炼油企业的催化裂化烟气能量回收装置中，烟气管线在长期的服役过程中，由于受外载、热膨胀及蠕变的作用，容易产生大变形和大弯矩，从而使烟气管线的某些法兰接头发生泄漏失效。提高烟气管法兰接头的紧密性和可靠性是保证催化裂化装置安全稳定运行的迫切要求。本文以某公司催化裂化装置的一段烟气管线为研究对象，分析了材料特性、支吊架和弹性元件对管线应力、位移及弯矩分布的影响，基于有限元方法对管法兰接头的结构强度和紧密性进行数值模拟分析，研究了附加弯矩及高温蠕变特性对法兰连接接头的影响，探讨了高温下承受附加载荷法兰接头的泄漏机理。在此基础上进一步研究了整个管线的泄漏治理技术，提出了可行有效的整改维修方案，从而保证了催化裂化烟气管线的长周期高效运行。主要工作和结论有：　　 (1)试验研究了管道材料1Cr18N19Ti和螺栓材料25Cr2MoVA的高温蠕变性能，得到材料的蠕变性能数据，由时间硬化蠕变本构模型拟合出了材料的蠕变本构方程。　　 (2)运用ABAQUS软件建立了催化裂化装置一段烟气管线的模型，进行了有限元数值模拟，分析了现场布置管线在其自重、内压、热膨胀、支吊架载荷以及蠕变综合作用下，其上应力、位移及弯矩载荷的分布。结果表明：现场实测位移数据与数值模拟结果相比较，两者基本吻合：管线4号吊架附近存在较严重的变形，闸阀处存在很大的弯矩。对管线进行优化设计，将吊架更换为刚性吊架可以明显减小管线的变形，特别是闸阀与管道的法兰接头处弯矩得以大大减小，管线应力也符合强度要求。　　 (3)考虑垫片的非线性特性以及法兰螺栓材料在高温下的蠕变松弛作用，运用ABAQUS软件对烟气管法兰接头进行了三维有限元分析。研究表明，法兰接头在承受管系附加弯矩载荷后，垫片处的残余应力分布出现不均匀，螺栓受拉侧垫片残余应力减小，从而影响法兰接头的紧密性。考虑法兰、螺栓材料在高温下的蠕变特性，垫片上的残余应力进一步减小，且在周向上应力减小值分布不均匀，在螺栓受拉侧垫片残余应力减小幅度最大，从而导致法兰接头发生泄漏。　　 (4)为了解决烟气管法兰接头的泄漏问题，提出了调整管线吊架类型、用波齿复合垫替换柔性石墨缠绕垫、增设弹性垫圈、加大螺栓预紧力等整改措施，并对改进后的法兰接头进行三维有限元分析，结果表明烟气管法兰接头的紧密性得到很大的提高。　　 (5)提出了基于法兰接头紧密度等级的工程设计方法，该方法能有效的评定高温下受外载荷作用法兰接头的紧密性。采用Visual Basic程序设计语言开发了工程设计方法的可视化软件，具有一定的工程应用价值。