管道固定試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于管道固定支架的描述中，正確的是（）A.固定支架僅用于限制管道軸向位移B.固定支架需承受管道內(nèi)介質(zhì)壓力產(chǎn)生的推力C.固定支架與管道之間應預留1-2mm滑動間隙D.固定支架的間距由管道保溫層厚度決定2.輸送溫度為150℃的蒸汽管道，其固定支架的材料應優(yōu)先選用（）A.Q235普通碳素鋼B.304不銹鋼C.鑄鐵D.鋁合金3.某DN200的工業(yè)水管道（無保溫）水平布置，設(shè)計壓力1.6MPa，其固定支架的最大間距應不超過（）A.8mB.12mC.15mD.20m4.下列哪種情況不需要設(shè)置固定支架（）A.管道分支處B.閥門井內(nèi)的閥門兩端C.補償器兩側(cè)D.直管段中間無任何附件的位置5.滑動支架安裝時，支架與管道接觸的滑動面應（）A.涂刷厚質(zhì)防腐涂料B.鋪設(shè)聚四氟乙烯板C.焊接防滑凸臺D.填充石棉繩6.管道固定件與管道焊接時，若管道材質(zhì)為20G（優(yōu)質(zhì)碳素鋼），則焊條應選用（）A.E4303B.E5015C.A102D.R3077.某石化裝置中，輸送含硫化氫介質(zhì)的管道固定支架，其防腐處理應優(yōu)先采用（）A.環(huán)氧煤瀝青涂層B.熱鍍鋅C.聚氨酯面漆D.滲鋁處理8.關(guān)于立管固定支架的設(shè)置，下列說法錯誤的是（）A.層高3m的建筑立管，每層應設(shè)置1個固定支架B.固定支架應靠近三通或彎頭位置C.支架與管道接觸處應設(shè)置橡膠墊以減少振動D.固定支架的生根結(jié)構(gòu)需驗算墻體承載力9.熱力管道安裝補償器后，固定支架的受力計算需考慮（）A.管道自重B.補償器的彈性反力C.介質(zhì)內(nèi)壓產(chǎn)生的盲板力D.以上均需考慮10.下列管道固定驗收項目中，不屬于主控項目的是（）A.固定支架的位置偏差≤10mmB.滑動支架的滑動面無卡阻現(xiàn)象C.固定支架與管道焊接的焊縫等級符合設(shè)計要求D.支架生根結(jié)構(gòu)的混凝土強度達到設(shè)計值的100%二、多項選擇題（每題3分，共15分，每題至少2個正確選項，錯選、漏選均不得分）1.影響管道固定支架間距的主要因素包括（）A.管道材質(zhì)的許用應力B.管道內(nèi)介質(zhì)的溫度C.管道的外徑與壁厚D.管道保溫層的重量E.當?shù)氐牡卣鹪O(shè)防烈度2.關(guān)于管道固定件的設(shè)計原則，正確的有（）A.固定支架應設(shè)置在管道的剛度薄弱處B.滑動支架的滑動方向應與管道熱膨脹方向一致C.導向支架需同時限制管道的橫向和軸向位移D.固定支架的生根結(jié)構(gòu)應獨立于設(shè)備本體E.低溫管道固定支架應采用保冷墊木隔絕冷橋3.管道固定焊接施工中，需重點控制的質(zhì)量要點有（）A.焊前對管道表面進行除銹、除油處理B.焊接電流根據(jù)焊條直徑和管道壁厚調(diào)整C.多層焊接時層間溫度不超過300℃D.焊縫完成后立即進行水壓試驗E.角焊縫的焊腳高度不小于較薄件厚度的1.2倍4.下列管道振動場景中，可通過調(diào)整固定支架改善的有（）A.泵出口管道因流體脈動引起的高頻振動B.風載作用下大口徑空管道的低頻晃動C.管道與設(shè)備接口處因熱膨脹不一致產(chǎn)生的應力集中D.介質(zhì)流速超過臨界值導致的管內(nèi)湍流振動E.固定支架間距過大引起的管道跨中撓度超標5.熱力管道固定支架驗收時，應核查的技術(shù)文件包括（）A.支架材料的材質(zhì)證明書B.焊接工藝評定報告C.管道熱膨脹計算書D.支架生根結(jié)構(gòu)的荷載驗算記錄E.施工人員的特種作業(yè)操作證三、判斷題（每題1分，共10分，正確填“√”，錯誤填“×”）1.固定支架的作用是完全限制管道的所有位移，因此支架與管道必須剛性連接。（）2.滑動支架的滑動面應光滑無毛刺，其間隙應控制在0.5-1mm以避免卡阻。（）3.輸送腐蝕性介質(zhì)的管道，固定支架可直接與管道焊接，只需加強外部防腐。（）4.垂直管道的固定支架應設(shè)置在管道的重心位置，以平衡重力荷載。（）5.當管道穿越建筑物變形縫時，固定支架應設(shè)置在變形縫兩側(cè)，確保管道隨結(jié)構(gòu)同步位移。（）6.低溫管道固定支架的保冷墊木厚度應與管道保冷層厚度一致，避免冷橋效應。（）7.固定支架的受力計算中，需考慮管道安裝時的預拉伸力，但無需計入介質(zhì)溫度變化引起的熱應力。（）8.不銹鋼管道與固定支架接觸時，應采用非金屬墊片隔離，防止電偶腐蝕。（）9.埋地管道的固定支架可直接澆筑在混凝土支墩中，無需考慮土壤摩擦力的影響。（）10.管道固定驗收時，若支架位置偏差超過允許值，可通過調(diào)整支架焊接位置進行修正，無需返工。（）四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述管道固定支架與滑動支架的功能區(qū)別及應用場景。2.某DN300的蒸汽管道（設(shè)計溫度300℃，材質(zhì)20鋼）水平布置，計算其固定支架的最大允許間距（已知：20鋼在300℃時的許用應力[σ]=80MPa，管道單位長度重量q=150N/m，管道外徑D=325mm，壁厚δ=8mm，截面模量W=π(D?-d?)/(32D)，d=D-2δ）。3.分析管道固定支架焊接后出現(xiàn)裂紋的可能原因及防治措施。4.列舉熱力管道固定系統(tǒng)中補償器與固定支架的配合要求。五、案例分析題（23分）某化工廠新建鹽酸（濃度31%，溫度50℃）輸送管道工程，設(shè)計壓力0.6MPa，管道規(guī)格為DN150×4（材質(zhì)為316L不銹鋼），沿管廊架空布置，管廊柱距6m。施工過程中出現(xiàn)以下問題：（1）施工單位在直管段每12m設(shè)置1個固定支架，監(jiān)理檢查時要求增加固定支架數(shù)量；（2）部分固定支架與管道采用普通碳鋼焊條焊接，焊后未做表面處理；（3）試運行時，管道在支架處出現(xiàn)局部腐蝕，且固定支架附近管道有明顯變形。問題：1.分析監(jiān)理要求增加固定支架數(shù)量的原因（6分）。2.指出焊接工藝的錯誤及正確做法（7分）。3.解釋試運行時管道腐蝕和變形的可能原因（10分）。---答案及解析一、單項選擇題1.B解析：固定支架需承受管道內(nèi)介質(zhì)壓力產(chǎn)生的推力（盲板力）、熱膨脹反力及管道自重等，A錯誤（同時限制橫向位移）；C為滑動支架要求；D固定間距由管道強度、剛度決定。2.A解析：蒸汽管道溫度150℃未超Q235（使用溫度≤450℃）范圍，304不銹鋼成本高，鑄鐵和鋁合金強度不足。3.C解析：工業(yè)水管道（無保溫）固定間距參考《工業(yè)金屬管道設(shè)計規(guī)范》GB50316，DN200水平管最大間距約15m。4.D解析：直管段中間無附件時，固定支架間距由計算確定，非必須設(shè)置；分支處、閥門兩端、補償器兩側(cè)需設(shè)固定點。5.B解析：滑動支架滑動面應減少摩擦，聚四氟乙烯板摩擦系數(shù)低，適合滑動；A增加摩擦，C防滑，D密封。6.A解析：20G為低碳鋼，匹配E4303（J422）焊條；E5015用于低合金鋼，A102為不銹鋼焊條，R307為耐熱鋼焊條。7.D解析：含硫化氫介質(zhì)易引發(fā)應力腐蝕，滲鋁處理可提高抗腐蝕性能；環(huán)氧煤瀝青、熱鍍鋅、聚氨酯面漆為普通防腐，效果不足。8.C解析：立管固定支架需剛性連接，橡膠墊會降低固定效果；A、B、D均符合規(guī)范要求。9.D解析：固定支架受力需考慮管道自重、補償器反力、內(nèi)壓盲板力、熱膨脹推力等綜合荷載。10.A解析：主控項目包括焊接質(zhì)量、支架強度、生根結(jié)構(gòu)強度等；位置偏差≤10mm為一般項目。二、多項選擇題1.ABCD解析：固定支架間距由管道強度（材質(zhì)許用應力）、剛度（自重、保溫重量）、溫度（熱膨脹）決定；地震烈度影響抗震支架設(shè)置，非主要因素。2.BDE解析：A錯誤（固定支架應設(shè)在剛度強處）；C錯誤（導向支架限制橫向位移，允許軸向滑動）；B、D、E符合設(shè)計原則。3.ABE解析：C錯誤（層間溫度需根據(jù)材質(zhì)控制，20G一般≤200℃）；D錯誤（焊縫需先進行無損檢測，水壓試驗在整體安裝后）。4.BE解析：A、D為流體誘導振動，需調(diào)整流速或增加阻尼；C為熱應力，需優(yōu)化補償器；B、E可通過增加固定支架間距或剛度改善。5.ABCDE解析：所有選項均為驗收時需核查的技術(shù)文件，確保材料、工藝、計算符合要求。三、判斷題1.×（固定支架允許微小彈性變形，非完全剛性）2.√（滑動間隙過小易卡阻，過大導致位移偏差）3.×（腐蝕性介質(zhì)需采用與管道同材質(zhì)或隔離措施，直接焊接會加速腐蝕）4.×（立管固定支架應靠近彎頭或承重結(jié)構(gòu)，非重心位置）5.×（變形縫處應設(shè)活動支架，避免固定支架限制位移）6.√（保冷墊木厚度一致可阻斷冷橋，防止結(jié)露）7.×（熱應力是固定支架受力的主要來源，必須計算）8.√（不銹鋼與碳鋼接觸易發(fā)生電偶腐蝕，需隔離）9.×（埋地支架需考慮土壤摩擦力對管道位移的約束）10.×（位置偏差超標會影響受力分布，需返工調(diào)整）四、簡答題1.功能區(qū)別：固定支架完全限制管道的軸向和橫向位移，承受管道內(nèi)壓推力、熱膨脹反力等；滑動支架允許管道沿軸向滑動，僅承受垂直荷載和部分橫向約束。應用場景：固定支架用于補償器兩側(cè)、閥門井、分支處等需要限制位移的關(guān)鍵節(jié)點；滑動支架用于直管段，減少熱膨脹應力。2.計算過程：管道內(nèi)徑d=325-2×8=309mm=0.309m截面模量W=π(D?-d?)/(32D)=π×(0.325?-0.309?)/(32×0.325)≈0.00042m3跨中彎矩M=qL2/8（L為間距）許用應力[σ]=M/W→L=√(8[σ]W/q)=√(8×80×10?×0.00042/150)≈√(17920)≈134m（顯然不合理，實際應考慮剛度控制）注：實際工程中蒸汽管道固定間距還需滿足剛度要求（跨中撓度≤L/500），結(jié)合規(guī)范DN300蒸汽管道（300℃）固定間距約12-15m。3.可能原因：焊接材料與管道材質(zhì)不匹配；焊前未預熱或焊后冷卻過快；焊縫存在夾渣、氣孔等缺陷；支架受力超過設(shè)計值導致應力集中。防治措施：選用與管道同材質(zhì)的焊條；按工藝要求進行焊前預熱（20鋼一般100-150℃）和焊后緩冷；焊接過程中清除熔渣，控制層間溫度；施工前復核支架受力，確保滿足設(shè)計荷載。4.配合要求：-補償器應設(shè)置在兩固定支架之間，且靠近其中一個固定支架；-固定支架的推力計算需包含補償器的彈性反力；-補償器兩側(cè)的導向支架應與固定支架配合，確保補償器沿軸向自由伸縮；-固定支架的強度需滿足補償器最大變形時的反力要求；-補償器與固定支架之間的管道應保持直線，避免彎頭影響補償效果。五、案例分析題1.監(jiān)理要求增加固定支架的原因：鹽酸管道為腐蝕性介質(zhì)，316L不銹鋼雖耐腐蝕但剛度較低；DN150管道管廊柱距6m，原12m間距超過規(guī)范要求（腐蝕性介質(zhì)管道固定間距應縮短，一般≤2倍柱距即12m，但實際需考慮管道撓度）；鹽酸管道運行時可能因介質(zhì)重量（密度約1.15g/cm3）導致跨中撓度超標（規(guī)范要求≤L/500），12m間距的撓度=12000/500=24mm，若管道自重+介質(zhì)重量超過允許值，需加密固定支架（建議間距≤6m）。2.焊接工藝錯誤及正確做法：錯誤1：使用普通碳鋼焊條（如E4303）焊接316L不銹鋼，會導致焊縫成分偏離，降低耐腐蝕性；錯誤2：焊后未做表面處理（如酸洗鈍化），焊縫區(qū)域易受鹽酸腐蝕。正確做法：應選用與316L匹配的不銹鋼焊條（如E316L-16）；焊接完成后對焊縫及熱影響區(qū)進行酸洗鈍化處理，去除表面氧化層，恢復耐蝕性。3.腐蝕和變形的可能原因：腐蝕原因：-碳鋼焊條焊接導致焊縫金屬成分