第201問流動床式反応器の特徴として正しいものはどれか。
- A固体触媒が固定され、ガスが層を通過して反応する。
- B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す。
- C原料混合物を塔の中間部に供給し、温度差を利用して分離する。
- D液が充填物表面を流れ、蒸気と接触しながら反応する。
高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 ⑤ 保安管理2：設備・ポンプ・シール・安全管理
高圧ガスの製造に用いる設備・機器の知識を学ぶ分野です。反応器や蒸留塔、超低温容器・二重殻式貯槽、溶接容器、横置円筒形貯槽などの構造と用途、ポンプやシールの仕組みが頻出テーマです。乙種機械の中核となる分野で、各設備がどんな目的でどう使われるかの理解が問われます。設備の名称・構造・用途を一覧で整理し、なぜその構造が必要なのかを機能面から理解すると、現場をイメージしながら効率よく知識を定着させられます。
この分野の問題50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。
クイズモードで挑戦 →第202問超低温容器の可搬式の構造として、一般的に内槽と外槽の間はどのような状態にされているか。
- A不活性ガスが封入されている。
- B真空にされている。
- C大気圧の空気が満たされている。
- Dパーライト粒のみが充填されている。
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第203問蒸留塔における物質の分離について正しい記述はどれか。
- A塔上部から高沸点物質を多く含む液を抜き出す。
- B塔下部から低沸点物質を多く含む液を抜き出す。
- Cガスを溶解した液から溶解成分を取り除くことを主目的とする。
- D塔上部から低沸点物質を多く含む液を抜き出す。
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第204問二重殻式円筒形貯槽を用いて液化窒素を貯蔵する場合、内槽と外槽の間に充填されるものとして一般的なものはどれか。
- A砂利と不活性ガス
- Bパーライト粒と真空
- Cグラスウールと加圧空気
- D活性炭と水
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第205問溶接容器に関する記述として適切なものはどれか。
- A鋼板などを冷間加工で成形し、一般的に低圧の液化ガス容器に使用される。
- B鋼板などを熱間加工で成形し、無溶接で接合したものである。
- C一般的に高圧の圧縮ガス用の容器に広く使用される。
- D継ぎ目なし容器とも呼ばれ、非常に高い耐圧性を持つ。
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正解：A．鋼板などを冷間加工で成形し、一般的に低圧の液化ガス容器に使用される。
溶接容器は冷間加工と溶接で製造され、一般に低圧の液化ガス用に使用されます。高圧の圧縮ガス用は継ぎ目なし容器です。
この問題の解説ページを開く →第206問一般的な横置円筒形貯槽の主な用途として適切なものはどれか。
- A極低温の液化ヘリウムの長期間貯蔵
- B大規模な原油の地上タンク貯蔵
- C比較的小容量のLPガスなどの貯蔵
- D固体触媒の反応床としての利用
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第207問吸収塔の役割に関する説明として正しいものはどれか。
- A塔下部から低沸点物質を取り出す装置である。
- B固体触媒を流動化させ化学反応を促進する装置である。
- Cガスの溶解成分を取り除いた液は廃棄しなければならない。
- Dガスを溶解した液から溶解成分を取り除き、液を再利用する塔である。
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正解：D．ガスを溶解した液から溶解成分を取り除き、液を再利用する塔である。
一般的な吸収塔は、ガスを溶解した液から成分を取り除くことで再生し、再び吸収塔で使うことができます。
この問題の解説ページを開く →第208問棚段塔と充てん塔の比較において、棚段塔の特徴として正しいものはどれか。
- A液が充てん物の表面を流れ、蒸気と接触する。
- B液と蒸気が完全に同じ経路を逆向きに流れる構造である。
- C液がダウンカマーを通ってトレイ上を流れ、蒸気はトレイの穴を通る。
- D充てん塔に比べて構造が極めて単純で圧力損失が全くない。
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第209問二重管式熱交換器の伝熱の仕組みとして正しいものはどれか。
- A外管と内管を流れる2流体が、内管の管壁を通して熱交換を行う。
- Bプレートを重ね合わせた空間を流体が交差して熱交換を行う。
- C管の外側にフィンを設け、外気と直接熱交換を行う。
- D波形模様の管内で流体を層流にして伝熱を良くする。
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第210問プレート式熱交換器の特徴として誤っているものはどれか。
- A波形模様を刻んだ多数のプレートを重ね合わせた構造である。
- B多管円筒形熱交換器に比べて小型化が図れる。
- C同じ熱量を伝える場合、圧力損失が大きいという欠点がある。
- D流体を層流にして伝熱を良くする効果がある。
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第211問空冷式熱交換器において、伝熱管の外側にフィンを設ける主な目的はどれか。
- A冷却媒体の流量を減らすため
- B熱伝導率および比熱の低さを補うため伝熱面積を大きくする
- C機器全体の重量を軽減するため
- D管内の流体の圧力を下げるため
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第212問多管円筒形熱交換器と比較した際のプレート式熱交換器の利点と欠点の組み合わせで正しいものはどれか。
- A利点：小型化が可能、欠点：圧力損失が大きい
- B利点：圧力損失が小さい、欠点：大型になりやすい
- C利点：層流になりやすい、欠点：伝熱効率が悪い
- D利点：高温高圧に強い、欠点：洗浄が不可能
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第213問二重管式熱交換器を構成する部品として図に含まれるものはどれか。
- Aリターンベンド
- Bダウンカマー
- Cバブルキャップ
- Dラシヒリング
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第214問配管系のサポート設計において、考慮すべき荷重として適切なものの組み合わせはどれか。
- A圧力、重量のみ
- B圧力、重量、雪や氷の荷重、風圧による荷重
- C圧力、重量、雪や氷の荷重のみ
- D重量、風圧による荷重のみ
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第215問熱伸縮を吸収する目的で設置されるベローズ形伸縮管継手の採用条件として適切なものはどれか。
- A伸縮量が小さく、設置場所が広い場合
- B振動が極めて激しい箇所
- C伸縮量が大きく、設置場所が狭い場合
- D急激な温度変化がない箇所
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第216問安全弁の放出管など、突発的な衝撃による振動が予想される配管の設計として正しいものはどれか。
- A曲がりを多く設けて振動を吸収し、緩やかなサポートを設ける。
- B曲がりの少ないルート形状とし、強固なサポートを設ける。
- C熱伸縮を優先するためサポート間隔を最大限に広げる。
- D差込み溶接式管継手を多用して柔軟性を持たせる。
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第217問突合せ溶接式管継手の強度に関する記述として正しいものはどれか。
- A溶接が完全溶込みであっても、管材料の強さの半分程度にしかならない。
- B適正な熱処理が施されれば、接続される管材料と同等以上の強さとすることができる。
- Cフランジ接合に比べて強度が著しく劣るため高圧配管には使えない。
- D溶接部に熱処理を施すと強度が低下するため、熱処理は禁止されている。
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正解：B．適正な熱処理が施されれば、接続される管材料と同等以上の強さとすることができる。
突合せ溶接式管継手は、完全溶込みで適正な熱処理を施せば、管材料と同等以上の強度になります。
この問題の解説ページを開く →第218問配管の熱伸縮対策である「コールドスプリング」の説明として正しいものはどれか。
- A配管組立時に熱変位と同じ向きの変形を与え、常温時の変位をなくす。
- Bバネを用いて配管を吊り下げ、振動を吸収するサポート構造のことである。
- C低温配管専用の伸縮吸収継手のことである。
- D配管組立時に故意に熱変位と逆向きの変形を与え、運転時の変位を軽減する。
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正解：D．配管組立時に故意に熱変位と逆向きの変形を与え、運転時の変位を軽減する。
コールドスプリングは、配管組立時に故意に熱変位と逆向きの変形を与え、運転温度に達した際の最大変位を軽減させます。
この問題の解説ページを開く →第219問機械的振動に対する配管サポートの対策として適切なものはどれか。
- A配管系の固有振動との共振を促し、振動を分散させる。
- B支持間隔を縮め、固定バンドを用いて強制的に拘束する。
- C支持間隔を広げて配管を自由に動けるようにする。
- Dスプリングハンガーのみを使用し、剛直な支持を避ける。
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正解：B．支持間隔を縮め、固定バンドを用いて強制的に拘束する。
機械的振動に対しては、固有振動との共振を避けるため支持間隔を縮め、固定バンドで強制的に拘束するサポートを設けます。
この問題の解説ページを開く →第220問差込み溶接式管継手の使用制限として正しいものはどれか。
- Aあらゆる高圧配管に無制限に使用できる。
- B振動や腐食の激しい箇所や急激な温度変化が生じる箇所への使用は避ける。
- C突合せ溶接式管継手よりも強度が大きいため、過酷な環境に推奨される。
- D配管の熱伸縮を吸収する箇所に限定して使用される。
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正解：B．振動や腐食の激しい箇所や急激な温度変化が生じる箇所への使用は避ける。
差込み溶接式管継手は、振動や腐食が激しい箇所、急激な温度変化が生じる箇所への使用を避けなければなりません。
この問題の解説ページを開く →第221問1段圧縮の遠心圧縮機におけるバイパス方式による容量調整の特徴はどれか。
- A送風量を減少させても、バイパスされたガスが再圧縮されるため動力は削減されない。
- B送風量を減少させると、それに比例して動力が削減される。
- Cバイパス弁を開くとサージングが即座に悪化する。
- D吸込み側の圧力が低下し、キャビテーションが発生しやすくなる。
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正解：A．送風量を減少させても、バイパスされたガスが再圧縮されるため動力は削減されない。
バイパス方式は吸込み側に戻したガスを再び圧縮するため、送風量を減らしても動力の削減にはなりません。
この問題の解説ページを開く →第222問遠心圧縮機のロータの設計・運転において避けるべき回転速度はどれか。
- A軸系の固有振動数（危険速度）に一致する速度
- Bサージング限界以下の速度
- C定格運転速度
- D最高許容運転速度の半分
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第223問遠心圧縮機でサージングが発生した際の適切な対応はどれか。
- A直ちに吐出し弁を絞る。
- B直ちに吸入弁を全閉にする。
- C直ちに回転数を危険速度まで上げる。
- Dバイパス弁を開くか、吸入弁を開く。
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第224問多段往復圧縮機において、第2段の吐出し温度が異常上昇した場合に点検すべき箇所はどこか。
- A2段ガス冷却器
- B吸込みフィルタ
- C1段ガス冷却器
- Dスナッパタンク
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第225問多段往復圧縮機において、第2段のピストンリングが摩耗した場合の各段の圧力変化として正しいものはどれか。
- A1段の吐出し圧力が上昇し、2段の吐出し圧力が低下する。
- B1段の吐出し圧力が低下し、2段の吐出し圧力が上昇する。
- Cすべての段の吐出し圧力が均等に低下する。
- Dすべての段の吐出し圧力が均等に上昇する。
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正解：A．1段の吐出し圧力が上昇し、2段の吐出し圧力が低下する。
第2段のピストンリングが摩耗すると、高圧ガスが第1段に逆流するため、第1段の圧力は上昇し第2段の圧力は低下します。
この問題の解説ページを開く →第226問往復圧縮機の配管における脈動を低減する目的で設置されるものはどれか。
- Aバイパス管
- Bデミスター
- Cスナッパタンク（緩衝器）
- Dラビリンスシール
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第227問遠心圧縮機の性能曲線において、流量を減らしていくと圧力が上がり一時的に流れが逆転する境界を何と呼ぶか。
- Aキャビテーションポイント
- B危険速度
- CNPSH限界
- Dサージング限界
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第228問特性が異なる遠心ポンプを2台並列運転する際の注意点として正しいものはどれか。
- A常に両方のポンプから均等に吐出される。
- B吐出し弁を絞ると、揚程が高い側のポンプの吐出し量がゼロになる。
- C吐出し弁を絞りすぎると、揚程が低い側のポンプの吐出し量がゼロになることがある。
- D並列運転では揚程が足し算されるためキャビテーションは起こらない。
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正解：C．吐出し弁を絞りすぎると、揚程が低い側のポンプの吐出し量がゼロになることがある。
特性が異なるポンプの並列運転で配管集合後の吐出し弁を絞ると、揚程の低いポンプが押し負けて吐出し量がゼロになることがあります。
この問題の解説ページを開く →第229問プランジャポンプはどの種類のポンプに分類されるか。
- A遠心ポンプ
- B回転ポンプ
- C軸流ポンプ
- D往復ポンプ
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第230問液化ガスのポンプ運転におけるキャビテーションの考慮について正しいものはどれか。
- A蒸気圧が大気圧より高い場合は考慮しなくてよい。
- B遠心ポンプでは発生するが、往復ポンプでは絶対に発生しない。
- C蒸気圧に関わらず、液中で蒸気圧より低い圧力が生じれば発生するため考慮が必要である。
- Dキャビテーションは気体専用の圧縮機でのみ発生する現象である。
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正解：C．蒸気圧に関わらず、液中で蒸気圧より低い圧力が生じれば発生するため考慮が必要である。
蒸気圧が大気圧より高くても、液中でその蒸気圧より低い圧力が生じればキャビテーションは発生するため考慮が必要です。
この問題の解説ページを開く →第231問遠心ポンプの有効吸込み揚程（NPSH）を大きくするための操作として適切なものはどれか。
- A吸込み配管の径を細くする。
- B吸込み液面をより高い位置に設定する。
- Cポンプの回転数を上げる。
- D吸込み液面をより低い位置に設定する。
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第232問遠心ポンプのフライホイール効果を大きくすることの主な利点はどれか。
- Aポンプの緊急停止時に急激に停止しなくなるため、水撃作用を緩和できる。
- Bポンプの揚程が劇的に増加する。
- Cキャビテーションを完全に防止できる。
- D配管内の異物の詰まりを解消できる。
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正解：A．ポンプの緊急停止時に急激に停止しなくなるため、水撃作用を緩和できる。
フライホイール効果を大きくすると、電源停止時にも惰性で回り続けるため流速の急変を防ぎ、水撃作用を緩和します。
この問題の解説ページを開く →第233問遠心ポンプの吐出し配管内に異物が詰まった場合の現象として正しいものはどれか。
- A吐出し量が減少し、ポンプ吐出圧は下がる。
- B吐出し量が増加し、ポンプ吐出圧は下がる。
- C吐出し量もポンプ吐出圧も変化しない。
- D吐出し量が減少し、ポンプ吐出圧は上がる。
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第234問遠心ポンプの取扱い液の密度が計画より高くなった場合の影響として正しいものはどれか。
- A全揚程と吐出し量が同じなら原動機の負荷は変わらない。
- B密度が高くなるとキャビテーションが発生しなくなる。
- C密度が高くなると吐出圧力が計画より大幅に低下する。
- D全揚程と吐出し量が同じでも、吐出し質量が大きくなるため原動機が過負荷になる可能性がある。
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正解：D．全揚程と吐出し量が同じでも、吐出し質量が大きくなるため原動機が過負荷になる可能性がある。
揚程や体積流量が同じでも、液の密度が高くなると質量流量が増大するため、原動機に必要な動力が増え過負荷の恐れがあります。
この問題の解説ページを開く →第235問キャビテーション発生防止におけるNPSHの条件として正しいものはどれか。
- A利用しうるNPSH ＞ 必要NPSH
- B利用しうるNPSH ＜ 必要NPSH
- C利用しうるNPSH ＝ 必要NPSH
- DNPSHの値はキャビテーションに無関係である。
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正解：A．利用しうるNPSH ＞ 必要NPSH
キャビテーションを防ぐためには、設備側の「利用しうるNPSH」が、ポンプ固有の「必要NPSH」を上回っている必要があります。
この問題の解説ページを開く →第236問往復ポンプの脈動に関する記述として正しいものはどれか。
- Aシリンダ数の増加により脈動は大きくなる。
- B回転数を上げれば脈動は完全に消滅する。
- C往復ポンプでは脈動は一切発生しない。
- Dシリンダ数の増加により脈動は平均化され小さくなる。
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正解：D．シリンダ数の増加により脈動は平均化され小さくなる。
往復ポンプは液の吸込み・吐出しを間欠的に行うため脈動が生じますが、シリンダ数を増やすことで平均化され小さくなります。
この問題の解説ページを開く →第237問シール部品の名称について正しい記述はどれか。
- A静止接合面に挿入するものをパッキン、運動部に使用するものをガスケットという。
- B静止接合面に挿入するものをガスケット、運動部に使用するものをパッキンという。
- C気体の漏れ止めをガスケット、液体の漏れ止めをパッキンという。
- D金属製のものをパッキン、非金属のものをガスケットという。
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正解：B．静止接合面に挿入するものをガスケット、運動部に使用するものをパッキンという。
静止接合部に用いるシール部品をガスケット、往復や回転などの摺動部に用いるものをパッキンと呼びます。
この問題の解説ページを開く →第238問ボルトの締付け方法であるテンション法の特徴として正しいものはどれか。
- A正確なトルク管理が必要な少数のボルトにのみ適用できる。
- Bボルトを加熱して熱膨張を利用して締め付ける方法である。
- C人力のみで締め付けるため作業時間がかかる。
- D多数のボルトを同時に均一に締め付けることができる。
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正解：D．多数のボルトを同時に均一に締め付けることができる。
テンション法はボルトテンショナを使用し、油圧等でボルトを引っ張って多数のボルトを同時に均一に締め付けることができます。
この問題の解説ページを開く →第239問ラビリンスシールの適用条件として適切なものはどれか。
- A漏えいを完全に防止する必要がある毒性ガスの圧縮機
- B高圧気体がわずかに大気中に漏れることが許される圧縮機の軸封装置
- C可燃性液体の遠心ポンプの軸封装置
- D摩擦熱を極力嫌う往復ポンプのピストン部
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正解：B．高圧気体がわずかに大気中に漏れることが許される圧縮機の軸封装置
ラビリンスシールは、微細なすき間での圧力損失を利用するもので、気体のわずかな漏れが許容される場合に適しています。
この問題の解説ページを開く →第240問遠心ポンプのグランドパッキンの特徴として正しいものはどれか。
- A漏えいをほぼ完全に止めることができる。
- Bわずかな漏れが許される場合に使用され、可燃性や毒性の液体には使用されない。
- C可燃性、毒性の液体に最適である。
- D振動に対して極めて強く、メンテナンスフリーである。
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正解：B．わずかな漏れが許される場合に使用され、可燃性や毒性の液体には使用されない。
グランドパッキンは構造上わずかな漏れを許容して潤滑させるため、可燃性や毒性の液体には不向きです。
この問題の解説ページを開く →第241問メカニカルシールの特徴として誤っているものはどれか。
- A堅牢な構造であるため、激しい振動環境に最適である。
- B端面密封方式を採用している。
- C回転環と固定環がスプリング等で押し付けられている。
- D精密な部品であり、振動には弱い。
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第242問高温で運転する装置のフランジ締付けに関する対策として適切なものはどれか。
- A金属ガスケットは塑性変形するため、昇温過程で高温増し締め（ホットボルティング）を実施する。
- B昇温過程での増し締めはボルト破断の原因となるため絶対に避ける。
- C金属ガスケットは復元力が大きいため、常温での締付けのみで十分である。
- D高温用には木綿製のガスケットを使用する。
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正解：A．金属ガスケットは塑性変形するため、昇温過程で高温増し締め（ホットボルティング）を実施する。
金属ガスケットは締付け後の復元力が小さいため、高温配管では温度上昇過程で高温増し締めが必要です。
この問題の解説ページを開く →第243問オイルフィルムシールの特徴として正しいものはどれか。
- A軸とリングのすき間に油膜を形成させ、ガス漏れを防ぐためアンモニア等の可燃・毒性ガスに適用できる。
- B大気中へのガス漏れが許される場合にのみ適用される。
- C高温の気体に油が触れると発火するため、水蒸気専用である。
- D構造が単純であり、無給油圧縮機に好んで使われる。
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正解：A．軸とリングのすき間に油膜を形成させ、ガス漏れを防ぐためアンモニア等の可燃・毒性ガスに適用できる。
オイルフィルムシールは油膜で完全にガスを封止するため、漏れが許されないアンモニア等のガス圧縮機に適用されます。
この問題の解説ページを開く →第244問相対締付け法（フランジボルトの締付手順）の正しい説明はどれか。
- A全てのボルトを一度で規定トルクまで締め付ける。
- B隣り合うボルトを時計回りに順次規定トルクで締め付ける。
- C上下、左右と対称な順番に徐々に締め付け、最後に全ボルトを一周して確認する。
- D対角線のボルトを2本だけ強く締め、残りは手締めとする。
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正解：C．上下、左右と対称な順番に徐々に締め付け、最後に全ボルトを一周して確認する。
相対締付け法は、片締めを防ぐために対称な順番（十字等）で均等に締め付けていく方法です。一度で規定トルクにはしません。
この問題の解説ページを開く →第245問ボルトの素材選定として一般的な組み合わせはどれか。
- A常温・低圧では炭素鋼のマシンボルト、高温・高圧ではクロムモリブデン鋼のスタッドボルト
- B常温・低圧ではクロムモリブデン鋼、高温・高圧では炭素鋼
- C全ての条件下でステンレス鋼を使用する
- D常温・低圧ではアルミニウム合金、高温・高圧ではチタン合金
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正解：A．常温・低圧では炭素鋼のマシンボルト、高温・高圧ではクロムモリブデン鋼のスタッドボルト
一般に、常温・低圧フランジには炭素鋼の六角ボルトが、高温・高圧には強度の高いクロモリ鋼のスタッド（両ねじ）ボルトが使われます。
この問題の解説ページを開く →第246問配管フランジの漏えい防止において、配管の振動による緩み対策として適切なものはどれか。
- Aボルトを規定トルクの半分で締める。
- Bガスケットを二重に重ねる。
- C振れ止めを施工する。
- D金属ガスケットの使用を禁止する。
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第247問ETA（Event Tree Analysis）の手法に関する説明として正しいものはどれか。
- A過去の事故データから統計的に事故発生率を計算する手法。
- B頂上事象から原因を掘り下げていく演繹的解析手法。
- Cプロセスの正常状態からの「ずれ」に着目する手法。
- D機器の故障などの引金事象がどのように拡大していくかをツリー状に表現する手法。
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正解：D．機器の故障などの引金事象がどのように拡大していくかをツリー状に表現する手法。
ETAは、ポンプ停止などの引金事象から始まり、安全装置や運転員の操作の成功/失敗で事象がどう拡大するかを追う手法です。
この問題の解説ページを開く →第248問HAZOPの特徴として誤っているものはどれか。
- Aプラントの機器などに着目し、プロセスパラメータの正常状態からのずれを想定する。
- Bバッチ反応プロセスのハザード特定にも適している。
- C解析者が過去の経験のみに基づいて作成した独自のチェックリストで進める。
- DFTAの頂上事象の選定にも用いられる。
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正解：C．解析者が過去の経験のみに基づいて作成した独自のチェックリストで進める。
HAZOPは経験だけに頼らず、「流量」「温度」などのパラメータと「なし」「多い」等の手引用語を組み合わせて系統的に逸脱を洗い出します。
この問題の解説ページを開く →第249問FTA（Fault Tree Analysis）について正しい記述はどれか。
- A引金事象から事故の拡大を時系列に追う帰納的解析手法である。
- B品質のばらつき原因を4Mの観点から魚の骨のように整理する手法である。
- C頂上事象から原因を機器や部品の故障レベルまで掘り下げ、発生確率を推算する。
- Dバッチプロセスの状態変位を調べるのに特化した手法である。
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正解：C．頂上事象から原因を機器や部品の故障レベルまで掘り下げ、発生確率を推算する。
FTAは特定の事故（頂上事象）からAND/ORゲートを用いて原因を遡り、機器の故障確率などから事故発生確率を推算します。
この問題の解説ページを開く →第250問特性要因図（魚の骨図）の目的として正しいものはどれか。
- A事故の発生確率を定量的に算出する。
- Bプロセスの正常からのずれを網羅的に洗い出す。
- C品質のばらつきなどに影響を与える項目を洗い出し、関連するものを系統的に整理する。
- D許容できないリスクの対応策による残留リスクを評価する。
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正解：C．品質のばらつきなどに影響を与える項目を洗い出し、関連するものを系統的に整理する。
特性要因図は、結果（特性）に対する原因（要因）を整理し因果関係を把握するための図であり、確率の算出には使えません。
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