密封失效
法兰密封在高温下容易失效的原因是多方面的，针对这些原因有以下几项措施，供设计选用高温法兰时参考。

隔热衬环
在垫片与法兰内侧设置隔热衬环，用以改善法兰、螺栓与垫片的受热情况，降低其温度以及它们之间的温差，避免产生螺栓达到屈服和蠕变以及法兰产生变形，这种措施对防烧、防漏有显著的效果。

活套法兰
采用活套法兰，可以较好地抵抗热冲击和热循环载荷。因为活套法兰比一般的法兰厚得多，刚性大，可减少法兰受螺栓拉力而产生的偏转，而且法兰与管壁是非刚性连接，管壁热应力不会传到法兰，使其产生偏转，力臂短，螺栓受力小，可减小螺栓的拉长，同时由于法兰厚，螺栓长，螺栓能吸收法兰较大的热膨胀，而不易引起螺栓应力超过屈服限，一般在管道上可用螺纹法兰，大直径设备上则需要其他形式的活套法兰，否则造价太高。

采用套筒
如下图，可以加长螺栓的长度。
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螺栓和套筒的总长能起到补偿热应力的作用，它允许法兰有很大的轴向热膨胀位移，而螺栓应力达不到屈服限，因而起到保护密封垫片不致超负荷的作用。根据理论推导，当螺栓和套筒做成等截面，同材料，且温度相等，L1=L2时，螺栓在有套筒时，承受的附加热应力为无套筒时的1/3。随着套筒长度的增加，螺栓承受的附加热应力将大大降低。

螺栓加弹性垫圈
这种结构和套筒的作用类似，有吸收热膨胀的作用，但是，由于弹性垫圈的刚度较套筒小得多，不能承受过大的密封垫片预紧力，容易压平，故在高压下不适用，同时弹性垫圈的使用温度不能太高，以免回火而失去弹性。

控制温差
特别是在有纵向隔板的情况下，在高温侧要衬隔热衬里或装置水夹套，使其周向温度趋于接近。
垫片的材质选择应根据温度、压力的高低确定。
尽量减小筒体与法兰之间的温盖，以免加大垫片预紧力而引起垫片疲劳和螺栓松弛造成泄漏。

其它
高温高压设备管法兰泄漏事故较常见，除了注意上述法兰本身、螺栓及密封垫片的质量及结构之外，还需要注意一些法兰操作与安装方面的问题，如：
校核与这些管法兰相连接（或邻近法兰）的高温管线的端点推力矩数值。端点推力矩数值过大往往是造成法兰泄漏的主要原因，当管系经过改造后必须注意这类问题。
装置开停车期间应严格控制升温和降温速率不得大于规定值。
在开车时，要严格按先升温后升压的顺序；停车时，要严格按先降压后降温的规则进行操作。
螺栓预紧时，要均匀、对称，合理地分级预紧；要严格控制螺栓的预紧扭力矩。

原作者：压力容器设计与研究
来 源：微信公众号
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