排氣歧管法蘭漏氣，先看歧管再看螺栓：高溫下對接觸應力影響最大的，是被鎖住那一件的潛變

提問：植入螺栓鬆了，該用哪一種螺絲膠

提問貼在 Yahoo!知恵袋，時間是 2011-09-21 傍晚，到本站讀取時顯示閱覽 4,020 次、回答 7 件。 發問者的車是日產 180SX，排氣歧管和渦輪之間那幾支植入螺栓鬆了，排氣從接合處漏出來。 新的植入螺栓已經買了，他想在上面塗螺絲膠防鬆，問 Loctite 的哪一個型號最合適。

三小時後選出的最佳解答，作者說自己開 180SX 時試過很多方法：螺絲膠類「熱に負けて結局すぐ緩みます」（輸給熱，很快又鬆）， 帶防鬆功能的異形螺帽也試過，只是撐得久一點。他建議用原廠的止轉片並確實折彎，植入螺栓和螺帽能換就換新， 墊片則把到 S14 為止的紙墊換成 S15 原廠的金屬墊，形狀一樣可以直接裝。

其他回答分成幾派。有一則說，引擎振動和排氣熱會讓植入螺栓本身伸長，點 Loctite 沒有意義，又提醒鑄件裝不鏽鋼螺栓會因熱固著拔不出來。 有一則說螺絲膠的拆法就是加熱，所以不能用在高溫處，經驗上鉻鉬鋼螺栓配開槽鎖緊螺帽比較好。 也有人反過來，說他把螺帽換成用 12 mm 套筒的、塗 Loctite、用很大的扭矩鎖，丟掉止轉片，做過幾十台沒鬆過。

本站讀到的回答有六則（頁面顯示 7 件，其中一則沒有讀到），大多把注意力放在螺栓、螺帽與止轉措施上；最佳解答另外建議換金屬墊。 讀得到的回答裡，沒有人談被鎖住的歧管在高溫下會不會自己慢慢變形。 這一頁補的就是那一塊，而且要先說清楚：論文的對象和提問不是同一個接頭。

論文的接頭：柴油機歧管鎖在缸頭上

Hua、Ding、Qin 分析的是大功率柴油機排氣歧管前端，也就是歧管鎖到缸頭排氣道的那一個法蘭，每缸一組、兩支螺栓。 提問者那個是汽油引擎的歧管對渦輪法蘭。兩者都是高溫的螺栓法蘭，但 180SX 當時裝的是哪一種墊片，提問沒有說；材料、尺寸、溫度和振動也都不同， 所以下面借的是機制和分析方法，數字不能搬到 180SX 上。

論文判斷「會不會漏」用的指標是墊片密封環上的最小接觸應力，也就是法蘭面壓在墊片上最弱的那一點有多大。 螺栓預力的意義就在這裡：預力本身不密封，它壓出來的接觸應力才密封。

先量出門檻：500 °C 的洩漏試驗

墊片廠商沒有提供最低密封應力，作者自己做了一個試驗法蘭來找門檻。試驗法蘭的厚度、接觸面粗糙度、法蘭材料和墊片都跟實機相同。 步驟是：先用小扭矩讓密封面接觸，再分 2 到 3 步鎖到目標值；放進高溫爐，以每分鐘不超過 5 °C 升到 500 °C 並包隔熱棉； 通入 0.5 MPa 乾燥氮氣，關閥保壓 10 分鐘，看壓降換算的洩漏率有沒有低於 0.77 mg·m⁻¹·s⁻¹。不合格就加大扭矩重做。

內文說五次和平均的差都在 2% 以內。本站覆算，第 5 次的 50.32 比平均低 2.06%，略超過一點；平均值本身加總無誤。 論文沒有寫試驗螺栓的尺寸，也沒有把 51.38 N·m 換成預力，本站不自行換算。

接著用有限元素模型算試驗法蘭在臨界扭矩下的接觸應力，密封環最弱點是 16.2 MPa。 作者把它當作這組試驗條件（這片墊片、500 °C、0.5 MPa 氮氣）下的臨界比較值，本文稱為漏氣門檻；後面潛變分析降到這個值時，作者的說法是「可能漏氣」。

新裝的時候：19.0 MPa，比門檻多 2.8 MPa

實機模型在每支螺栓 25,000 N 下，密封環邊緣的最小接觸應力常溫是 19.7 MPa，升到 500 °C 降為 19.0 MPa。 作者並指出，密封環長邊的接觸應力比短邊小，漏氣比較容易出在長邊，和實際觀察一致。 把實機與試驗法蘭沿最弱點附近逐點比較，實機在整個密封環寬度上都高於 16.2 MPa，所以判定新裝狀態合格。

換成本站的算法：19.0 減 16.2 是 2.8 MPa，約為初始值的 15%。這是新裝狀態下名義上的接觸應力差，沒有扣掉模型誤差或製造差異。 高溫也讓墊片本身變軟：500 °C 的壓縮—回彈曲線斜率較小，加載和卸載兩條線分得更開， 作者據此說壓縮剛性下降、非彈性變形增加，並說這會影響高溫接觸應力計算的準確度；論文沒有單獨算墊片變軟讓接觸應力少了多少。 這條 500 °C 曲線是作者用 20 °C 和 200 °C 實測校過的模型算出來的，不是直接量的。

潛變：三件分開算，歧管排第一

接觸應力在新裝時夠，問題是它會隨時間往下掉。長時間高溫下，接觸區的彈性應變會慢慢轉成回不去的潛變應變， 預力跟著鬆弛，接觸應力持續下降。這和溫度會移動預力講的差異熱膨脹不同： 那篇談的是溫度回來、預力就跟著回來的彈性變化；潛變是論文說的「不可逆」應變。

作者把三件的潛變模型放進同一個有限元素模型，分別只讓缸頭、只讓歧管、只讓螺栓潛變，再讓三件一起潛變， 算密封環最小接觸應力隨時間怎麼變。結果的排序是：歧管影響最大，螺栓第二，缸頭最小。

作者給的理由是剛性與約束。歧管剛性低，只在法蘭這一處被固定，其餘部分懸在外面，高溫下持續潛變伸長、彎曲， 直接改變了法蘭面的接觸應力分布。缸頭整體剛性高，底面壓在缸體上，又和歧管法蘭接觸，兩邊都被拘束，潛變能造成的變形有限。 換句話說，被鎖住的那一件如果又軟、又熱、又只有一端固定，它自己的變形就會把墊片上的壓力帶走；論文的模型裡螺栓是梁元素，沒有螺帽轉回去這件事，接觸應力照樣往下掉。

三件一起潛變時，作者估計運轉約 750 小時後，最小接觸應力會降到 16.2 MPa 的門檻，前端法蘭「可能開始漏氣」。 750 小時換算約 31 天連續運轉（本站計算）。這是有限元素的預測，不是實機跑出來的壽命； 各單件單獨潛變時要多久到門檻，論文的圖上有曲線，文字沒有給數值，本站不轉寫。

放回 180SX：哪些能借，哪些不能

能借的是一個判斷：高溫法蘭的預力流失，不必等螺栓轉回去，也不一定是螺栓自己伸長。 在論文的模型裡，被鎖件的潛變會讓接觸應力變小；墊片在高溫下剛性下降，作者也說會影響接觸應力的計算。 依本站的分法，螺絲膠和止轉片處理的是螺帽往回轉；螺帽沒轉、夾持力卻不見了，是另一種鬆，這種鬆靠防鬆件管不到， 分法見螺絲為什麼會鬆與螺絲膠解決的是哪一種鬆。

不能借的是數字。論文的 500 °C、19.0 MPa、16.2 MPa、750 小時，全部屬於那一組柴油機法蘭、那一片五層金屬墊、穩態高溫、沒有振動。 渦輪法蘭溫度不同，還有渦輪本體的重量和排氣管的拉扯；汽車引擎的冷熱循環也比論文的穩態多。這些論文都沒有算。

給遇到排氣法蘭反覆漏氣的人，本站整理了一個檢查順序（本站的現場建議，不是 Hua 論文驗證過的程序）：

1. 先分清是轉鬆還是沒轉就鬆。重新鎖好後在螺帽和法蘭上畫一條對位線。下次漏氣時，線錯開了，是螺帽轉回去， 止轉片、防鬆螺帽這類對策才對症；線還對齊卻漏了，比較可能是夾持力流失，也可能是墊片損傷或其他漏徑，換防鬆件未必能解決。

2. 換螺栓的時候看一下法蘭。論文的模型裡，影響接觸應力最大的是歧管的潛變變形。 實車的歧管法蘭有沒有變形，論文沒有量；本站的建議是拆下來時用直尺或平台檢查法蘭面， 反覆在同一處漏的話，本站推測問題可能在被鎖件，不在螺栓。

3. 墊片也是一個會變的零件。論文的金屬墊在 500 °C 剛性下降、非彈性變形增加。 拆過的墊片已經壓過一次，本站建議換新。最佳解答說紙墊不如金屬墊耐久，論文沒有比較紙墊和金屬墊，這一點本站不下判斷。

4. 螺絲膠的耐溫看原廠資料。回答裡「螺絲膠會輸給熱」的說法，本站沒有讀到具體型號的資料來核對； 要用的話，請查該型號標示的使用溫度範圍，和法蘭實際溫度對照。即使撐得住，它擋的也只是第 1 點的轉鬆。

5. 螺栓本身也要符合溫度。論文的螺栓是 42CrMo，潛變影響排第二。 一般 8.8 螺栓長時間放在高溫下會怎樣，本站在自清烤箱與回火溫度整理過 Król 的試驗： M20-8.8 在 500 °C 持溫 240 分鐘，冷卻後拉伸強度少約 11%。性能等級和回火溫度的關係，見性能等級有一半是一個溫度。

給設計高溫法蘭的人：這篇的流程

論文的價值有一半在方法。墊片廠商沒給最低密封應力時，作者的做法可以當流程參考；換了幾何、墊片、氣體或洩漏要求，每一步都要重做：

本站認為第 6 步的結果才是設計要看的數字。新裝餘裕 15% 看起來不小，放進潛變之後，在這個模型裡約一個月連續運轉就用完。 如果只做到第 5 步就判定合格，論文自己的結果說明那個判斷只對新裝狀態成立。 另外，潛變排序告訴設計者該把錢花在哪：這個案例裡，加強歧管法蘭附近的剛性或約束，對接觸應力的影響可能比換更強的螺栓大。 這是本站從排序推的方向，論文沒有做改設計的比較。

這一頁不能下的結論

論文是柴油機歧管鎖在缸頭的法蘭，不是渦輪法蘭，也不是汽油車；180SX 的接頭會多快漏，這一頁沒有數字。 750 小時是三件同時潛變的有限元素預測，不是實機或台架的壽命試驗；作者明說只算了穩態高溫，引擎振動、暫態冷熱循環與製造公差都沒有納入， 實車的冷熱循環會讓結果更早還是更晚，論文沒有答案。潛變模型只用 Norton–Bailey 的穩態階段，沒有涵蓋初期潛變與破裂階段； 墊片材料在 500 °C 的潛變因試驗顯示很小而被忽略，論文沒有給忽略它對 750 小時預測影響多大的分析。螺栓的潛變模型引用自既有文獻，不是這批 42CrMo 實測； 500 °C 的墊片曲線是模型算出的；16.2 MPa 只適用於這片五層金屬墊、0.5 MPa 氮氣、0.77 mg·m⁻¹·s⁻¹ 的洩漏要求。 論文沒有模擬重新鎖緊，所以定期補鎖能不能把接觸應力拉回來、拉回多少，本站不下結論。 紙墊和金屬墊誰耐久、螺絲膠在幾度失效、不鏽鋼植入螺栓會不會在鑄件裡咬死，論文都沒有談，本站也沒有找到讀得到全文的資料，一律不下結論。

這一篇屬於第 1 步，母材。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

排氣歧管的螺栓鎖緊了還是漏氣，可能是什麼原因？

其中一種可能是螺帽沒有轉、夾持力卻不見了。Hua 等人 2026 年分析柴油機歧管與缸頭的法蘭，發現在 500 °C 左右，對墊片接觸應力影響最大的是歧管本身的潛變變形，其次才是螺栓，缸頭最小。墊片在高溫下剛性下降，作者也說會影響接觸應力。

排氣歧管的螺栓點螺絲膠有用嗎？

螺絲膠擋的是螺帽往回轉。如果漏氣的原因是被鎖件潛變或墊片變軟造成的夾持力流失，螺帽根本沒轉，螺絲膠管不到。本站建議先在螺帽和法蘭上畫對位線，下次漏氣時看線有沒有錯開再決定。螺絲膠本身的耐溫要查該型號的原廠資料。

750 小時是排氣歧管墊片的壽命嗎？

不是。750 小時是那一組柴油機法蘭在穩態高溫下、缸頭、歧管、螺栓三件同時潛變的有限元素預測，指最小接觸應力降到 16.2 MPa 漏氣門檻的時間。作者沒有納入振動、冷熱循環與製造公差，也不適用於渦輪法蘭或其他引擎。

高溫法蘭要怎麼確認密封夠不夠？

論文的做法是：在工作溫度與內壓下做試驗法蘭的洩漏試驗，找出臨界鎖緊扭矩，再用有限元素換算成臨界最小接觸應力，和實機比較；最後加入各零件的潛變模型，算接觸應力降到門檻要多久。只比新裝狀態，看不到時間這一項。

參考資料

• Hua, Q., Ding, J., Qin, W.（2026）—— Sealing Performance Analysis for the Flange Joint at the Front End of a High-Power Diesel Engine Exhaust Manifold，Materials 19(18):3830（開放取用，CC BY）
• 同上論文的 Europe PMC 全文（PMC13608882）
• Yahoo!知恵袋（2011-09-21）—— エキマニ⇔タービンを付けるスタッドボルトの緩み止めには？（提問與 7 件回答）
• 溫度會移動預力，而方向取決於哪一邊長得多
• 螺絲為什麼會鬆：兩件不同的事共用一個詞
• 螺絲膠解決的是哪一種鬆：兩種失效，它只擋得住一種
• GE 自清烤箱最高 471 °C，高於 8.8 螺栓的最低回火溫度
• 性能等級有一半是一個溫度，而電弧會走過它

論文全文經 Europe PMC 讀過，材料、溫度、接觸應力、Table 3 扭矩與潛變結論照原文；19.0 − 16.2 = 2.8 MPa、約 15%、750 小時約 31 天、第 5 次試驗偏離平均 2.06% 為本站計算。Fig. 13 的曲線數值文字版讀不到，未轉寫。提問與回答由本站讀取頁面原文，引用處為轉述或短引。