管网系统考试题及答案

管网系统考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，错选、多选、不选均不得分）1.某DN600钢管设计压力1.6MPa，材质L360，运行温度28℃，若采用GB/T97112017PSL2标准，其水压试验压力应取下列何值？A.1.6MPa  B.2.0MPa  C.2.4MPa  D.2.56MPa答案：C解析：GB/T971120179.4.2条规定，PSL2钢管水压试验压力不小于1.25倍设计压力，且不小于1.4MPa。1.6×1.25=2.0MPa，但规范同时要求“取整到0.1MPa且不小于计算值”，故选2.4MPa（工厂常规向上圆整档）。2.在输气管道瞬态仿真中，若采用等温模型，其最核心的简化假设是：A.忽略高程差  B.忽略气体可压缩性  C.忽略温度沿程变化  D.忽略摩阻系数随雷诺数变化答案：C解析：等温模型即假定全线气体温度恒等于埋地温度，从而去掉能量方程，仅联立连续与动量方程，显著降低计算量。3.某城市高压燃气管网需设置线路截断阀，下列间距符合GB502512021的是：A.一级地区8km  B.二级地区12km  C.三级地区18km  D.四级地区24km答案：A解析：GB5025120215.2.4条：一级地区≤8km，二级≤12km，三级≤16km，四级≤20km。4.关于阴极保护IRfree电位，下列说法正确的是：A.即通电瞬间读数  B.即断电瞬间读数  C.等于0.85VCSE  D.与极化电位无关答案：B解析：IRfree电位要求切断外加电流后0.1s内读取，以消除土壤IR降，真实反映极化电位。5.在AFTFathom软件中，若将某离心泵特性曲线向左平移10%，其结果是：A.扬程升高10%  B.效率升高10%  C.轴功率升高10%  D.相同流量下扬程下降10%答案：D解析：特性曲线平移指同一流量对应扬程整体下降10%，效率曲线形状不变，但高效区向左移动。6.某埋地管道采用3PE防腐层，其环氧粉末涂层最小厚度设计值为：A.80μm  B.100μm  C.120μm  D.150μm答案：B解析：GB/T232572017表5规定，普通级3PE环氧粉末层≥100μm，加强级≥120μm，题干未注明加强级，按普通级取100μm。7.在天然气管道清管作业中，若收球筒盲板密封圈出现“挤出”现象，最可能原因是：A.清管器速度过低  B.密封圈硬度偏大  C.筒内压力波动剧烈  D.盲板预紧力不足答案：C解析：压力瞬变导致密封圈间隙瞬时增大，软密封圈被压差挤入间隙，形成“挤出”失效。8.下列哪项不是管道完整性管理（PIM）五步法的内容：A.数据采集  B.高后果区识别  C.风险评价  D.事故索赔答案：D解析：API1160五步法：数据采集、高后果区识别、风险评价、检测评价、响应决策，不含索赔。9.采用超声导波检测（GWUT）时，频率越高，则：A.衰减越小，可检测距离越长  B.衰减越大，对局部腐蚀灵敏度越高  C.衰减越大，对均匀腐蚀灵敏度越高  D.衰减越小，可检测壁厚越厚答案：B解析：高频导波衰减系数与f²成正比，传播距离缩短，但波长缩短，对局部缺陷分辨率提高。10.在输油管道顺序输送中，减少混油长度的首要措施是：A.提高输送温度  B.增大管径  C.提高雷诺数  D.降低输送压力答案：C解析：雷诺数越高，湍流扩散系数越小，混油长度与Re^0.2成反比，故提高Re可显著减短混油。11.某管道采用SCADA系统，其调制解调器采用QPSK调制，若符号速率为2400baud，则有效比特速率为：A.2400bit/s  B.3600bit/s  C.4800bit/s  D.9600bit/s答案：C解析：QPSK每符号携带2bit，2400×2=4800bit/s。12.关于管道地质灾害（GEOHAZARD）易发性评分，下列权重最高的是：A.坡度15°  B.地震峰值加速度0.15g  C.年均降雨量800mm  D.人类工程活动强度中等答案：B解析：GB504702017附录E中，地震动峰值加速度>0.10g即得满分40分，高于坡度、降雨、人类活动。13.在天然气压缩因子计算中，若选用AGA8方法，其输入参数不包括：A.气体组分摩尔分数  B.温度  C.压力  D.相对粗糙度答案：D解析：AGA8仅需组分、温度、压力，粗糙度用于水力计算，与压缩因子无关。14.某管道采用热开孔方式安装支管，下列焊接顺序正确的是：A.先打底后开孔  B.先开孔后打底  C.开孔与打底同步  D.仅角焊缝即可答案：B解析：热开孔即“先开孔后焊接”，开孔完成后清理铁屑，再组对支管、打底、填充、盖面。15.在管道风险评分模型（KENT法）中，若泄漏后果指数（C）为80，失效概率指数（P）为120，则风险值R为：A.40  B.80  C.9600  D.1.5答案：C解析：KENT法R=P×C=120×80=9600，数值越大风险越高。16.关于天然气水合物抑制剂，下列说法错误的是：A.甲醇属于热力学抑制剂  B.聚乙烯基己内酰胺属于动力学抑制剂  C.抑制剂用量与过冷度无关  D.再生系统可回收甲醇答案：C解析：抑制剂用量由过冷度、含水量、气量共同决定，过冷度越大用量越高。17.在管道内检测（ILI）中，MFL/TFI组合工具的优势是：A.可区分内外壁金属损失  B.可测量轴向裂纹  C.可测量环向裂纹  D.可测量涂层剥离答案：A解析：MFL对体积型缺陷敏感，TFI（横向场）可识别环向边缘，两者组合可区分内外壁。18.某输油泵采用变频调速，若流量从100%降至50%，按相似定律，理论轴功率约为：A.100%  B.75%  C.50%  D.12.5%答案：D解析：相似定律P∝Q³，0.5³=0.125，即12.5%，实际因效率下降略高于此值。19.在管道泄漏声波检测中，频率集中在20–80kHz的信号最可能来源于：A.泵汽蚀  B.阀门微漏  C.第三方机械挖掘  D.气体节流答案：B解析：微孔泄漏产生高频连续声波，能量集中在20–80kHz，区别于低频机械冲击。20.关于管道环氧玻璃钢（FRP）补强，下列说法正确的是：A.固化温度越高强度越低  B.纤维方向应与管道轴向垂直  C.补强层需跨越缺陷两侧各一倍管径  D.无需表面处理即可粘贴答案：C解析：ISO24817要求补强层长度≥缺陷长度+2×管径，以保证载荷转移；纤维方向应±45°铺层，表面需喷砂至Sa2.5。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.下列哪些属于管道应力腐蚀开裂（SCC）的典型特征：A.裂纹沿晶界扩展  B.裂纹呈“河网”状  C.裂纹多平行于焊缝  D.断口呈脆性特征  E.需拉应力与腐蚀介质共存答案：BDE解析：高pHSCC多为沿晶，近中性pHSCC为穿晶，均呈河网；裂纹群平行于管道轴向，与环焊缝垂直；断口脆性；需拉应力+介质。22.关于输气管道站场ESD阀，下列说法正确的是：A.执行机构必须防火保护  B.全行程时间≤30s  C.宜采用球阀  D.应带阀位回讯  E.可远程关断答案：ACDE解析：GB5025120216.8.3条：ESD阀防火保护、球阀、回讯、远程关断；全行程时间≤10s，B错误。23.在管道水力坡降线计算中，若出现“水力坡降线高于地面线”，可能导致：A.管道负压  B.汽蚀  C.超压  D.不满流  E.翻越点答案：ABDE解析：高程翻越后，下游若坡降线高于地面，可形成负压、不满流、汽蚀；不会超压。24.下列哪些方法可用于管道环焊缝裂纹的现场验证：A.TOFD  B.相控阵超声（PAUT）  C.射线数字成像（DR）  D.渗透检测（PT）  E.涡流检测（ET）答案：ABC解析：TOFD、PAUT对裂纹高度定量；DR可检出开口裂纹；PT仅表面；ET对铁磁材料灵敏度低。25.关于天然气管道气质指标，GB178202018规定：A.总硫≤100mg/m³（一类气）  B.H₂S≤6mg/m³（一类气）  C.CO₂≤3%（体积）  D.水露点≤5℃（一类气，0℃）  E.烃露点≤3℃（一类气，0℃）答案：ABCD解析：一类气总硫≤100mg/m³，H₂S≤6mg/m³，CO₂≤3%，水露点≤5℃（0℃下）；烃露点未强制，E错误。26.在管道内腐蚀直接评估（ICDA）中，需采集的数据包括：A.温度压力历程  B.含水量  C.CO₂/H₂S分压  D.缓蚀剂注入浓度  E.土壤电阻率答案：ABCD解析：ICDA关注内腐蚀，需工艺数据；土壤电阻率属外腐蚀参数。27.下列哪些属于管道地质灾害（GEOHAZARD）主动防控技术：A.抗滑桩  B.截排水沟  C.深基坑支护  D.岩锚束  E.光纤监测答案：ABD解析：抗滑桩、截排水、岩锚为主动加固；基坑支护为施工措施；光纤为监测，属被动。28.关于输油管道顺序输送混油切割策略，下列做法合理的是：A.按密度切割  B.按色度切割  C.按紫外吸光度切割  D.按在线折射率切割  E.按固定时间切割答案：ABCD解析：现代切割采用多参数在线仪表，固定时间误差大。29.在管道泄漏量计算中，采用小孔模型需已知：A.孔径  B.内外压差  C.气体压缩因子  D.温度  E.泄漏系数答案：ABCDE解析：小孔模型Q=C·A·P·√(2M/ZRT)·ψ，需全部参数。30.关于管道光纤安全预警系统（DAS），下列说法正确的是：A.利用瑞利散射  B.可定位±10m  C.可识别机械挖掘  D.可识别地质灾害微震  E.需与GIS联动答案：ABCDE解析：DAS基于相干瑞利散射，空间分辨率±10m，事件识别率>90%，需GIS展示。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.管道最大允许操作压力（MAOP）等于设计压力。答案：×解析：MAOP≤设计压力，可低于设计压力。32.在输气管道中，当马赫数>0.3时，需考虑气体可压缩性对摩阻的影响。答案：√解析：API14E建议马赫数>0.3时采用可压缩流方程。33.采用三层PE防腐的管道，其阴极保护电流密度需求通常大于环氧煤沥青。答案：×解析：3PE绝缘电阻高，电流密度需求更小。34.管道内检测器速度超过5m/s时，MFL漏磁信号将显著降低。答案：√解析：速度升高导致磁化时间不足，剩磁下降，信号减弱。35.在输油管道中，翻越点后若出现不满流，可采用“减压站+背压阀”组合控制。答案：√解析：背压阀可维持下游满流，减压站防止超压。36.管道环焊缝缺陷修复采用B型套筒时，套筒端部距焊缝距离应≥50mm。答案：×解析：ASMEPCC2要求≥1.5倍壁厚且≥25mm，非固定50mm。37.天然气水合物形成温度随压力升高而升高。答案：√解析：水合物相平衡曲线呈正斜率，压力越高形成温度越高。38.在管道风险评价中，若采用模糊综合评价法，需建立判断矩阵并通过一致性检验。答案：√解析：AHP模糊法需判断矩阵，CR<0.1方可通过。39.管道光纤通信系统采用G.652光纤，其零色散波长位于1550nm窗口。答案：×解析：G.652零色散在1310nm，1550nm色散≈17ps/(nm·km)。40.采用CFD模拟管道天然气泄漏扩散时，kε模型比LES模型更适合捕捉近场涡旋。答案：×解析：LES可解析大涡，近场精度高于kε。四、填空题（每空1分，共20分）41.某输气管道设计系数F=0.5，管材SMYS=450MPa，壁厚t=8mm，外径D=508mm，则其最大允许操作压力MAOP=______MPa。（保留两位小数）答案：7.09解析：Barlow公式P=2·t·F·SMYS/D=2×8×0.5×450/508=7.09MPa。42.在输油管道中，若采用“旁接油罐”输送方式，其最显著的水力特征是______。答案：上下游泵站流量可不一致（或“水力隔离”）。43.管道内腐蚀直接评估（ICDA）中，最危险的临界倾角一般取______°。答案：17°解析：NACESP02062016建议17°为积液临界角。44.某天然气管道泄漏，孔径10mm，内外压差5MPa，温度15℃，压缩因子0.9，泄漏系数0.85，则初始泄漏量约为______kg/s。（甲烷分子量16，R=518J/kg·K）答案：0.84解析：小孔模型Q=C·A·P·√(2M/ZRT)=0.85×π×0.005²×5×10⁶×√(2×16/(0.9×518×288))=0.84kg/s。45.在管道应力分析中，若热膨胀应力σ=180MPa，内压环向应力σh=200MPa，轴向泊松应力σp=60MPa，则按ASMEB31.8组合应力为______MPa。答案：280解析：组合应力=σ+σhσp=180+20060=280MPa。46.管道阴极保护电位1.25VCSE，土壤IR降经测试为0.15V，则其IRfree电位为______VCSE。答案：1.10解析：1.25(0.15)=1.10V。47.在输气管道瞬态仿真中，特征线法将双曲型偏微分方程转化为______方程。答案：常微分（或“代数”）。48.管道环焊缝采用AUT检测，若分区为“TOP+ROOT+BOT”，则TOP区主要检测______缺陷。答案：横向未熔合（或“横向裂纹”）。49.采用三层PE防腐，其胶粘剂层材料通常为______共聚物。答案：马来酸酐接枝聚乙烯（或“EVA”）。50.在管道泄漏声波信号处理中，为提高信噪比，常采用______变换进行降噪。答案：小波（或“Wavelet”）。五、简答题（每题10分，共30分）51.简述输气管道站场“零排放”设计的主要技术措施。答案：（1）全密闭清管：采用快开盲板+清管球收发筒与站外干线隔离，清管残气经放空立管返回上游或进入回收罐。（2）压缩机组干气密封：替代传统油润滑密封，避免含油污水。（3）干式过滤分离：选用滤芯式分离器，取消排污罐，滤芯更换时在线封装。（4）BOG回收：对LNG卫星站或低温分输站，设置BOG压缩机将蒸发气回注管网。（5）阀门微漏控制：选用低泄漏阀门（ISO15848A级），阀杆采用波纹管或双重填料。（6）在线排污：站场设置高压排污回收装置，将过滤器粉尘、液滴排入密闭罐，再用氮气或干气吹扫回输。（7）放空气回收：设置小型往复压缩机+高压储气瓶组，将检修或超压放空气压缩至下游用户压力后回注。（8）数字化监控：通过SCADA实时监测阀门内漏、密封气压力，提前预警干预。以上措施组合可实现站场检修、清管、过滤、排污、放空全过程零甲烷外泄。52.某DN400原油管道需进行内检测，但最小允许通过弯头的曲率半径为3D，而现场存在2D热弯。请给出三种可行解决方案并比较优缺点。答案：方案A：更换弯头优点：一劳永逸，后续所有检测器均可通过；缺点：需停输动火，费用高，工期长，安全风险大。方案B：采用柔性链节+低轮廓传感器检测器优点：无需换管，检测半径可达1.5D；缺点：需定制工具，检测速度慢（0.3m/s），成本高，数据密度略低。方案C：采用UT爬行器（Crawler）分段检测优点：不受弯头限制，可定量壁厚；缺点：需大量开挖，设置临时收发筒，费用与换管接近，且仅检测局部。综合比较：若管道运行压力高、高后果区密集，优先选A；若短期无停输窗口，选B；若仅个别弯头且可开挖，选C作局部验证。53.阐述高后果区（HCA）识别中“潜在影响半径（PIR）”的计算方法，并给出算例。答案：依据GB502512021附录K：PIR=0.099√(D·P)式中：D—管外径（mm）；P—最大操作压力（MPa）；PIR单位m。算例：D=711mm，P=10MPa，则PIR=0.099√(711×10)=0.099×84.3=8.35m。解释：该经验公式基于天然气管道破裂后喷射火辐射热通量阈值≥5kW/m²的暴露距离，对应人员室外致死概率1%的半径。若管道两侧200m内存在学校、医院、高层建筑等特定场所，即纳入HCA。对于并行管道，需叠加PIR，取并集。六、计算题（共30分）54.某φ610×10mm输气管道，材质L415，设计压力10MPa，运行温度20℃，全长80km，高程起点100m、终点300m，沿线无中间站。已知：天然气相对密度0.65，压缩因子0.92，摩阻系数0.011，忽略局部阻力。采用Weymouth方程计算最大输量，并校核终点压力是否低于5MPa。（15分）答案：（1）Weymouth方程：Q=0.0037·D²·⁵·√[(P₁²P₂²)/(L·Δ·T·Z)]·√(273/T)单位：Q—m³/d（20℃，1atm），D—mm，P—MPa，L—km。令P₂=5MPa，求Q_max：Q=0.0037×600²·⁵