1. Konklusion

O-ring det, der almindeligvis omtales som "70 grader, 80 grader, 90 grader", henviser normalt til 70 Shore A, 80 Shore A og 90 Shore A, dvs. gummihardhed. Jo højere værdien er, jo hårdere er materialet og jo større er modstanden mod udpressning; samtidig stiger dog monteringskraften, elastiske tilpasningsevne falder, og tilbageføring ved lave temperaturer forringes også. Derfor er O-ring-hårdheden ikke nødvendigvis bedst, når den er højest.

Den almindelige tekniske udvalgslogik er:

70A: standardprioritet. Passer til de fleste statiske tætninger samt konventionelle olie-, vand-, pneumatiske og generelle vedligeholdelsesscenarier. Fordelen ved 70A er en relativt afbalanceret kombination af elasticitet, montering, overfladeoverensstemmelse ved tætning og generel anvendelighed.

80A: mellemkompromis. Når 70A har en let tydelig risiko for udpressning under tryk, spalteklaring i rillen eller let kantbeskadigelse, men man samtidig ikke ønsker den overdrevene monteringskraft, friktion og tab af tilbageføring ved lave temperaturer, som 90A medfører, kan 80A overvejes.

90A: prioritering af udpressningsmodstand. Anvendes ved højt tryk, stor ekstrusionsklaring, hydrauliske systemer eller forhold, hvor der tidligere har været bite/ekstrusion/nibble, men 90A bør ikke blot forstås som "mere avanceret", da det stiller større krav til rille, afskæring og monteringslubricering samt lavtemperatur-starttætning.

Shore A er et indtrykshardhedstestsystem. ASTM D2240 forklarer tydeligt, at denne test måler indtrykdybden i materialet under specificerede betingelser og tilhører en empirisk kontrolindikator, der ikke kan identificeres direkte med én enkelt mekanisk egenskab. Med andre ord betyder 90A ikke "30 % højere trækstyrke end 70A" – det er blot en højere hardhedsgrad.

2. Sammenligningstabel for 70A, 80A og 90A

Denne tabel kræver en yderligere forudsætning: Sammenligningen skal foretages inden for det samme materiale-system. NBR 70A, FKM 70A, EPDM 70A og VMQ 70A har ikke samme ydeevne — materialet afgør kompatibiliteten med medier, temperaturområde, kompressionsfasthed og lavtemperatur-ydeevne; hårdhed er blot én af de parametre, der indgår heri.

3. Hvorfor er 70A den mest almindelige?

70A's kerneværdi er "balance".

En O-ring bygger ikke på princippet "jo mere tryk, jo mere pålidelig tætning" – den bygger på kompressionsdeformation efter montering for at generere initial kontakttryk og forstærker derefter tætningen yderligere under påvirkning af medietryk. Trelleborgs O-ring-materiale angiver typiske anbefalede værdier for initial kompression: 6–20 % ved dynamisk anvendelse og 15–30 % ved statisk anvendelse. Dette viser, at en O-ring først og fremmest skal kunne komprimeres rimeligt, tilpasse sig og genoprette sig – og ikke udelukkende stræbe efter høj hårdhed.

70A's fordele omfatter:

Nem montasje: Manuel montage, batchmontage og vedligeholdelsesudskiftning er alle mere praktiske og medfører ikke let skraber, ridser eller vrider som følge af for høj hårdhed.

God elasticitet og tilpasningsevne: Mere tolerant over for mindre overfladeuhedhed, variationer i rilleafmålinger og ujævnhed i flanger.

Tætning ved lavt tryk og ved start er mere pålidelig: Mange systemer i lavtryks-, opstart- og temperaturændringsfaser kræver, at O-ring'en påligner sig sin egen elastiske genopretning for at opretholde tætheden, og 70A er generelt mere fordelagtig.

Relativt bedre elastisk genopretning ved lave temperaturer: Ved samme materiale bliver lavtemperatur-elastisiteten generelt mindre gunstig, når hårdheden stiger; når elastisk genopretning og kompressionsforringelse nærmer sig glasovergangszonen, er effekten på O-ring'ens tætningskapacitet særligt kritisk.

Derfor er 70A normalt det tekniske standardudgangspunkt, medmindre der er en eksplicit begrænsning vedrørende tryk, udpressning, slid eller konstruktion.

4. Hvornår skal man vælge 80A?

80A er en meget værdifuld overgangshårdhed, men bliver ofte overset.

Anvendelsesområder for valg af 80A:

70A har en let risiko for kantudtrædning under tryk; sporet er lidt større, men det er endnu ikke nødvendigt at gå til 90A eller bruge en støttering; systemtrykket er mellem-højt; kundens feedback om 70A viser fejlspor som »bidende, nibblende, flænse dannelse, udtrædning i spillet«; kunden ønsker stadig at opretholde en vis monteringskonformitet, elasticitet og lav afprøvningsmodstand; monteringen er for svær, eller den dynamiske friktion er slidt op.

Apple Rubber's designvejledning indeholder et intuitivt eksempel: ved et tryk på 1000 psi og en samlet diameterafstand på 0,016 tommer ligger 70 Shore A’s punkt i en ustabil zone, hvilket kræver øget hårdhed, en ekstra støttering eller reduceret spil; mens 80 Shore A’s punkt i samme diagram ligger inden for en acceptabel range. Dette viser, at 80A ikke er en »kold specifikation«, men en meget praktisk ingeniørmæssig kompromisløsning mellem 70A og 90A.

5. Hvornår vælger man 90A?

90A’s primære mål er ikke »at tætte bedre«, men at modstå udtrædning bedre.

Under tryk bliver O-ringens materiale skubbet mod den lavtryksbelastede side. Hvis spillet mellem de to overflader er for stort eller trykket for højt, kan gummiet blive presset ind i spillet, hvilket fører til nibbling (afskærelse), revner, sprækker og endelig lækkage. Apple Rubber angiver tydeligt almindelige metoder til at forhindre O-ringens ekstrudering under tryk: øg hårdheden, brug en bagstøttering, reducer diameterens spil, eller sænk systemtrykket.

Anvendeligt ved valg af 90A:

Højtrykshydraulik; stor trykforskel; kinematisk hjælpepar med relativt stort ekstruderingsspil; O-ring med lille tværsnitsareal, der udsættes for relativt højt tryk; fejltilstanden på stedet er tydeligt ekstrudering, biting, nibbling – og ikke aldring, opløsning eller kompressionsnedslag; rillens dimensioner kan ikke ændres, og anvendelse af en bagstøttering er upraktisk; skal bruges sammen med en bagstøttering for endnu større tryksikkerhed.

Men 90A’s omkostninger er også tydelige:

Monteringskraften øges markant; ringen kan mere nemt skæres eller ridses under montering; der kræves en bedre indføringsskråning og smøring; ringen er mere følsom over for rilleafmåling, overfladeruhed og kompressionsmængde; afkast ved lav temperatur samt starttætningsmargin falder; risikoen for friktion, slid og varmeudvikling stiger i dynamiske tætninger.

Trelleborgs materiale påpeger, at O-ringens kompressionsmængde påvirkes af starttrykket, materialet, hårdheden, indvendig diameter og tværsnitsstørrelsen, og viser NBR 70 Shore A versus NBR 90 Shore A’s kompressions-belastnings-kurver; grafen viser tydeligt, at jo højere hårdhed, jo større kompressionsbelastning der kræves, dvs. jo større monteringskraft og kompressionsmodstand.

6. Lad ikke "tryk" alene bestemme hårdheden

Mange kunder spørger: "Hvor meget tryk kræver 70? Hvor meget tryk kræver 90?"

Dette spørgsmål kan ikke besvares udelukkende ud fra trykket. Om en O-ring bliver ekstruderet, afhænger mindst af: tryk eller trykforskel; ekstrusionsklaring; O-ringens tværsnitsdimension; rillestrukturen; materiale-systemet; hårdhed; statisk eller dynamisk tætning; temperatur; om der findes en bagstøttering; og om der forekommer trykpulsation.

Apple Rubbers materiale angiver tydeligt, at en O-rings ekstrusionsgrænse fællesbestemmes af den diametralske klaring under tryk og materialets hårdhed; når skæringspunktet mellem tryk og klaring falder inden for en usikker zone, skal hårdheden øges, en bagstøttering anvendes eller klaringen reduceres.

Trelleborgs referencearbejdstryk for almindelig O-ringer afspejler også dette punkt: uden en støttering er almindelige statiske anvendelser normalt på et niveau af få MPa op til ca. 10 MPa, afhængigt af materiale, tværsnitsareal og spaltewidth; efter brug af en støttering kan trykbæreevnen markant forøges; dynamiske reciprokerende anvendelser uden støttering har en mere begrænset trykbæreevne.

En mere præcis formulering er derfor:

7. Valgproces for hårdhed

Trin ét: Vælg først materialet, derefter hårdheden

Vurder først mediet og temperaturen:

Mineralolie, hydraulikolie: almindeligvis NBR, HNBR, FKM. Kaldt vand, damp, bremsevæske, polære medier: almindeligvis EPDM. Højtemperatur-olie, brændstof, kemiske medier: almindeligvis FKM, FFKM. Lavtemperatur, luft, dele af særlige forhold: overvej eventuelt VMQ, FVMQ eller lavtemperatur-specifikke NBR/FKM.

Trelleborgs materiale viser også, at temperaturområdet og fleksibiliteten ved lave temperaturer varierer betydeligt mellem forskellige elastomere – f.eks. har FVMQ og VMQ bedre fleksibilitet ved lave temperaturer, mens FKM, HNBR og NBRs evne til at fungere ved lave temperaturer stadig afhænger af den specifikke sammensætning.

Sig ikke bare »Jeg har brug for en O-ring på 70 grader«. Angiv samtidig materialet.

Korrekte udtryksformuleringer: NBR 70 Shore A O-ring. FKM 75 Shore A O-ring. EPDM 70 Shore A O-ring. HNBR 90 Shore A O-ring.

Trin to: Undersøg tryk og ekstrusionsklaring

Hvis trykket er lavt, klaringen lille og der er tale om en statisk tætning uden tydelig risiko for ekstrusion, skal man prioritere 70A.

Hvis trykket stiger eller klaringen er større, skal man først overveje:

Er sporets dimension korrekt? Kan ekstrusionsklaringen reduceres? Kan en modring tilføjes? Er det nødvendigt at skifte fra 70A til 80A? Skal man nødvendigvis bruge 90A?

Under højt tryk er det ofte mere stabilt at tilføje en støttering end blot at øge hårdheden. Især ved tovejs-tryk bør støtteringe anvendes på begge sider for at undgå, at ekstrusion opstår som følge af ændringer i monteringsretning eller trykretning.

Trin tre: Overvej monteringsforholdene

Hvis kunden udfører montering manuelt på stedet, har sporet skarpe kanter, mangler smøring, kræver passage af gevind eller bores, vil risikoen for 90A betydeligt stige.

Nøgleinspektionspunkter for montering af O-ringe med høj hårdhed: Er der en indførselsafskråning; er der fjernet spåner; er der anvendt monteringssmøring; vil den passere skarpe kanter, nøgledybder, gevind eller olieboringer; er der brug for en monteringssleeve; kan den vrides, rulles eller overstrækkes.

Trelleborgs materiale understreger også, at korrekt sporfremstilling kan undgå beskadigelse af tætningen og tætningsfejl; monteringspositionen for O-ring skal have en indførselsafskråning og afrundede kanter.

Trin fire: Overvej lavtemperatur- og starttætning

Under lavtemperaturforhold bør hårdhedsvalget foretages med større forsigtighed.

Under samme materiale har 90A typisk en langsommere tilbageføring ved lav temperatur. For udstyr, der kræver koldstart, start under lavt tryk, temperaturcykling, stillestående ved lav temperatur og genstart, skal man ikke kun tage hensyn til hårdheden ved stuetemperatur. Utilstrækkelig tilbageføring ved lav temperatur kan føre til utilstrækkeligt kontakttryk, hvilket resulterer i koldlækkage.

Rækkefølgen for prioritering ved valg af materiale til lavtemperaturanvendelse skal være: vælg et materiale eller en dedikeret sammensætning, der er velegnet til lav temperatur; sikr en rimelig kompressionsmængde; kontroller spaltespillet i rillen; udfør eventuelt verifikation af kompressionsfasthed eller tilbageføring ved lav temperatur.

8. Typiske valganbefalinger

Konventionel statisk tætning

Flangemontage, endekappe, propp, ventilkrop – statisk tætning, moderat tryk, standardrille, ingen tydelig risiko for ekstrusion:

Prioritet 70A. Årsagen er god montering, god elasticitet, pålidelig initialtætning ved lavt tryk og stor købsflexibilitet.

Konventionel pneumatisk

Trykket i det pneumatiske system er normalt ikke højt, og fokuserer mere på lav friktion, montering og tilbageføring:

Prioritet 70A. Hvis det er dynamisk pneumatisk Seal , bringer 90A ofte unødigt friktions- og slidrisiko med sig.

Almindelig hydraulisk

Middel-lavt tryk, rimelig rille, kontrolleret spaltning:

70A eller 80A. Hvis der opstår let ekstrusion, trykpulsation eller kantbidning, kan man øge fra 70A til 80A eller tilføje en støttering.

Højtryks-hydraulisk

Højt tryk, stor trykforskel, ekstrusionsmulighed:

80A, 90A eller 70A/80A + sikringsring, specifik for at kontrollere spaltetryk. Hvis fejltypen tydeligt er ekstrudering, har 90A en betydning; men hvis fejlen skyldes aldring, svulmning, kompressionsnedgang eller uforenelighed med mediet, løser skift til 90A ikke den underliggende årsag.

Tætning til lav temperatur

Lav temperatur, kold start, længerevarende standsel ved lav temperatur:

Øg ikke hårdheden blindt. Vælg foretrukket materiale eller sammensætning til lav temperatur; hårdheden bør generelt ikke være for høj. 70A giver normalt lettere pålidelig initial overensstemmelse og genopretning end 90A.

Stor spalte eller slidspalte

Hvis spalten mellem stemmel, cylinder, ventilstang eller flange er stor:

At øge hårdheden er kun én metode. En bedre fremgangsmåde er normalt: reducér spalten, optimer sporet, tilføj en sikringsring og overvej derefter 80A eller 90A.

9. Ingeniørens version — Dommens mantra

Kan hurtigt foretage en vurdering ved hjælp af følgende logik:

Ingen tydelig udtrædningsrisiko – brug først 70A.

70A har let udtrædning eller utilstrækkelig trykmargen – brug 80A.

Højt tryk, stor spalt, tydelig fejl i klemmefunktionen – brug da 90A.

Lav temperatur, lavt tryk, svær montering – dynamisk lav friktion kan ikke løses ved at øge hårdheden; gå ikke let op til 90A.

Hårdhed kan ikke løse problemer med materialeinkompatibilitet, forkert rilleudformning eller kompressionsdeformation.

10. Hvad indkøb skal være opmærksom på

Indkøb bør ikke blot bestille efter angivelse af "70 grader" eller "90 grader". Anbefales mindst at bekræfte følgende felter:

Materiale: NBR, FKM, EPDM, HNBR, VMQ, FFKM osv.; Hårdhed: f.eks. 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A; Dimensionel standard: GB, ISO 3601, AS568 eller ikke-standardiserede dimensioner; Hårdhedstolerance: f.eks. 70±5 Shore A, i henhold til virksomhedens tegning eller materiale-specifikation; Farve: sort, brun, grøn osv., men farve kan ikke erstatte materialebekræftelse; Forhold: medium, temperatur, tryk, statisk tætning/dynamisk tætning; Certificering: RoHS, REACH, FDA, UL, WRAS, materialerapporter osv.; Partihenkøb: COC, COA, materialercertificering, testrapporter.

Køberisikopunkter:

NBR 70A og FKM 70A må ikke betragtes som ækvivalente erstatningsmaterialer. Selvom hårdheden er den samme, kan oliebestandighed, hedebestandighed, kemikaliebestandighed, lavtemperatur-restitution og pris være helt forskellige.

Man må ikke antage, at 90A nødvendigvis er bedre blot fordi det er hårdere. 90A kan medføre monteringsproblemer, utæthed ved lavt tryk, utilstrækkelig lavtemperatur-restitution eller for stor dynamisk friktion.

Når kundens tegning angiver "70", skal det bekræftes, at det drejer sig om Shore A. Standardnotationen skal være "70 Shore A" eller "70 ShA."

Ved fejl skal du ikke kun ændre hårdheden. Hvis der opstår svulmning, revner, hærdning eller permanent deformation, skyldes det i de fleste tilfælde materialet, temperaturen, mediet eller kompressionsgraden – ikke hårdheden.

11. Hvordan skal salgsmedarbejdere besvare kunders hyppigste spørgsmål?

Kunden spørger: "Hvad er forskellen mellem 70 grader og 90 grader?"

Dette kan besvares således: 70A er mere almenanvendt, har bedre elasticitet og lettere montering og egner sig til de fleste konventionelle tætninger; 90A er hårdere og har primært bedre modstand mod ekstrudering, hvilket gør det egnet til højt tryk eller store spillerum. Men monteringskraften for 90A er højere, og den lavtemperaturbetingede rebound-egenskab samt tæthedsforholdet kan blive ringere, så det er ikke altid bedst at vælge den højeste hårdhed. Generelt anbefales det at starte med 70A, medmindre der er en tydelig risiko for utæthed under højt tryk.

Kunden spørger: "Kræver højt tryk nødvendigvis 90 grader?"

Kan besvares på denne måde: ikke nødvendigvis. Ved tætning under højt tryk skal der samtidig tages højde for trykket, sporens spaltbredde, tværsnitsdimensionen og om der er en bagstøtteringerring; 90A er mere modstandsdygtig over for ekstrudering, men hvis sporens spaltbredde er for stor, er det også upålideligt at udelukkende støtte sig til øget hårdhed – normalt kræves der stadig en passende bagstøtteringerring eller en optimeret spore.

Kunden spørger: "Min oprindelige O-ring med 70 grader lækker – vil skiftet til 90 grader virke?"

Kan besvares på denne måde: man skal først identificere årsagen til lækagen. Hvis O-ringens kant er ekstruderet eller bidt, kan opgradering til 80A eller 90A være effektiv, eller man kan tilføje en bagstøtteringerring. Hvis lækagen skyldes aldring, svulmning, kompressionsnedgang, revner eller utilstrækkelig nedkølingsrestitution, vil skiftet til 90A muligvis ikke være effektivt og kan tværtimod forværre monteringen og restitutionsevnen.

Kunden spørger: "Er 80 grader nødvendig?"

Kan besvare på denne måde: ja, 80A er et kompromis mellem 70A og 90A, egnet til lidt højere tryk end konventionelle, bekymrede for ekstrudering, men også ikke ønsker 90A at være for hård og montering kraft for store scenarier; ofte 80A er mere stabil end direkte går til 90A.

12. - Hvad? Slutråde

Konventionelt udvælgelse: 70 Shore A. Dette er de fleste O-ringes standardhårdhed, der tager hensyn til forsegling, elasticitet, montering og omkostninger.

Forhøjet tryk eller risiko for udtrækning: 80 Shore A. Dette er en kompromisovergang fra almindelig forsegling til anti-extrusionsforsegling.

Høj tryk, stor klarstand, klar udtrækningsfejl: 90 Shore A. Men samtidig skal man kontrollere sporet, bagring, kammer, smøring, lavtemperatur rebound og montering kraft.

Oversigt: 70A er ansvarlig for alsidighed og balance, 80A er ansvarlig for kompromis og afhjælpning, 90A er ansvarlig for ekstrusionsmodstand; jo højere hårdhed, jo stærkere ekstrusionsmodstand, men elasticitet, montering og lavtemperatur-restitution betaler en tilsvarende pris.