第三種冷凍機械責任者「保安・据付・自動制御」一問一答(全31問)

正解：d. 安全弁は圧力が異常に上昇すると開き、圧力が下がると再び閉じる

安全弁はばね式で、異常な高圧になると開き、圧力が下がると再び閉じて繰り返し機能するとする記述が正しい。作動後に再閉止せず取替えが必要なのは破裂板や溶栓であり、安全弁は一度作動すると再び閉じず取り替えが必要だとする記述は誤り。温度の上昇によって溶融金属が溶けて開くのは溶栓であり、安全弁がそのように作動するとする記述も誤り。安全弁には放出した冷媒を安全な場所へ導く放出管を設けるので、放出管を取り付けてはならないとする記述も誤り。

正解：a. 一定温度で溶融金属が溶けて冷媒を放出し、一度作動すると再び閉じない

溶栓は温度が上がると溶融金属が溶けて開口し冷媒を放出し、再閉止しない。よって、一定温度で溶融金属が溶けて冷媒を放出し一度作動すると再び閉じないとする記述が正しい。溶栓は圧力でなく温度で作動するので、圧力の異常上昇をばねで検知して作動するとする記述は誤り。放出が危険なため可燃性ガス・毒性ガス(アンモニア等)の設備には使用してはならず、これらを冷媒とする設備に用いるのが適するとする記述も誤り。溶けきると全量放出され再使用できないので、作動後は自動的に放出が止まりそのまま再使用できるとする記述も誤り。

正解：c. 耐圧試験は液体で行うのが原則で、気密試験は気体で行う

耐圧試験は水などの液体で行うのが原則。液体は非圧縮性で、破壊しても蓄えるエネルギーが小さく危険が少ないため。気密試験は空気や窒素などの気体を用い、圧力を保持して漏れの有無を確認する。したがって耐圧=液体・気密=気体が正しい。

正解：a. 1.5倍

液体による耐圧試験圧力は許容圧力の1.5倍以上と定められている。やむを得ず気体で行う場合は1.25倍以上とされる。1.0倍は許容圧力そのもので不足、3.0倍は過大で誤り。

正解：a. 異常な高圧を検知して圧縮機を停止させ、原則として手動復帰式とする

高圧遮断装置は異常な高圧を検知して圧縮機を停止させる保護装置で、原則手動復帰式とする。よって、異常な高圧を検知して圧縮機を停止させ原則として手動復帰式とするとする記述が正しい。安全弁が噴出する前に作動させる必要があるため作動圧力は安全弁の作動圧力以下に設定するので、安全弁が噴出する圧力よりも高い圧力で作動するように設定するとする記述は誤り。検知するのは高圧であって低圧や温度ではないため、吸込み側の低圧の低下を検知して作動するとする記述も、冷媒の温度を検知して作動するとする記述も誤り。

正解：d. 温度調節器(サーモスタット)は庫内温度が設定値に達すると圧縮機を発停させる

温度調節器は庫内温度を検知し、設定値になると圧縮機を運転・停止させて温度を保つ。低圧圧力スイッチは吸込み(低圧)側の圧力低下を検知する装置であり、吐出しガスの高圧を検知して作動すると述べる記述は誤り。高圧圧力スイッチが検知するのは高圧であって、吸込み圧力の低下を検知して作動すると述べる記述も誤り。温度調節器は温度で作動し圧力では作動しないので、圧力を検知して庫内温度を制御すると述べる記述も誤り。

正解：a. 低圧側の冷媒を受液器側へ回収する操作である

ポンプダウンは、停止前に圧縮機を運転して低圧側・蒸発器内の冷媒を凝縮器・受液器側に回収する操作で、停止中に低圧側へ冷媒がたまるのを防ぎ、再始動時の液戻り(液圧縮)を防止する。したがって、圧縮機に冷凍機油を補給する操作と述べる記述、冷媒を大気中に放出して設備内を空にする操作と述べる記述、凝縮器の冷却水を止める操作と述べる記述は、いずれもポンプダウンとは無関係で誤り。

正解：b. 蒸発しきれない液冷媒が圧縮機に吸い込まれる現象をいう

液戻りは蒸発器で蒸発しきれなかった液冷媒が圧縮機に吸い込まれる現象。液体はほとんど圧縮できないため、シリンダ内で液圧縮を起こしバルブやピストンを損傷させる。潤滑を悪化させ油を洗い流すので、潤滑をよくするため液戻りは多いほど望ましいと述べる記述は誤り。低圧・吸込み側で起こる現象であるから、高圧側で液が停滞して流れなくなる現象と述べる記述も誤り。液は気体と同様には圧縮できず運転上の問題となるので、問題はないと述べる記述も誤り。

正解：b. 硫黄をつけた棒を近づけ白煙が生じるかを調べる

硫黄をつけた棒を近づけて白煙の発生を調べる方法は、硫黄との反応で白煙が生じるアンモニア漏れの検知法であり、フルオロカーボンには反応しないため適切でない。フルオロカーボンの漏れには発泡液(石けん水)、電気式(電子式)ガス検知器、炎が緑色に変わるハライドトーチが用いられるので、これらを挙げる記述はいずれも適切である。

正解：d. アンモニアは水分が存在すると銅及び銅合金を腐食させる

アンモニアは水分が共存すると銅・銅合金を腐食させるとする記述が正しく、アンモニア設備には鋼が用いられるため、アンモニア冷媒の配管に銅管を用いるのが最も適すると述べる記述は誤り。炭素鋼は低温になるほど脆くなり脆性破壊(低温脆性)を起こしやすく低温用には適切な材料を選ぶ必要があるので、低温になるほど粘り強くなり脆性破壊しにくくなると述べる記述も誤り。フルオロカーボンもマグネシウム合金等を侵すため、いかなる金属も腐食させず材料選定は不要と述べる記述も誤り。

正解：a. 気密試験は空気や窒素など気体を用いて、微少な漏れの有無を確認するために行う試験である

気密試験は設計圧力(許容圧力)相当の気体を用いて、接合部やバルブなどからのガス漏れの有無を確認する試験であり、強度確認が目的の耐圧試験とは目的が異なる。よって気体を用いて微少な漏れの有無を確認するために行う試験だとする記述が正しい。気密試験は気体で行うため、液体を用いて耐圧試験の代わりに強度を確認するとする記述は誤り。気密試験の圧力は耐圧試験圧力よりも低い値(許容圧力程度)で行われ、同一とは限らないため、必ず耐圧試験圧力と同じ値としなければならないとする記述は誤り。気密試験の目的はまさに漏れの有無の確認であるため、強度確認が目的で漏れの有無は確認できないとする記述は誤り。

正解：c. 1.25倍以上

気体を用いる耐圧試験では、液体を用いる場合より危険性が高いため試験圧力は液体の場合(許容圧力の1.5倍以上)より低く設定され、許容圧力の1.25倍以上とされている。よって1.25倍以上とする記述が正しい。1.5倍以上とする記述は液体を用いる場合の基準であって気体の基準ではないため誤り。1.0倍以上とする記述では許容圧力を超える圧力での確認ができず耐圧試験として不十分であるため誤り。2.0倍以上という基準は定められていないため、その記述も誤りである。

正解：c. 炭素鋼は低温でもろくなるため、低温部には低温脆性の少ない材料を選定する必要がある

炭素鋼などの一部の金属材料は温度が低下すると延性を失いもろく破壊しやすくなる低温脆性を示すため、蒸発器周りなど低温部にはニッケル鋼や特殊鋼など低温脆性の小さい材料を選定する必要があり、炭素鋼が低温脆性を示すので低温部には低温脆性の少ない材料を選定するとする記述が正しい。オーステナイト系ステンレス鋼や銅・アルミニウムなど低温脆性を起こしにくい材料もあり、すべての金属材料に共通するわけではないため、材料選定によって回避できないとする記述は誤り。低温脆性は低温下でもろくなる現象であり高温での軟化ではないため、高温下で軟化し強度が低下する現象だとする記述は誤り。低温脆性は材料自体の結晶構造に起因する性質であり、冷媒の種類とは直接関係しないため、冷媒の種類で発生の有無が決まり材料の性質とは無関係だとする記述は誤り。

正解：c. 水分が存在すると銅や銅合金を腐食させるため、アンモニア冷凍設備には銅を使用しない

アンモニアは水分の存在下で銅や銅合金を腐食させる性質があるため、アンモニア冷凍設備では一部の特殊な銅合金を除き銅・銅合金の使用が避けられている。フルオロカーボン冷媒では銅管が広く用いられるのに対し、アンモニアでは腐食のため使用しないため、アンモニアは銅と反応しないので配管に銅管が広く使用されているとする記述は誤り。高温・常温を問わず水分があれば腐食が進行しうるため、腐食するのは高温時のみで常温では問題なく使用できるとする記述は誤り。反応は水分が存在する場合に生じやすいため、乾燥した状態でのみ生じ水分があるとむしろ抑制されるとする記述も誤り。

正解：d. 圧縮機などの振動源となる機器の配管には可とう管を設けて、振動が伝わるのを防ぐ

圧縮機など振動源となる機器につながる配管には可とう管を設置し、機器の振動が配管系全体や建物躯体に伝わって騒音や配管の疲労破損を招くことを防ぐのが一般的な防振対策である。配管を剛体で固定し緩衝材を設けないとかえって振動が伝播しやすくなるため、剛体で固定し緩衝材や可とう管を設けないことが望ましいとする記述は誤り。吐出し配管だけでなく吸込み配管や液配管でも振動対策は必要であるため、防振対策は吐出し配管にのみ必要で吸込み配管には不要とする記述は誤り。配管支持金物にも防振ゴムなどを組み合わせて振動対策に用いるものがあり、無関係とはいえないため、支持金物は防振対策に無関係とする記述も誤り。

正解：d. 冷却水や冷水の流量の減少を検知して圧縮機を停止させる保護装置である

断水リレーは、水冷凝縮器の冷却水や冷水を使用する冷却器(水チリングユニットの蒸発器など)で断水や水量減少が生じたときにこれを検知し、圧縮機を停止させたり警報を発したりして、凝縮圧力の異常上昇や冷却器の凍結事故などを防止する保護装置である。よって水量(流量)の減少を検知して機器を保護する装置とする記述が正しい。吐出しガス圧力の異常上昇を検知して圧縮機を停止させるのは高圧遮断装置の役割であるため、断水リレーが吐出しガス圧力の異常上昇を検知するとする記述は誤り。油圧の低下を検知して圧縮機を保護するのは油圧保護圧力スイッチの役割であるため、油圧の低下を検知する装置とする記述は誤り。断水リレーは水の流量を検知するものであり、冷媒充てん量の不足を直接検知して警報を発するとする記述も誤り。

正解：d. 冷媒充てん量が過剰であると、凝縮器の伝熱面積が液冷媒で覆われて有効に働かなくなり、凝縮圧力が上昇する

冷媒の充てん量が過剰になると余剰の液冷媒が凝縮器内に滞留し、凝縮に有効な伝熱面積が減少するため凝縮圧力が上昇し、圧縮機の動力増加や吐出しガス温度上昇などを招く。よって過剰充てんで伝熱面積が液冷媒に覆われ凝縮圧力が上昇するとする記述が正しい。過剰充てんは凝縮圧力や吐出しガス温度に明確な影響を与えるため、過剰でもこれらに影響しないとする記述は誤り。冷媒不足は逆に蒸発圧力の低下や冷凍能力の低下を招くものであり、凝縮圧力の異常上昇とは結びつかないため、不足すると凝縮圧力が異常上昇し高圧遮断装置が作動しやすくなるとする記述は誤り。冷媒の過不足は能力だけでなく圧縮機の温度上昇や潤滑不良など運転状態にも影響するため、運転状態に影響せず能力にのみ影響するとする記述も誤り。

正解：a. 吹出し管は、放出ガスが安全な場所へ導かれるよう屋外の適切な高さまで立ち上げる

安全弁から放出される高圧ガスは可燃性・毒性を持つ場合があるため、吹出し管は屋外の安全な場所まで立ち上げるなど、周囲への危害を防止できるよう放出先を考慮して据え付ける必要がある。よって放出先を考慮して屋外の適切な高さまで立ち上げるとする記述が正しい。吹出し管を他の配管と自由に接続すると閉塞やガスの逆流など危険があり独立性が求められるため、他の配管と自由に接続してよく放出経路の独立性は求められないとする記述は誤り。吹出し管に止め弁を設けて閉止すると安全弁作動時にガスが放出できなくなり危険であるため、止め弁を設けて常時閉止しておくとする記述は誤り。吹出し管の口径を安全弁本体より小さくすると放出時の抵抗が増し十分な放出能力が得られないため、口径を安全弁本体より小さくしてもよいとする記述も誤り。

正解：a. 安全弁とその容器との間に設ける止め弁は、点検時など特別な場合を除き常に全開にしておく

安全弁と容器の間に元弁を設ける場合は、安全弁が作動不能状態になるのを防ぐため点検・取替え等特別な場合を除き常に全開(常時開)としておかなければならない。通常時に閉止しておくと異常時に安全弁が機能せず重大事故につながるため誤り。元弁自体の設置は認められており禁止ではないため誤り。開度調整用ではなく全開固定が原則のため誤り。

正解：a. 安全弁は、容器の許容圧力以下の圧力で作動するように設定する

安全弁は容器を保護する最終安全装置であるため、その作動圧力は容器の許容圧力以下に設定する。耐圧試験圧力まで上昇してから作動するのでは容器保護の意味がなく誤り。高圧遮断装置は安全弁より先に圧縮機を止めて安全弁の作動を未然に防ぐ装置であり、冷凍保安規則関係例示基準ではその作動圧力を安全弁の吹始め圧力の最低値以下(かつ高圧部の許容圧力以下)に設定することとされている。つまり安全弁の作動圧力は高圧遮断装置の作動圧力より高い側にあるため、安全弁を高圧遮断装置より低く設定しなければならないとする記述は大小関係が逆で誤り。安全弁の作動圧力を任意に高くすると容器保護機能を果たせず誤り。

正解：b. 溶栓は、可燃性ガスや毒性ガスを冷媒とする冷凍設備には使用してはならない

溶栓は作動すると冷媒が放出され続け途中で止められないため、放出により危害を及ぼす可燃性ガスや毒性ガスを冷媒とする設備には使用できない。使用禁止の趣旨と逆であるため誤り。溶栓は限定的な小型設備等で安全弁の代替として用いられるものであり、あらゆる冷媒に優先して用いられるわけではないため誤り。溶栓は圧力でなく周囲・冷媒の温度上昇によって作動する装置であるため誤り。

正解：a. 異常高圧の原因を取り除き安全を確認した上で運転員が復帰させるため

高圧遮断装置は圧縮機を保護する重要な安全装置であり、作動した場合は高圧上昇の原因を点検・除去し安全を確認してから手動で復帰させることで、原因が解決しないまま自動的に再起動して再び異常運転に陥ることを防いでいる。手動復帰式の採用理由はコストではなく安全確保のためであり誤り。高圧遮断装置は高圧を検知して作動する装置であり検知が不要という説明は誤り。手動復帰式は安全確認を要するため運転効率向上を目的としたものではなく誤り。

正解：c. 圧縮機の吸込み圧力が異常に低下したときに検知して圧縮機を停止させる装置である

低圧圧力スイッチは圧縮機吸込み側(低圧側)の圧力低下を検知する保護装置で、冷媒不足や蒸発器の着霜等により吸込み圧力が異常に低下した際に圧縮機を停止させ、過度の温度低下による蒸発器の凍結や吸込み蒸気減少に伴う不具合を防ぐ。吐出しガス圧力異常上昇を検知するのは高圧圧力スイッチであり誤り。油圧低下を検知するのは油圧保護圧力スイッチであり誤り。断水を検知するのは断水リレーであり誤り。

正解：a. 給油圧力と吸込み圧力との差圧が一定時間、設定値以下に低下し続けたときに圧縮機を停止させる

油圧保護圧力スイッチは、給油圧力から吸込み圧力を差し引いた有効油圧を検知し、これが設定値以下の状態が一定時間継続すると、潤滑不良による不具合を防ぐため圧縮機を停止させる保護装置である。吐出しガス圧力の異常上昇を検知するのは高圧遮断装置であり誤り。冷媒充てん量そのものを直接検知する装置ではなく誤り。始動直後などは一時的に油圧が低い状態が生じるため、一定の遅延時間を設けて誤作動を防ぐのが一般的であり、即座に停止させる構造とするのは誤り。

正解：a. 予想される腐食による板厚の減少をあらかじめ見込み、腐食代を加えて設計する

圧力容器は使用中に内外面で腐食が進行し板厚が減少していくため、設計段階で必要な強度上の板厚に加え、想定される腐食減少分を見込んだ腐食代を上乗せして板厚を定め、長期使用後も強度を保てるようにする。腐食は設計段階から考慮すべき事項であり誤り。腐食代は経年後の強度低下を防ぐ安全上の対策であり効果がないとするのは誤り。容器は内面だけでなく外面からも腐食を受けうるため外面を考慮不要とするのは誤り。

正解：a. 容器・配管の外面には防食塗装を施し、塗膜の劣化や損傷を定期的に点検して塗り替える

屋外や湿気の多い環境にある圧力容器・配管は外面が大気中の水分等により腐食するおそれがあるため、防食塗装を施し、定期点検で塗膜の劣化・損傷を確認して塗り替えるなどの保守管理を行う必要がある。外面も腐食環境にさらされるため塗装等の防食措置が不要とするのは誤り。塗膜は経年で劣化するため定期点検・補修が必要であり、恒久的に効果が持続するとするのは誤り。保温材で覆われた配管等では外部からの水分侵入により保温材下で腐食が進行することがあり、点検不要とするのは誤り。

正解：c. 圧縮機などの機器は、不同沈下を生じない堅固な基礎の上に水平に据え付ける

圧縮機などの回転・往復動を伴う機器は、運転中の振動や荷重に耐え、不同沈下や変形を生じない堅固な基礎の上に、水平を保って据え付けることが基本である。傾斜した基礎が運転で自然に水平化することはなく、かえって異常振動や機器の損傷を招くため誤り。地盤の長期的な沈下は運転継続に伴う機器の狂いや配管応力の原因となるため据付け後も考慮すべき事項であり誤り。振動の大きい機器ほど基礎に十分な質量・剛性を持たせて振動を吸収・抑制する必要があり、基礎を軽量にするというのは誤り。

正解：a. 防熱材の外側には防湿層を設け、外部からの水分の浸入による断熱性能の低下を防ぐ

低温側の配管・機器の防熱材は外気との温度差により結露しやすく、水分が浸入すると防熱材が濡れて断熱性能が著しく低下し、氷点下の部分では凍結して防熱材の破損を招くため、防熱材の最外側に防湿層を設けて水分の浸入を防ぐ。低温側でも防湿層は重要であり不要とするのは誤り。防熱材は保温にも保冷にも用いられ、低温配管の保冷にも使用されるため誤り。防湿層は水分の浸入を外側で食い止めるため防熱材の最外側(外気側)に設けるのが正しく、内側に設けるとするのは誤り。

正解：a. 液封は液冷媒の閉じ込めで異常な高圧を生じるため、止め弁をみだりに全閉にしない

液封は、液冷媒が両端を閉止された配管や機器内に閉じ込められた状態で周囲温度の上昇等により液が膨張しようとして異常な高圧を生じる危険な現象であり、これを防ぐため常時液で満たされるおそれのある部分の止め弁は、点検等特別な場合を除きみだりに全閉にしないことが求められる。液封は液体の非圧縮性に起因して起こる現象であり気体には基本的に生じないため誤り。液封は圧力が急激に上昇する危険な現象であり対策不要とするのは誤り。両端を全閉にすること自体が液封を生じさせる原因となるため誤り。

正解：b. 冷媒ガスが漏えいした場合に滞留しないよう、有効な換気を行うことができる設備を設ける

冷凍設備の機械室では、冷媒ガスが万一漏えいした際に室内に滞留して酸欠や中毒、可燃性ガスの場合は爆発などの危険を生じないよう、有効な換気を行うことができる換気設備を設けることが求められる。機械室を気密に保つと漏えいガスが滞留し危険性が高まるため誤り。換気は温度管理目的だけでなく漏えい時の安全確保のために不可欠であり誤り。冷媒は停止中の漏えいでも滞留しうるため、運転中に限らず必要な換気を確保すべきであり誤り。

正解：c. 可燃性ガスや毒性ガスを冷媒とする機械室には、漏えいを検知して警報を発する設備を設ける

アンモニアなどの毒性ガスや可燃性ガスを冷媒とする冷凍設備の機械室には、冷媒の漏えいを速やかに検知し作業者に知らせて避難や対応を促すためのガス漏えい検知警報設備を設けることが求められる。可燃性・毒性冷媒を使用する設備では設置が必要であり、すべて不要とするのは誤り。検知警報設備は設定された濃度に達した場合に警報を発する構造であり、常時発し続けるものではないため誤り。ガス漏えい検知警報設備は保安・安全確保のための装置であり、運転効率向上を目的とするものではないため誤り。