Wat veroorzaakt o-ring falen?

O-ring falen kan worden veroorzaakt door onjuiste installatie, chemische afbraak, overmatige temperatuur, druk of slijtage.

Hoe O-ring Schade te Voorkomen

Figuur 1: Een o-ring voor een kraan

Pakkingen en o-ringen kunnen problemen ondervinden die hun functionaliteit in gevaar brengen; defecten in deze afdichtingscomponenten kunnen leiden tot lekkages, vervuiling en storingen in apparatuur. Juiste materiaalkeuze, installatieprocedures en regelmatig onderhoud zijn essentieel om defecten te voorkomen en optimale prestaties te garanderen. Dit artikel onderzoekt de meest voorkomende oorzaken van o-ring- en pakkingdefecten, en biedt inzichten en oplossingen om deze problemen te voorkomen. Inzicht in de oorzaak van o-ring defecten is cruciaal voor effectieve preventie.

Oorzaken van lekkages in o-ringen

Er zijn drie hoofdredenen waarom o-ringen lekken.

Bouwgrootte: Als de afdichting te groot is, zal het overtollige materiaal zich ophopen in de groef, wat leidt tot overmatige compressie en resulteert in een ongelijk oppervlak. Omgekeerd, als de ring te klein is, zal deze te veel worden uitgerekt, waardoor het materiaal geen goede, lekvrije afdichting kan vormen.
Installatie: O-ringen laten enige rek toe, en hebben in feite wat rek nodig om goed te passen. Onjuiste installatie zal de interne en externe afmetingen veranderen. De rek moet tussen 1%-5% zijn, met 2% als ideaal in de meeste toepassingen voor een effectieve afdichting. Een rek groter dan 5% wordt niet aanbevolen. De resulterende spanning zal versnelde veroudering en doorsnedevermindering veroorzaken, wat uiteindelijk tot lekkages leidt. Een uitzondering op deze regel is een zwevende afdichting. Een zwevende afdichting is een o-ring die vrij in een groef zit. Deze worden gebruikt waar enige lekkage is toegestaan en wanneer verminderde wrijving nodig is. Lees ons artikel over o-ring installatie om meer te leren.
Materiaal: Het gebruik van het verkeerde materiaal voor de systeemtemperatuur, chemicaliën of druk zal schade aan de o-ring veroorzaken en de afdichting doen falen. Bekijk de verschillende materiaalkeuzes in onze afdichtingsmateriaal gids, die veel van de componenten behandelt die in o-ringen worden gebruikt, om meer te leren over materiaalkeuzes. Om te bepalen of een o-ring chemisch compatibel is, gebruik onze chemische bestendigheid tabel.

Probleemoplossing bij o-ring schade

Tabel 1: O-ring faalanalyse

Faalmodus	Visuele indicatie	Oorzaak	Oplossing
Compressie	Omtreksspleten op gecomprimeerd oppervlak, permanente vervorming (compressieset)	Extreme drukniveaus, onjuiste groefafmetingen	Kies materialen met betere compressieset of hogere drukbestendigheid; controleer groefafmetingen.
Snelle drukveranderingen	Blaren, putjes, kuiltjes, volledige breuk	Snelle decompressie die gasexpansie veroorzaakt	Verminder geleidelijk de systeemdruk; gebruik materialen die bestand zijn tegen explosieve decompressie (bijv. NORSOK M710 standaard).
Installatieschade	Sneden, inkepingen, verdraaiing, scheuren	Afschrapen met metalen onderdelen, onvoldoende smering, onjuiste maatvoering, onzorgvuldige installatie	Gebruik correct gereedschap, bescherm scherpe randen, zorg voor goede smering, controleer juiste o-ring maatvoering.
Overmatige wrijving	Geschaafd oppervlak, diepere laceraties, breuk	Herhaaldelijk contact tussen o-ring en behuizing, onvoldoende smering, ruwe metalen oppervlakken, schurende verontreinigingen	Zorg voor correcte smering, gebruik materialen met verbeterde slijtvastheid (bijv. polyurethaan, PTFE, NBR), verminder het binnendringen van verontreinigingen met wiper- of schraperringen.
Chemische aantasting	Blaren, scheuren, veranderingen in hardheid, verkleuring	Reactie tussen elastomeer en agressieve chemicaliën (zuren, basen, oplosmiddelen, oliën)	Selecteer elastomeer materialen die compatibel zijn met de toepassingsmedia.
Chemische zwelling	O-ring lijkt groter dan oorspronkelijke afmetingen	Elastomeer absorbeert omringende media door chemische gelijkenis	Schakel over op een elastomeer materiaal met bewezen weerstand tegen de chemische omgeving.
Uitgassing	Het vrijkomen van ingesloten gassen of vluchtige verbindingen uit het o-ring materiaal, meestal zonder zichtbare verandering, krimp in extreme gevallen	Vervluchtiging van bestanddelen onder vacuümomstandigheden	Gebruik materialen geformuleerd met zuivere polymeren en zonder vluchtige ingrediënten; selecteer materialen geschikt voor de juiste temperatuur.
Thermische degradatie	Radiale scheuren, glanzendere oppervlakken, gerafelde randen, afbrokkeling aan lagedrukzijde	Overschrijding van maximale temperatuurgrens, overmatige temperatuurcycli	Selecteer elastomeer materialen voor hogere temperaturen (bijv. FFKM, fluorosilicone, HNBR), optimaliseer groef/kamer ontwerp.
UV-degradatie	Verkleuring, scheuren, desintegratie op blootgestelde oppervlakken	Ultraviolet licht dat fragmentatie van polymeerketens veroorzaakt	Gebruik zwarte materialen en gefluoreerde materialen voor hogere UV-bestendigheid.
Hogedruk extrusie	Afgebrokkelde, afgeschilferde of gerafelde randen aan lagedrukzijde	Hoge druk die materiaal in spleten forceert, drukpulsen	Gebruik hardere afdichtingsmaterialen en back-up apparaten om spleten te verkleinen; zorg voor correcte maatvoering van o-ringen en back-up apparaten.
Plasma-aantasting	Gelijkmatig materiaelverlies op oppervlak in contact met plasma, poederachtig residu, verkleuring	Hoog-energetische geïoniseerde gassen en radicalen die de organische structuur van het materiaal aantasten	Gebruik materialen met hoge plasmabestendigheid (bijv. perfluorelastomeren, polyimide).
Afgeplatte oppervlakken	Afgeplatte oppervlakken op o-ring doorsnede, niet in staat om terug te keren naar oorspronkelijke vorm	Fysische en chemische veranderingen bij verhoogde temperaturen, onjuist kamerontwerp, volumezwelling	Selecteer elastomeer materialen met lage compressieset en hogere temperatuurcapaciteit (bijv. FKM, silicone, EPDM); zorg voor juist kamerontwerp; volg industriestandaarden (bijv. AS568); gebruik flexibelere polymeerstructuren.