低溫與高溫交變工況：法蘭連接適應溫度變化的優(yōu)勢

　　管道系統(tǒng)在運行中常面臨溫度的劇烈變化(如低溫介質輸送、間歇性加熱或冷卻)，此時材料的熱脹冷縮會導致管道產生伸縮變形，法蘭連接能通過自身結構吸收部分變形，而焊接連接的剛性易引發(fā)應力集中，導致接口失效。

　　1. 低溫介質輸送管道的連接

　　在液化天然氣(LNG)、液氮、液氧等低溫介質(溫度低至-162℃)的輸送管道中，法蘭連接是主流選擇。低溫環(huán)境下，金屬材料會發(fā)生收縮(如碳鋼在-162℃時線收縮率約為0.3%)，若管道采用焊接連接，直管段的收縮會使焊縫承受巨大的拉應力，可能導致焊縫開裂。

　　而法蘭連接中，墊片材料(如耐低溫的金屬纏繞墊)具有一定的彈性，可在溫度變化時發(fā)生形變，補償管道的收縮量，同時螺栓也會因溫度變化產生伸縮，通過預緊力的調整維持密封性能。

　　以LNG儲罐至槽車的充裝管道為例，管道直徑DN150，長度20m，在充裝過程中溫度從常溫(25℃)降至-162℃，收縮量約為20m×0.3%=60mm。

　　若采用焊接連接，60mm的收縮量會使焊縫承受超過材料屈服強度的應力，必然導致泄漏;而采用法蘭連接，通過在管道中設置波紋管補償器配合法蘭，可有效吸收收縮量，確保密封可靠。

　　此外，低溫管道的閥門、過濾器等部件需要定期檢修，法蘭連接便于拆卸，而焊接連接在低溫下切割難度極大(金屬脆性增加，易產生裂紋)。

　　2. 高溫交變管道的連接

　　在間歇性運行的高溫管道中(如蒸汽吹掃管道、反應釜夾套加熱管道)，溫度在常溫與高溫(如30)之間頻繁交變，此時法蘭連接的優(yōu)勢同樣明顯。

　　以蒸汽吹掃管道為例，每次吹掃時溫度從20℃升至300℃，管道會因熱脹產生伸長(如DN200碳鋼管道，10m長度伸長量約36mm)，吹掃完成后降溫收縮。

　　若采用焊接連接，反復的熱脹冷縮會使焊縫產生疲勞應力，長期運行后焊縫會因疲勞破壞而泄漏。

　　法蘭連接中，螺栓和墊片的組合可適應這種交變應力，螺栓在高溫下膨脹、低溫下收縮，通過預緊力的變化平衡管道的伸縮，墊片則通過彈性變形保持密封。

　　某食品加工廠的蒸汽滅菌管道(溫度130℃，壓力0.3MPa)，每天運行8小時，其余時間處于常溫狀態(tài)，若采用焊接連接，平均每3個月就會出現焊縫泄漏(因疲勞導致)，每次維修需停產4小時。

　　改為法蘭連接后，通過選用耐高溫的石墨墊片和高溫螺栓，運行1年未發(fā)生泄漏，每年減少維修損失約20萬元。