高压干气密封用辅助密封圈(O形橡胶密封圈、弹簧蓄能密封圈)是干气密封中的关键零部件,辅助密封圈的密封性能对整个密封系统起着至关重要的作用。高压干气密封中防止泄漏,承担主要密封任务的有两处:一处是动环与静环间的间隙形成的气膜密封;另外一处是装配部件之间的辅助密封圈密封。近年以来,国内外学者对动、静环进行了大量的研究,但对高压干气密封用辅助密封圈的研究相对较少。因此,本文针对高压干气密封用辅助密封圈为研究对象,对其密封性能进行研究。(1)对高压干气密封用O形橡胶密封圈进行研究:以超弹性体非线性本构理论Mooney-Rivlin模型为理论基础,基于ANSYS软件对高压干气密封中辅助O形橡胶密封圈建立的二维轴对称模型,在不同的操作参数(介质压力、预紧力)和结构参数(矩形沟槽、燕尾沟槽)情况下进行数值模拟,分析密封介质压力、预紧力对O形橡胶密封圈的Von Mises应力、剪切应力,最大接触应力的影响规律,并对矩形沟槽、燕尾形沟槽模拟结果进行对比分析总结。进而得出不同操作参数、密封圈沟槽几何结构参数对O形橡胶密封圈密封性能的影响规律。(2)对高压干气密封用弹簧蓄能密封圈进行研究:用UG软件建立弹簧蓄能聚四氟乙烯密封圈的三维模型,把三维模型简化为二维模型后导入网格划分软件ICEM中进行网格划分,再使用有限元分析软件ANSYS模拟弹簧蓄能密封圈在装配和正常工作时的状态,提取表征密封圈密封特性的参数,如Von Mises应力、剪切应力、接触宽度、接触压力分布等,总结特定工况下操作参数对弹簧蓄能密封圈密封性能的影响规律。(3)对弹簧蓄能密封圈包覆套的摩擦磨损性能进行研究:利用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机,选用合适的工况参数和相应的测试方法对由聚四氟乙烯(与弹簧蓄能密封圈包覆套材质相同)材料制作的试验环进行摩擦磨损试验研究,再利用粒形分析仪对试验环试验前后端面形貌进行观测,并利用触针式轮廓仪对摩擦配副钢环和试验环的端面粗糙度进行精确测量,研究聚四氟乙烯(PTFE)密封材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,为PTFE密封材料在干气密封中的应用提供实验数据支持。