1. Sonuç

O-ring genellikle "70 derece, 80 derece, 90 derece" ifadesi, sırasıyla 70 Shore A, 80 Shore A ve 90 Shore A’yı yani kauçuk sertliğini ifade eder. Değer ne kadar yüksekse malzeme o kadar sert olur ve ekstrüzyon direnci o kadar artar; ancak aynı zamanda montaj kuvveti artar, elastik uyum azalır ve düşük sıcaklıkta geri dönüş özelliği de kötüleşir. Dolayısıyla O-ring sertliği, ne kadar yüksekse o kadar iyi değildir.

Genel mühendislik seçim mantığı şöyledir:

70A: Varsayılan öncelik. Çoğu statik conta uygulaması, geleneksel yağ, su, pnömatik ve genel bakım senaryolarına uygundur. 70A’nın avantajı, elastikiyet, montaj kolaylığı, conta yüzeyine uyum ve genel uygulanabilirlik açısından dengeli bir kombinasyon sunmasıdır.

80A: Orta düzeyde bir uzlaşma. Basınç altında 70A’ya kıyasla hafif ekstrüzyon riski, kanal boşluğu veya hafif kenar aşınması söz konusu olduğunda ancak 90A’nın getirdiği fazla montaj kuvveti, sürtünme ve düşük sıcaklıkta geri dönüş kaybını istemiyorsanız, 80A tercih edilebilir.

90A: Ekstrüzyon direnci önceliklidir. Yüksek basınç, büyük ekstrüzyon boşluğu, hidrolik sistemler veya daha önce ısırmaya/ekstrüzyona/nibbling'e (ısırmaya) neden olan koşullar için uygundur; ancak 90A, "daha gelişmiş" olarak basitçe yorumlanmamalıdır çünkü bu sertlik sınıfı, kanal, pah kırma, montaj yağlaması ve düşük sıcaklıkta başlangıçta sızdırmazlık açısından daha fazla talep eder.

Shore A, bir içe batma sertliği test sistemi olup ASTM D2240 standardı bu testin, belirtilen koşullar altında malzemenin içe batma derinliğini ölçtüğünü açıkça açıklar ve bu test ampirik bir kontrol göstergesidir; dolayısıyla tek bir mekanik özellik ile doğrudan eşdeğer kabul edilemez. Başka bir deyişle, 90A, "70A'ya göre %30 daha yüksek çekme dayanımı" değildir — sadece daha yüksek bir sertlik sınıfıdır.

2. 70A, 80A, 90A Karşılaştırma Tablosu

Bu tablonun eklenmesi gereken bir ön koşulu vardır: Aynı malzeme sistemi altında karşılaştırılmalıdır. NBR 70A, FKM 70A, EPDM 70A ve VMQ 70A aynı performansa sahip değildir — malzeme, ortam uyumluluğunu, sıcaklık aralığını, sıkıştırma setini ve düşük sıcaklık performansını belirler; sertlik bunların yalnızca bir parametresidir.

3. Neden 70A En Yaygın Olandır?

70A'nın temel değeri 'denge'dir.

Bir O-ring sızdırmazlığı sağlamak için "daha sıkı bastırmak daha güvenilirdir" ilkesine dayanmaz; bunun yerine montaj sonrası sıkışma deformasyonu ile başlangıç temas basıncı oluşturur ve ardından ortam basıncının etkisiyle sızdırmazlığı daha da artırır. Trelleborg’un O-ring malzemesi için tipik başlangıç sıkıştırma önerileri şöyledir: hareketli uygulamalar için %6–20, sabit uygulamalar için %15–30. Bu durum, bir O-ring’in öncelikle makul ölçüde sıkışabilmesi, yüzeye uyum sağlayabilmesi ve geri dönebilmesi gerektiğini, yalnızca yüksek sertlik peşinde koşulmaması gerektiğini gösterir.

70A’nın avantajları şunlardır:

Kolay Montaj: Manuel montaj, toplu montaj ve bakım amaçlı değiştirme işlemleri daha kolaydır; aşırı sertlik nedeniyle çizilme, kazınma veya burulma gibi sorunlar daha az oluşur.

İyi elastikiyet ve uyum sağlama özelliği: Hafif yüzey pürüzlülüğüne, kanal boyutu dalgalanmalarına ve flanş düzensizliğine daha fazla tahammül eder.

Düşük basınçta ve çalıştırma anında sızdırmazlık daha güvenilirdir: Düşük basınç, çalışma başlangıcı ve sıcaklık değişimi aşamalarında birçok sistem, conta halkasının kendine özgü geri dönüş yeteneğine dayanarak sızdırmazlığı korumasını gerektirir; bu nedenle genellikle 70A daha avantajlıdır.

Nispeten daha iyi düşük sıcaklıkta geri dönüş özelliği: Aynı malzeme için sertlik arttıkça düşük sıcaklıkta elastikiyet genellikle daha az uygun hâle gelme eğilimindedir; elastik geri dönüş ve sıkıştırma kalıntısı değişimi cam geçiş bölgesi yakınında geçiş halindeyken, conta halkasının sızdırmazlık yeteneği üzerindeki etki özellikle kritiktir.

Bu nedenle, açık bir basınç, dışa doğru ezilme (ekstrüzyon), aşınma veya yapısal kısıtlama olmadığı sürece 70A genellikle mühendislik açısından varsayılan başlangıç noktası olarak kullanılır.

4. Ne Zaman 80A Seçilmelidir?

80A, oldukça değerli bir geçiş sertliğidir ancak genellikle göz ardı edilir.

80A seçimi için uygulanabilir durumlar:

70A, basınç altında hafif kenar çıkıntı riskine sahiptir; oluk boşluğu biraz daha büyüktür ancak henüz mutlaka 90A'ya veya destek halkasına geçilmesi gerekmez; sistem basıncı orta-yüksek seviyededir; müşteri geri bildirimi, 70A'nın "ısırma, kemirme, kenar oluşturma ve boşluğa doğru dışa doğru çıkıntı yapma" gibi arıza izleri gösterdiğini belirtmektedir; yine de belirli bir montaj uyumu, elastikiyet ve düşük geri dönüş oranını korumak istemektedir; montaj çok zordur ya da dinamik sürtünme aşınmıştır.

Apple Rubber'un tasarım kılavuzunda sezgisel bir örnek yer almaktadır: 1000 psi basınç altında toplam çap boşluğu 0,016 in koşullarında 70 Shore A değeri, kararsız bir bölgede yer almakta olup sertlik artırılması, ek bir destek halkası kullanılması ya da boşluğun azaltılması gerekmektedir; aynı diyagramda 80 Shore A değeri ise kabul edilebilir bir aralıkta yer almaktadır. Bu durum, 80A'nın bir "soğuk spesifikasyon" değil, 70A ile 90A arasında oldukça pratik bir mühendislik uzlaşması olduğunu göstermektedir.

5. 90A Ne Zaman Seçilmelidir?

90A'nın ana amacı "daha iyi sızdırmazlık sağlamaktan" ziyade dışa doğru çıkıntıyı daha iyi direnmektir.

Basınç altında O-ring, düşük basınçlı tarafa doğru itilir. Eğer birleştirme boşluğu çok büyükse veya basınç çok yüksekse, kauçuk bu boşluğa sıkışabilir; bu da kenarların kopmasına, çatlamasına, bölünmesine ve sonunda sızıntılara neden olur. Apple Rubber, basınç nedeniyle O-ring ekstrüzyonunu önlemek için yaygın yöntemleri açıkça listeler: sertliği artırma, destek halkası kullanma, çap boşluğunu azaltma, sistem basıncını düşürme.

90A seçimi için uygulanabilir durumlar:

Yüksek basınçlı hidrolik sistemler; büyük basınç farkı; görece büyük ekstrüzyon boşluğuna sahip kinematik yardımcı çift; görece yüksek basıncı taşıyan küçük kesitli O-ring; arıza modu sahada açıkça ekstrüzyon, ısırma, kenar kopması şeklinde gerçekleşiyor; yaşlanma, çözünme veya kalıcı deformasyon değil; kanal boyutu değiştirilemiyor ve destek halkası kullanımı uygun değil; daha yüksek basınç güvenilirliği için destek halkasıyla birlikte kullanılması gerekiyor.

Ancak 90A'nın maliyeti de açıkça bellidir:

Montaj kuvveti belirgin şekilde artar; montaj sırasında kesilmeye veya kazınmaya daha kolay maruz kalır; daha iyi bir giriş payı (kama) ve yağlama gerektirir; kanal boyutuna, yüzey pürüzlülüğüne ve sıkıştırma miktarına daha duyarlıdır; düşük sıcaklıkta geri dönüş ve başlangıç sızdırmazlık payı düşer; dinamik conta uygulamalarında sürtünme, aşınma ve ısı üretimi riski artar.

Trelleborg’un malzeme bilgilerine göre O-ring sıkıştırma miktarı, başlangıç basıncı, malzeme türü, sertlik derecesi, iç çap ve kesit alanına bağlıdır; ayrıca NBR 70 Shore A ile NBR 90 Shore A için sıkıştırma-yük deformasyon eğrisi verilmiştir; grafik açıkça göstermektedir ki sertlik arttıkça gerekli sıkıştırma yükü de artar, yani montaj kuvveti ve sıkıştırma direnci yükselir.

6. "Basınç"ı Sertliği Belirlemek İçin Tek Kriter Olarak Kullanmayın

Birçok müşteri sorar: "70 sertlik nerede kullanılır? 90 sertlik nerede kullanılır?"

Bu sorunun cevabı baskı ile değil. Bir O-halkasının dışa çıkartılıp çıkartılmaması en az şu şeylere bağlıdır: basınç veya basınç farkı; dışa çıkartma boşluğu; O-halkasının kesit boyutu; oluk yapısı; malzeme sistemi; sertlik; statik mühür veya dinamik mühür; sıcaklık;

Apple Kauçuk'un malzemesi açıkça bir O halkalarının dışkılama sınırının basınç altındaki çapraz boşluk ve malzeme sertliği ile birlikte belirlendiğini belirtir; basınç ve boşluk kesişimi güvenli olmayan bir bölgeye düştüğünde, sertlik yükseltilmeli, yedek bir halka kullanılmalı veya boş

Genel için Trelleborg'un referans çalışma basıncı O-mühürler ayrıca bu noktayı da yansıtır: destek halkası kullanılmadığında, yaygın statik uygulamalarda basınç dayanımı genellikle malzeme, kesit alanı ve boşluğa bağlı olarak birkaç MPa ile yaklaşık 10 MPa aralığındadır; destek halkası kullanıldığında ise basınç taşıma kapasitesi belirgin şekilde artırılabilir; destek halkası kullanılmayan dinamik ileri-geri hareketli uygulamalarda ise basınç taşıma kapasitesi daha sınırlıdır.

Dolayısıyla daha doğru bir ifade şudur:

7. Sertlik Seçim Süreci

Adım Bir: Önce Malzeme Seçilir, Sonra Sertlik Seçilir

Önce ortam ve sıcaklık değerlendirilir:

Mineral yağ, hidrolik yağ: yaygın olarak NBR, HNBR, FKM. Sıcak su, buhar, fren yağı, kutuplu ortamlar: yaygın olarak EPDM. Yüksek sıcaklıklı yağ, yakıt, kimyasal ortamlar: yaygın olarak FKM, FFKM. Düşük sıcaklık, hava ve bazı özel koşullar: VMQ, FVMQ veya düşük sıcaklık için özel olarak geliştirilmiş NBR/FKM düşünülebilir.

Trelleborg'un malzemesi ayrıca farklı elastomerlerin sıcaklık aralığını ve düşük sıcaklıkta esnekliğini büyük ölçüde farklı gösterir; örneğin FVMQ ve VMQ, düşük sıcaklıkta daha iyi esnekliğe sahiptirken, FKM, HNBR ve NBR'nin düşük sıcaklık performansı hâlâ özel formüle bağlıdır.

Sadece "70 derecelik bir O-ring'e ihtiyacım var." demeyin. Malzeme aynı zamanda belirtilmelidir.

Doğru ifade örnekleri: NBR 70 Shore A O-ring. FKM 75 Shore A O-ring. EPDM 70 Shore A O-ring. HNBR 90 Shore A O-ring.

İkinci Adım: Basınç ve Sıkıştırma Boşluğuna Bakın

Basınç düşükse, boşluk küçükse, sabit conta uygulaması söz konusuyorsa ve açık bir sıkıştırma riski yoksa, öncelikle 70A'ya yönelin.

Basınç yükseldiğinde veya boşluk daha büyük taraftaysa, öncelikle şunu değerlendirin:

Yuva boyutları doğru mu? Sıkıştırma boşluğu azaltılabilir mi? Destek halkası eklenebilir mi? 70A'dan 80A'ya geçilmesi gerekli mi? 90A kullanılması zorunlu mu?

Yüksek basınç koşullarında, sertliği artırmak yerine bir destek halkası eklemek genellikle daha kararlıdır. Özellikle çift yönlü basınçta her iki tarafta da destek halkaları düşünülmelidir; böylece montaj yönü veya basınç yönündeki değişikliklerden kaynaklanan ezilme önlenir.

Adım Üç: Montaj Koşullarına Bakın

Müşterinin saha koşullarında elle montaj yapılıyor, kanalda keskin kenarlar var, yağlama yapılmıyor, vida dişleri veya delikler üzerinden geçiş gerekiyor ise 90A riski belirgin şekilde artar.

Yüksek sertlikte O-ring montajı için temel kontrol noktaları: Giriş pah kırması var mı; kenar boyları (keskin kenarlar) kaldırılmış mı; montaj sırasında yağlama uygulanıyor mu; keskin kenarlar, anahtar kanalları, vida dişleri veya yağ delikleri üzerinden geçecek mi; montaj kılıfı gerekiyor mu; burkulma, dönme veya aşırı gerilme olabilir mi.

Trelleborg’un malzemesi de doğru kanal tasarımının contayı hasara uğratmayı ve sızdırmazlık başarısızlığını önlemeye yardımcı olacağını vurgular; O-ring’in montaj konumunda giriş pah kırması ve köşe yuvarlatması (fillet) bulunmalıdır.

Adım Dört: Düşük Sıcaklık ve Çalışmaya Başlama Sızdırmazlığına Bakın

Düşük sıcaklık koşullarında sertlik seçimi daha dikkatli yapılmalıdır.

Aynı malzeme için 90A genellikle düşük sıcaklıkta daha yavaş geri dönme gösterir. Soğukta çalıştırılması gereken ekipmanlar, düşük basınçta çalıştırılması gereken sistemler, sıcaklık döngüsüne maruz kalan uygulamalar, düşük sıcaklıkta durma ve yeniden başlatma gerektiren durumlar için yalnızca oda sıcaklığındaki sertliğe bakmak yeterli değildir. Düşük sıcaklıkta yetersiz geri dönüş, yetersiz temas basıncına neden olabilir ve bu da soğukta kaçaklara yol açabilir.

Düşük sıcaklıkta seçim önceliği sırası şu şekilde olmalıdır: düşük sıcaklığa uygun bir malzeme veya özel formül seçin; makul bir sıkıştırma miktarı sağlayın; kanal boşluğunu kontrol edin; gerekirse düşük sıcaklıkta sıkıştırma kalıcı deformasyonu (compression-set) veya düşük sıcaklıkta geri dönüş testi yapın.

8. Tipik Seçim Önerileri

Geleneksel Statik Conta

Flanş, kapak, tıpa, valf gövdesi statik contası; orta düzey basınç; standart kanal; belirgin ezilme riski yok:

Öncelikle 70A. Nedeni iyi montaj özellikleri, iyi elastikiyet, güvenilir düşük basınç başlangıç contası ve güçlü satın alma esnekliğidir.

Geleneksel Pnömatik

Pnömatik sistem basıncı genellikle yüksek değildir; düşük sürtünme, montaj ve geri dönüş üzerine odaklanır:

Öncelikle 70A. Eğer hareketli bir sistemse pneumatik Mühür , 90A sıklıkla gereksiz sürtünme ve aşınma riski yaratır.

Genel Hidrolik

Orta-düşük basınç, uygun oluk derinliği ve kontrol edilen boşluk:

70A veya 80A. Hafif ezilme, basınç dalgalanması veya kenar kesmesi oluşursa, sertlik 70A’dan 80A’ya çıkarılabilir ya da destek halkası eklenebilir.

Yüksek Basınçlı Hidrolik

Yüksek basınç, büyük basınç farkı ve ezilme boşluğu vardır:

80A, 90A veya 70A/80A + destek halkası, kanal boşluğunu kontrol etmek için özel olarak belirlenmiştir. Arıza modu açıkça ezilme ise 90A değeri anlam ifade eder; ancak arıza yaşlanma, şişme, sıkışma deformasyonu veya ortamla uyumsuzluk şeklindeyse, sertliği 90A’ya yükseltmek temel sorunu çözmez.

Düşük Sıcaklıkta Conta

Düşük sıcaklık, soğuk çalıştırma, uzun süreli düşük sıcaklıkta durma:

Sertliği körükörüne yükseltmeyin. Düşük sıcaklıkta kullanılabilen malzeme veya düşük sıcaklık formülü tercih edilmelidir; sertlik genellikle çok yüksek olmamalıdır. 70A, güvenilir başlangıç uyumu ve geri dönüşü sağlamak açısından genellikle 90A’ya göre daha kolay elde edilir.

Büyük Boşluk veya Aşınma Kaynaklı Boşluk

Piston, silindir, valf mili veya flanş eşleşmesindeki boşluk büyükse:

Sertliği yükseltmek yalnızca bir yöntemdir. Daha iyi bir yol genellikle şudur: boşluğu azaltın, kanalı optimize edin, bir destek halkası ekleyin ve ardından 80A veya 90A değerini değerlendirin.

9. Mühendis Sürümü — Karar Mantrası

Aşağıdaki mantıkla hızlıca değerlendirme yapabilirsiniz:

Açık bir ezilme riski yoksa öncelikle 70A kullanın.

70A’da hafif ezilme veya basınç marjı yetersizse 80A kullanın.

Yüksek basınç, büyük boşluk, açıkça kavrama başarısızlığı varsa 90A kullanın.

Düşük sıcaklık, düşük basınç, montaj zorluğu ve dinamik düşük sürtünme sorunu sertlikle çözülemez; bu nedenle 90A’ya kolayca geçmeyin.

Sertlik, malzeme uyumsuzluğunu, kanal hatasını ve sıkışma deformasyonu (compression-set) problemlerini çözemaz.

10. Satın Alma Departmanının Dikkat Etmesi Gerekenler

Satın alma departmanı yalnızca "70 derece" veya "90 derece" gibi ifadelerle sipariş vermemelidir. Aşağıdaki alanların en azından doğrulanmasını öneririz:

Malzeme: NBR, FKM, EPDM, HNBR, VMQ, FFKM vb.; Sertlik: Örn. 70 Shore A, 80 Shore A, 90 Shore A; Boyutsal standart: GB, ISO 3601, AS568 veya özel boyutlar; Sertlik toleransı: Örn. 70±5 Shore A, şirket çizimine veya malzeme spesifikasyonuna göre; Renk: siyah, kahverengi, yeşil vb., ancak renk, malzeme doğrulamasının yerini tutamaz; Koşullar: ortam, sıcaklık, basınç, statik conta/dinamik conta; Belgelendirme: RoHS, REACH, FDA, UL, WRAS, malzeme raporları vb.; Parti izlenebilirliği: COC, COA, malzeme sertifikası, test raporları.

Satın alma risk noktaları:

NBR 70A ve FKM 70A’yi eşdeğer sınıf ikame ürünleri olarak değerlendirmek mümkün değildir. Aynı sertliğe sahip olsalar da yağ direnci, ısı direnci, kimyasal direnç, düşük sıcaklıkta geri dönüş yeteneği ve fiyat tamamen farklı olabilir.

Sertliğin daha yüksek olması nedeniyle 90A’nın mutlaka daha iyi olduğu varsayılamaz. 90A, montaj zorluğu, düşük basınçta sızıntı, yetersiz düşük sıcaklıkta geri dönüş yeteneği veya aşırı dinamik sürtünme gibi sorunlara neden olabilir.

Müşteri çiziminde "70" yazıldığında, bunun Shore A sertliği olduğunu doğrulayın. Standart gösterim "70 Shore A" ya da "70 ShA" olmalıdır.

Arıza durumunda yalnızca sertliği değiştirmeyin. Şişme, çatlama, sertleşme veya kalıcı deformasyon meydana gelirse, neden genellikle malzeme, sıcaklık, ortam veya sıkıştırma miktarıdır; sertlik değil.

11. Satış Elemanları, Müşterilerin Sık Sorulan Sorularına Nasıl Cevap Vermelidir?

Müşteri sorar: "70 derece ile 90 derece arasındaki fark nedir?"

Bu şekilde cevap verilebilir: 70A daha genel amaçlıdır, daha iyi elastikiyete ve montaja sahiptir ve çoğu geleneksel conta uygulamasına uygundur; 90A ise daha serttir ve özellikle ekstrüzyona karşı dirençlidir; yüksek basınç veya büyük boşluk koşullarına uygundur. Ancak 90A’nın montaj kuvveti daha yüksektir ve düşük sıcaklıklarda geri dönüş yeteneği ile sızdırmazlık uyumu azalabilir; bu nedenle her zaman daha yüksek sertlik daha iyidir anlamına gelmez ve açık bir yüksek basınç sızıntısı riski olmadığı sürece genel önerimiz ilk olarak 70A kullanmanızdır.

Müşteri sorar: "Yüksek basınç için mutlaka 90 derece mi gerekir?"

Bu şekilde cevap verilebilir: mutlaka değil. Yüksek basınçlı sızdırmazlık, aynı anda basıncı, oluk boşluğunu, kesit boyutunu ve destek halkasının varlığını değerlendirmeyi gerektirir; 90A, dışarı doğru ezilmeye karşı daha dayanıklıdır ancak oluk boşluğu çok büyükse yalnızca sertliği artırarak bu sorun çözülemez — genellikle yine uyumlu bir destek halkası veya optimize edilmiş bir oluk gerekir.

Müşteri soruyor: "Orijinal 70 derecelik contam sızdırıyor, 90 dereceye geçmek işe yarar mı?"

Bu şekilde cevap verilebilir: Öncelikle sızıntının nedenine bakmak gerekir. Eğer O-ring’in kenarı dışarı doğru ezilmiş veya ısırılmışsa, 80A veya 90A’ya geçiş işe yarayabilir ya da bir destek halkası eklenebilir. Eğer sorun yaşlanma, şişme, kalıcı deformasyon (kompresyon seti), çatlama veya düşük sıcaklıklarda yeterli geri dönüş olmamasından kaynaklanıyorsa, 90A’ya geçiş mutlaka etkili olmayabilir ve montajı zorlaştırıp geri dönüş özelliğini daha da kötüleştirebilir.

Müşteri soruyor: "80 derece şart mı?"

Bu şekilde cevaplanabilir: Evet, 80A, 70A ve 90A arasında bir uzlaşmadır; geleneksel uygulamalara kıyasla biraz daha yüksek basınca uygun olup, ekstrüzyon konusunda endişe duyulsa da, 90A’nın çok sert çıkması ve montaj kuvvetinin çok büyük olması durumundan kaçınılmak istenir; genellikle 80A, doğrudan 90A’ya geçmeye kıyasla daha kararlıdır.

12. Nihai Öneri

Geleneksel seçim: 70 Shore A. Bu, çoğu O-ring’in varsayılan sertlik değeridir ve conta sağlaması, esneklik, montaj kolaylığı ve maliyet açısından dengeli bir seçenektir.

Basınç veya ekstrüzyon riski artmışsa: 80 Shore A. Bu, genel conta sağlamasından ekstrüzyona karşı conta sağlamaya geçişteki uzlaşma çözümüdür.

Yüksek basınç, büyük boşluk ve açıkça gözlemlenen ekstrüzyon arızası durumunda: 90 Shore A. Ancak aynı zamanda kanal profili, destek halkası, pah kırma, yağlama, düşük sıcaklıkta geri dönüş ve montaj kuvveti kontrol edilmelidir.

Özet: 70A, çok yönlülük ve denge sorumludur; 80A, uzlaşma ve düzeltme sorumludur; 90A, ekstrüzyon direnci sorumludur; sertlik ne kadar yüksekse, ekstrüzyon direnci o kadar güçlü olur ancak elastikiyet, montaj ve düşük sıcaklıkta geri dönme özellikleri buna karşılık bir fiyat öder.