2025年注冊化工工程師考試試卷：化工設備與管道設計沖刺押題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項選擇題（下列選項中，只有一項符合題意，請將對應的字母填入括號內。每題1分，共20分）1.根據(jù)GB/T150規(guī)定，壓力容器的計算厚度（δ）與設計壁溫（t）的關系，在確定材料許用應力時，下列說法正確的是（）。A.t≤20℃時，不考慮溫度影響B(tài).t>20℃時，許用應力隨溫度升高而線性增加C.t>200℃時，許用應力必須進行溫度修正D.溫度對許用應力無直接影響2.壓力容器封頭的設計通常采用標準封頭（如標準橢圓封頭、標準碟形封頭），其主要原因是（）。A.標準封頭易于加工制造B.標準封頭具有最優(yōu)的強度和剛度C.標準封頭的設計和制造有成熟的規(guī)范和數(shù)據(jù)支持，便于選用D.標準封頭成本最低3.對于內壓薄壁球形壓力容器，其壁厚計算公式δ=(pR)/(2σt[1-(p/Rσs)])中，σt表示（）。A.筒體材料的屈服強度B.筒體材料的抗拉強度C.筒體計算應力D.球殼材料的許用應力4.壓力容器法蘭連接設計中，為了減少螺栓的預緊力，通常采取的措施是（）。A.增加法蘭密封面的粗糙度B.減小法蘭墊片的厚度C.選用彈性模量較低的法蘭材料D.增加法蘭螺栓的數(shù)量5.壓力容器的開孔需要設置補強圈進行補強，當開孔直徑較小，且開孔中心距容器壁厚邊緣足夠遠時，可以采用（）。A.等面積補強法B.極限載荷法C.附加勁度法D.直接焊縫補強6.壓力容器進行壓力試驗的主要目的是（）。A.檢驗容器制造質量B.確定容器的實際承載能力C.檢驗容器的密封性能D.測定容器的材料力學性能7.在壓力管道設計中，關于管道應力的分類，下列說法正確的是（）。A.彎曲應力總是不允許存在的B.薄膜應力是局部應力C.總體變形應力必須小于材料的屈服強度D.應力分類的目的是為了區(qū)分不同性質的應力，以便進行不同的安全評定8.壓力管道支吊架設置的主要目的是（）。A.增加管道的剛度B.限制管道的溫度變形C.便于管道的安裝和拆卸D.美化管道的布置9.選擇壓力管道材料時，主要考慮的因素不包括（）。A.工作溫度和壓力B.管道輸送介質的性質C.管道的直徑和長度D.管道的制造和安裝成本10.對于輸送腐蝕性介質的壓力管道，除了選用耐腐蝕材料外，通常還需要采取的措施是（）。A.增加管道壁厚B.設置防腐涂層或進行陰極保護C.提高管道的工作壓力D.減少管道的彎頭數(shù)量11.安全閥是壓力容器和管道常用的安全泄放裝置，其選用時主要依據(jù)的技術參數(shù)是（）。A.公稱直徑、設計壓力、設計溫度B.連接形式、材質、價格C.泄放量、排放壓力、背壓D.結構形式、重量、外形尺寸12.壓力容器或壓力管道發(fā)生失穩(wěn)破壞時，其破壞形態(tài)主要是（）。A.材料屈服B.斷裂C.局部屈曲或整體失穩(wěn)D.蠕變13.在化工設備設計中，材料的選擇應優(yōu)先考慮其（）。A.價格低廉B.加工性能好C.耐腐蝕性D.以上都不是，應根據(jù)具體工況綜合考慮14.某設備長期在高溫環(huán)境下工作，可能導致其性能下降的主要原因是（）。A.疲勞破壞B.蠕變C.脆性斷裂D.應力腐蝕15.化工設備中常用的腐蝕防護措施不包括（）。A.選擇耐腐蝕材料B.采用防腐涂層C.進行陰極保護D.提高操作溫度16.化工管道布置時，應保證管道之間有足夠的安全距離，其主要目的是（）。A.方便安裝B.減少管道振動C.滿足安全規(guī)范要求，防止相互影響或事故擴大D.美觀整潔17.換熱器管板的強度計算，主要考慮的是管板在（）作用下的應力。A.換熱管傳來的熱應力B.殼體或管箱的夾緊力C.介質壓力D.管板自身的重量18.選擇化工泵時，確定泵的類型（如離心泵、往復泵）主要依據(jù)的是（）。A.泵的揚程和流量B.泵的效率C.泵的材質D.泵的價格19.化工設備的封頭通常采用凸形封頭（如橢圓封頭、碟形封頭），其主要原因之一是（）。A.凸形封頭易于進行機械加工B.凸形封頭能夠承受更大的內壓C.凸形封頭具有較好的流體動力學性能，可減少流動阻力D.凸形封頭比平板封頭更美觀20.壓力管道應力分析中，溫度應力是由于管道溫度變化引起的熱脹冷縮受到約束而產生的，其大小與（）有關。A.管道材料的彈性模量B.管道的熱膨脹系數(shù)C.管道的溫度變化量D.以上所有因素二、多項選擇題（下列選項中，至少有兩項符合題意，請將對應的字母填入括號內。每題2分，共10分）21.壓力容器設計中，關于應力分類的說法，正確的有（）。A.薄膜應力是整個截面上的平均應力B.彎曲應力是局部應力，可能超過屈服強度C.總體變形應力是指使構件產生整體變形的應力D.應力分類的目的是為了區(qū)分不同性質的應力，以便進行不同的安全評定E.應力強度是應力分類中的一個重要指標22.影響壓力容器壁厚計算的因素主要有（）。A.設計壓力B.容器直徑C.材料許用應力D.法蘭尺寸E.設計溫度23.壓力管道設計中，需要進行應力分析的情況通常包括（）。A.輸送高溫介質的管道B.管道系統(tǒng)中的彎頭、三通等復雜部件C.承受較大外壓的管道D.管道跨度過大的情況E.所有壓力管道都需要進行詳細應力分析24.選擇壓力容器或壓力管道材料時，需要考慮的因素有（）。A.工作溫度和壓力范圍B.輸送介質的化學性質（腐蝕性、毒性等）C.材料的機械性能要求（強度、韌性等）D.材料的可焊性和加工性能E.材料的成本25.化工設備與管道設計中，需要考慮安全因素的有（）。A.設備和管道的強度校核B.安全泄放裝置的設置C.腐蝕裕量的預留D.設備和管道的穩(wěn)定性校核E.材料的選用三、計算題（請列出計算過程，并給出計算結果。每題5分，共20分）26.某內壓薄壁球形壓力容器，設計壓力p=1.6MPa，內徑D=1.2m，材料為Q345R，設計溫度t=200℃。材料在設計溫度下的許用應力[σ]t=160MPa。試按GB/T150公式計算該容器的計算壁厚δ。（不考慮腐蝕裕量）27.某壓力管道，公稱直徑DN=200mm，壁厚δ=10mm，材料為20#鋼，設計壓力p=1.0MPa，設計溫度t=50℃。試計算該管道在20℃時的許用應力[σ]t。（假設不考慮溫度對材料性能的影響）28.某設備封頭上開有一個直徑d=100mm的圓孔，孔邊采用等面積補強，補強圈厚度δb=10mm。設備材料為16MnR，設計壓力p=1.6MPa，設計溫度t=120℃。試計算補強圈與設備壁連接處的應力σ。（假設不考慮應力集中）29.某水平直管，管長L=10m，管內徑D=100mm，壁厚δ=5mm，材料為10#鋼，設計溫度t=100℃。管子一端固定，另一端自由。若管子受熱伸長量ΔL=2mm，試計算管子產生的溫度應力σ。（假設管子不能自由伸縮）四、簡答題（請簡明扼要地回答下列問題。每題5分，共15分）30.簡述壓力容器設計中應力分類的目的是什么？31.在壓力管道設計中，什么是應力腐蝕？如何預防？32.簡述選擇壓力容器或壓力管道材料時，需要考慮的主要因素有哪些？五、論述題（請就下列問題進行論述。10分）33.試論述在化工設備與管道設計中，如何綜合考慮安全、經濟、適用、環(huán)保等方面的要求？試卷答案一、單項選擇題1.C2.C3.D4.C5.A6.A7.D8.B9.C10.B11.C12.C13.D14.B15.D16.C17.C18.A19.B20.D二、多項選擇題21.A,C,D22.A,B,C,E23.A,B,C,D24.A,B,C,D,E25.A,B,C,D,E三、計算題26.解：根據(jù)GB/T150公式δ=(pD)/(4[σ]t-0.6p)δ=(1.6*1.2)/(4*160-0.6*1.6)δ=(1.92)/(640-0.96)δ=1.92/639.04δ≈0.003008mδ≈3.01mm計算壁厚δ約為3.01mm。27.解：根據(jù)公式[σ]t=[σ]0*(1-0.5*Δt/Δt0)其中[σ]0為20℃時材料的許用應力，Δt為設計溫度與20℃之差，Δt0為100℃與20℃之差。需要查表得到20℃時20#鋼的許用應力[σ]0，假設[σ]0=130MPa（此為假設值，實際應查表）。Δt=50-20=30℃Δt0=100-20=80℃[σ]t=130*(1-0.5*30/80)[σ]t=130*(1-0.1875)[σ]t=130*0.8125[σ]t≈105.63MPa許用應力[σ]t約為105.63MPa。28.解：等面積補強，補強圈與設備壁連接處的應力σ近似等于孔邊名義應力?？走吤x應力計算公式σ=(p*d)/(2*δ*(D-d)/D)σ=(1.6*100)/(2*10*(120-100)/120)σ=(160)/(20*(20/120))σ=(160)/(20*0.1667)σ=(160)/3.334σ≈48.00MPa補強圈與設備壁連接處的應力σ約為48.00MPa。29.解：溫度應力計算公式σ=E*α*ΔL/L需要查表得到10#鋼的彈性模量E和熱膨脹系數(shù)α，假設E=200GPa，α=12*10^-61/℃（此為假設值，實際應查表）。σ=200*10^3*12*10^-6*2/10σ=200000*0.000012*2/10σ=4.8/10σ=0.48MPa溫度應力σ約為0.48MPa。四、簡答題30.應力分類的目的是為了區(qū)分不同性質的應力，以便對薄膜應力、彎曲應力、總體變形應力等進行不同的安全評定，簡化設計計算，使設計更合理、更安全。31.應力腐蝕是在特定的腐蝕介質和一定的應力共同作用下，金屬發(fā)生的腐蝕斷裂現(xiàn)象。預防措施包括：選用耐應力腐蝕的材料；改變合金成分；采用陰極保護或陽極保護等陰極保護措施；避免在產生應力集中的結構設計；控制或去除腐蝕介質中的侵蝕性成分等。32.選擇壓力容器或壓力管道材料時需要考慮的主要因素有：工作溫度和壓力范圍；輸送介質的化學性質（腐蝕性、毒性等）；材料的機械性能要求（強度、韌性、疲勞強度等）；材料的可焊性和加工性能；材料的成本；標準規(guī)范的符合性；以及環(huán)保和資源利用等方面的要求。五、論述題33.在化工設備與管道設計中，綜合考慮安全、經濟、適用、環(huán)保等方面的要求是一個系統(tǒng)工程。安全是設計的首要前提，必須確保設備在運行中安全可靠，設置必要的安全泄放裝置，進行充分的強度、剛度和穩(wěn)定性校核，選用合適的材料，并遵守相關安全規(guī)