在超高内压100 MPa下,利用Solidworks以及Workbench对所设计的复合管封堵头密封结构进行静力学分析以及气密性分析。通过理论建模仿真的方式,对所设计的复合管密封结构进行校核分析、材料选型以及结构优化;探讨基体为HDPE的复合管在超高压作用下,管端封堵头密封结构理论可行性,以及实现密封需满足的材料、结构等条件。结果表明,在超高内压100 MPa的情况下,内径100 mm厚度11 mm的HDPE基体复合管,运用改良后的封堵头结构以及选定的材料,理论上能够实现密封。且材料静力学安全系数可保证在3~5,密封性安全系数可保证在2~4。

为了解管道密封材料在超临界CO2输送环境的适用性,采用横截面直径、外径、硬度和质量测量及形貌观察等方法研究了三元乙丙橡胶（EPDM）、丁腈橡胶（NBR）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚三氟氯乙烯（PTFCE）和聚醚醚酮（PEEK）5种密封材料在超临界CO2中的溶胀规律。结果表明：在35℃、8 MPa,水饱和度为60%,饱和含水量及水相的条件下,EPDM和NBR发生了明显溶胀现象,横截面直径及外径明显增加,表面出现了较多开裂和鼓包;5种材料的硬度均有下降,质量未发生明显变化;5种密封材料性能未随超临界CO2中的含水量发生明显变化。在水饱和度为60%条件下,随实验时间的增加,EPDM和NBR的溶胀现象变得更加明显,PTFE和PTFCE的硬度有所降低。PEEK在各含水量及实验时间条件下均表现出优良的性能。