De behoefte aan O-ring de oppervlakteruwhheid van het afdichtingsvlak kan niet worden aangegeven met slechts één Ra-waarde — minimaal moeten gelijktijdig worden gecontroleerd: Ra/Rz of Rmax, de richting van de bewerkingslijnen, krassen/bramen/roestvlekken, de integriteit van de platinglaag en de afgeronde hoek. ISO 3601-2:2025 benadrukt duidelijk dat de oppervlakteruwhheid van de O-ringgroef en het tegenoverliggende onderdeel van groot belang is voor de afdichtingsprestaties, zowel statisch als dynamisch, en stelt dat het werkende afdichtingsvlak vrij moet zijn van krassen, bramen, deuken, gereedschapsmarkeringen, schroefdraad en andere gebreken; bovendien wordt aanbevolen om de materiaalverhouding Rmr te beheersen, niet alleen Ra.

1. Waarom ruwhedeisen lekkage kunnen veroorzaken

O-ringafdichting berust op voorcompressie en de druk van het medium die contactspanning op het metalen oppervlak veroorzaakt. Als het afdichtingsoppervlak te ruw is, vormen de oppervlaktepieken en -dalen microlekkagekanalen; als het oppervlak dwarskrassen, zandgaten, afbladderende platinglaag of snijsporen heeft, kan de O-ring deze continue kanalen zelfs bij juiste afmetingen en materiaal niet volledig comprimeren en dichten.

Het oppervlak hoeft echter ook niet zo glad mogelijk te zijn. Vooral bij heen-en-weergaande of roterende dynamische afdichtingen kan overdreven polijsten juist het vermogen om smeervloeistoffilm op te slaan verstoren, wat droog wrijven, aanhechting en versnelde slijtage veroorzaakt. Volgens het ERIKS-materiaal over O-ringontwerp wijst men erop dat een te glad contactoppervlak bij dynamische afdichtingen de retentie van smeermiddel kan verminderen en excessieve slijtage kan veroorzaken; in het algemeen wordt een Ra-waarde van minder dan ca. 0,15 μm voor dynamische O-ringafdichtingsoppervlakken niet aanbevolen, omdat het oppervlak microscopisch vermogen tot smeervloeistoffilmopslag nodig heeft.

2. Aanbevolen ruwheidsbereik, ingedeeld op basis van de bedrijfsomstandigheden

De onderstaande tabel geeft veelgebruikte technische ontwerppunten weer. De eenheid is μm. Verschillende normen en handleidingen gebruiken Rz, Rmax, Rt en andere verschillende parameters; deze kunnen niet direct worden uitgewisseld. Raadpleeg duidelijk de toepasselijke meetnorm en -parameters voordat u deze toepast.

3. Statische afdichting: focus ligt op "kan het lekkagekanalen weerstaan"

Bij een statische afdichting is er geen relatieve glijbeweging; de ruwheid kan daarom wat grover zijn dan bij een dynamische afdichting. Voor gas, vacuüm, lage-viscositeitsvloeistoffen of afdichting onder medium/hoge druk wordt echter aanbevolen de ruwheid te verfijnen tot Ra 0,8 μm of fijner. Het O-ringmateriaal van COG specificeert ook: statische afdichting in de afdichtzone Ra 1,6/Rz 6,3, dynamische afdichting Ra 0,4/Rz 1,6, en afgeronde inlooprand bij montage Ra 1,6/Rz 6,3.

Ook bij statische afdichtingen mag de ruwheid niet te groot zijn. Als spatten, snijden of kruisende buren de O-ring te sterk naar de lagedrukzijde duwen, ontstaat er een lekkagekanaal. Het materiaal van ERIKS wijst ook op het belang van de bewerkingsrichting van het oppervlak: bijvoorbeeld bewerkingsstrepen die parallel lopen aan de matrijsdraaiweg kunnen zelfs bij een grovere oppervlakstructuur nog goed afdichten, maar scherpe, diepe krassen die dwars door de O-ring lopen, verhogen het risico op lekkage aanzienlijk.

De beoordelingslogica voor statische afdichtingen is niet: ‘Ra voldoet aan de waarde → klaar’, maar: Ra/Rz voldoet + geen doorgaande krasschade + geen buren + platinglaag intact + voldoende compressie + groef niet overvol.

4. Oscillerende dynamische afdichting: focus ligt op "slijtage, smering en bewerkingsrichting"

Bij een oscillerende dynamische afdichting blijft de O-ring langdurig in continue glijdende contact met het oppervlak van de stang, zuiger of pistoon, waardoor het afdichtingsvlak voldoende glad moet zijn om slijtage te voorkomen, maar tegelijkertijd een lichte oliefilm moet behouden om droge wrijving te voorkomen. Het handboek van Parker specificeert dat het contactvlak van een oscillerende hydraulische afdichting Ra 0,4 en Rmax 1,6 moet hebben; de groefbodem en -zijden moeten ook Ra 1,6 en Rz 1,6 hebben.

Veelvoorkomende oorzaken van storing bij dynamische afdichtingen zijn niet het O-ringmateriaal zelf, maar het glijdende oppervlak, waarbij sprake kan zijn van: axiale lange krassen; spiraalvormige slijp- of draaibankbewerkingsmarkeringen; scheuren of afbladderende chroomlaag; uitstekende burchten; mesachtige sneden; onafgeronde overgangen bij aansluitingen; burchten aan de rand van de groef; te ruw oppervlak wat slijtage veroorzaakt, of te spiegelglad oppervlak wat het vormen van een oliefilm verhindert.

Voor hydraulische heen-en-weer bewegende afdichtingen wordt aanbevolen dat de dynamische afdichtingsoppervlakken worden vervaardigd met slijpen, walsen, polijsten en hard-chroomplating, en dat het uiteindelijke spiegelgladde oppervlak na polijsten wordt gecontroleerd. Het materiaal van ERIKS benadrukt ook dat de bewerkingskwaliteit van het dynamische contactoppervlak direct van invloed is op de levensduur van de O-ring.

5. Roterende toestand: O-ring is meestal niet de ideale keuze

Een O-ring kan worden gebruikt voor een roterende afdichting bij lage snelheid, korte tijd en lichte belasting, maar het is geen typische roterende afdichting voor hoge snelheid. Onder roterende omstandigheden blijft de binnendiameter van de O-ring radiaal wrijven, waardoor de wrijvingswarmte niet gemakkelijk kan worden afgevoerd. Parker wijst specifiek op het Gough-Joule-effect: als de binnendiameter van de O-ring kleiner is dan de asdiameter, leidt verdere verwarming tot krimp; het falen manifesteert zich als verharding van het O-ringoppervlak, slijtage, krimp en uiteindelijk lekkage. Bij daadwerkelijk ontwerp dient men een O-ring met een relatief grotere doorsnede te gebruiken en de rekpercentage van de binnendiameter ten opzichte van de asdiameter op ongeveer 1%–3% te houden, zodat de compressie in de groef wordt verminderd.

De eisen voor het roterende O-ring-oppervlak zijn strenger op het niveau van de dynamische afdichting: de asvlakruwheid Ra moet 0,2–0,4 μm bedragen, en Rz/Rmax moet worden beheerst op ongeveer 1,6 μm; bovendien dient een radiaal invoergroefpatroon in de as te worden vermeden, omdat dit soort oppervlaktetextuur een zuigpompeffect kan veroorzaken, wat lekkage veroorzaakt. Bij continue rotatie, hoge lineaire snelheid, hoge temperatuur of ongesmeerde bedrijfsomstandigheden dient prioriteit te worden gegeven aan een speciale roterende asafdichting, een PTFE-roterende afdichting, een X-ring of een speciale roterende afdichtstructuur, en niet aan een algemene O-ring.

6. Ra is geen voldoende voorwaarde: ook Rz, Rmax, het materiaalratio en de piekvorm dienen in acht te worden genomen

Twee oppervlakken kunnen dezelfde Ra-waarde hebben, maar het ene heeft een ronde golfvorm, terwijl het andere scherpe pieken en dalen vertoont — laatstgenoemde kan de O-ring doorsnijden of een lekkagekanaal vormen. Het handboek van Parker wijst duidelijk op dat Rt en Ra alleen onvoldoende zijn om te beoordelen of het afdichtingsoppervlak geschikt is; andere parameters zoals Rp of de verhouding tussen contactoppervlak en dragend oppervlak dienen ook in aanmerking te worden genomen; ISO 3601-2:2025 adviseert bovendien dat de materiaalverhouding Rmr van het afdichtingscontactoppervlak onder specifieke omstandigheden 50%–80% moet bedragen.

Daarom mag de tekening niet alleen bevatten:

Ra 1.6

Dit is onvoldoende. Een betere manier van specificeren is:

Afdichtingscontactoppervlak: Ra ≤ 0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm, gemeten volgens ISO 21920; geen krassen, bulten, deuken, gereedschapsmarkeringen of afbladderende platinglaag; bewerkingslijnen mogen niet in de lekkagerichting lopen.

7. Krassen, plating, bulten en afschuining: praktische bepaling

Krabben: zelfs als de algemene Ra-waarde voldoet, kan één enkele kras die dwars door de afdichtingslijn loopt ook lekkage veroorzaken. Bij statische afdichtingen moet de nadruk liggen op het bepalen of krassen dwars door de richting van hoge naar lage druk lopen; bij dynamische afdichtingen moeten alle lineaire krassen in axiale of spiraalvormige richting als hoog risico worden beschouwd.

Verpakking: hard-chroom-, chemisch-nikkel-, anodisch-oxide- en coatinglagen moeten aan de ruwheidsvereiste voldoen in de eindtoestand; platingafbladderingsverschijnselen, speldenhoogtegaten, blarenvorming en opstaande randen vormen twee problemen: ten eerste het creëren van een lekkagepad, ten tweede het doorsnijden van de O-ring, met name het vermijden dat coatinglaaggrenzen binnen de afdichtingsband vallen.

Bruisranden: groefopeningen, afschuiningen, snijpunten van gaten en oliegaatjes moeten allemaal ontbramd en afgerond zijn. ISO 3601-2:2025 stelt duidelijk dat gerelateerde zones op de staaf/levende-plug-groef geen bramen mogen bevatten en dat de rand glad en afgerond moet zijn; op sommige oppervlakken staat ook vermeld dat radiale gereedschapssporen niet zichtbaar mogen zijn.

Onvoldoende afschuining: de O-ring wordt tijdens de montage uitgerekt, samengeperst en over de rand geleid; een onvoldoende afschuining veroorzaakt geen snijden, kneedschade, verdraaiing of gedeeltelijke scheuring tijdens de montage. De inloopafschuining wordt meestal ingesteld op 15°–20°; de randen moeten glad en vrij van burchten zijn, en de lengte van de afschuining wordt bepaald op basis van de doorsnede-diameter van de O-ring.

8. Aanbevolen tekenaanduiding

Statische afdichting, algemene vloeistof

Afdichtingscontactvlak A: Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm; geen doorgaande krassen, burchten, oneffenheden, zandgaten of afbladderende platinglaag.

Groefbodem-/zijvlak B: Ra ≤ 1,6–3,2 μm, Rz ≤ 6,3–12,5 μm; groepopening ontburcht.

Inloopafschuining C: 15°–20°, Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm, glad en vrij van burchten.

Statische afdichting, gas/lage-viscositeit/pulserend/hoge-drukbehoud

Afdichtingscontactvlak A: Ra ≤ 0,8 μm, Rz ≤ 3,2 μm; het belangrijkste afdichtingsband mag geen visueel waarneembare lijnachtige gebreken vertonen. Verhoog de Rmr- of piekhoogte-Rp-eis indien nodig, en voer een lektest uit ter verificatie.

Reciprocërende dynamische afdichting

Glijdend contactoppervlak: Ra 0,2–0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm; niet lager dan ca. Ra 0,1–0,15 μm; geen axiale krassen, spiraalvormige lijnen, platingafbladderingsverschijnselen of mesvibratiemarkeringen.

Groefbodem/zijkant: Ra ≤ 1,6 μm, Rz ≤ 6,3 μm.

Afschuining: 15°–20°, glad en zonder buren; doorsnijdingsgaten moeten afgerond zijn of buiten het afdichtingsverloop liggen.

Roterende O-ring

Alleen geschikt voor lage snelheid, korte tijdsduur en voldoende gesmeerde omstandigheden; asoppervlak Ra 0,2–0,4 μm, Rz ≤ 1,6 μm; spiraalvormige inloopbewerkingslijnen zijn niet toegestaan. De O-ring mag niet radiaal over de as uitsteken of op de as worden uitgerekt; geef bij voorkeur een drukontlastingsconstructie met buitengroef de voorkeur. Voor continue rotatie of hoge snelheid dient overgeschakeld te worden naar een speciale roterende afdichting.

9. Order voor terplaatse onderzoek

Zodra lekkage optreedt, vervang dan niet direct door een harder of zachter O-ringtype. Controleer eerst volgens deze volgorde:

Of de afdichtingsvlakken Ra/Rz voldoen aan de tekening; of er doorlopende krassen, gereedschapsmarkeringen, zandgaten of deuken aanwezig zijn; of de platinglaag afbladdert, blaren vertoont, gaatjes heeft of een ophoping van materiaal aan de rand vertoont; of er spijkers aanwezig zijn in de groefopening, de afschuining of het kruispuntgat; of de bewerkingslijnrichting lekt in de lekrichting of een spiraalvormige groefpatroon vormt; of de montageafschuining hoek voldoende is en of de O-ring is doorgesneden; of de compressiehoeveelheid te grof is, overgepolijst of onvoldoende gesmeerd; of de groeffulldiepte, de speelruimte en de back-upring op elkaar zijn afgestemd.

De meest kritieke zin: het afdichtingsvlak van de O-ring is niet "Ra bereikt de waarde, klaar", maar "ruwheid, profielform, textuurrichting, defectstatus en afschuinkwaliteit moeten gezamenlijk voldoen."