1. Kesimpulan

O-ring ungkapan umum "70 derajat, 80 derajat, 90 derajat" biasanya merujuk pada 70 Shore A, 80 Shore A, dan 90 Shore A, yaitu kekerasan karet. Semakin tinggi nilainya, semakin keras material tersebut dan semakin kuat ketahanannya terhadap ekstrusi; namun, di saat yang sama, gaya pemasangan meningkat, kesesuaian elastis terhadap permukaan segel menurun, dan pemantulan pada suhu rendah juga memburuk. Oleh karena itu, kekerasan O-ring bukanlah semakin tinggi semakin baik.

Logika pemilihan teknis umum adalah:

70A: prioritas bawaan. Cocok untuk sebagian besar segel statis, minyak konvensional, air, sistem pneumatik, serta skenario perawatan umum. Keunggulan 70A terletak pada kombinasi keseimbangan relatif antara elastisitas, kemudahan pemasangan, kesesuaian terhadap permukaan segel, dan keluasan penerapan.

80A: kompromi menengah. Ketika 70A memiliki risiko ekstrusi yang sedikit lebih jelas di bawah tekanan, celah alur, atau sedikit penggigitan tepi, tetapi Anda juga tidak menginginkan peningkatan berlebihan pada gaya pemasangan, gesekan, dan penurunan pemantulan suhu rendah yang dibawa oleh 90A, maka 80A dapat dipertimbangkan.

90A: prioritas ketahanan terhadap ekstrusi. Cocok untuk sistem hidrolik bertekanan tinggi, celah ekstrusi besar, atau kondisi di mana sebelumnya terjadi fenomena gigitan/ekstrusi/gigitan kecil (bite/extrude/nibble), namun kekerasan 90A tidak boleh secara keliru diartikan sebagai "lebih canggih", karena memerlukan ketelitian lebih tinggi dalam desain alur (groove), chamfer, pelumasan saat pemasangan, serta kemampuan penyegelan awal pada suhu rendah.

Skala Kekerasan Shore A adalah sistem uji kekerasan berdasarkan penetrasi, di mana ASTM D2240 secara jelas menjelaskan bahwa uji ini mengukur kedalaman penetrasi material akibat tekanan yang diberikan dalam kondisi tertentu, dan termasuk indikator pengendalian empiris—tidak dapat disamakan secara langsung dengan satu parameter mekanis tertentu. Dengan kata lain, kekerasan 90A bukan berarti "kekuatan tariknya 30% lebih tinggi daripada 70A"—melainkan hanya menunjukkan tingkat kekerasan yang lebih tinggi.

2. Tabel Perbandingan 70A, 80A, dan 90A

Tabel ini memerlukan satu premis tambahan: harus dibandingkan dalam sistem bahan yang sama. NBR 70A, FKM 70A, EPDM 70A, dan VMQ 70A tidak memiliki kinerja yang sama — bahan menentukan kompatibilitas terhadap media, rentang suhu, set kompresi, dan kinerja suhu rendah; kekerasan hanyalah salah satu parameter di antaranya.

3. Mengapa 70A Paling Umum?

nilai inti 70A adalah "keseimbangan."

Sebuah cincin-O tidak mengandalkan prinsip "semakin kuat ditekan, semakin andal pemasangannya" untuk melakukan penyegelan—melainkan mengandalkan deformasi kompresi pasca-pemasangan guna menghasilkan tekanan kontak awal, lalu memperkuat penyegelan lebih lanjut di bawah pengaruh tekanan media. Bahan cincin-O Trelleborg memberikan rekomendasi kompresi awal khas: aplikasi dinamis 6–20%, aplikasi statis 15–30%. Hal ini menunjukkan bahwa cincin-O harus mampu dikompresi secara wajar terlebih dahulu, menyesuaikan bentuk permukaan, serta pulih kembali (rebound), bukan hanya mengejar kekerasan tinggi.

keunggulan 70A meliputi:

Pemasangan Mudah: Pemasangan manual, pemasangan massal, serta penggantian saat perawatan menjadi lebih mudah, sehingga tidak mudah menyebabkan goresan, lecet, atau puntiran akibat kekerasan berlebih.

Elastisitas dan kemampuan menyesuaikan bentuk yang baik: Lebih toleran terhadap kekasaran permukaan kecil, fluktuasi dimensi alur, serta ketidakseragaman flens.

Penyegelan pada tekanan rendah dan saat mulai beroperasi lebih andal: Banyak sistem pada tahap tekanan rendah, saat startup, dan perubahan suhu memerlukan cincin-O untuk mengandalkan kemampuan pemulihannya sendiri guna mempertahankan sifat kedap, dan kekerasan 70A umumnya lebih menguntungkan.

Pemulihan pada suhu rendah yang relatif lebih baik: Dengan bahan yang sama, peningkatan kekerasan menyebabkan elastisitas pada suhu rendah cenderung menurun; ketika terjadi transisi antara pemulihan elastis dan perubahan set kompresi di sekitar zona transisi kaca, pengaruhnya terhadap kemampuan kedap cincin-O menjadi sangat kritis.

Oleh karena itu, kecuali terdapat batasan eksplisit terkait tekanan, ekstrusi, keausan, atau struktur, kekerasan 70A biasanya menjadi titik awal rekayasa standar.

4. Kapan Memilih 80A?

80A merupakan tingkat kekerasan transisional yang sangat berharga, namun sering kali terabaikan.

Kondisi yang cocok untuk memilih 80A:

70A memiliki risiko sedikit ekstrusi tepi di bawah tekanan; jarak bebas alur agak lebih besar, tetapi belum tentu memerlukan peningkatan ke 90A atau penggunaan cincin pendukung; tekanan sistem berada pada kisaran sedang-tinggi; umpan balik pelanggan mengenai kegagalan 70A berupa "menggigit, mengunyah, mengelupas, dan terekstrusi ke dalam jarak bebas"; pelanggan tetap ingin mempertahankan tingkat kesesuaian perakitan tertentu, elastisitas, serta pantulan rendah; perakitan terlalu sulit, atau gesekan dinamis telah aus.

Panduan desain Apple Rubber menyertakan contoh intuitif: pada tekanan 1000 psi dengan kondisi jarak bebas diameter total sebesar 0,016 inci, titik kekerasan 70 Shore A berada dalam zona tidak stabil, sehingga diperlukan peningkatan kekerasan, penambahan cincin pendukung, atau pengurangan jarak bebas; sementara titik kekerasan 80 Shore A dalam diagram yang sama berada dalam kisaran dapat diterima. Hal ini menunjukkan bahwa 80A bukanlah spesifikasi "dingin", melainkan kompromi teknis yang sangat praktis antara 70A dan 90A.

5. Kapan Memilih 90A?

tujuan utama 90A bukanlah "menyegel lebih baik", melainkan menahan ekstrusi secara lebih efektif.

Di bawah tekanan, cincin-O terdorong ke arah sisi bertekanan rendah. Jika celah pasangan terlalu besar atau tekanan terlalu tinggi, karet dapat terjepit ke dalam celah tersebut, menyebabkan kerusakan berupa gigitan (nibbling), retak, terbelah, dan akhirnya bocor. Apple Rubber secara jelas mencantumkan metode umum untuk mencegah ekstrusi cincin-O akibat tekanan: meningkatkan kekerasan material, menggunakan cincin pendukung (back-up ring), mengurangi celah diameter, serta menurunkan tekanan sistem.

Berlaku untuk pemilihan kekerasan 90A:

Sistem hidrolik bertekanan tinggi; perbedaan tekanan besar; pasangan kinematik tambahan dengan celah ekstrusi relatif besar; cincin-O berpenampang kecil yang menahan tekanan relatif tinggi; mode kegagalan di lapangan jelas berupa ekstrusi, gigitan (biting), atau gigitan (nibbling), bukan penuaan, pelarutan, atau penurunan kompresi (compression set); dimensi alur tidak dapat diubah, dan penggunaan cincin pendukung (back-up ring) tidak praktis; diperlukan penggunaan bersama cincin pendukung (back-up ring) untuk keandalan lebih tinggi pada tekanan ekstrem.

Namun, biaya 90A juga jelas:

Gaya pemasangan meningkat secara signifikan; lebih mudah teriris atau tergores selama proses pemasangan; memerlukan chamfer pendahuluan yang lebih baik dan pelumasan; lebih sensitif terhadap dimensi alur, kekasaran permukaan, serta jumlah kompresi; pemulihan pada suhu rendah dan margin penyegelan awal menurun; risiko gesekan, keausan, dan pembentukan panas meningkat pada segel dinamis.

Bahan Trelleborg menunjukkan bahwa jumlah kompresi O-ring dipengaruhi oleh tekanan awal, bahan, kekerasan, diameter dalam, dan penampang melintang, serta menyertakan kurva defleksi beban-kompresi untuk NBR 70 Shore A dibandingkan NBR 90 Shore A; grafik tersebut dengan jelas menunjukkan semakin tinggi kekerasan, semakin besar beban kompresi yang diperlukan, artinya semakin tinggi gaya pemasangan dan resistansi kompresi.

6. Jangan Biarkan "Tekanan" Menjadi Satu-satunya Penentu Kekerasan

Banyak pelanggan bertanya: "tekanan berapa yang memerlukan kekerasan 70? tekanan berapa yang memerlukan kekerasan 90?"

Pertanyaan ini tidak dapat dijawab hanya dengan tekanan. Apakah sebuah cincin-O mengalami ekstrusi bergantung paling tidak pada: tekanan atau selisih tekanan; celah ekstrusi; dimensi penampang melintang cincin-O; struktur alur; sistem bahan; kekerasan; segel statis atau segel dinamis; suhu; keberadaan cincin pendukung; serta adanya fluktuasi tekanan.

Bahan Apple Rubber secara jelas menunjukkan bahwa batas ekstrusi cincin-O ditentukan bersama oleh celah diametral di bawah tekanan dan kekerasan bahan; ketika titik potong antara tekanan dan celah berada dalam zona tidak aman, kekerasan harus ditingkatkan, cincin pendukung harus digunakan, atau celah harus dikurangi.

Tekanan kerja acuan Trelleborg untuk umum O-rings juga mencerminkan poin ini: tanpa cincin pendukung (back-up ring), aplikasi statis umumnya mampu menahan tekanan beberapa MPa hingga sekitar 10 MPa, tergantung pada bahan, penampang melintang, dan celah; setelah menggunakan cincin pendukung, kemampuan menahan tekanan dapat meningkat secara signifikan; untuk aplikasi dinamis bolak-balik tanpa cincin pendukung, kemampuan menahan tekanan lebih terbatas.

Jadi pernyataan yang lebih akurat adalah:

7. Proses Pemilihan Kekerasan

Langkah Pertama: Pilih Bahan Terlebih Dahulu, Baru Kemudian Pilih Kekerasan

Pertama-tama, tentukan media dan suhu kerja:

Minyak mineral, minyak hidrolik: umumnya NBR, HNBR, FKM. Air panas, uap, cairan rem, media polar: umumnya EPDM. Minyak bersuhu tinggi, bahan bakar, media kimia: umumnya FKM, FFKM. Suhu rendah, udara, serta sebagian kondisi khusus: dapat mempertimbangkan VMQ, FVMQ, atau NBR/FKM khusus suhu rendah.

Bahan Trelleborg juga menunjukkan bahwa rentang suhu dan fleksibilitas pada suhu rendah berbagai elastomer berbeda secara signifikan; contohnya, FVMQ dan VMQ memiliki fleksibilitas suhu rendah yang lebih baik, sedangkan kemampuan suhu rendah FKM, HNBR, dan NBR masih bergantung pada formula spesifiknya.

Jangan hanya mengatakan "Saya membutuhkan ring O berkekerasan 70 derajat." Harus menyebutkan bahan secara bersamaan.

Contoh ekspresi yang benar: Ring O NBR 70 Shore A. Ring O FKM 75 Shore A. Ring O EPDM 70 Shore A. Ring O HNBR 90 Shore A.

Langkah Kedua: Periksa Tekanan dan Celah Ekstrusi

Jika tekanan rendah, celah kecil, segel statis, serta tidak ada risiko ekstrusi yang jelas, prioritaskan kekerasan 70A.

Jika tekanan meningkat atau celah relatif lebih besar, pertimbangkan terlebih dahulu:

Apakah dimensi alur sudah tepat? Apakah celah ekstrusi dapat dikurangi? Apakah cincin pendukung (back-up ring) dapat ditambahkan? Apakah perlu beralih dari kekerasan 70A ke 80A? Apakah penggunaan kekerasan 90A benar-benar diperlukan?

Dalam kondisi tekanan tinggi, penambahan cincin pendukung (back-up ring) sering kali lebih stabil dibandingkan sekadar meningkatkan kekerasan. Terutama pada tekanan dua arah (bidirectional pressure), sebaiknya mempertimbangkan pemasangan cincin pendukung di kedua sisi untuk menghindari ekstrusi akibat perubahan arah pemasangan atau arah tekanan.

Langkah Tiga: Periksa Kondisi Pemasangan

Jika pemasangan di lokasi pelanggan dilakukan secara manual, alur (groove) memiliki tepi tajam, tidak diberi pelumas, harus melewati ulir atau lubang bor (bores), maka risiko kekerasan 90A akan meningkat secara nyata.

Titik pemeriksaan kunci pemasangan O-ring berkekerasan tinggi: apakah terdapat chamfer pengarah (lead-in chamfer); apakah semua burr telah dihilangkan; apakah pelumas pemasangan tersedia; apakah O-ring akan melewati tepi tajam, alur pasak (keyways), ulir, atau lubang oli; apakah diperlukan selubung pemasangan (assembly sleeve); serta apakah ada risiko puntiran (twist), penggulungan (roll), atau peregangan berlebih (overstretch).

Bahan Trelleborg juga menekankan bahwa desain alur (groove) yang tepat dapat mencegah kerusakan pada seal dan kegagalan penyegelan; posisi pemasangan O-ring memerlukan chamfer pengarah (lead-in chamfer) dan fillet.

Langkah Empat: Periksa Penyegelan pada Suhu Rendah dan Saat Start-up

Dalam kondisi suhu rendah, pemilihan kekerasan harus dilakukan dengan lebih hati-hati.

Dengan material yang sama, kekerasan 90A biasanya memiliki laju pemulihan yang lebih lambat pada suhu rendah. Untuk peralatan yang memerlukan penghidupan dingin (cold startup), penghidupan bertekanan rendah, siklus suhu, berhenti diam pada suhu rendah, serta penghidupan ulang, jangan hanya mempertimbangkan kekerasan pada suhu ruang. Pemulihan yang tidak memadai pada suhu rendah dapat menyebabkan tekanan kontak yang tidak cukup, sehingga mengakibatkan kebocoran pada suhu rendah.

Urutan prioritas dalam pemilihan material untuk aplikasi suhu rendah adalah: pilih material atau formula khusus yang sesuai untuk suhu rendah; pastikan jumlah kompresi yang wajar; kendalikan celah alur (groove clearance); lakukan verifikasi set kompresi pada suhu rendah atau verifikasi pemulihan pada suhu rendah bila diperlukan.

8. Rekomendasi Pemilihan Khas

Segel Statis Konvensional

Segel statis flens, tutup ujung, sumbat, badan katup; tekanan sedang; alur standar; tanpa risiko ekstrusi yang jelas:

Prioritas kekerasan 70A. Alasannya adalah kemudahan pemasangan, elastisitas yang baik, kemampuan penyegelan awal pada tekanan rendah yang andal, serta ketersediaan luas di pasaran.

Pneumatik Konvensional

Tekanan sistem pneumatik biasanya tidak tinggi, lebih berfokus pada gesekan rendah, pemasangan, dan pemulihan:

Prioritas kekerasan 70A. Jika bersifat dinamis segel Pneumatik , kekerasan 90A sering kali justru menimbulkan risiko gesekan dan keausan yang tidak perlu.

Hidrolik Umum

Tekanan sedang-rendah, alur yang wajar, celah yang terkendali:

kekerasan 70A atau 80A. Jika terjadi ekstrusi ringan, pulsasi tekanan, atau gigitan tepi, kekerasan dapat ditingkatkan dari 70A menjadi 80A, atau ditambahkan cincin pendukung.

Hidrolik Tekanan Tinggi

Tekanan tinggi, perbedaan tekanan besar, memiliki celah ekstrusi:

80A, 90A, atau 70A/80A + cincin pendukung, khusus untuk memeriksa celah alur. Jika mode kegagalan jelas berupa ekstrusi, maka kekerasan 90A memiliki makna; namun jika kegagalan disebabkan oleh penuaan, pembengkakan, set kompresi, atau ketidakcocokan media, beralih ke kekerasan 90A tidak menyelesaikan akar permasalahan.

Segel Suhu Rendah

Suhu rendah, start dingin, dan berhenti lama dalam kondisi suhu rendah:

Jangan secara membabi buta meningkatkan kekerasan. Pilih terlebih dahulu bahan tahan suhu rendah atau formula khusus suhu rendah; kekerasan umumnya tidak boleh terlalu tinggi. Kekerasan 70A biasanya lebih mudah memberikan kesesuaian awal dan pemulihan yang andal dibandingkan 90A.

Celang Cukup Besar atau Celah Akibat Keausan

Jika celah antara piston, silinder, batang katup, atau flens cukup besar:

Meningkatkan kekerasan hanyalah salah satu metode. Jalur yang lebih baik biasanya adalah: mengurangi celah, mengoptimalkan alur, menambahkan cincin pendukung, kemudian mempertimbangkan kekerasan 80A atau 90A.

9. Versi Insinyur — Mantra Penilaian

Dapat dengan cepat menilai menggunakan logika berikut:

Tidak ada risiko ekstrusi yang jelas, gunakan terlebih dahulu 70A.

70A mengalami ekstrusi ringan atau margin tekanan tidak mencukupi, gunakan 80A.

Tekanan tinggi, celah besar, kegagalan gigitan jelas, maka gunakan 90A.

Suhu rendah, tekanan rendah, pemasangan sulit, gesekan dinamis rendah tidak dapat diatasi hanya dengan kekerasan, jangan sembarangan meningkat ke 90A.

Kekerasan tidak dapat mengatasi ketidakcocokan bahan, kesalahan alur, dan masalah kompresi-set.

10. Hal yang Perlu Diperhatikan oleh Bagian Pembelian

Bagian pembelian tidak boleh hanya memesan berdasarkan "70 derajat" atau "90 derajat." Disarankan minimal memastikan bidang-bidang berikut:

Bahan: NBR, FKM, EPDM, HNBR, VMQ, FFKM, dll.; Kekerasan: misalnya 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A; Standar dimensi: GB, ISO 3601, AS568, atau dimensi non-standar; Toleransi kekerasan: misalnya 70±5 Shore A, sesuai gambar perusahaan atau spesifikasi bahan; Warna: hitam, cokelat, hijau, dll., tetapi warna tidak dapat menggantikan konfirmasi bahan; Kondisi penggunaan: media, suhu, tekanan, segel statis/segel dinamis; Sertifikasi: RoHS, REACH, FDA, UL, WRAS, laporan bahan, dll.; Pelacakan lot: COC, COA, sertifikat bahan, laporan uji.

Titik risiko pembelian:

Tidak boleh menganggap NBR 70A dan FKM 70A sebagai pengganti setara. Meskipun kekerasannya sama, ketahanan terhadap minyak, ketahanan terhadap panas, ketahanan terhadap bahan kimia, daya pemulihan pada suhu rendah, serta harga dapat sangat berbeda.

Tidak boleh mengasumsikan bahwa kekerasan 90A pasti lebih baik hanya karena nilainya lebih tinggi. Kekerasan 90A justru dapat menyebabkan kesulitan pemasangan, kebocoran pada tekanan rendah, daya pemulihan yang tidak memadai pada suhu rendah, atau gesekan dinamis yang berlebihan.

Ketika gambar pelanggan menuliskan "70," pastikan bahwa itu adalah Shore A. Notasi standar seharusnya "70 Shore A" atau "70 ShA."

Saat terjadi kegagalan, jangan hanya mengubah kekerasan. Jika terjadi pembengkakan, retak, pengerasan, atau deformasi permanen, penyebabnya umumnya terkait bahan, suhu, media, atau jumlah kompresi—bukan kekerasan.

11. Bagaimana Tim Penjualan Harus Menjawab Pertanyaan Berfrekuensi Tinggi dari Pelanggan?

Pelanggan bertanya: "Apa perbedaan antara 70 derajat dan 90 derajat?"

Jawaban yang dapat diberikan: 70A lebih bersifat serba guna, memiliki elastisitas dan kemudahan pemasangan yang lebih baik, serta cocok untuk sebagian besar segel konvensional; sedangkan 90A lebih keras, terutama lebih unggul dalam menahan ekstrusi, sehingga cocok untuk kondisi tekanan tinggi atau celah besar. Namun, gaya pemasangan 90A lebih tinggi, dan kemampuan pemulihan pada suhu rendah serta kesesuaian segelnya mungkin menurun; oleh karena itu, bukan berarti semakin tinggi nilai kekerasan semakin baik, dan secara umum direkomendasikan untuk menggunakan 70A terlebih dahulu kecuali ada risiko kebocoran tekanan tinggi yang jelas.

Pelanggan bertanya: "Apakah tekanan tinggi selalu memerlukan kekerasan 90 derajat?"

Dapat menjawab dengan cara ini: belum tentu. Segel tekanan tinggi memerlukan pemeriksaan simultan terhadap tekanan, celah alur, dimensi penampang melintang, serta apakah terdapat cincin pendukung (back-up ring); kekerasan 90A lebih tahan terhadap ekstrusi, namun jika celah alur terlalu besar, mengandalkan peningkatan kekerasan saja juga tidak andal—biasanya tetap diperlukan cincin pendukung yang sesuai atau optimasi desain alur.

Pelanggan bertanya: "Cincin-O asli saya berkekerasan 70 derajat bocor, apakah beralih ke kekerasan 90 derajat akan berhasil?"

Dapat menjawab dengan cara ini: pertama-tama perlu menganalisis penyebab kebocoran. Jika tepi cincin-O mengalami ekstrusi atau tergigit, meningkatkan kekerasan menjadi 80A atau 90A mungkin efektif, atau dapat ditambahkan cincin pendukung. Namun, jika kebocoran disebabkan oleh penuaan, pembengkakan, set kompresi, retak, atau pemulihan suhu rendah yang tidak memadai, beralih ke kekerasan 90A belum tentu efektif dan justru dapat memperburuk proses pemasangan serta kemampuan pemulihan.

Pelanggan bertanya: "Apakah kekerasan 80 derajat benar-benar diperlukan?"

Dapat menjawab dengan cara ini: ya, 80A merupakan kompromi antara 70A dan 90A, cocok untuk tekanan sedikit lebih tinggi daripada konvensional, khawatir terhadap ekstrusi, namun juga tidak menginginkan kekerasan 90A yang terlalu tinggi sehingga gaya pemasangan menjadi terlalu besar; sering kali 80A memberikan stabilitas lebih baik dibanding langsung menggunakan 90A.

12. Rekomendasi Akhir

Pemilihan konvensional: 70 Shore A. Ini merupakan kekerasan standar kebanyakan O-ring, mempertimbangkan segel, elastisitas, kemudahan pemasangan, dan biaya.

Tekanan atau risiko ekstrusi meningkat: 80 Shore A. Ini merupakan transisi kompromi dari segel umum ke segel tahan ekstrusi.

Tekanan tinggi, celah besar, kegagalan ekstrusi jelas: 90 Shore A. Namun secara bersamaan harus memeriksa alur, cincin pendukung (back-up ring), chamfer, pelumasan, pemulihan pada suhu rendah (low-temperature rebound), serta gaya pemasangan.

Ringkasan: 70A bertanggung jawab atas fleksibilitas dan keseimbangan, 80A bertanggung jawab atas kompromi dan perbaikan, 90A bertanggung jawab atas ketahanan terhadap ekstrusi; semakin tinggi kekerasan, semakin kuat ketahanan terhadap ekstrusi, tetapi elastisitas, kemudahan pemasangan, dan daya pantul pada suhu rendah mengalami penurunan yang sesuai.