量の蒸気が発生してしまうのを防ぐため、ボイラー水の温度が90℃以下になってから排出します。

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169清掃のためにボイラーの運転を停止する際、押込ファン(通風機)を停止する適切なタイミングはどれか。

  1. A蒸気の送り出しを減少させる前
  2. B燃料の供給を停止する前
  3. C炉内に残った未燃ガスを排出した後
  4. D空気抜き弁を開いてボイラー内を真空にした後
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正解:C炉内に残った未燃ガスを排出した後

炉内に残った未燃ガスを排出(ポストパージ)した後、押込ファンを停止します。

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170運転停止後にボイラー内部が真空状態になることを防ぐために行う正しい操作はどれか。

  1. A給水弁と蒸気弁を全開にする
  2. B吹出し弁を少し開けておく
  3. C押込ファンを逆回転させる
  4. D空気抜き弁その他の蒸気室部の弁を開く
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正解:D空気抜き弁その他の蒸気室部の弁を開く

ボイラーが冷却されて蒸気が水に戻ると体積が急激に減少して真空状態となり危険なため、空気抜き弁などを開いて空気を自然に入れます。

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171清掃のためのボイラー水排出の手順として、燃料供給を停止した後の操作の順序で正しいものはどれか。

  1. Aファン停止 → 燃料供給停止 → 空気抜き弁開放
  2. B空気抜き弁閉鎖 → ファン停止 → 水温90℃以下で排出
  3. C未燃ガス排出 → ファン停止 → 空気抜き弁開放
  4. Dファン停止 → 水温90℃以下で排出 → 給水弁閉鎖
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正解:C未燃ガス排出 → ファン停止 → 空気抜き弁開放

燃料供給を停止し、炉内に残った未燃ガスを排出(ポストパージ)した後にファンを停止し、蒸気圧力がないことを確認して給水弁・蒸気弁を閉じ、空気抜き弁を開きます。

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172ボイラー内の伝熱面に固着したスケールを溶解除去する酸洗浄において、酸によるボイラーの金属部分の腐食を防止するために添加する薬剤はどれか。

  1. A抑制剤(インヒビタ)
  2. Bシリカ溶解剤
  3. C中和防錆剤
  4. Dエマルジョン化鉱物油
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正解:A抑制剤(インヒビタ)

酸洗浄を行うときは、スケールが付着していないボイラーの金属部分を腐食させるのを防止するため、抑制剤(インヒビタ)を添加します。

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173シリカ分の多い硬質スケールを酸洗浄する場合、酸洗浄を行う直前の「前処理」として行う作業はどれか。

  1. A塩酸を循環させて金属面を露出させる
  2. Bアルカリ薬液で酸を中和する
  3. Cボイラーを急激に冷却してスケールを剥離させる
  4. D所要の薬液を使用してスケールを膨潤させる
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正解:D所要の薬液を使用してスケールを膨潤させる

シリカ分の多い硬質スケールを酸洗浄する場合、前処理として所要の薬液(シリカ溶解剤)を使用してスケールを膨潤させます。

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174ボイラーの酸洗浄処理工程において、中和防錆処理を行う正しいタイミングはどれか。

  1. A酸洗浄の後に水洗した直後
  2. B前処理の直後
  3. C酸洗浄を行う直前
  4. D酸洗浄の最中
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正解:A酸洗浄の後に水洗した直後

酸洗浄の処理工程は「前処理→水洗→酸洗浄→水洗→中和防錆処理」の順で行われます。

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175ボイラーの酸洗浄作業中において、ボイラー周辺を「火気厳禁」としなければならない理由として正しいものはどれか。

  1. A不純物であるシリカが燃焼して有毒ガスを発生するため
  2. B抑制剤(インヒビタ)が揮発して引火しやすいため
  3. C洗浄液の温度が100℃を超えて熱せられるため
  4. D金属部分と酸が反応して気体の水素が発生し爆発の危険があるため
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正解:D金属部分と酸が反応して気体の水素が発生し爆発の危険があるため

酸洗浄の作業中、ボイラーの金属部分と薬液の酸が反応して気体の水素(水素ガス)が発生し、点火すると爆発する危険があるため火気厳禁となります。

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176水管ボイラーの伝熱管の「内面清掃」の目的として、誤っているものはどれか。

  1. Aスケールやスラッジによるボイラー効率の低下を防ぐ
  2. B管の閉塞によって安全装置や自動制御装置の機能が障害されることを防ぐ
  3. C伝熱管外面に付着した灰やすすによる通風障害を防ぐ
  4. Dボイラー水の循環が障害されることを防ぐ
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正解:C伝熱管外面に付着した灰やすすによる通風障害を防ぐ

灰やすすの堆積による通風障害の防止は、煙道など排ガスと接する伝熱管の「外面清掃」の目的です。

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177伝熱管の内面に固着したスケールや底部のスラッジが局部的な過熱を引き起こし、伝熱管の損傷(割れ、破裂)を招く理由として正しいものはどれか。

  1. Aスケールやスラッジの熱伝導率が著しく小さく、断熱効果をもつため
  2. Bボイラー水のpHが急激に低下して酸性腐食を起こすため
  3. Cスケールが水素ガスを吸収して体積が膨張するため
  4. D伝熱管の内径が太くなって水流が急激に加速するため
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正解:Aスケールやスラッジの熱伝導率が著しく小さく、断熱効果をもつため

スケールやスラッジは熱伝導率が小さいため、伝熱が悪くなって断熱効果をもち、付着した部分だけが局部的に過熱して損傷を引き起こします。

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178炉筒煙管ボイラーにおいて、炉底にスラッジが堆積することによって直接引き起こされる障害はどれか。

  1. A煙道を通るガスの流路が狭くなる通風障害
  2. Bボイラー水の循環の障害
  3. C燃料油用遮断弁の閉塞
  4. Dボイラー外面の空気接触による外部腐食
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正解:Bボイラー水の循環の障害

炉筒煙管ボイラーの場合は、炉底にスラッジが堆積することによって、ボイラー水の循環が障害されます。

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179伝熱管の外面清掃の目的に関する記述のうち、正しいものはどれか。

  1. A底部に沈殿したスラッジを除去してボイラー水の循環障害を防ぐ
  2. B重油の燃焼などで生じたすすを除去しボイラー効率の低下を防ぐ
  3. C水面計をつなぐ連絡管の閉塞を防ぎ水位を正しく表示させる
  4. Dスケールの付着や腐食の状態から水管理の良否を判断する
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正解:B重油の燃焼などで生じたすすを除去しボイラー効率の低下を防ぐ

外面清掃は、排ガスと接する伝熱管外面に付着したすす等を除去し、熱伝導率が小さいすすによるボイラー効率の低下や外部腐食を防ぐ目的で行います。

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180ボイラー休止中の保存法において、比較的長期間(3か月程度以上)にわたる休止や、凍結のおそれがある場合に採用される方法はどれか。

  1. A清水保存法
  2. B満水保存法
  3. C密閉満水保存法
  4. D乾燥保存法
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正解:D乾燥保存法

休止期間が3か月程度以上の比較的長期間にわたる場合や、凍結のおそれがある場合には乾燥保存法を採用します。

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181乾燥保存法において、ボイラー水を全部排出した後に、炉内を完全に乾燥させるために行う作業はどれか。

  1. A押込ファンを長時間連続運転する
  2. B大型の除湿機を炉内に設置する
  3. C少量の燃料を燃焼させる
  4. Dボイラー内に高圧の圧縮空気を送り込む
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正解:C少量の燃料を燃焼させる

湿気を取り除いて腐食を予防するために、少量の燃料を燃焼させて炉内を完全に乾燥させます。

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182乾燥保存法において、空気中の湿気による腐食を防ぐためにボイラー内に配置する吸湿剤として、物質の組合せはどれか。

  1. A生石灰・塩化カルシウム
  2. B活性炭・ゼオライト
  3. Cシリカゲル・活性アルミナ
  4. D水酸化ナトリウム・炭酸ナトリウム
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正解:Cシリカゲル・活性アルミナ

乾燥保存法では、吸湿剤としてシリカゲルや活性アルミナなどを容器に入れて、ボイラー内に数か所配置して密閉します。

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183満水保存法を採用できる休止期間の基準と、採用できない条件の組合せとして正しいものはどれか。

  1. A3か月程度以上 / 凍結のおそれがある場合
  2. B3か月程度以上 / 凍結のおそれがない場合
  3. C3か月程度以内 / 凍結のおそれがある場合
  4. D3か月程度以内 / 凍結のおそれがない場合
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正解:C3か月程度以内 / 凍結のおそれがある場合

満水保存法は休止期間が3か月程度以内の比較的短期間の場合に採用されますが、凍結のおそれがある場合にはボイラー破壊の危険があるため採用できません。

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184満水保存法において、保存水の管理のために行う測定の頻度および内容として正しいものはどれか。

  1. A1日に1回以上、電気伝導率と水素ガス濃度を測定する
  2. B月に1〜2回、薬剤の濃度やpH、鉄分の濃度などを測定する
  3. C1週間に1回程度、シリカ分と塩素イオンの濃度を測定する
  4. D6か月に1回程度、吸湿剤の吸水量を測定する
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正解:B月に1〜2回、薬剤の濃度やpH、鉄分の濃度などを測定する

満水保存法では、月に1〜2回、薬剤の濃度などを測定し、所定の値を保つよう管理します(pHや鉄分濃度も測定)。

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185常温(25℃)において、水溶液が「中性」を示すpHの値はどれか。

  1. A0
  2. B7
  3. C4.8
  4. D14
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正解:B7

常温(25℃)でpHの値が7であればその水溶液は中性、7未満であれば酸性、7を超えるものはアルカリ性となります。

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186ボイラー水のpHを適度なアルカリ性に保つことで抑制できる、鋼材の錆び(腐食)の一般的な発生作用はどれか。

  1. A電気化学的作用(イオン化)
  2. Bシリカの結晶化による物理的作用
  3. C高温のアルカリによる融解作用
  4. D水素ガスの引火による化学作用
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正解:A電気化学的作用(イオン化)

腐食(錆び)は、一般に電気化学的作用(イオン化)によって生じます。

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187鉄が水中で錆びる電気化学的過程において、水中の溶存気体である酸素(O2)が電子(e-)をとらえて変化するイオンはどれか。

  1. A鉄イオン(Fe2+)
  2. B水酸化物イオン(OH-)
  3. C水素イオン(H+)
  4. D炭酸水素イオン(HCO3-)
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正解:B水酸化物イオン(OH-)

水中の溶存気体である酸素が電子をとらえて水酸化物イオン(OH-)に変化し、これが鉄イオンと反応して水酸化鉄を生成します。

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188ボイラー水として最も鉄の腐食量が少なくなる、適度なアルカリ性とされるpHの範囲はどれか。

  1. ApH 4.4〜6.2
  2. BpH 10〜11
  3. CpH 7.0〜8.3
  4. DpH 8.2〜10.0
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正解:BpH 10〜11

ボイラー水はpH10〜11程度のときが適度なアルカリ性とされ、鉄の腐食量が最も少なくなります。

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189ボイラー水中のアルカリ度が上昇しすぎた際、鋼材と反応して鋼材を溶解させる「アルカリ腐食」の原因となる高濃度の物質はどれか。

  1. A水酸化カルシウム
  2. B炭酸カルシウム
  3. C水酸化ナトリウム
  4. Dりん酸カルシウム
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正解:C水酸化ナトリウム

アルカリ腐食は、高温のボイラー水中で濃縮した高濃度のアルカリ(水酸化ナトリウム)が鋼材と反応して生じます。

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190金属の表面に深い穴が開くように生じる局部腐食の形態を何というか。

  1. Aピッチング(孔食)
  2. B全面腐食
  3. Cグルービング
  4. Dエマルジョン
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正解:Aピッチング(孔食)

局部腐食のうち、金属の表面に深い穴が開くように生じるものをピッチング(孔食)といい、溝状につながって生じるものをグルービングといいます。

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191水中に含まれる水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩などのアルカリ分の量を示す指標で、「アルカリ度」とも呼ばれる用語はどれか。

  1. A全硬度
  2. Bシリカ硬度
  3. C電気伝導率
  4. D酸消費量
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正解:D酸消費量

酸消費量とは、水中に含まれる水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩などのアルカリ分の量を示すもので、アルカリ度ともいいます。

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192給水中に含まれる溶存気体のうち、鋼材を腐食する原因となる気体の組合せとして正しいものはどれか。

  1. A窒素と水素
  2. Bアルゴンとヘリウム
  3. C一酸化炭素とメタン
  4. D酸素と二酸化炭素
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正解:D酸素と二酸化炭素

給水中に含まれている溶存気体の酸素(O2)や二酸化炭素(CO2)は、いずれも鋼材を腐食する原因となります。

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193水中の不純物のうち、普段はボイラー水に溶けているが、蒸発した後にスケールやスラッジなどの固形物として残るものを何というか。

  1. A懸濁物
  2. B溶解性蒸発残留物
  3. Cエマルジョン化鉱物油
  4. D微細なじんあい
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正解:B溶解性蒸発残留物

溶解性蒸発残留物とは、普段はボイラー水に溶けている不純物であって、ボイラー水が蒸発した後に固形物として残るものをいいます。

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194ボイラーの「補給水処理」の方法として、半透膜を使って純水をつくる膜処理法を何というか。

  1. A単純軟化法
  2. B脱炭酸塩軟化法
  3. Cイオン交換水製造法
  4. D逆浸透法
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正解:D逆浸透法

膜処理法(逆浸透法)では、半透膜を使って純水をつくります。

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195単純軟化法による軟化装置(Na塔)において、強酸性陽イオン交換樹脂を通過させることで給水中から除去できる成分はどれか。

  1. A硬度成分(カルシウムとマグネシウム)
  2. Bシリカ
  3. C塩素イオン
  4. D炭酸水素イオン
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正解:A硬度成分(カルシウムとマグネシウム)

単純軟化法による軟化装置は、給水中の硬度成分(カルシウムとマグネシウム)を除去できますが、シリカや塩素イオンなどは除去できません。

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196軟化装置の処理水量が一定量以上になり、残留硬度が著しく増加し始める境目のことを何というか。

  1. A貫流点
  2. B飽和点
  3. C中和点
  4. D変色域
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正解:A貫流点

軟化装置の強酸性陽イオン交換樹脂の能力が飽和状態となり、イオン交換ができなくなって残留硬度が著しく増加するときのことを貫流点といいます。

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197単純軟化法による軟化装置の強酸性陽イオン交換樹脂の交換能力が低下した際、一般に「再生」のために樹脂に流す液体はどれか。

  1. A塩酸
  2. B食塩水
  3. C水酸化ナトリウム溶液
  4. Dりん酸ナトリウム溶液
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正解:B食塩水

強酸性陽イオン交換樹脂のイオン交換能力が低下してきたときは、一般に食塩水(塩化ナトリウムの水溶液)を流すことによって再生を行います。

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198ボイラー水または給水に直接添加し、腐食やスケールの付着、キャリオーバなどの障害を防ぐために用いる各種薬剤の総称を何というか。

  1. A抑制剤(インヒビタ)
  2. B指示薬
  3. C清缶剤
  4. D凝集剤
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正解:C清缶剤

清缶剤とは、水質を原因とする腐食やスケールの付着、キャリオーバなどの障害を防ぐために、ボイラー水または給水に直接添加する薬剤をいいます。

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199低圧ボイラーにおいて、硬度成分を軟化して不溶性の化合物であるスラッジに変え、伝熱面へのスケール付着を防止する「軟化剤」として用いられる主な薬剤の組合せはどれか。

  1. A水酸化ナトリウムとアンモニア
  2. B炭酸カルシウムと塩化ナトリウム
  3. C炭酸ナトリウムとりん酸ナトリウム
  4. Dタンニンとヒドラジン
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正解:C炭酸ナトリウムとりん酸ナトリウム

軟化剤には、炭酸ナトリウム、りん酸ナトリウムなどが用いられます(炭酸カルシウム等は誤り)。

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