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管道是工业流程中输送流体的重要设施，管道连接质量直接影响装置的安全运行和环保指标。管道连接方式最重要的包含法兰连接、焊接连接、螺纹连接、卡套连接和沟槽连接等，不同连接方式有不同的适用场合和技术方面的要求。法兰连接是最常用的管道可拆卸连接方式，便于设备检修和管道维护。法兰类型包括板式平焊法兰、带颈平焊法兰、带颈对焊法兰、整体法兰和螺纹法兰等。法兰密封面形式有全平面、突面、凹凸面、榫槽面和环连接面。
法兰标准是设计和选用的依据，国内常用标准有GB/T 9112-9124钢制管法兰、HG/T 20592-20635钢制管法兰。选用法兰需确定公称压力、公称直径、密封面形式和材料。公称压力PN表示法兰的压力等级，实际工作所承受的压力不允许超出公称压力对应的允许工作所承受的压力。法兰密封原理是螺栓预紧力使垫片发生变形，填满密封面的微观不平度，形成密封。垫片材料选择需考虑介质性质、温度和压力。橡胶石棉垫片适用于温度不高于350℃的水、蒸汽、空气等介质；金属缠绕垫片适用于高温度高压力场合；金属环垫适用于高压、高温、密封要求高的场合。
某炼油装置管道法兰原用橡胶石棉垫片，温度380℃导致垫片碳化，密封失效。改用金属缠绕垫片后，密封可靠。但金属缠绕垫片对法兰密封面质量发展要求高，密封面需加工至Ra3.2μm以上，且不能有划痕和凹坑。螺栓预紧力计算是法兰设计的关键，预紧力需满足两个条件：保证操作状态下垫片仍有足够的密封比压，保证操作状态下法兰不发生分离。预紧力过小密封不可靠，预紧过大会导致垫片压溃或螺栓屈服。某高压法兰因预紧力过大，螺栓拉伸变形，再次紧固时预紧力无法保持。更换高强度螺栓后问题解决。
焊接连接是管道永久性连接方式，具有密封性好、强度高、成本低等优点，但不可拆卸。管道焊接方法有手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊和埋弧自动焊。焊接质量直接影响管道的安全运行。焊接工艺评定是保证焊接质量的基础，焊接前需进行工艺评定试验，确定焊接参数、预热温度、层间温度和焊后热处理要求。重要管道焊缝需进行无损检测，检测的新方法包括射线检测、超声检测、渗透检验测试和磁粉检测。
某蒸汽管道焊缝射线检验测试发现裂纹缺陷，分析原因是焊前预热不足，焊接冷却速度过快，产生冷裂纹。改进焊接工艺，预热温度提高至150℃，焊后保温缓冷，裂纹缺陷消除。焊接应力是焊接接头的固有缺陷，过大的焊接应力会导致应力腐蚀开裂和脆性断裂。焊接应力控制措施包括：合理的焊接顺序、预热和焊后热处理、锤击焊道等。厚壁管道焊接后需进行消除应力热处理，加热温度600-650℃，保温时间按壁厚计算。
螺纹连接适用于小直径管道，便于安装和拆卸。螺纹形式有圆柱管螺纹和圆锥管螺纹，圆锥管螺纹具有自密封性，不需密封填料即可达到密封。螺纹连接的缺点是容易泄漏，密封可靠性不如法兰和焊接。螺纹密封常用聚四氟乙烯生料带或液态密封胶。缠绕生料带需注意方向，顺着螺纹旋入方向缠绕；缠绕层数不宜过多，以免螺纹咬合不良。某高压气管螺纹连接泄漏，检查发现生料带缠绕过厚，螺纹未完全咬合。减少生料带层数后，螺纹拧紧到位，密封可靠。
卡套连接是仪表管和液压管常用的连接方式，安装简易便捷，密封可靠。卡套接头由接头体、卡套和螺母组成，拧紧螺母时卡套变形卡住管子，同时卡套刃口切入管子表明产生密封。卡套连接对管子外径公差和表面上的质量要求高，管子需是无缝钢管。沟槽连接是大口径管道的快速连接方式，在管端滚压沟槽，用卡箍连接。沟槽连接安装速度快，适用于消防管道、给排水管道。沟槽连接的密封依靠卡箍内的橡胶垫圈，密封可靠性取决于沟槽尺寸精度和橡胶垫圈质量。
管道连接设计需考虑管道应力。管道在气温变化时产生热膨胀，如不能自由伸缩会产生巨大的热应力。热应力计算公式σ=EαΔT，其中E为弹性模量，α为线线胀系数，ΔT为温差。某蒸汽供热管道工作时候的温度300℃，安装温度20℃，热应力达520MPa，远超材料屈服强度。设置Π型补偿器后，热应力降低至50MPa。管道柔性设计是减小管道应力的有效方法，通过合理布置管道走向，利用管道自身的柔性吸收热膨胀。当管道自然柔性不足时，需设置补偿器。补偿器形式有Π型补偿器、波形补偿器、套筒补偿器等。
管道支吊架设计是管道系统的重要组成部分。支吊架类型有固定支架、滑动支架、刚性吊架、弹簧吊架等。固定支架承受管道推力，限制管道位移；滑动支架允许管道轴向移动；弹簧吊架用于有垂直位移的管道。某电站主蒸汽供热管道弹簧吊架设计不当，管道冷紧时弹簧压缩量过大，运行时弹簧失效。重新设计弹簧参数后，吊架工作正常。管道连接实施工程质量需严控，法兰安装前检查密封面质量，螺栓紧固按对角顺序分三次拧紧；焊接施工按PROC执行，焊后进行检测验证；螺纹连接控制拧紧力矩，防止过紧损坏螺纹。建立管道实施工程质量控制点，关键工序实行停检点制度。
管道连接虽是管道工程的一部分，但其可靠性关系到整个装置的安全运行。正确选择连接方式、合理设计连接结构、严控实施工程质量、按时进行检查连接状态，是保证管道系统可靠运行的基础。随工业装置向大型化、高参数发展，管道连接技术也在不断进步。
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