姜 峰，杨 曦，赵维乐，周文海，陈 斐，俞瑞利

（1.兰州理工大学 石油化工学院，兰州 730050；2.四川新川航空仪器有限责任公司，四川德阳 618300）

关键字：法兰；高温；瞬态；热-结构耦合；密封性

0 引言

由于螺栓法兰密封系统便于拆卸，因此被广泛应用于石油化工、能源、食品等行业的设备中。这些行业中的法兰系统大多处于复杂多变的工况中，尤其是高温以及变温工况会对法兰密封性能造成很大影响，因此研究高温工况下的法兰密封显得尤为重要。由于法兰密封失效极少数是由螺栓强度不足造成的，而大多数是都由于垫片泄漏而导致的［1-3］，并且高温会影响垫片压缩回弹性能［4］。经过多年研究，国内外学者在高温下法兰系统的密封问题上取得了相应进展，得出高温工况下法兰的密封与垫片有密切关系［5-8］，且法兰在操作工况下的密封是一个瞬态问题。

目前，法兰连接系统的密封研究主要以法兰密封设计理论研究为基础，通常采用理论计算方法与有限元模拟方法作为分析研究手段结合实验与仿真模拟［9］，从而得出相关结论。罗从仁［10］通过模拟与试验结合的方法，得出了在一定误差范围内稳态热-结构耦合场代替瞬态热-结构耦合场分析的条件，为研究温度波动下的法兰密封提供了方案。盛威等［11］对螺栓法兰连接在低温压力工况下的稳态传热和紧密性进行了研究，分析了得出了低温压力工况下垫片接触应力分布规律，为研究高温压力工况下的法兰密封提供了参考。……