压力管道计算常见试题与答案解析

压力管道计算常见试题与答案解析

一、单选题（每题2分，共20分）

1.压力管道设计中，以下哪个参数不是必须考虑的因素？（）A.管道材质B.管道直径C.管道长度D.管道颜色【答案】D【解析】压力管道设计主要考虑参数包括材质、直径、长度等物理和力学特性，颜色与设计无关

2.当压力管道内介质温度升高时，其许用应力通常会发生什么变化？（）A.增加B.减少C.不变D.先增后减【答案】B【解析】温度升高会导致材料强度下降，因此许用应力通常会降低

3.在压力管道设计中，安全系数通常取值范围是多少？（）A.

1.0-

1.5B.

1.5-

2.5C.

2.5-

3.5D.

3.5-

4.5【答案】B【解析】安全系数一般取

1.5-

2.5，以保证管道运行安全

4.管道弯曲半径与管道直径之比一般不应小于多少？（）A.

1.0B.

1.5C.

2.0D.

3.0【答案】B【解析】弯曲半径与管道直径之比一般不应小于

1.5，以避免过度弯曲导致应力集中

5.以下哪种管道连接方式适用于高压场合？（）A.螺纹连接B.法兰连接C.焊接连接D.卡箍连接【答案】C【解析】焊接连接强度高，适用于高压管道

6.压力管道的设计压力是指什么？（）A.管道最大允许压力B.管道实际工作压力C.管道试验压力D.管道公称压力【答案】A【解析】设计压力是指管道在正常工况下允许承受的最大压力

7.管道腐蚀裕量一般取多少毫米？（）A.1-2B.2-3C.3-5D.5-10【答案】C【解析】腐蚀裕量一般取3-5毫米，以应对管道锈蚀

8.压力管道的公称直径是指什么？（）A.管道实际内径B.管道实际外径C.管道设计内径D.管道外径与内径的平均值【答案】C【解析】公称直径是管道的设计内径，用于标准化

9.以下哪种材料不适合用于高温高压管道？（）A.不锈钢B.碳钢C.铝合金D.钛合金【答案】C【解析】铝合金耐高温性能较差，不适合高温高压管道

10.压力管道强度计算中，弹性模量的单位是什么？（）A.MPaB.N/m²C.N/mD.N·m²【答案】B【解析】弹性模量单位为帕斯卡（Pa），即N/m²

二、多选题（每题4分，共20分）

1.压力管道设计中需要考虑哪些因素？（）A.介质特性B.温度变化C.地震影响D.管道材质E.美观要求【答案】A、B、C、D【解析】压力管道设计需考虑介质特性、温度变化、地震影响和管道材质，美观要求不是主要因素

2.以下哪些属于压力管道常见失效形式？（）A.疲劳断裂B.应力腐蚀C.冲刷腐蚀D.过度变形E.颜色脱落【答案】A、B、C、D【解析】压力管道常见失效形式包括疲劳断裂、应力腐蚀、冲刷腐蚀和过度变形，颜色脱落不是失效形式

3.压力管道检测方法有哪些？（）A.超声波检测B.射线检测C.磁粉检测D.渗透检测E.外观检查【答案】A、B、C、D、E【解析】压力管道检测方法包括超声波、射线、磁粉、渗透和外观检查

4.压力管道设计中，壁厚计算需要考虑哪些因素？（）A.设计压力B.管道直径C.材料强度D.腐蚀裕量E.温度系数【答案】A、B、C、D【解析】壁厚计算需要考虑设计压力、管道直径、材料强度和腐蚀裕量，温度系数不是直接因素

5.压力管道安全附件有哪些？（）A.安全阀B.压力表C.温度计D.流量计E.紧急切断阀【答案】A、B、E【解析】压力管道安全附件包括安全阀、压力表和紧急切断阀，温度计和流量计属于监测设备

三、填空题（每题2分，共16分）

1.压力管道设计应遵循______、______和______三个基本原则【答案】安全可靠；经济合理；便于维护

2.压力管道的设计温度是指管道在正常工况下的______温度【答案】最高或最低

3.压力管道的设计压力是指管道在正常工况下允许承受的______压力【答案】最大

4.压力管道的腐蚀裕量是为了应对管道的______而设置的【答案】锈蚀

5.压力管道的弯曲半径一般不应小于管道外径的______倍【答案】

1.

56.压力管道的公称直径是用于标准化和______的【答案】选型

7.压力管道的安全系数是为了应对各种不确定因素而设置的______系数【答案】补偿

8.压力管道的壁厚计算需要考虑______、______和______等因素【答案】设计压力；管道直径；材料强度

四、判断题（每题2分，共10分）

1.压力管道的设计压力一定大于实际工作压力（）【答案】（√）【解析】设计压力是管道允许承受的最大压力，实际工作压力不会超过设计压力

2.压力管道的腐蚀裕量可以省略，因为管道会定期检测（）【答案】（×）【解析】腐蚀裕量是必须考虑的，即使定期检测也不能完全替代

3.压力管道的安全系数越大，管道越安全（）【答案】（√）【解析】安全系数越大，表示管道承受能力越强，越安全

4.压力管道的公称直径就是管道的实际内径（）【答案】（×）【解析】公称直径是设计内径，可能与实际内径略有差异

5.压力管道的壁厚计算只需要考虑设计压力和管道直径（）【答案】（×）【解析】壁厚计算还需要考虑材料强度和腐蚀裕量等因素

五、简答题（每题4分，共20分）

1.简述压力管道设计中需要考虑的主要因素【答案】压力管道设计中需要考虑的主要因素包括介质特性（如腐蚀性、毒性）、温度变化、压力等级、管道材质、地形条件、安全系数、腐蚀裕量、弯曲半径、支撑方式、安全附件等

2.简述压力管道常见失效形式及其预防措施【答案】压力管道常见失效形式包括疲劳断裂、应力腐蚀、冲刷腐蚀、过度变形等预防措施包括合理选择材料、控制工作温度和压力、定期检测、加强维护、设置安全附件等

3.简述压力管道检测方法及其适用范围【答案】压力管道检测方法包括超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测和外观检查超声波检测适用于检测内部缺陷，射线检测适用于检测厚壁管道缺陷，磁粉检测适用于铁磁性材料表面缺陷，渗透检测适用于非铁磁性材料表面缺陷，外观检查适用于表面锈蚀、裂纹等

4.简述压力管道安全附件的作用【答案】压力管道安全附件包括安全阀、压力表和紧急切断阀安全阀用于防止超压，压力表用于监测压力，紧急切断阀用于紧急情况下的切断这些附件能有效保障管道安全运行

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析压力管道设计中安全系数的确定依据及其重要性【答案】压力管道设计中安全系数的确定依据包括材料强度的离散性、制造工艺的误差、使用环境的不确定性、检测手段的局限性等安全系数的重要性在于补偿各种不确定因素，提高管道可靠性，保障运行安全安全系数过小可能导致管道失效，过大则增加成本合理确定安全系数是设计的关键

2.分析压力管道腐蚀裕量的设置原因及其影响因素【答案】压力管道腐蚀裕量的设置原因在于管道在使用过程中会因介质腐蚀、环境因素等导致壁厚减薄腐蚀裕量可以补偿这些减薄，确保管道在正常使用年限内不会因腐蚀而失效腐蚀裕量的影响因素包括介质腐蚀性、环境条件、管道材质、使用年限等腐蚀性越强、环境越恶劣、使用年限越长，需要的腐蚀裕量越大

七、综合应用题（每题25分，共25分）

1.某压力管道设计参数如下公称直径DN200，设计压力P=

2.5MPa，设计温度120℃，介质为腐蚀性气体，材料为不锈钢304，请计算该管道的壁厚（不考虑腐蚀裕量，材料许用应力σs=200MPa，弹性模量E=200GPa，泊松比ν=

0.3）【答案】根据公式δ=P×D/2×σs×1-ν²×1+C其中P=

2.5MPa，D=

0.2m，σs=200MPa，ν=

0.3，C=0（不考虑腐蚀裕量）则δ=

2.5×

0.2/2×200×1-

0.3²=

0.00625m=

6.25mm因此，该管道的壁厚为

6.25mm完整标准答案

一、单选题

1.D

2.B

3.B

4.B

5.C

6.A

7.C

8.C

9.C

10.B

二、多选题

1.A、B、C、D

2.A、B、C、D

3.A、B、C、D、E

4.A、B、C、D

5.A、B、E

三、填空题

1.安全可靠；经济合理；便于维护

2.最高或最低

3.最大

4.锈蚀

5.

1.

56.选型

7.补偿

8.设计压力；管道直径；材料强度

四、判断题

1.（√）

2.（×）

3.（√）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.压力管道设计中需要考虑的主要因素包括介质特性（如腐蚀性、毒性）、温度变化、压力等级、管道材质、地形条件、安全系数、腐蚀裕量、弯曲半径、支撑方式、安全附件等

2.压力管道常见失效形式包括疲劳断裂、应力腐蚀、冲刷腐蚀、过度变形等预防措施包括合理选择材料、控制工作温度和压力、定期检测、加强维护、设置安全附件等

3.压力管道检测方法包括超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测和外观检查超声波检测适用于检测内部缺陷，射线检测适用于检测厚壁管道缺陷，磁粉检测适用于铁磁性材料表面缺陷，渗透检测适用于非铁磁性材料表面缺陷，外观检查适用于表面锈蚀、裂纹等

4.压力管道安全附件包括安全阀、压力表和紧急切断阀安全阀用于防止超压，压力表用于监测压力，紧急切断阀用于紧急情况下的切断这些附件能有效保障管道安全运行

六、分析题

1.压力管道设计中安全系数的确定依据包括材料强度的离散性、制造工艺的误差、使用环境的不确定性、检测手段的局限性等安全系数的重要性在于补偿各种不确定因素，提高管道可靠性，保障运行安全安全系数过小可能导致管道失效，过大则增加成本合理确定安全系数是设计的关键

2.压力管道腐蚀裕量的设置原因在于管道在使用过程中会因介质腐蚀、环境因素等导致壁厚减薄腐蚀裕量可以补偿这些减薄，确保管道在正常使用年限内不会因腐蚀而失效腐蚀裕量的影响因素包括介质腐蚀性、环境条件、管道材质、使用年限等腐蚀性越强、环境越恶劣、使用年限越长，需要的腐蚀裕量越大

七、综合应用题

1.某压力管道设计参数如下公称直径DN200，设计压力P=

2.5MPa，设计温度120℃，介质为腐蚀性气体，材料为不锈钢304，请计算该管道的壁厚（不考虑腐蚀裕量，材料许用应力σs=200MPa，弹性模量E=200GPa，泊松比ν=

0.3）【答案】根据公式δ=P×D/2×σs×1-ν²×1+C其中P=

2.5MPa，D=

0.2m，σs=200MPa，ν=

0.3，C=0（不考虑腐蚀裕量）则δ=

2.5×

0.2/2×200×1-

0.3²=

0.00625m=

6.25mm因此，该管道的壁厚为

6.25mm。