2025年机械管工技师试题及答案

2025年机械管工技师试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个最符合题意的答案，错选、多选均不得分）1.在GB/T20801.3—2020《压力管道规范工业管道》中，设计温度高于350℃的碳钢管道，其许用应力取值应优先依据下列哪一指标？A.常温抗拉强度Rm除以3.0B.设计温度下10万小时持久强度平均值乘以1.5C.设计温度下10万小时持久强度平均值除以1.5D.设计温度下屈服强度Rt0.2除以1.1答案：C解析：GB/T20801.3第5.2.2.2条明确规定，高温持久强度平均值需除以1.5作为许用应力，以保证10万小时断裂安全裕度。2.某DN150、壁厚7.1mm的20无缝钢管，输送饱和蒸汽，设计压力1.6MPa，设计温度200℃，采用氩电联焊。按GB/T50235—2019验收，射线检测比例应为多少？A.5%B.10%C.20%D.100%答案：B解析：该管道为GC2级，设计温度<400℃，按表9.3.2射线抽检比例10%，且应覆盖每个焊工。3.在ASMEB31.3—2022中，当管道柔性分析显示一次应力超标而二次应力合格，应优先采取的措施是：A.增加管道壁厚B.增设π型弯C.提高材料等级D.降低设计温度答案：B解析：一次应力由压力与持续外载引起，二次应力由热胀冷缩引起。一次应力超标需降低持续载荷，π型弯可显著减小端点推力，降低持续载荷效应。4.某装置采用A312TP316L不锈钢管，运行三年后出现贯穿性环向裂纹，金相显示裂纹沿晶界扩展且伴随碳化物析出，最可能的失效模式为：A.氯离子应力腐蚀开裂B.晶间腐蚀+应力协同C.疲劳开裂D.氢致开裂答案：B解析：TP316L正常应为敏化免疫，但焊接热循环或服役温度550℃以上可导致敏化，晶界Cr23C6析出，晶间腐蚀与拉应力协同形成沿晶裂纹。5.采用液压试验对某GC1管道进行强度试验，设计压力10MPa，按GB/T50235—2019，试验压力最低值应为：A.11MPaB.12MPaC.13MPaD.15MPa答案：D解析：GC1管道试验压力≥1.5倍设计压力，且≥0.4MPa，10MPa×1.5=15MPa。6.某装置循环氢压缩机出口管道出现高频振动，实测振幅0.8mm（pp），频率98Hz，管系固有频率102Hz，最合理的治理顺序为：A.直接加阻尼块→调支架刚度→改缓冲罐B.调支架刚度→改缓冲罐→加阻尼块C.改缓冲罐→调支架刚度→加阻尼块D.加阻尼块→改缓冲罐→调支架刚度答案：B解析：共振治理遵循“避频—减振—耗能”原则，先调刚度避开共振区，再消除激振源，最后耗能。7.在GB/T32223—2015《阀门检验与试验》中，对PN100、DN200的闸阀进行壳体试验，最短保压时间为：A.60sB.120sC.180sD.300s答案：C解析：标准表4规定，DN200≤DN≤DN400，保压时间≥180s。8.某管廊采用蒸汽伴热，环境温度8℃，维持介质温度50℃，管道外径89mm，保温层λ=0.045W/(m·K)，按经验值，伴热管推荐管径为：A.DN15B.DN20C.DN25D.DN40答案：B解析：经验算法每米主管配0.2～0.3m蒸汽管，DN20（内径22mm）经济且排凝顺畅。9.按ISO15649—2021，对含H2S介质的碳钢管道，焊接工艺评定应强制附加：A.冲击试验B.硬度测试C.弯曲试验D.宏观金相答案：B解析：含H2S环境需控制焊缝硬度≤250HV10，防止硫化物应力开裂，评定必须做硬度。10.某装置采用超级双相钢S32750，设计压力3MPa，设计温度50℃，最低冲击试验温度为：A.10℃B.29℃C.46℃D.101℃答案：C解析：ASMEB31.3表323.2.2要求，双相钢最低冲击46℃，低于此温度需做低温冲击。11.在GB/T50236—2019中，射线检测发现圆形缺陷，评片时发现底片黑度2.8，缺陷黑度2.1，该缺陷应评为：A.Ⅰ级B.Ⅱ级C.Ⅲ级D.Ⅳ级答案：B解析：缺陷黑度低于母材，直径≤3mm，按表C.0.2可评Ⅱ级。12.某管道支吊架弹簧铭牌显示工作载荷800N，热位移向上12mm，安装载荷应为：A.704NB.800NC.896ND.960N答案：C解析：弹簧刚度8N/mm，热位移向上12mm，安装载荷=工作载荷+刚度×位移=800+8×12=896N。13.对含固体颗粒的浆液管道，弯头最易磨损部位位于：A.弯头外侧B.弯头内侧C.弯头45°方位D.弯头出口直管段答案：B解析：颗粒惯性冲击弯头内侧，形成切削磨损，外侧主要为摩擦磨损，速率低于内侧。14.某GC3管道采用20钢，设计压力0.8MPa，设计温度60℃，壁厚3.6mm，腐蚀裕量1mm，按GB/T20801.3，最小壁厚校核结果：A.满足B.不满足，需4mmC.不满足，需5mmD.需强度计算确认答案：A解析：内压计算壁厚0.3mm，加腐蚀裕量1mm，合计1.3mm＜3.6mm，满足。15.在SH/T3501—2021中，不锈钢管道水压试验后未及时干燥，出现点蚀，最可能原因：A.氯离子残留B.硫化铁沉积C.氧浓差电池D.微生物腐蚀答案：A解析：水中Cl＞50mg/L即可导致奥氏体不锈钢点蚀，试验后积水蒸发浓缩，Cl浓度升高。16.某装置采用膨胀节吸收轴向位移，设计位移30mm，安装时预拉10mm，运行后实测压缩量35mm，则膨胀节实际补偿量为：A.25mmB.30mmC.35mmD.45mm答案：C解析：预拉10mm，运行压缩35mm，相对自由状态总位移45mm，但设计补偿量取最大位移35mm。17.对低温丙烷管道（42℃）保冷，下列材料中可安全用于外层防潮层的是：A.沥青玛蹄脂B.铝箔玻璃钢C.阻燃型PVC外护D.改性聚醚聚氨酯答案：C解析：42℃下PVC保持柔韧，水汽渗透率＜0.01g/(m²·d)，且阻燃，满足低温防潮要求。18.某管道焊缝返修，原焊接工艺为SMAW，返修深度4mm，长度30mm，按NB/T47013—2015，应采用的检测方法为：A.磁粉+超声B.渗透+射线C.射线+磁粉D.超声+渗透答案：B解析：返修深度＜5mm，属表面缺陷为主，先渗透确认清除，再射线保证返修质量。19.在GB/T50235—2019中，管道吹扫流速≥20m/s，其目的是：A.保证雷诺数＞4000B.保证冲刷力＞颗粒沉降速度C.保证动压＞0.5MPaD.保证温降＜5℃答案：B解析：20m/s为经验值，确保动压足够带走焊渣、铁锈，防止沉积。20.某装置采用氮气置换，管道容积6m³，目标氧含量＜0.5%，氮气纯度99.9%，理想置换次数为：A.2次B.3次C.5次D.7次答案：C解析：理想置换模型Cn=C0(11/n)^n，n=5时氧含量≈0.67%，n=6≈0.41%，保守取5次。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些属于管道一次应力范畴？A.内压环向应力B.持续外载弯曲应力C.热胀冷缩弯曲应力D.支吊架反力产生的剪切应力E.地震惯性力产生的轴向应力答案：A、B、D、E解析：一次应力为平衡外载所需，热胀应力为二次应力。22.关于奥氏体不锈钢敏化，下列说法正确的是：A.敏化温度区间450–850℃B.敏化后晶界Cr23C6析出C.敏化导致晶间腐蚀倾向增大D.超低碳不锈钢不会敏化E.稳定化不锈钢可抑制敏化答案：A、B、C、E解析：超低碳仅降低敏化速率，长时间仍可能敏化。23.下列哪些试验属于阀门型式试验范畴？A.壳体强度B.密封性能C.流量系数D.低温冲击E.防火试验答案：A、B、C、E解析：低温冲击为材料评定，非阀门型式试验必做项目。24.关于管道振动控制，下列措施合理的是：A.避开激振频率±20%区间B.在压缩机出口增设孔板C.采用高阻尼支架D.提高介质流速E.采用波纹管代替弯头答案：A、B、C解析：提高流速加剧湍流激振，波纹管刚度低易共振。25.下列哪些情况需进行焊接工艺重新评定？A.母材由Q345R变更为Q355BB.焊条直径由3.2mm改为4.0mmC.预热温度由100℃降至80℃D.电流极性由DCEP改为DCENE.保护气体由Ar+2%O2改为纯Ar答案：C、D、E解析：预热降低、极性改变、气体成分变化均影响焊缝性能，需重评。26.关于膨胀节设计，下列说法正确的是：A.内压引起的柱失稳为外压失稳B.疲劳寿命与位移幅值成反比C.加强环可提高平面失稳压力D.预冷安装可减小热态压缩量E.波纹管材料屈强比应＞0.8答案：B、C、D解析：柱失稳为内压引起，屈强比过高降低塑性，易脆断。27.下列哪些属于GB/T50235—2019规定的管道系统泄漏性试验条件？A.水压试验合格后方可进行B.试验压力为设计压力C.试验介质宜采用空气或氮气D.重点检查阀门填料函E.试验温度≥5℃答案：A、C、D、E解析：泄漏性试验压力为设计压力，无1.5倍要求。28.关于低温管道保冷，下列说法正确的是：A.保冷层厚度随环境温度降低而增加B.防潮层应搭接≥50mmC.不锈钢管道需设膨胀节吸收冷缩D.泡沫玻璃抗压强度≥0.5MPaE.保冷层接缝应采用玛蹄脂灌缝答案：A、B、D解析：低温收缩量小，一般不设膨胀节，接缝用聚氨酯发泡灌缝。29.下列哪些属于射线检测底片质量指标？A.黑度范围B.像质指数C.散射指示D.缺陷当量E.识别标记完整答案：A、B、C、E解析：缺陷当量为评定指标，非底片质量。30.关于管道应力分析软件CAESARⅡ，下列说法正确的是：A.可计算偶然应力B.可模拟埋地管道土壤摩擦C.可输出弹簧选型表D.可进行瞬态流体冲击计算E.可直接生成ISO图答案：A、B、C解析：瞬态冲击需耦合流体软件，ISO图需导出至CAD。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.GB/T20801.3规定，碳钢管道在硫化氢环境下最高允许硬度为250HBW。答案：×解析：应为200HBW或22HRC。32.对同一焊工，连续焊接GC1管道若中断超过6个月，需重新进行技能考试。答案：√解析：NB/T47014规定中断6个月需重考。33.波纹管膨胀节疲劳寿命与内压无关，仅与位移有关。答案：×解析：内压产生子午膜应力，降低疲劳寿命。34.采用水冲洗奥氏体不锈钢管道后，立即用洁净压缩空气吹干可避免氯离子点蚀。答案：√解析：快速干燥防止Cl浓缩。35.管道支吊架编号应与PID一致，便于运行维护。答案：√解析：为GB/T50235条文说明要求。36.在低温环境下，碳钢冲击试验合格即可免除应力热处理。答案：×解析：应力热处理与厚度、冷裂敏感性相关，与冲击无直接免除关系。37.射线检测Ⅲ级片允许存在未熔合缺陷。答案：×解析：Ⅲ级片不允许未熔合。38.管道柔性分析中，冷紧比50%表示安装时预拉伸量为热胀量的50%。答案：√解析：冷紧定义正确。39.采用膨胀节吸收横向位移时，拉杆应设置为刚性杆以限制轴向位移。答案：√解析：横向膨胀节需拉杆承受盲板力。40.根据ASMEB31.3，当流体为极度危害介质时，所有焊缝必须100%射线检测。答案：√解析：表K323.3.1要求M类流体100%RT。四、计算题（共30分。写出完整步骤，结果保留两位小数）41.（10分）某水平敷设的DN200（外径219mm）碳钢管道，设计压力2.5MPa，设计温度350℃，材料为20钢，常温许用应力137MPa，350℃许用应力90MPa，腐蚀裕量1.5mm，焊接接头系数0.85，壁厚负偏差12.5%，计算最小选用壁厚。解：按GB/T20801.3内压公式：t=PD/[2(SE+PY)]其中P=2.5MPa，D=219mm，S=90MPa，E=0.85，Y=0.4（≤482℃）t=2.5×219/[2×(90×0.85+2.5×0.4)]=547.5/[2×76.5+1]=547.5/154=3.56mm加腐蚀裕量1.5mm，合计5.06mm考虑负偏差12.5%，名义厚度tn=5.06/(1−0.125)=5.06/0.875=5.78mm向上圆整至6.0mm。答案：最小选用壁厚6.0mm。42.（10分）某π型弯吸收热胀量Δ=48mm，两臂长各3m，管材弹性模量E=1.9×10^5MPa，截面惯性矩I=1.2×10^7mm^4，计算π型弯最大弯曲应力。解：将π型弯简化为两端固定、中间横向位移Δ的梁，最大弯矩在弯头处：M=3EIΔ/L²L=3000mmM=3×1.9×10^5×1.2×10^7×48/3000²=3.285×10^8N·mm弯曲应力σ=M·y/I，y=外半径=219/2=109.5mmσ=3.285×10^8×109.5/1.2×10^7=300MPa答案：最大弯曲应力300MPa。43.（10分）某氮气置换系统，管道容积12m³，初始氧含量21%，每次充氮至0.5MPa后放空至0.05MPa，氮气纯度99.9%，求氧含量降至1%所需置换次数。（按理想气体等温过程，混合均匀）解：每次置