Behovet for O-ring overfladestrukturen af tætningsfladen kan ikke angives udelukkende ved én Ra-værdi — mindst samtidig kontrol af: Ra/Rz eller Rmax, bearbejdningens retning, ridser/kanter/rustpletter, integriteten af belægningslaget samt afskåringens størrelse. ISO 3601-2:2025 fremhæver tydeligt, at overfladestrukturen af O-ring-spor og den tilsvarende komponent betydeligt påvirker tætnings- og dynamisk tætningsydelse, og kræver, at den aktive tætningsflade skal være fri for ridser, kanter, fordybninger, værktøjsmærker, gevind og andre fejl, samt anbefaler kontrol af overfladematerialets forhold Rmr i stedet for udelukkende Ra.

1. Hvorfor kan krav til overfladestruktur forårsage lækkage

O-ring-tætning bygger på forspænding og mediepres, som danner kontaktspænding på metaloverfladen. Hvis tætningsfladen er for ru, vil overfladens top-dal-struktur danne mikroskopiske utæthedskanaler; hvis overfladen har tværgående ridser, sandhuller, flagende belægningslag eller knivmærker, kan O-ringen muligvis ikke fuldt ud komprimere og lukke disse sammenhængende kanaler – selvom størrelse og materiale er korrekte.

Men overfladen er dog ikke nødvendigvis jo glattere, jo bedre. Især ved reciprokerende eller roterende dynamiske tætninger kan overpolering faktisk ødelægge evnen til at opbevare smørefilm, hvilket fører til tør gnidning, klebning og accelereret slid. ERIKS’ vejledning til O-ring-design fremhæver, at en for glat kontaktflade ved dynamisk tætning kan reducere smørens holdbarhed og forøge uønsket slid; generelt anbefales det derfor ikke at have en dynamisk O-ring-tætningsflade med en ruhed på under ca. 0,15 μm Ra, da overfladen kræver mikroskopisk evne til at opbevare smørefilm.

2. Anbefalet ruhedsområde, kategoriseret efter driftsbetingelser

Tabellen nedenfor angiver almindeligt anvendte tekniske designpunkter. Enheden er μm. Forskellige standarder og håndbøger bruger Rz, Rmax, Rt og andre forskellige parametre, som ikke kan udveksles direkte; slå den gældende målestandard og parametre op tydeligt, inden de anvendes.

3. Statisk tætning: Fokus er "Kan den modstå utæthedsveje"

Der er ingen relativ glidende bevægelse i en statisk tætning, så ruhed kan være lidt mere slappet end ved dynamiske tætninger; men ved gas-, vakuum-, lavviskøs væske- eller mellem-/højtrykstætning anbefales det at øge kravet til Ra 0,8 μm eller finere. COG’s O-ring-materiale angiver også følgende ruhedskrav for tætningszonen: statisk tætning Ra 1,6/Rz 6,3, dynamisk tætning Ra 0,4/Rz 1,6, og indførselsafskråning ved montering Ra 1,6/Rz 6,3.

Statisk tætningsruhed kan heller ikke være for tolereret. Hvis flash, skærende eller krydsende bur, der er for store, presser O-ringen mod lavtrykssiden, dannes der en utæthedsåbning. ERIKS’ materiale påpeger også, at overfladebehandlingsretningen er vigtig – f.eks. hvis bearbejdningsmærker løber parallelt med drejebankens drejeretning, kan en grovere overflade stadig tættes; men skarpe kant-skrammer, der går gennem O-ringen, øger risikoen markant.

Logikken bag vurdering af statisk tætning er ikke: «Ra opnår kravet – færdig», men snarere: «Ra/Rz opnår kravet + ingen gennemgående skrammer + ingen bur + belægningslag intakt + kompressionsmængde tilstrækkelig + sporet ikke overfyldt.»

4. Oscillerende dynamisk tætning: Fokus er på "slid, smøring og bearbejdningens retning"

Ved en oscillerende dynamisk tætning forbliver O-ringens kontaktflade i vedvarende glidende kontakt med stangen, stemlen eller kolbens overflade; derfor skal tætningsfladen være tilstrækkeligt glat for at undgå slid, samtidig med at den bibeholder en svag oliefilm for at undgå tør gnidning. Parker’s håndbog specificerer, at kontaktfladen for oscillerende hydrauliske tætninger skal have Ra 0,4 og Rmax 1,6; bunden og siderne af sporet skal også have Ra 1,6 og Rz 1,6.

Almindelige fejlmåder ved dynamiske tætninger skyldes ikke O-ringmaterialet selv, men glidoverfladen, som kan vise: aksiale lange ridser; spiralformede slibemærker eller drejebankudskårne ledemærker; revner og flager i chrompladeringen; udstikkende skærepåvirken; uafskrævede kanter ved portkrydsninger; udstikkende sporkanter; for grov overflade, der forårsager slid, eller for spejlblank overflade, der forhindrer dannelse af oliefilm.

For hydrauliske reciprocereende tætninger anbefales det, at dynamiske tætningsflader fremstilles ved hjælp af slibning, rulning, polering og hårdforchromering samt bekræftes med den endelige spejlfærdige overflade efter polering. ERIKS' materiale understreger også, at bearbejdningens kvalitet af den dynamiske kontaktflade direkte påvirker O-ringens levetid.

5. Rotationsforhold: O-ring er normalt ikke det ideelle valg

En O-ring kan anvendes til roterende tætning ved lav hastighed, kort varighed og let belastning, men den er ikke typisk egnet til roterende tætning ved høj hastighed. Under roterende forhold forbliver O-ringens indvendige diameter under radiel friktion; friktionsvarme afledes ikke let, og Parker henviser særligt til Gough-Joule-effekten: Hvis O-ringens indvendige diameter er mindre end akselens overflade, vil yderligere opvarmning føre til krympning, og fejl viser sig som hærdning af O-ringens overflade, slid, krympning og endelig lækkage. I praksis bør der i designet anvendes en O-ring med relativt større tværsnitsdimension, og den procentvise strækning af O-ringens indvendige diameter i forhold til akseldiameteren bør være ca. 1–3 %, hvilket reducerer trykket i sporet.

Krav til o-ringens roterende overflade er strengere på det dynamiske tætningsniveau: akseloverfladens ruhed (Ra) skal være 0,2–0,4 μm, og Rz/Rmax skal kontrolleres til ca. 1,6 μm; samtidig skal man undgå en radiel indførselsmaskinegroovemønster på akslen, da denne type struktur kan give en pumpe-sugningseffekt, der forårsager utætheder. Ved kontinuerlig rotation, høj lineær hastighed, høj temperatur eller driftsforhold uden mulighed for smøring bør man foretrække en dedikeret roterende akseltætning, en PTFE-roterende tætning, en X-ring eller en dedikeret roterende tætningskonstruktion i stedet for en almindelig o-ring.

6. Ra er ikke et tilstrækkeligt kriterium: Rz, Rmax, materialeforholdet og topformen skal også undersøges

To overflader kan have samme Ra-værdi, men én er en rund bølgeform, mens den anden har skarpe top-og-dal-former – sidstnævnte kan skære i O-ring eller danne en utæthedsåbning. Parker’s håndbog fremhæver tydeligt, at Rt og Ra alene ikke er tilstrækkelige til at vurdere, om tætningsfladen er egnet; andre parametre som Rp eller forholdet mellem kontaktareal og bæredygtighedsareal bør også inddrages; ISO 3601-2:2025 anbefaler desuden, at materialet for tætningskontaktfladen (Rmr) opretholdes på 50 %–80 % under specifikke betingelser.

Derfor bør tegningen ikke kun angive:

Ra 1,6

Dette er utilstrækkeligt. En bedre angivelsesmetode er:

Tætningskontaktflade: Ra ≤ 0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm, målt i henhold til ISO 21920; ingen ridser, overfladebelægninger, ujænkheder, værktøjsmærker eller flaking af belægningslag; bearbejdningsretning må ikke løbe parallelt med lekkage-retningen.

7. Ridser, overfladebelægninger, ujænkheder og afrundinger: Den praktiske vurdering

Skrabninger: selvom den samlede Ra opfylder kravene, kan én enkelt ridsetråd, der går gennem hele tætningslinjen, også danne en utæthed. Ved statiske tætninger skal fokus rettes mod, om ridser løber tværs igennem høj-lav tryk-retninger; ved dynamiske tætninger skal enhver lineær ridsetråd i akse- eller spiralretning betragtes som høj risiko.

Overtræk: hård chrom, kemisk nikkel, anodisk oxid og belægningslag skal opfylde kravet til ruhed i den endelige tilstand; afbladning af belægning, pindhuller, bobler og forhøjede kanter udgør to problemer: ét er dannelse af en utæthedsvej, det andet er beskadigelse af O-ringens overflade – især skal undgås, at grænsen mellem belægningslagene falder inden for tætningszonen.

Spån: groovåbninger, afskåringskanter, skæringshuller og oliehulmundinger skal alle afgrædes og afrundes. ISO 3601-2:2025 kræver tydeligt, at relaterede zoner på stang-/live-støpsel-grooven ikke må indeholde slivspidser, og kanten skal være jævnt afrundet; på nogle overflader noteres desuden, at radiale værktøjsmærker ikke må være synlige.

Utilstrækkelig afskåring: o-ring'en strækkes, komprimeres og føres over kanten under montering; utilstrækkelig afskæring forårsager ikke skæring, knusning, vridning eller delvis revne under montering. Indføringsskråning anvendes typisk på 15°–20°; kanterne skal være glatte og fri for spåner, og længden af skråningen bestemmes ud fra O-ringens tværsnitsdiameter.

8. Anbefalet tegningsnotation

Statis tætning, almindelig væske

Tætningskontaktflade A: Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm; ingen gennemgående ridser, spåner, ujævnheder, sandhuller eller flaking af belægningslag.

Groovens bund/sideflade B: Ra ≤ 1,6–3,2 μm, Rz ≤ 6,3–12,5 μm; groovens åbning er afspændet.

Indføringsskåring C: 15°–20°, Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm, glat og fri for spåner.

Statis tætning, gas/lav-viskøs/pulserende/højtryksbeholdning

Tætningskontaktflade A: Ra ≤ 0,8 μm, Rz ≤ 3,2 μm; den primære tætningsbane må ikke indeholde synlige linjedefekter. Øg Rmr- eller top-højde-Rp-krav ved behov og udfør tæthedsprøveverificering.

Reciprocating dynamisk tætning

Glidende kontaktflade: Ra 0,2–0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm; ikke lavere end ca. Ra 0,1–0,15 μm; ingen aksiale ridser, spiralformede linjer, belægningsafskalning eller knivsvingningsmærker.

Rillebund/side: Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm.

Fase: 15°–20°, jævn og fri for spåner; skæringshuller skal afrundes eller undgås i tætningsbevægelsesområdet.

Rotations-O-ring

Kun til lav hastighed, kort tid og tilstrækkelig smøring; akseloverflade Ra 0,2–0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm; spiralformede indføringsmaskineringslinjer er ikke tilladt. O-ringen må ikke udvide sig radially over akslen eller strække sig på akslen; foretræk brug af en ydre indbygget rille med trykudligningskonstruktion. Ved vedvarende rotation eller høj hastighed skal der anvendes en dedikeret rotations-tætning.

9. Ordre til stedets undersøgelse

Når der opstår utæthed, skal man ikke først skifte til en hårdere eller blødere O-ring. Det anbefales at gennemgå efter denne rækkefølge:

Om overfladens ruhed (Ra/Rz) opfylder tegningen; om der findes gennemgående ridser, værktøjsmærker, sandhuller eller fordybninger; om belægningslaget flager, bobler, har nålehuller eller akkumulationer ved kanten; om der findes spænd ved åbningen af rillen, afskæringen eller skæringshullet; om retningen af bearbejdningsstregen løber langs lekkageretningen eller danner et spiralformet rille-mønster; om vinklen på monteringsafskæringen er tilstrækkelig og om O-ringens er beskadiget; om kompressionsgraden er for stor, overpoleret eller mangler smøring; om rillefyldningsgraden, spillet og bagstøtteringerringen passer sammen.

Den mest kritiske enkeltsætning: O-ringens tætningsflade er ikke "Ra opnår kravet – færdig", men "ruhed, konturform, teksturretning, defekttilstand og afskæringens kvalitet skal alle opfylde kravene samlet."