在石化、核工业等行业中,螺栓法兰接头密封性能的优劣直接关系到整个装置的长周期运转。随着对螺栓法兰接头服役环境的要求越来越高,特别在强烈的振动环境中,由于垫片密封失效而引起的泄漏的可能性也越来越大,因此研究动载荷下螺栓法兰接头的密封性能具有重要意义。在过程装备与管道中,螺栓法兰接头是最主要的连接形式,该连接结构在操作工况下受振动环境、介质压力及附加载荷等因素的影响,会导致与密封性能有关的参数发生变化,而泄漏是相关参数发生变化的主要表现。法兰接头受到动载荷时,由于振动的作用,螺栓力减小,法兰与垫片的应力松弛,从而使得垫片应力下降,密封性能降低。因此,螺栓法兰接头的动态特性与密封性能之间关系紧密,研究法兰接头密封性与动载荷之间的关系具有十分重要的意义。本文以浮动型螺栓法兰接头管路系统为研究对象,以垫片密封原理为依据,以确保螺栓法兰接头的密封性和结构完整性为准则,利用ANSYS有限元分析软件对模型进行了模态分析和谱分析,利用振动分析仪对实体模型进行了实验模态分析,并利用振动实验台给管道法兰系统完成了振动实验研究,确定了系统的密封性与结构自身及地震激励大小之间的定性和定量关系,为螺栓法兰接头在振动环境中的密封性能的在线监测提供了一种新方法。结果表明,根据有限元计算结果,在浮动型螺栓法兰接头中,随着管道长度的增加,法兰的应力呈现减小的趋势,其中螺栓的最大应力变化较明显。随着抗震设防烈度的增加,法兰的应力也是呈现减小的趋势,法兰偏转角的变化较为明显；根据振动实验的结果得知,在振动过程中,螺栓应变的变化量与管道加速度的变化呈现高度的相关性。因此,在抗震过程中,法兰密封性能的失效往往不是由于法兰的强度引起的,需要加强的是螺栓的强度以及由于偏转角过大而引起的失效；在振动工况下,管道加速度的变化可以间接表征法兰的密封性能的变化,为在特殊环境中密封性能的在线监测提供了一定的依据。