高圧ガス製造保安責任者 乙種化学　④ 保安管理1（燃焼爆発・ガス性質・材料・計測・設備）

正解：D．化学量論組成付近

化学量論組成付近の混合ガスは、爆発限界付近のものよりも小さなエネルギーで発火します。

正解：B．燃焼速度が低下するため爆発範囲が狭まる

ガスの温度が低下すると、燃焼速度が低下するため爆発範囲は狭まります。

正解：C．高圧になると消炎距離は小さくなり消炎しにくくなる

高圧になると消炎距離は小さくなり、細かいすき間でも火炎が通過できるため消炎しにくくなります。

正解：B．音速を超え1000〜3000m/sに達する

爆ごうは化学的な爆発の一種で、火炎の伝ぱ速度が音速を超えて広がるものをいいます。

正解：B．静電気防止策として高圧ガス中に油を混入させることはない

高圧ガス中に油を混入させると帯電が著しくなるため、静電気防止として油を混入させることはありません。

正解：D．最大安全すき間は消炎距離よりも小さい値となる

最大安全すき間は爆発火炎による圧力変化がある場合を対象としており、圧力変化がない消炎距離よりも小さな値になります。

正解：D．単独であっても分解反応によって多量の熱を発生し爆発する

アセチレンなどは単独であっても分解反応によって多量の熱を発生し、爆発（分解爆発）するものがあります。

正解：D．空気中に比べて酸素中では爆発範囲が広くなる

可燃性ガスの爆発範囲は、空気中に比べて酸素中の方が広くなります。

正解：D．無色、無臭の可燃性ガスである

一酸化炭素は無色・無臭の可燃性ガスであり、炭化水素系燃料の不完全燃焼で発生します。

正解：D．特有のアーモンドのような臭いをもつ無色の可燃性ガスである

シアン化水素は常温でアーモンドのような特有の臭いをもち、極めて毒性の強い無色の可燃性ガスです。

正解：A．金属が二酸化炭素の酸素を奪って燃焼するため消火に有効ではない

マグネシウム等は二酸化炭素から酸素を奪って燃焼を続けるため、二酸化炭素は消火に有効ではありません。

正解：B．無色無臭の可燃性の気体で、水にほとんど溶解しない

エチレンは無色、無臭の可燃性の気体ですが、水にはほとんど溶解しません（不溶）。

正解：C．医療用MRIの超伝導マグネットの冷却に用いられる

ヘリウムは沸点が物質の中で最も低く、液体ヘリウムはMRIの超伝導マグネット冷却等に用いられます。

正解：C．窒素と水

アンモニアは酸素中で燃焼すると窒素と水を生じます（2NH3 + 1.5O2 → N2 + 3H2O）。

正解：C．結晶格子中に侵入し材料の強度劣化（水素脆化）を起こす

水素は金属結晶格子の中に侵入し金属中を拡散するため、強度劣化などの水素脆化を起こす危険性があります。

正解：A．銅、銀およびそれらの塩

アセチレンは銅、銀およびそれらの塩と接触すると、分解爆発の要因となる金属アセチリドを生成します。

正解：A．無色の可燃性ガスで、毒性があり多量吸入で平衡感覚喪失を起こす

酸化エチレンは無色の可燃性ガスで毒性があり、多量吸入によって平衡感覚の喪失を起こすことがあります。

正解：A．激しい刺激臭のあるガスで、毒性が強く可燃性物質に対して支燃性を示す

塩素は激しい刺激臭があり毒性が極めて強く、可燃性物質に対して支燃性を示す活性なガスです。

正解：C．空気より軽く、漏えい時には高い所に滞留しやすい

メタンは分子量16で空気（29）より軽いため、漏えい時には高い所に滞留しやすい性質があります。

正解：D．無色のガスで、医療用の麻酔ガスに広く使われている

亜酸化窒素（N2O）は無色のガスで、医療用の麻酔ガスなどに広く使用されています。

正解：D．環境によって異なるため、必ずしもイオン化列の順にはならない

環境によってどちらが陽極となるかが異なるため、必ずしもイオン化列の順に腐食するとは限りません。

正解：D．炭素量が少ない鋼種のほうが起こりにくい

溶接熱影響部の粒界腐食は、炭素量が少ない（ローカーボン）鋼種の方が起こりにくいです。

正解：C．さびこぶの下は酸素供給が遮断され陽極（アノード）となるため

さびこぶの下は酸素供給が遮断されて陽極（アノード：酸化電極）となるため、孔状の腐食（孔食）が進行します。

正解：B．進行速度の推定が難しいため腐食しろを加えた厚さで設計すべきではない

孔食などの局部腐食は進行速度の推定が難しく、全面腐食のような腐食しろの加算だけでは対応できないため、材料変更や防食・検査で対応します。

正解：C．炭素鋼からオーステナイト系ステンレス鋼に変更する

低温脆性破壊を防止するためには、炭素鋼から低温に強いオーステナイト系ステンレス鋼に変更します。

正解：B．保護性のある皮膜が除去され金属表面が露出することで腐食が促進されやすい

機械的損傷によって保護皮膜が除去され金属表面が常に露出するため、化学的腐食がより促進されやすくなります。

正解：A．ネルソン線図を用いてクロムモリブデン鋼を選定

高温高圧の水素配管（水素侵食対策）には、ネルソン線図を用いて炭素鋼ではなくクロムモリブデン鋼を選定します。

正解：D．激しい腐食性を示すため銅合金は採用できない

アンモニアは銅および銅合金に対して激しい腐食性を示すため、熱交換器のチューブ等には採用できません。

正解：A．皮膜（不動態皮膜など）の成長とともに抑制される

高温における酸化速度は、表面に形成される皮膜が成長するにつれて金属内部への酸素の拡散が阻害され抑制されます。

正解：C．直流電流を人工的に環境から金属に流入させて防食する

湿食は金属から環境へ電流が流出することで起こるため、外部電源法では環境から金属へ人工的に直流電流を流入させます。

正解：C．人為的に不適切な操作や過失を犯さないよう、またミスをしても安全性を保つよう配慮すること

フール・プルーフは人為的な操作ミスを防ぎ、ミスをしても安全を保持する設計上の配慮を指します。

正解：A．ベンチュリはオリフィスに比べ圧力損失が小さく沈殿物がたまりにくい

ベンチュリ流量計は滑らかな構造のため、オリフィスに比べて圧力損失が小さく異物や沈殿物がたまりにくい特徴があります。

正解：B．容積式流量計（オーバル形など）

容積式流量計は高粘度流体でも精度よく測定できます。タービン式は層流になりやすいため高粘度には不向きです。

正解：B．2種類の導体の接合点間に生じる、温度差にほぼ比例した熱起電力を利用する

熱電対を用いた熱電温度計は、2種類の導体の接合点の温度差によって生じる熱起電力を利用して温度を測定します。

正解：C．透視式ゲージグラス

2液の界面や不透明な液体の測定には、ガラスを通して奥まで見通せる透視式ゲージグラスが適しています。

正解：B．正のゲージ圧力および負のゲージ圧力（真空圧）の両方の測定に使用できる

ブルドン管の変形を利用するため、正のゲージ圧力だけでなく負のゲージ圧力（真空）の測定にも連成計等として使用できます。

正解：A．液中に浸したディスプレーサの沈む深さに比例した浮力の変化を検出する

ディスプレーサ式液面計は、液体に浸かった部分の体積に応じた浮力の変化（トルクの変化等）を検出して液面を測定します。

正解：B．金属管のチャンバ内にフロートを内蔵した金属管式マグネットゲージ

ガラスの破損による漏えいを防ぐため、高圧や毒性流体には金属チャンバで密閉された金属管式マグネットゲージが適しています。

正解：C．固体触媒粒子が流動化した状態でガスと接触して反応を起こさせる

流動床式反応器は、微小な固体触媒粒子を下部からのガス流によって流動化（浮遊）させた状態で反応させる装置です。

正解：D．内槽と外槽の間にパーライト粒などを充填して真空にしている

超低温容器は、熱侵入を防ぐため内槽と外槽の間にパーライトなどの断熱材を充填し、さらに真空引きした構造が一般的です。

正解：A．再生塔などで溶解成分を取り除き、再び吸収塔で吸収液として循環使用する

吸収塔でガス成分を吸収した液は、再生塔（ストリッパ）へ送られて加熱等で溶解成分を放出し、再び吸収塔へ戻り使用されます。

正解：A．塔上部から低沸点物質を、塔下部から高沸点物質を抜き出す

蒸留塔では、塔内の温度勾配により、塔上部からは沸点の低い（蒸発しやすい）物質を、下部からは沸点の高い物質を抜き出します。

正解：A．外管と内管にそれぞれ流体が流れ、内管の管壁を通して熱交換を行う

二重管式熱交換器は内管と外管の二重構造であり、両管の隙間と内管内部を流れる2流体が内管の壁を通して熱交換します。

正解：A．多管円筒形に比べて小型化が図れるが、圧力損失が大きいという欠点がある

プレート式は流体が乱流になりやすく伝熱効率が高いため小型化できますが、流路が狭く複雑なため圧力損失が大きくなります。

正解：C．コーナーや伸縮ループ、ベローズ形伸縮管継手などを設ける

温度変化による配管の熱伸縮を吸収・逃がすため、コーナー、伸縮ループ、またはベローズ等の伸縮継手が設けられます。

正解：B．完全溶込みで適正な熱処理が施されれば、管材料と同等以上の強さとすることができる

突合せ溶接は、完全溶込みと適正な熱処理（応力除去等）により、母材である管材料と同等以上の強度を確保できます。

正解：D．直ちに吐出し弁を絞り、吐出し量を強制的に減らす

サージング発生時に吐出し弁を絞ると、さらに低風量域（サージ領域）に入りサージングが悪化するため絶対に行ってはいけません。

正解：A．第1段の吐出し圧力は上昇し、第2段の吐出し圧力は低下する

第2段のリング摩耗で高圧ガスが第1段側へ逆流（漏れ）するため、第1段の圧力は上昇し、第2段の吐出し圧力は低下します。

正解：B．重量、圧力のほか、雪や氷の荷重、風圧による荷重の影響も考慮する

配管サポートの設計では、内圧・重量だけでなく、雪・氷の付着荷重や風圧、地震等の外部負荷荷重も総合的に考慮する必要があります。

正解：B．運転時の最大熱変位を軽減するため、組立時に故意に熱変位と逆向きの変形を与えておくこと

コールドスプリングは、運転温度に達した際の熱変位や応力を軽減させるため、配管組立時に故意に逆向きの寸法誤差（変形）を与える手法です。