石化企业的铂重整装置中管系复杂，泄漏点多，系统的泄漏极易引发火灾和爆炸事故。提高管系连接的紧密性和可靠性是保证铂重整装置安全稳定运行的迫切要求。本文以扬子石化芳烃厂铂重整反应系统管系为研究对象，分析了材料特性、支吊架和弹性元件对管系应力分布和变形的影响，开发了基于ANSYS环境的螺栓法兰连接的结构强度和紧密性分析模块，研究了附加弯矩和轴向力载荷对法兰连接系统的影响，提出了相应的安全操作条件，制定了管系维修策略。主要工作和结论有：　　 (1)研究了管道材料1.25Cr0.5Mo和设备材料10CrMo910的高温拉伸和蠕变性能。结果表明，当温度低于600℃时，1.25Cr0.5Mo和10CrMo910的力学性能良好；当温度超过600℃后，材料的弹性模量、屈服极限、强度极限等显著减小；1.25Cr0.5Mo在应力大于100MPa时，蠕变速率显著增大，且远大于10CrMo910。　　 (2)运用ANSYS软件建立了铂重整装置的管道系统模型，计算得到了管系的应力分布、位移及管端载荷。ANSYS和CAESARⅡ的载荷和位移计算结果吻合较好，表明用ANSYS软件得到的管系分析结果可信。管道在竖直方向自由变形，应力水平较低，该应力条件下材料蠕变对管系应力分布和变形的影响很小。管线03PHH2和03PHH9的管端载荷较大，弯矩超过2.5×105N·m，接管位置泄漏较为严重；而其它管线的管端弯矩均低于1.2×105N.m。　　 (3)改变恒力吊架的安装位置对管道应力分布和位移的影响不大：改变变力弹簧吊架的安装位置将导致管系载荷再分配，对管道应力分布影响较大；改变限位支架的位置或限制方向可改变管道的应力分布和管端载荷。根据支吊架的工作特性及管道载荷、位移的计算结果可对支吊架进行选型，从而改善管道的支承条件。在管线03PHH2上增加膨胀节可有效减小热膨胀引起的接管法兰附加载荷。　　 (4)考虑垫片的非线性特性，运用ANSYS对螺栓法兰连接进行了三维有限元分析。研究表明，管系附加弯矩和轴向载荷对螺栓法兰连接的结构强度和紧密性有显著影响。附加弯矩使得垫片受压侧的应力增大，而受拉侧应力明显减小，从而导致连接系统发生泄漏。基于附加弯矩、附加轴向力与垫片最小残余压紧应力三者的关系曲线，确定了承受附加载荷时螺栓法兰连接系统的安全操作条件，即与最大允许泄漏率对应的附加弯矩和附加轴向力。运用UIDL和APDL语言，开发了基于ANSYS环境的螺栓法兰连接的分析模块，实现了参数化建模和程序化分析。　　 (5)制定了管系维修策略。对于管线03PHH2，改变竖直管段限位支架的型式、调整限位支架位置或在管道中设置膨胀节均可减小管端载荷。此外，在连接系统中增加弹性挚圈、用波齿复合垫片替换柔性石墨缠绕垫片和热态紧固等方法可提高螺栓法兰连接的紧密性。