一、高温高压工况特点分析
温度影响分析：温度升高导致材料强度下降，300℃时碳钢强度下降30%，500℃下降50%。热膨胀引起螺栓应力松弛，密封比压下降。
压力影响评估：压力波动引起交变应力，加速垫片蠕变。压力超过10MPa需考虑法兰刚度，防止过度变形。压力超过25MPa需特殊结构设计。
介质特性考虑：腐蚀性介质需选用耐蚀材料，氢环境需防止氢脆，硫化氢环境需控制硬度HRC22以下。高温硫腐蚀需特殊防护。
二、法兰设计优化
法兰结构选择：压力≤10MPa选用带颈对焊法兰，10-25MPa选用整体法兰，＞25MPa采用透镜垫或八角垫密封结构。法兰厚度根据压力计算确定。
密封面设计：凹凸面密封用于防止垫片吹出，榫槽面密封用于剧毒介质。密封面粗糙度Ra0.8-1.6μm，硬度比垫片高HB30-50。
螺栓布置优化：螺栓数量为4的倍数，螺栓中心圆直径合理确定。高强度螺栓材料35CrMoA或42CrMoA，硬度HRC28-35。
三、垫片选型与使用
金属缠绕垫片：压力≤25MPa，温度≤600℃。304不锈钢带+柔性石墨填充，垫片系数m=3.0，最小设计应力y=69MPa。增加内外环提高抗吹出能力。
金属环垫：压力≥25MPa，温度≤800℃。八角垫密封比压高，透镜垫自紧式密封。材料选用Inconel 600或Incoloy 800，耐高温性能好。
波齿复合垫片：压力≤42MPa，温度≤650℃。金属骨架+柔性石墨，回弹性好，密封比压均匀。安装时需控制压缩量25%-30%。
四、安装与维护技术要求
热态紧固工艺：升温至工作温度后立即进行热紧，紧固力矩为冷态值的70%-80%。分两次紧固，间隔30分钟。记录每次紧固数据。
螺栓蠕变监控：高温下螺栓会发生蠕变，每运行1000小时检查一次预紧力。当预紧力下降超过15%时需重新紧固。安装应力监测系统。
定期检查项目：每月检查泄漏情况，每季度测量法兰间隙。每年进行超声波测厚，壁厚减薄超过10%需评估。建立完整的密封档案。
