Divi O-rings neblīvē, „aizverot spraugu“ — tas balstās uz elastīgo deformāciju, ko izraisa iepriekšējā kompresija pēc uzstādīšanas, veidojot nepārtrauktu kontaktspriedzi starp rieviņu un pretējo virsmu; kad barotnes spiediens palielinās, tas papildus noved pie O gredzena pārvietošanas pret zemāka spiediena pusi, padarot blīvēšanas kontaktu vēl stiprāku — to sauc par pašaktīvo blīvēšanas efektu.

O gredzenu var uzskatīt par elastīgu elementu, kas „pēc iepriekšējās kompresijas aktīvi cieši piespiežas pie blīvēšanas virsmas.“

1. O gredzena blīvēšanas būtība: nevis bloķēšana, bet gan cieša kompresija

Daļa iesācēju klientu domā, ka O-formas gredzena funkcija ir noslēgt spraugu starp rieviņu un komponentu.

Šis uzskats nav pietiekami precīzs.

Patiesībā mikrospraugas, virsmas nevienmērīgums, montāžas pieļaujamās novirzes un termiskā izplešanās/sašaurināšanās vienmēr pastāv starp mehāniski savienotajām virsmām. O-formas gredzens nevar pilnīgi aizpildīt visu telpu kā ūdens — tas patiesībā darbojas šādi: elastīgās saspiešanas rezultātā veido pietiekamu kontaktspriedzi uz noslēguma virsmas, bloķējot noplūdes ceļu.

Tas nozīmē, ka O-formas gredzena noslēgšana balstās uz trim pamata nosacījumiem:

Bez iepriekšējās kompresijas O-gredzens vienkārši atrodas rievā; tikai ar iepriekšējo kompresiju tas sāk nodrošināt blīvēšanas spēju.

2. Kas notiek uzstādīšanas laikā: Apļveida šķērsgriezums tiek saspiests līdz plakanam

O-gredzenam sākotnēji ir apļveida šķērsgriezums. Kad to uzstāda rievā un pievienotais komponents tiek piespiests, O-gredzens tiek saspiests.

To var vienkārši izprast kā:

Pirms uzstādīšanas: O-gredzena šķērsgriezums ir apaļš.

Pēc uzstādīšanas: O-gredzena šķērsgriezums ir saspiests līdz plakanam, augšējā–apakšējā vai iekšējā–ārējā blīvēšanas virsma tiek cieši piespiesta.

Ņemot kā piemēru radiālo blīvējumu, zemspiediena un augstspiediena pusē starp tiem atrodas pievienošanās virsma, un pret rievu piespiestais O-gredzens rada kontaktspriegumu — šis kontaktspriegums ir ļoti būtisks.

Pēc kompresijas O gredzens rada elastīgu atsperes spēku. Šis atsperes spēks pārvēršas par kontaktspriedzi blīvējuma savienojumā. Tikmēr, kamēr kontaktspriedze blīvējuma savienojumā ir pietiekama, videi ir grūti izkļūt caur mikro spraugu starp metāla, plastmasas vai citiem savienotajiem detaļām.

3. Priekškompresija: O gredzena blīvēšanas sākumpunkts

Priekškompresija, ko sauc arī par kompresijas apjomu, kompresijas pakāpi vai spiedienu, ir pakāpe, līdz kurai O gredzens tiek saplakts pēc uzstādīšanas.

Piemēram, O gredzenam ar 3,00 mm šķērsgriezuma diametru pēc uzstādīšanas faktiskais kompresijas apjoms ir 2,55 mm, tad kompresijas apjoms ir: 3,00 mm – 2,55 mm = 0,45 mm. Kompresijas pakāpe ir: 0,45 ÷ 3,00 = 15%.

Šī kompresijas pakāpe tieši ietekmē blīvēšanas veiktspēju.

Tāpēc O gredzenam nav tā, ka jo vairāk tas ir kompresēts, jo labāk. Tam nepieciešams racionāls kompresijas apjoms. Pārdošanai un iepirkšanai šis punkts ir ļoti svarīgs: neļaujiet klientiem koncentrēties tikai uz O gredzena izmēriem — vienlaikus jāsaprot arī iespieduma izmēri, savienojuma atstarpe un ekspluatācijas spiediens.

4. Kontakta spriegums: Patiesā spēka spiediens, kas novērš noplūdi

O gredzena blīvēšanas būtība nav tā, vai „ir kontakts”, bet gan vai „kontakts ir pietiekami ciešs”.

Kad O gredzens tiek kompresēts līdz plakanam, tas veido nepārtrauktas kontakta zonas riņķi ar blīvēšanas virsmu; šīs zonas kompresijas spriegums ir kontakta spriegums.

To var saprast šādi: vide vēlas izurbties cauri spraugai; O gredzens izmanto kontakta spriegumu, lai šo spraugu aizspiedtu; kamēr kontakta spriegums ir pietiekams, vide nevar iziet cauri.

Ja kontaktspriediens ir pārāk zems, vide var iekļūt pa virsmas mikrobedrām, svīdām vai citām līdzīgi raupjām vietām. Ja kontaktspriediens ir pietiekams, O-ringa var komprimēt šīs mikrocaurules ciet. Tāpēc O-ringa blīvēšana nebalstās uz "formas, kas nejauši aizpilda telpu", bet gan uz "ilgstošu kompresiju".

5. Elastīgā deformācija: kāpēc O-ringam ir iespēja ilgu laiku spiesties pret blīvēšanas virsmu

O-slēdziņi parasti izgatavoti no gumijas vai elastomēra materiāla, piemēram, NBR, FKM, EPDM, VMQ, HNBR utt.

Šai materiālu klasei ir svarīga īpašība:

Tas deformējas pēc kompresijas, tačar turpina tiekties atgriezties sava sākotnējā formā.

Šo atgriešanās tieksmi sauc par elastību.

Uzstādīšanas laikā O-ringa tiek saplacināts, tačar turpina mēģināt atgriezties savā apaļajā šķērsgriezumā. Tā kā to ierobežo apkārtējā rieva un pretējā virsma, tas nevar pilnībā atgriezties sākotnējā stāvoklī, tāpēc turpina izdarīt spiedienu pret blīvēšanas virsmu.

Šis ir elastīgās deformācijas radītais blīvēšanas spēks.

Ja materiāls zaudē elastību, piemēram, vecumā, sacietēšanas dēļ, zemā temperatūrā kļūst trausls vai pārmērīgi samazinās tā kompresijas atstarpe, O gredzens vairs nespēj cieši piespiesties pie blīvēšanas virsmas, un blīvēšanas spēks samazinās.

Tāpēc arī O gredzens pēc noteikta lietošanas laika var iznākt no darbības: nevis tādēļ, ka tas ir "ne vairāk sākotnējā pozīcijā", bet gan tādēļ, ka tam trūkst pietiekamas elastīgās atjaunošanās spējas.

6. Kad vidējais spiediens paaugstinās: O gredzens tiek stumts vairāk uz zemspiediena pusi

O gredzena blīvēšanai ir ļoti svarīga īpašība: to aktivizē vidējais spiedens.

Spiediena sistēmā vide no augstspiediena puses iekļūst rievas brīvajā telpā un izdarīs spiedes spēku uz O gredzenu.

Šis spēks stumj O gredzenu uz zemspiediena pusi, tādējādi likdams to vēl ciešāk piespiesties pie blīvēšanas virsmas un zemspiediena puses rievas malas.

Vienkāršs diagrammas apraksts: augstspiediena pusē vides spiediens stumj O gredzenu uz zemspiediena pusi.

Kad spiediens palielinās, O gredzens rada stiprāku kompresijas efektu.

To sauc par tā saukto pašenerģējošo blīvējumu, kuru dēvē arī par spiediena palīdzības blīvējumu vai spiediena aktivizētu blīvējumu.

Tā galvenā loģika ir: sākotnējais blīvēšanas spēks = rodas pirmskompresijas rezultātā; blīvēšanas spēks pēc spiediena palielināšanās = vēl vairāk pastiprinās ar vidējas spiediena palīdzību.

Tāpēc ietvaros, kas atbilst saprātīgam projektēšanas diapazonam, jo augstāks ir spiedens, jo stiprāka ir O gredzena kontaktvirkne zemspiediena pusē un jo ciešāk ir blīvējums.

7. Pašenerģējošais blīvējums nav bezgalīgi pastiprināms

Šeit īpaši jāuzsver:

Jo augstāks ir vidējas spiediens, jo stiprāks ir blīvēšanas kontakts, tačau tas nenozīmē, ka O gredzens var izturēt bezgalīgi augstu spiedenu.

Pašenerģējošam blīvējumam ir noteikts projektēšanas limits.

Ja vidējas spiediens pārsniedz O gredzena, urbuma un savienojuma sprauga pieļaujamo diapazonu, O gredzens var neizturēt.

Tipiski atteices veidi ietver:

Tāpēc pārdošanas vai tehniskā personāla nevar vienkārši pateikt klientiem: jo augstāks spiediens, jo labāk O-formas gredzens noslēdz.

Precīzāka formulējuma būtu: projektētajā atļautajā diapazonā vides spiediens pastiprina O-formas gredzena blīvējošo kontaktu; tomēr pārsniedzot materiāla, iespieduma, spraugas un ekspluatācijas apstākļu robežas, O-formas gredzens var izspiesties, neatgriezeniski deformēties vai sabojāties, galu galā izraisot noplūdi.

8. Pilnīgais O gredzena blīvēšanas process

O gredzena blīvēšanu var sadalīt četrās stadijās.

Pirmā stadija: Ievieto rievtelpā

O gredzenis tiek ievietots rievtelpā. Šajā brīdī, ja vēl nav notikusi savienotā komponenta spiediena piemēšana, tas ir tikai elastīgs elements un vēl ne vienmēr nodrošina efektīvu blīvēšanu.

Otrā stadija: Montāžas spiediena piemēšana

Pēc savienotā komponenta uzstādīšanas O gredzenis tiek saspiests, radot elastīgu deformāciju. Šajā brīdī veidojas sākotnējais kontaktspiediens, un O gredzenis sāk piedāvāt pamata blīvēšanas spēju.

Trešā stadija: Vidēja spiediena piemēšana

Vide iekļūst augstspiediena pusē un izdarīt spēku uz O gredzena. O gredzenis tiek virzīts uz zemspiediena pusi, un blīvēšanas kontakts vēl vairāk nostiprinās.

Ceturtā stadija: Stabila blīvēšana vai neveiksme

Ja konstrukcija ir pareiza, O gredzenis stabili blīvē zem spiediena iedarbības. Ja spiediens, temperatūra, atstarpe, materiāls vai rievtelpas konstrukcija pārsniedz pieļaujamās robežas, var rasties neveiksme.

9. Kāpēc O-gredzeni nav vienkārši „aizverot spraugu“

Izteiksme „aizverot spraugu“ viegli rada trīs maldinošas priekststatības.

Maldinoša priekststatība Nr. 1: Ja izmērs ir pietiekami tuvs, tas var nodrošināt blīvēšanu

Nepareizi.

O-gredzena izmērs ir tikai pamats. To, kas patiesībā nosaka blīvēšanas efektivitāti, ietekmē arī: rievas izmērs; kompresijas pakāpe; stiepšanas pakāpe; materiāla cietība; savienojuma sprauga; virsmas raupjums; vidēja spiediens; temperatūras diapazons; vidējas savietojamība; vai blīvēšana ir statiska vai dinamiska.

Viens un tas pats O-gredzens, ievietots citā rievā, var nodrošināt pilnīgi atšķirīgu blīvēšanas efektu.

Maldinoša priekststatība Nr. 2: Jo raupjāks O-gredzens, jo labāk

Nepareizi.

Biezāka šķērsgriezuma O-gredzena parasti ir lielāka deformācijas izturība, tačau tas nenozīmē obligāti labāku rezultātu.

Ja rieva nav projektēta kopā ar O-gredzenu, pārāk biezs O-gredzens var izraisīt: montāžas grūtības; pārmērīgu kompresijas pakāpi; pārmērīgu berzes spēku; O-gredzena pārgriešanu/bojājumu; pārpildītu rievu; deformāciju vai vidējas izplešanos bez vietās, kur tā var atbrīvoties.

O-gredzenta dizains jāizstrādā kopā ar rieviņu — tas nav vienīgais parametrs, ko var izvēlēties atsevišķi, lai „izskatītos stingrāks“.

Nepareiza uzskats Nr. 3: Jo augstāka spiediena vērtība, jo uzticamāka blīvēšana

Nav pilnīgi pareizi.

Racionālā diapazonā spiediens nodrošina pašaktīvo blīvēšanas efektu. Tomēr pārāk augsta spiediena ietekmē O-gredzents tiek izspiests uz spraugas pusi, un iespējama izspiešanas sabrukuma parādīšanās.

Ja ir nepieciešams paplašināt projektētā spiediena diapazonu, parasti jāapsver īpaši šādi aspekti: cietāks O-gredzents; mazāka savienojuma sprauga; piemērotāka rieviņas konstrukcija; atbalsta gredzena pievienošana; materiāla izvēle ar labāku izspiešanas pretestību; blīvēšanas struktūras atkārtota novērtēšana.

10. Atšķirības starp statiskajām un dinamiskajām blīvēm

O-gredzenta blīvēšanu var sadalīt statiskajās un dinamiskajās blīvēs.

Stacionārs blīvējums

Statiskā blīve ir tāda, kur blīvējamās virsmas starp sevi praktiski nekustas, piemēram, flanči, vāki, cauruļu savienotāji, vārstu korpusu savienojumi utt.

Statiskajos blīvēs O-ringa galvenais darbības princips ir: priekškompresija + vidēja spiediena pašenerģošanās.

Statiskajām blīvēm salīdzinoši zemi ir prasības saistībā ar berzi, tāpēc var pieļaut salīdzinoši brīvāku kompresiju.

Dinamiskais blīvējums

Dinamiskā blīve ir tāda, kur starp blīvējuma virsmām notiek relatīva svārstoša, rotējoša vai reciprocējoša kustība, piemēram, pistona, vārsta stieņa, vārpsta tipa blīves utt.

Dinamiskajās blīvēs, papildus blīvēšanai, jāņem vērā arī: berze; nodilums; smērviela; ātrums; temperatūras paaugstināšanās; ieslēgšanas pretestība; virsmas raupjums; rievas malu apstrāde ar slīpni.

Dinamiskā blīve nevar vienīgi tiekties pēc lielākas priekškompresijas.

Jo, ja kompresija ir pārāk stingra, lai gan sākotnējā blīvēšana var būt labāka, berze un nodilums palielināsies, kas savukārt samazinās kalpošanas ilgumu.

11. Svarīgākais sapratnes punkts pārdošanas un iepirkumu personālam

Pārdošanas un iepirkumu personālam O-ringa blīvēšanas mehānismu var apkopot piecās teikumos:

O-ringam blīvēšana sākas ar priekškompresiju. Pēc montāžas to spiež plakanu, radot sākotnējo kontaktspriegumu.

O-formas gredzens balstās uz elastīgās atjaunošanās spēka, lai nodrošinātu blīvēšanu. Materiālam jābūt pietiekami elastīgam, lai ilgstoši spiestu pret blīvēšanas virsmu.

O-formas gredzens balstās uz kontaktspriegumu, lai novērstu noplūdi. Tas nav vienkārši spraugas aizpildīšana, bet gan noplūdes ceļa nospiešana ciet.

Vides spiediena paaugstināšanās pastiprina blīvēšanu. Spiediens O-formas gredzenu virza uz zemākā spiediena pusi, veidojot pašenerģējošu blīvēšanu.

Pārsniedzot projektēto robežu, blīvēšana neizdosies. Spiediens, temperatūra, atstarpe, materiāls un rievas konstrukcijas neatbilstība visi var izraisīt noplūdi vai bojājumus.