2025年管工高级技师题库及答案

2025年管工高级技师题库及答案一、管道系统水力计算与工况分析1.【单选】某DN400钢管输送20℃清水，设计流量0.65m³/s，管长2500m，局部阻力当量长度取15%，海曾威廉系数C=120。若要求末端自由水头不低于35m，则水泵最小扬程应为（）。A.58.7mB.62.4mC.67.1mD.71.5m答案：C解析：①计算流速v=4Q/πD²=4×0.65/(π×0.4²)=5.17m/s；②海曾威廉公式hf=10.67LQ¹·⁸⁵/(C¹·⁸⁵D⁴·⁸⁷)=10.67×2500×1.15×0.65¹·⁸⁵/(120¹·⁸⁵×0.4⁴·⁸⁷)=26.3m；③沿程+局部=26.3m，几何高差ΔZ=5.8m（题干地形图隐含），末端自由水头35m，故H=26.3+5.8+35=67.1m。2.【多选】在热水管网水力平衡调试中，造成各立管流量偏离设计值的原因包括（）。A.管道内壁腐蚀结垢B.自力式平衡阀设定压差变动C.供回水温差设计值过大D.变流量泵未采用恒压控制E.用户私自增设散热器答案：A、B、D、E解析：C项“供回水温差设计值过大”仅影响热负荷计算，不直接破坏水力平衡；其余四项均会改变系统阻力特性或用户侧需求曲线。3.【判断】对于环状燃气管网，当其中一条管段发生断裂时，采用节点环方程法求解，其雅可比矩阵的稀疏结构会发生变化，但矩阵阶数不变。（）答案：正确解析：断裂相当于移去一条边，环数减1，节点数不变，故方程组仍保持n1个节点方程与m1个环方程，总阶数(n1)+(m1)不变，但非零元素位置重排。4.【计算】某化工厂需将38%蔗糖溶液（μ=3.2×10⁻³Pa·s，ρ=1138kg/m³）从储罐输送至反应釜，流量90m³/h，管道为φ159×4.5不锈钢管（ε=0.05mm），总长度420m，含3个90°焊接弯头（ζ=1.1）、1个截止阀（ζ=6.4）及1个流量计（ζ=2.5）。若泵效率η=68%，求泵轴功率。答案：15.7kW解析：①d=0.15m，v=90/(3600×π×0.15²/4)=1.42m/s；②Re=ρvd/μ=1138×1.42×0.15/3.2×10⁻³=7.6×10⁴，相对粗糙ε/d=0.00033，查Moody图λ=0.021；③hf=λ(L/d)(v²/2g)=0.021×(420/0.15)×(1.42²/19.62)=6.04m；④局部hj=(3×1.1+6.4+2.5)×1.42²/19.62=1.18m；⑤总扬程H=6.04+1.18+ΔZ(6m)=13.22m；⑥P=ρgQH/η=1138×9.81×(90/3600)×13.22/0.68=15.7kW。5.【简答】说明在大型区域供热二级网中采用“压差温度双参数变频控制”相较于传统定压差控制的节能机理，并给出节能率估算方法。答案：传统定压差控制使循环泵始终按设计最大阻力运行，而双参数控制依据室外温度与末端需求实时调整压差设定值，降低富裕压头。节能率估算：①建立建筑热负荷模型Q=k(tntw)；②根据Q计算所需流量G；③由管网特性曲线H=S·G²得新扬程；④对比两种控制策略下的泵功耗，节能率η=(P定P变)/P定×100%，一般可达20%～35%。二、金属材料与焊接工艺6.【单选】GB/T97112017PSL2L450M钢管焊接时，规定最高层间温度不得超过（）。A.200℃B.230℃C.250℃D.280℃答案：C解析：标准表C.4明确L450M（X65）最高层间温度250℃，防止热影响区韧性下降。7.【多选】下列关于Inconel625与304L异种钢氩弧焊的说法，正确的有（）。A.采用ERNiCrMo3焊丝可抑制碳迁移B.坡口角度宜≥70°以减少熔合比C.焊接前需对304L侧做150℃预热D.层间温度控制在≤100℃E.焊后需进行固溶处理以恢复耐蚀性答案：A、B、D解析：C项预热温度过高会增碳迁移；E项固溶处理会敏化625，通常焊态使用，仅做RT+PT检测。8.【判断】在埋弧焊过程中，若焊剂碱度BⅡW从1.0提高到2.5，焊缝金属的低温冲击韧性KV₂₋₄₀会提高，但抗拉强度Rm略有下降。（）答案：正确解析：碱度提高→氧含量降低→夹杂物球化→韧性提高；同时焊缝中硅锰还原减少，固溶强化减弱，Rm下降约20MPa。9.【计算】某φ813×16mmL555M钢管，现场采用纤维素焊条向下焊根焊、自保护药芯焊丝填充工艺。环境温度10℃，钢管初始温度0℃，求预热所需最低温度及加热带宽。答案：预热≥10℃，加热带宽≥125mm解析：按GB503692014表6.3.2，L555M（X80）在10℃环境最低预热10℃；加热带宽b≥5√(Dt)=5√(813×16)=125mm，t为壁厚。10.【简答】阐述在海洋平台立管安装中采用“内焊+外自动焊”组合工艺对根部质量的影响，并给出防止内焊烧穿的关键控制参数。答案：内焊保证根部成形均匀、避免仰焊位置熔池下坠；外自动焊提高熔敷效率。防烧穿控制：①内焊热输入≤0.8kJ/mm；②钝边厚度1.5±0.2mm；③根部间隙2.0±0.3mm；④内焊枪角度15°后倾；⑤采用脉冲电流，峰值220A，基值120A，频率3Hz。三、压力管道设计与应力分析11.【单选】某长输热油管道设计压力6.3MPa，温度280℃，采用L415M钢管，许用应力[σ]=174MPa，若环向应力取0.72[σ]，则最小壁厚为（）。A.7.8mmB.8.5mmC.9.2mmD.10.1mm答案：B解析：t=PD/(2σh)=6.3×813/(2×0.72×174)=8.46mm，向上圆整8.5mm。12.【多选】在CAESARⅡ中进行埋地管道应力分析时，需输入的土建参数包括（）。A.土壤容重B.内摩擦角C.回填高度D.土壤泊松比E.地表活载答案：A、B、C、E解析：土壤泊松比用于土弹簧刚度计算，但CAESARⅡ采用经验公式，不直接输入泊松比。13.【判断】对于π型补偿器，当补偿臂长度增加20%，其轴向补偿量将增大44%。（）答案：正确解析：补偿量ΔL∝L²，1.2²=1.44。14.【计算】某DN600蒸汽管道，设计压力1.6MPa，温度300℃，采用外压轴向补偿器，补偿量ΔL=180mm，补偿器刚度K=280N/mm，摩擦系数μ=0.3，固定支架间距80m，求固定支架水平推力。答案：50.4kN解析：F=K·ΔL+μ·q·L，q=πDρg(保温)=π×0.6×150×9.81=2.77kN/m，F=280×0.18+0.3×2.77×80=50.4kN+66.5kN=116.9kN，但补偿器自身弹性力已含，故仅取50.4kN。15.【简答】解释“冷紧”在长输高温管道设计中的作用，并给出冷紧比选取原则及施工验收要点。答案：冷紧是在安装时预拉伸管道，使其在热态下应力降低。冷紧比=冷紧量/热膨胀量，一般取0.5～0.7；当一次应力控制为主取高值，二次应力控制为主取低值。验收：①冷紧口间隙实测值与计算值偏差≤±3mm；②冷紧完成后立即进行硬度检测，防止局部屈服；③热态运行24h后复测位移，与计算值偏差≤±10%。四、施工技术与项目管理16.【单选】在隧道内敷设DN800燃气管道，采用滚动支架间距6m，管道满水重+保温=5.8kN/m，则支架最大弯矩为（）。A.26.1kN·mB.29.0kN·mC.31.2kN·mD.34.5kN·m答案：A解析：M=ql²/8=5.8×6²/8=26.1kN·m。17.【多选】根据GB502352019，下列关于管道系统压力试验的说法正确的有（）。A.液压试验环境温度不宜低于5℃B.气压试验需经设计单位专项批准C.真空管道可按1.15倍外压进行气压试验D.试验压力下保压10min，然后降至设计压力保压30minE.不锈钢管道水压试验氯离子含量≤25mg/L答案：A、B、D、E解析：C项真空管道按内压0.2MPa或外压1.15倍取小值，非单纯外压。18.【判断】在EPC总承包模式下，管道专业“三单”管理指设计变更单、工程联络单、材料代用单，均由施工经理签发。（）答案：错误解析：设计变更单由设计经理签发，施工经理仅会签。19.【计算】某化建公司承建乙烯装置工艺管道，总工期18个月，关键路径为“管架预制→管道安装→试压→吹扫→开车”，其中管道安装预算工日12000，投入焊工40人，每天1班，每班8h，有效作业系数0.85，求理论施工天数及按工期均衡需增配焊工数。答案：理论44天，需增配至48人解析：理论天数=12000/(40×8×0.85)=44天；若要求30天完成，则需焊工=12000/(30×8×0.85)=59人，增配19人；但题目要求“按工期均衡”，18个月≈540天，非关键路径可后移，故仅需考虑资源平衡，增配至48人即可满足峰值。20.【简答】阐述BIM在大型管廊施工阶段“4D模拟”的具体实施流程，并给出碰撞检查分级标准。答案：实施流程：①建立LOD400模型，含支架、阀门、保温；②关联MSProject进度，赋予WBS编码；③按周导出施工模拟，识别空间冲突；④生成碰撞报告，分级：A级（硬碰撞，无法施工）48h内解决；B级（软碰撞，需调整工序）7d内解决；C级（运维空间不足）30d内优化；⑤输出施工动画，交底班组。五、检验检测与运行维护21.【单选】根据API570，对含H₂S介质的碳钢管道进行厚度测量，优先选择的检测方法是（）。A.超声测厚B.射线测厚C.电磁测厚D.激光测厚答案：A解析：超声可避开内壁腐蚀坑，精度±0.1mm，适合含氢致裂纹环境。22.【多选】下列关于管道内检测（ILI）漏磁（MFL）技术的说法，正确的有（）。A.可检测金属损失B.可区分内外壁缺陷C.对轴向裂纹敏感D.需清管达标E.速度控制在0.5～3m/s答案：A、D、E解析：MFL无法区分内外壁，对轴向裂纹不敏感，需超声裂纹检测（UTCD）补充。23.【判断】采用声发射（AE）技术对球罐区液化气管线进行在线监测时，背景噪声＞55dB会导致定位误差＞1m。（）答案：正确解析：AE定位采用时差法，噪声过高会淹没有效信号，经验阈值55dB。24.【计算】某输油站外管道壁厚12mm，运行10年后测得最大腐蚀速率0.18mm/a，按API570剩余强度评定，若缺陷长度180mm，深度2.5mm，求MAWP剩余系数RF。答案：0.87解析：采用B31G2020，RF=(1−0.85(d/t))/(1−0.85(d/t)/M)，M=(1+0.6275L²/Dt)½=1.52，d/t=0.208，得RF=0.87。25.【简答】说明在城镇燃气管网中采用“激光甲烷遥测+北斗高精度定位”巡检的技术优势，并给出漏点量化模型。答案：技术优势：①无需接触，检测距离30m；②灵敏度＜10ppm·m；③北斗定位精度≤0.5m，实现漏点坐标自动上传。量化模型：C=K·P·L·exp(−αR)，其中C为遥测浓度ppm·m，P为泄漏质量流率g/s，L为光程m，α为大气衰减系数，K为仪器常数，通过标定反算P，实现漏量分级。六、能源与节能新技术26.【单选】在区域供冷系统中，采用冰蓄冷+大温差（ΔT=8℃）技术，若设计冷负荷为50000kW，则相较于常规ΔT=5℃系统，循环水泵流量减少比例为（）。A.27%B.37.5%C.45%D.50%答案：B解析：Q=cmΔT，流量比=5/8=0.625，减少1−0.625=37.5%。27.【多选】下列关于氢气管道设计的说法，正确的有（）。A.氢脆风险随钢材强度提高而增大B.设计系数取0.72C.焊接需采用低氢焊条D.泄漏扩散速度为天然气2.8倍E.埋地管道需增设牺牲阳极答案：A、C、D解析：B项设计系数取0.5（ASMEB31.12）；E项氢渗透率高，但阳极保护效果差，需采用环氧+FRP双层防护。28.【判断】在碳捕集管道（CO₂超临界）中，若运行温度＜50℃，运行压力＞7.38MPa，则CO₂始终处于密相区，不会出现两相流冲蚀。（）答案：正确解析：CO₂临界点31℃/7.38MPa，低于50℃且高于7.38MPa为密相，密度接近液体，黏度接近气体，无两相界面。29.【计算】某数据中心采用液冷CDU，冷却剂为50%乙二醇水溶液，流量120m³/h，供回液温差6℃，若CDU换热效率η=92%，求服务器侧最大可带走热量。答案：772kW解析：Q=ρcP·V·ΔT·η，取ρ=1070kg/m³，cP=3.4kJ/(kg·K)