第三種冷凍機械責任者「安全装置・材料と圧力容器・据付けと試験」の練習問題（10問）

第三種冷凍機械責任者の「安全装置・材料と圧力容器・据付けと試験」（保安管理技術）から10問を収録しています。答えの下に解説があるので、間違えた理由をその場で確認できます。

過去の試験問題の転載や言い換えではなく、試験科目と法令・技術の内容から当サイトが独自に作成した問題です。

安全装置・材料と圧力容器・据付けと試験では何が問われる？

安全弁・破裂板・溶栓・高圧遮断装置の働きの違い、応力と板厚の関係（薄肉円筒胴の円周方向応力）、耐圧試験・気密試験・真空試験の順序と圧力・使う流体の決まりが中心。

安全装置・材料と圧力容器・据付けと試験で間違えやすいのはどこ？

溶栓は温度で作動し、破裂板と溶栓は作動すると放出が止まらない。円周方向の応力は軸方向の2倍で、長手継手にかかる。耐圧試験は液体で許容圧力の1.5倍以上（気体なら1.25倍以上）、気密試験は許容圧力以上。順序は耐圧→気密→真空。気密試験に酸素は使わない。

第三種冷凍機械責任者の全127問をクイズ形式で解く

安全装置・材料と圧力容器・据付けと試験をくわしく知るには？

安全弁・破裂板・溶栓・高圧遮断装置の違いと液封、応力と薄肉円筒胴の強さ、耐圧試験・気密試験・真空試験の順序と圧力を、例題つきでまとめます。

安全装置・材料の強さ・耐圧試験と気密試験を読む

次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、安全装置の種類と働きについて正しいものはどれか。イ　安全弁は、容器内の圧力が設定圧力を超えると開いてガスを放出し、圧力が下がると閉じる。ロ　安全弁に付けた止め弁は、修理や清掃のとき以外は常に全開にしておく。ハ　安全弁は、一度作動すると交換しなければ再使用できない。ニ　破裂板は、一度作動すると板が破れたままになり、圧力が下がってもガスの放出は止まらない。
- イ、ロ
- イ、ニ
- ロ、ニ
- イ、ロ、ニ正解
- ロ、ハ、ニ
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正しいのはイ、ロ、ニです。イは正しい。安全弁はばねで弁を押さえており、圧力が設定値以下に戻れば閉じて繰り返し使えます。ロは正しい。冷凍保安規則の製造の方法の基準で、安全弁に付けた止め弁は修理・清掃のとき以外は常に全開にしておくことになっています。ハは誤り。安全弁は圧力が下がると閉じ、何度でも作動できます。作動すると交換が必要になるのは破裂板や溶栓です。ニは正しい。破裂板は薄い板が破れて開くので、作動後は圧力が下がっても閉じません。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、溶栓について正しいものはどれか。イ　溶栓は、可溶合金が一定の温度で溶けることでガスを放出する安全装置である。ロ　溶栓は、圧縮機の吐出しガスの高温に触れる位置に取り付けるのが適している。ハ　溶栓は温度で作動するため、周囲の温度が上がらずに圧力だけが上がった場合には作動しない。ニ　溶栓が作動すると、冷媒は容器の中の圧力が大気圧近くになるまで放出されるおそれがある。
- イ、ニ
- ハ、ニ
- イ、ハ、ニ正解
- ロ、ハ、ニ
- イ、ロ、ハ、ニ
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正しいのはイ、ハ、ニです。イは正しい。可溶合金が決められた温度で溶けて穴が開き、中のガスを逃がします。ロは誤り。吐出しガスの高温に触れると、異常がなくても溶けるおそれがあります。溶栓はそのような場所には付けません。ハは正しい。溶栓は圧力の上昇そのものを感じ取れないので、圧力の異常には安全弁などで備えます。ニは正しい。溶けた栓は元に戻らないので、冷媒の放出が止まりません。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、高圧遮断装置と液封について正しいものはどれか。イ　液封のおそれがある部分には、安全弁や破裂板などの圧力逃がし装置を付ける。ロ　冷媒液が充満した配管の両端の弁が閉じた状態で温度が上がると、液の膨張で異常な高圧になることがあり、これを液封という。ハ　高圧遮断装置は、作動したあと圧力が下がると自動的に元に戻って圧縮機を再起動する方式とするのが原則である。ニ　高圧遮断装置は、異常な高圧を検知して圧縮機を止めるもので、安全弁が作動する圧力より低い圧力で作動するように設定する。
- イ、ロ
- イ、ニ
- ロ、ニ
- イ、ロ、ハ
- イ、ロ、ニ正解
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正しいのはイ、ロ、ニです。イは正しい。弁の操作を誤っても配管や弁が壊れないように、圧力を逃がす道を用意しておきます。ロは正しい。液はほとんど圧縮できないので、わずかな膨張でも圧力が急に上がります。ハは誤り。原因が残ったまま再起動するのを防ぐため、作動後は人が原因を確かめてから戻す手動復帰式が原則です。ニは正しい。ガスを放出する前に圧縮機を止められるよう、安全弁より先に働かせます。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、材料の強さについて正しいものはどれか。イ　許容引張応力は、材料の引張強さより大きい値に決められる。ロ　材料に引張荷重をかけたときの応力は、荷重を断面積で割った値で、単位はN/mm²で表す。ハ　弾性限度内では、応力とひずみは比例する。ニ　炭素鋼は低温になると粘り強さが増すので、低温で衝撃を受けても割れにくい。
- ロ、ハ正解
- ロ、ニ
- ハ、ニ
- イ、ロ、ハ
- ロ、ハ、ニ
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正しいのはロ、ハです。イは誤り。許容引張応力は、引張強さに余裕を持たせた小さい値です。ロは正しい。1N/mm²は1MPaと同じ大きさです。ハは正しい。この範囲では、力を除くと材料は元の形に戻ります。ニは誤り。炭素鋼は低温で粘り強さを失い、衝撃で割れやすくなります。これを低温ぜい性といいます。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、薄肉円筒胴の応力について正しいものはどれか。イ　内圧を受ける薄肉円筒胴では、円周方向の応力は、軸方向の応力の2倍になる。ロ　同じ内圧と材料なら、胴の内径が大きいほど必要な板厚は小さくなる。ハ　薄肉円筒胴の長手方向の溶接継手には、円周方向の応力が作用する。ニ　薄肉円筒胴の円周方向の応力は、内圧と胴の内径に比例し、板厚に反比例する。
- イ、ハ
- イ、ニ
- ハ、ニ
- イ、ハ、ニ正解
- ロ、ハ、ニ
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正しいのはイ、ハ、ニです。イは正しい。円周方向の応力は内圧×内径÷(2×板厚)、軸方向の応力は内圧×内径÷(4×板厚)です。ロは誤り。内径が大きいほど応力が大きくなるので、同じ応力に抑えるには板を厚くする必要があります。ハは正しい。長手継手は胴を縦に割る向きの力を受けるので、大きいほうの円周方向の応力がかかります。ニは正しい。内圧×内径÷(2×板厚)の式のとおりです。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、鏡板と低温で使う材料について正しいものはどれか。イ　同じ内圧・内径なら、半球形の鏡板は平板の鏡板より生じる応力が小さい。ロ　圧力容器の材料は、使用温度が低いほど、どの材料でも衝撃に強くなる。ハ　銅やアルミニウム、オーステナイト系ステンレス鋼は、炭素鋼に比べて低温ぜい性を起こしにくい。ニ　皿形鏡板では、すみの丸みの半径が小さいほど、その部分に応力が集中しやすい。
- イ、ニ
- ハ、ニ
- イ、ハ、ニ正解
- ロ、ハ、ニ
- イ、ロ、ハ、ニ
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正しいのはイ、ハ、ニです。イは正しい。曲面で圧力を受ける半球形は応力が小さく、平板は曲げを受けるので応力が大きくなります。ロは誤り。炭素鋼のように、低温で衝撃に弱くなる材料があります。ハは正しい。これらは低温でも粘り強さを保つので、低温で使う部分に向いています。ニは正しい。急な曲がり角ほど応力が集中するので、すみの丸みは大きいほうが有利です。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、耐圧試験について正しいものはどれか。イ　耐圧試験は、気密試験で漏れがないことを確かめたあとに行う。ロ　耐圧試験に液体を使うのは、気体に比べて、万一破壊したときに放出されるエネルギーが小さく安全だからである。ハ　液体を使うことが困難な場合は、空気や窒素などの気体を使い、許容圧力の1.25倍以上の圧力で耐圧試験を行うことができる。ニ　耐圧試験は、配管以外の部分について、原則として水などの液体を使い、許容圧力の1.5倍以上の圧力で行う。
- ロ、ハ
- ロ、ニ
- ハ、ニ
- イ、ロ、ニ
- ロ、ハ、ニ正解
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正しいのはロ、ハ、ニです。イは誤り。順序は逆で、耐圧試験に合格したものについて気密試験を行います。ロは正しい。液体はほとんど圧縮されないので、ためこまれるエネルギーが小さくて済みます。ハは正しい。気体で行うときの倍率は1.25倍以上です。ニは正しい。冷凍保安規則の技術上の基準で定められた値です。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、気密試験について正しいものはどれか。イ　気密試験は、耐圧試験に合格した容器などを組み立てたあとに行い、漏れがないことを確かめる試験である。ロ　気密試験で漏れを調べるときは、発泡液を塗って泡の出る所を探す方法がある。ハ　気密試験は、許容圧力の1.5倍以上の圧力で、水を使って行う。ニ　気密試験には、酸素を使ってもよい。
- イ、ロ正解
- イ、ハ
- ロ、ハ
- イ、ロ、ハ
- イ、ロ、ニ
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正しいのはイ、ロです。イは正しい。強さを確かめる耐圧試験のあとに、漏れを確かめる気密試験を行います。ロは正しい。加圧した状態で継手などに発泡液を塗り、泡で漏れの場所を見つけます。ハは誤り。気密試験は空気や窒素などの気体を使い、許容圧力以上の圧力で行います。液体を使い1.5倍以上で行うのは耐圧試験です。ニは誤り。酸素は油と触れて燃焼や爆発を起こすおそれがあるので、気密試験には使いません。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、真空試験と試験の順序について正しいものはどれか。イ　真空試験は気密試験のあとに行い、微量の漏れがないかや、装置内の水分が除かれたかを確かめる。ロ　真空試験では、漏れがあることは分かるが、漏れの箇所を特定することはできない。ハ　冷凍装置の据付け後の試験は、真空試験、気密試験、耐圧試験の順に行う。ニ　真空試験で装置内を真空にすると、水分は蒸発しにくくなるので、水分の除去には役立たない。
- イ
- イ、ロ正解
- イ、ハ
- イ、ロ、ハ
- イ、ロ、ニ
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正しいのはイ、ロです。イは正しい。装置の中を真空にして放置し、圧力の上がり方を見ます。ロは正しい。装置全体の圧力の変化を見る試験なので、場所までは分かりません。ハは誤り。順序は耐圧試験、気密試験、真空試験です。ニは誤り。圧力が下がると水は低い温度で蒸発するので、真空にすることは水分の除去に役立ちます。
次のイ、ロ、ハ、ニの記述のうち、安全弁の放出管と保守について正しいものはどれか。イ　アンモニア冷凍設備の安全弁の放出管は、放出したガスが人のいる室内に向かうように開口させる。ロ　安全弁の作動圧力を確かめたあとは、元の止め弁を閉じたまま運転しても差し支えない。ハ　安全弁や破裂板には、原則として放出管を付けて、放出したガスを安全な場所へ導く（不活性ガスの冷媒設備などは除く）。ニ　圧縮機に取り付ける安全弁は、ピストン押しのけ量の大きい圧縮機ほど、口径の大きいものが必要になる。
- イ、ニ
- ハ、ニ正解
- イ、ロ、ハ
- イ、ハ、ニ
- ロ、ハ、ニ
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正しいのはハ、ニです。イは誤り。毒性・可燃性のガスが人のいる所へ向かわないよう、放出管の開口部は安全な位置にします。ロは誤り。止め弁を閉じると安全弁が働かなくなります。修理・清掃のとき以外は常に全開にしておきます。ハは正しい。冷凍保安規則の技術上の基準で、安全弁・破裂板には放出管を付けることになっています。ニは正しい。冷凍保安規則関係例示基準では、安全弁の最小口径を、標準回転速度での1時間のピストン押しのけ量の平方根に冷媒ごとの定数を掛けて求めます。

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