2025年水利工程质量检测员资格考试金属结构复习题及答案

2025年水利工程质量检测员资格考试[金属结构]复习题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.水利金属结构用Q345B钢板的拉伸试验中，其屈服强度的标准值应不小于（）。A.235MPaB.345MPaC.390MPaD.450MPa答案：B解析：Q345B属于低合金高强度结构钢，其屈服强度（ReH）标准值为345MPa（厚度≤16mm时），符合《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2018）规定。2.闸门埋件安装时，主轨工作面上的组合处错牙允许偏差为（）。A.≤0.5mmB.≤1.0mmC.≤1.5mmD.≤2.0mm答案：A解析：根据《水利水电工程金属结构制造安装及验收规范》（GB/T50178-2020），主轨、反轨、侧轨等工作面上的组合处错牙允许偏差为≤0.5mm，非工作面错牙≤1.0mm。3.手工电弧焊焊接Q235钢时，应优先选用的焊条型号是（）。A.E4303B.E5015C.E5515D.E6016答案：A解析：Q235钢（屈服强度235MPa）属于低碳钢，匹配的焊条应为E43系列（熔敷金属抗拉强度≥420MPa），E4303（J422）是典型的酸性焊条，适用于一般结构焊接。4.渗透检测（PT）主要用于检测金属表面的（）。A.内部气孔B.裂纹C.夹渣D.未焊透答案：B解析：渗透检测基于液体渗透原理，仅能检测表面开口缺陷（如表面裂纹、折叠），无法检测内部缺陷；内部缺陷需通过超声波（UT）或射线（RT）检测。5.闸门止水橡皮的邵氏硬度检测应在（）进行。A.安装前B.安装后C.运行1年后D.无特殊要求答案：A解析：止水橡皮的邵氏硬度是材料性能的关键指标，需在安装前进行检测，确保符合设计要求（通常为50±5HA），安装后检测可能受压缩变形影响准确性。6.钢闸门防腐涂层干膜总厚度的检测频率为（）。A.每5m²测1个点B.每10m²测3个点C.每20m²测5个点D.每50m²测10个点答案：B解析：根据《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105-2020），涂层干膜厚度检测应采用磁性测厚仪，每10m²测3个点，每个点测3次取平均值，90%以上测点应达到设计厚度。7.焊接残余应力对金属结构的主要危害是（）。A.降低材料强度B.增加结构变形风险C.提高耐腐蚀性D.改善疲劳性能答案：B解析：焊接残余应力会导致结构在后续加工或使用中产生变形（如闸门门叶扭曲），严重时可能引发裂纹扩展，但不会直接降低材料强度（强度由材料本身决定）。8.超声波检测（UT）中，横波主要用于检测（）。A.板材分层B.焊缝内部缺陷C.锻件中心缺陷D.表面气孔答案：B解析：横波（S波）通过斜探头入射，可在焊缝中传播并检测垂直于表面的缺陷（如裂纹、未熔合）；纵波（L波）多用于检测板材分层或锻件内部缺陷。9.闸门支铰安装时，铰轴与铰座的配合间隙允许偏差为（）。A.0.1~0.3mmB.0.3~0.5mmC.0.5~1.0mmD.1.0~1.5mm答案：A解析：支铰是闸门转动的关键部件，配合间隙过小会导致卡阻，过大则影响稳定性。规范要求铰轴与铰座的配合间隙为0.1~0.3mm，需通过塞尺或游标卡尺检测。10.用于水利金属结构的铸钢件（如闸门吊耳），其超声波检测的合格等级一般不低于（）。A.GB/T7233.1-2019Ⅰ级B.GB/T7233.1-2019Ⅱ级C.GB/T7233.1-2019Ⅲ级D.GB/T7233.1-2019Ⅳ级答案：B解析：《铸钢件超声波检测第1部分：一般用途铸钢件》（GB/T7233.1-2019）规定，水利关键部位铸钢件（如吊耳、支铰）需达到Ⅱ级合格，Ⅰ级为更高要求（多用于核电等极端工况）。11.闸门行走支承（滚轮）的表面硬度检测应采用（）。A.布氏硬度（HB）B.洛氏硬度（HRC）C.维氏硬度（HV）D.邵氏硬度（HA）答案：B解析：滚轮表面需承受高接触应力，通常采用表面淬火处理，硬度要求HRC50~55，因此需用洛氏硬度计检测（HRC适用于较硬材料）。12.金属结构制造中，气割边缘的表面粗糙度允许值为（）。A.≤25μmB.≤50μmC.≤100μmD.≤200μm答案：B解析：《水利水电工程金属结构制造安装及验收规范》（GB/T50178-2020）规定，气割边缘表面粗糙度Ra≤50μm，机械加工边缘Ra≤25μm。13.防腐涂层附着力检测时，拉开法（拉拔试验）的试验面积应为（）。A.Φ10mmB.Φ20mmC.Φ50mmD.Φ100mm答案：A解析：根据《色漆和清漆拉开法附着力试验》（GB/T5210-2006），水利金属结构涂层附着力检测通常采用Φ10mm的试柱，拉拔速度为1MPa/s，合格标准≥3MPa（环氧类涂层）。14.闸门门叶焊接后，平面度偏差的检测应采用（）。A.钢卷尺B.水准仪C.拉线配合钢尺D.全站仪答案：C解析：门叶平面度检测需在门叶表面拉通长钢丝（或细线），用钢尺测量各点与钢丝的垂直距离，最大偏差即为平面度误差（规范允许≤L/1000，L为门叶长度）。15.压力钢管环缝焊接时，相邻纵缝的间距应不小于（）。A.100mmB.200mmC.300mmD.500mm答案：C解析：为避免焊接应力集中，压力钢管纵缝与相邻环缝的间距应≥300mm，纵缝之间的间距应≥钢管壁厚的5倍且≥200mm（《压力钢管制造安装及验收规范》GB50179-2017）。二、多项选择题（每题3分，共30分，每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.水利金属结构常用钢材的力学性能检测项目包括（）。A.屈服强度B.抗拉强度C.断后伸长率D.冲击吸收能量（KV2）答案：ABCD解析：钢材力学性能需检测屈服强度（ReH/ReL）、抗拉强度（Rm）、断后伸长率（A）和冲击吸收能量（KV2，-20℃或0℃），其中冲击韧性是寒冷地区金属结构的关键指标。2.焊接过程中，可能导致气孔缺陷的原因有（）。A.焊条未烘干B.焊接速度过快C.保护气体流量不足（气体保护焊）D.坡口清理不彻底（有油污、水分）答案：ABCD解析：气孔的产生与焊接过程中气体未及时逸出有关，焊条受潮（未烘干）、保护气体不足（CO₂焊）、坡口油污/水分、焊接速度过快（熔池凝固过快）均会导致气孔。3.超声波检测（UT）中，影响缺陷定位准确性的因素有（）。A.探头角度B.仪器时基线校准C.材料声速D.缺陷形状答案：ABC解析：缺陷定位依赖探头角度（决定声束方向）、时基线校准（时间-距离转换）和材料声速（纵波声速钢中约5960m/s），缺陷形状主要影响定量（回波高度）而非定位。4.闸门埋件安装的主控项目包括（）。A.底槛顶面高程B.主轨直线度C.侧轨倾斜度D.埋件表面防腐层厚度答案：ABC解析：主控项目是影响结构安全和使用功能的关键指标，包括埋件的位置（高程、直线度、倾斜度）；防腐层厚度属于一般项目（但需符合设计要求）。5.金属结构防腐涂层的失效形式包括（）。A.涂层剥离（鼓泡）B.局部生锈C.厚度减薄D.颜色变化答案：ABC解析：涂层失效的核心是失去对基体的保护作用，表现为剥离、鼓泡（附着力丧失）、局部生锈（涂层破损）、厚度减薄（磨损或腐蚀）；颜色变化（如粉化）属于外观缺陷，不一定直接导致失效。6.压力钢管焊缝射线检测（RT）的合格等级通常根据（）确定。A.缺陷类型（裂纹、气孔、夹渣）B.缺陷尺寸C.缺陷数量D.钢管工作压力答案：ABCD解析：射线检测合格等级（如JB/T4730-2019中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级）需综合考虑缺陷类型（裂纹为超标缺陷）、尺寸（长度、直径）、数量（密集气孔）及钢管的重要性（工作压力越高，要求越严）。7.闸门止水装置的检测内容包括（）。A.止水橡皮压缩量B.止水座板平面度C.止水螺栓紧固力矩D.止水橡皮邵氏硬度答案：ABCD解析：止水装置需检测橡皮性能（硬度）、安装质量（压缩量是否符合设计值，通常为3~5mm）、座板平面度（影响密封性）及螺栓紧固力矩（防止松动）。8.焊接工艺评定（PQR）的关键参数包括（）。A.焊接方法（如SMAW、GMAW）B.焊接材料（焊条、焊丝型号）C.预热温度D.层间温度答案：ABCD解析：焊接工艺评定需覆盖焊接方法、材料、预热/层间温度、热输入等参数，评定合格后才能编制焊接工艺规程（WPS）。9.金属结构制造中，常用的矫正方法有（）。A.机械矫正（压力机、矫直机）B.火焰矫正（局部加热后冷却）C.手工锤击矫正D.化学矫正（酸蚀调整）答案：ABC解析：矫正方法包括机械（压力机）、火焰（氧乙炔加热至600~800℃后空冷）和手工锤击（薄板），化学矫正无工程应用。10.水利金属结构无损检测的常规方法包括（）。A.超声波检测（UT）B.射线检测（RT）C.磁粉检测（MT）D.涡流检测（ET）答案：ABC解析：常规无损检测方法为UT（内部缺陷）、RT（内部缺陷）、MT（表面及近表面缺陷）、PT（表面缺陷）；涡流检测（ET）主要用于导电材料表面缺陷或厚度测量，水利金属结构中应用较少。三、判断题（每题1分，共10分，正确填“√”，错误填“×”）1.钢材的伸长率（A）越大，说明材料的塑性越好。（）答案：√解析：伸长率是材料断裂前塑性变形能力的指标，A值越大，塑性越好。2.焊接热影响区中，熔合区的组织最不均匀，是焊接接头的薄弱环节。（）答案：√解析：熔合区（焊缝与母材交界）晶粒粗大，成分不均，易产生裂纹，是焊接接头最薄弱区域。3.磁粉检测（MT）只能用于铁磁性材料的表面缺陷检测。（）答案：√解析：磁粉检测依赖材料的铁磁性（如钢、铸铁），非铁磁性材料（如铝、铜）无法被磁化，不能用MT检测。4.闸门安装后，门叶与埋件的间隙应均匀，最大间隙不得超过设计值的150%。（）答案：×解析：规范要求门叶与埋件的间隙应符合设计值，最大间隙不得超过设计值的120%（GB/T50178-2020）。5.防腐涂层的湿膜厚度检测可在涂层干燥后进行。（）答案：×解析：湿膜厚度需在涂层未干燥时用湿膜梳检测，干燥后无法准确测量（涂层会收缩）。6.压力钢管的纵缝必须采用双面焊，环缝可采用单面焊。（）答案：×解析：压力钢管纵缝和环缝均需采用双面焊（或单面焊加衬垫），确保焊缝熔透，单面焊易产生未焊透缺陷。7.超声波检测中，缺陷回波高度越高，说明缺陷尺寸一定越大。（）答案：×解析：回波高度与缺陷尺寸、形状、取向有关，如平面型缺陷（裂纹）即使尺寸小，回波也可能很高；而球形缺陷（气孔）尺寸大但回波可能较低。8.闸门支臂的直线度偏差应≤L/1000（L为支臂长度），且最大不超过8mm。（）答案：√解析：根据规范，支臂直线度偏差为≤L/1000且≤8mm，以保证闸门启闭时的稳定性。9.焊接残余应力可以通过热处理（如退火）消除。（）答案：√解析：去应力退火（加热至550~650℃后缓慢冷却）可有效消除焊接残余应力，降低结构变形风险。10.止水橡皮的压缩永久变形检测应在常温下放置24小时后测量。（）答案：√解析：压缩永久变形试验需将试样压缩至规定变形量，在70℃下保持22小时（或常温24小时），冷却后测量残留变形，反映材料的弹性恢复能力。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述水利金属结构用钢材的进场检验流程。答案：（1）核查质量证明文件：核对钢材的牌号、规格、炉批号、力学性能（屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击功）、化学成分（C、Si、Mn、S、P等）是否符合设计及标准（如GB/T1591、GB/T700）要求。（2）外观检查：观察钢材表面是否有裂纹、结疤、折叠、分层等缺陷，表面锈蚀等级不超过GB/T8923.1-2011的C级（允许轻微锈蚀）。（3）尺寸偏差检测：用钢尺、游标卡尺测量厚度、宽度、长度等，偏差应符合GB/T709（钢板）或GB/T6728（型钢）的规定。（4）力学性能复验：按批次（每60t为一批）取样，进行拉伸试验（屈服强度、抗拉强度、伸长率）和冲击试验（-20℃或0℃冲击吸收能量），试样数量为每批2组（每组1个拉伸试样、3个冲击试样）。（5）化学成分分析（必要时）：对质量证明文件存疑或设计有特殊要求时，采用直读光谱仪或化学分析法检测C、S、P等元素含量，S、P含量应≤0.035%（Q345B）。2.列举焊接过程中常见的5种缺陷，并说明其产生的主要原因。答案：（1）裂纹：原因包括焊接应力过大（刚性约束）、材料淬硬倾向高（如高碳钢）、焊条含氢量高（氢致裂纹）、冷却速度过快。（2）未熔合：原因是焊接电流过小、电弧偏吹、坡口侧壁有油污/氧化皮、焊接速度过快（熔池未充分覆盖坡口）。（3）夹渣：原因是多层焊时层间清渣不彻底、焊接电流过小（熔池凝固快）、焊条药皮脱落进入熔池。（4）气孔：原因是焊条未烘干（含水分）、保护气体流量不足（CO₂焊）、坡口表面有油污/水分、焊接速度过快（气体未逸出）。（5）咬边：原因是焊接电流过大、电弧过长、运条速度不均匀（两侧停留时间短）。3.说明超声波检测（UT）在钢闸门焊缝检测中的应用要点。答案：（1）检测范围：闸门主梁、边梁、面板等主要受力焊缝（Ⅰ类焊缝）需100%检测，次要焊缝（Ⅱ类）按比例抽检（如20%）。（2）探头选择：采用K值探头（K1.5~K2.5），频率2.5~5MHz，晶片尺寸6×6~13×13mm，适应焊缝厚度（8~60mm）。（3）校准：检测前需用标准试块（如CSK-ⅠA、CSK-ⅢA）校准仪器的时基线（距离-波幅曲线）和灵敏度（评定线、定量线、判废线）。（4）扫查方式：采用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查等，确保声束覆盖整个焊缝截面，扫查速度≤150mm/s。（5）缺陷评定：根据《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345-2013），评定缺陷的位置、长度、波幅，Ⅰ类焊缝合格等级为B级Ⅱ级（缺陷长度≤1/3δ，δ为板厚）。4.简述钢闸门防腐涂层的质量检测内容及判定标准。答案：（1）外观检查：涂层应均匀、无漏涂、流挂、鼓泡、裂纹，用5~10倍放大镜观察无针孔（设计无特殊要求时）。（2）干膜厚度检测：用磁性测厚仪，每10m²测3个点，每个点测3次取平均，90%测点≥设计厚度，最小厚度≥85%设计厚度（如设计250μm，最小≥212.5μm）。（3）附着力检测：采用拉开法（拉拔试验），试柱Φ10mm，拉拔速度1MPa/s，环氧类涂层附着力≥3MPa，无机富锌涂层≥2MPa。（4）铅笔硬度（可选）：用铅笔硬度计，涂层硬度≥H（适用于面漆）。（5）判定标准：以上项目全部符合要求时，涂层质量合格；任意一项不达标需修补（打磨后重涂）或返工。5.压力钢管安装时，环缝焊接的质量控制要点有哪些？答案：（1）组对控制：环缝错边量≤10%壁厚且≤3mm（薄壁管≤2mm），间隙符合工艺要求（一般2~4mm），用卡具或楔块固定，防止焊接变形。（2）预热与层间温度：壁厚≥20mm时，预热温度80~120℃（Q345钢），层间温度不低于预热温度，用表面温度计检测。（3）焊接参数：采用多层多道焊，电流（200~280A）、电压（25~30V）、速度（15~25cm/min）符合WPS要求，每层焊道接头错开≥30mm。（4）清根与层间清理：双面焊时，背面需碳弧气刨清根，并用砂轮打磨至金属光泽，清除熔渣、飞溅。（5）焊后检测：24小时后进行UT（100%）和RT（按比例，如20%）检测，Ⅰ类焊缝合格等级UT≥B级Ⅱ级，RT≥AB级Ⅱ级。五、案例分析题（每题10分，共20分）案例1：某水利枢纽工程平板闸门（门高10m，宽8m，厚0.6m）制造过程中，焊缝超声波检测发现主横梁与面板连接焊缝存在未熔合缺陷，长度约15mm，位于焊缝中下部。问题：（1）分析未熔合缺陷产生的可能原因；（2）提出处理措施。答案：（1）可能原因：①焊接电流过小，电弧热量不足，无法熔化坡口侧壁；②焊接速度过快，熔池金属凝固提前，未与坡口充分熔合；③坡口加工质量差（如角度过小、钝边过厚），电弧无法到达坡口底部；④焊条或焊丝偏摆不当（如偏向面板侧），导致横梁侧未熔合；⑤层间清渣不彻底，坡口侧壁有氧化皮或熔渣，阻碍熔合。（2）处理措施：①缺陷定位：用UT标