O-ringi to statyczne pierścienie uszczelniające o przekroju kołowym. Jednym z ich najważniejszych zastosowań to uszczelnianie elementów maszyn stacjonarnych oraz siłowników hydraulicznych i pneumatycznych. Pod pewnymi warunkami mogą być również stosowane jako uszczelnienia dynamiczne kierowane do urządzeń wykonujących ruch obrotowy i oscylacyjny. Zależnie od ciśnienia eksploatacyjnego, szerokości szczeliny i twardości mieszanki, o-ringi można zaopatrzyć w pierścienie podporowe zapobiegające wyciskaniu szczelinowemu. O-ringi to najbardziej popularny rodzaj uszczelnienia, który posiada największą gamę wymiarową wśród wszystkich typów uszczelek.
Aby poprawnie wymiarować o-ring potrzebujemy dwie wartości (np. o-ring 20 x 2,5 [mm]):
- średnicę wewnętrzną podaną w milimetrach – d1
- grubość (średnicę) sznura podaną w milimetrach – d2
Występują w kilku podstawowych wariantach materiałowych. Każdy materiał posiada różne właściwości, przez co można je stosować w różnych gałęziach przemysłu.
Kolejnym ważnym elementem, który daje jeszcze większy wachlarz możliwości jest twardość zastosowanej mieszanki kauczuku. Określa się ją w stopniach Shore’a (°Sh lub ShA). Najbardziej popularna i najczęściej stosowana twardość to 70ShA. W przypadku o-ringów VMQ często możemy spotkać niższą twardość (60°Sh/60ShA), natomiast uszczelnienia z FPM/FKM najczęściej występują twardsze (80°Sh/80ShA).
Rodzaje oringów (wg materiału):
Oringi NBR
– kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy
– najpopularniejszy materiał, z którego wykonywane są oringi.
Wytrzymuje temperatury od -40°C do +100°C, krótkotrwale do +120°C.
Charakteryzują się:
– elastycznością,
– odpornością na oleje, paliwa, smary, płyny hydrauliczne,
– niskim kosztem,
– niskim odkształcaniem się pod wpływem nacisku.
Odporne na:
• oleje i smary, oleje i smary silikonowe, oleje hydrauliczne, oleje roślinne i zwierzęce, alkohole, oleje mineralne,
• płyny hydrauliczne (HFA, HFC), propan, butan (węglowodory alifatyczne), oraz na rozcieńczone kwasy i zasady,
• kompatybilne z płynami: HFA, HFB, HFC (HSA, HSB, HSC).
Nieodporne na:
• płyny hamulcowe na bazie glikoli,
• słaba odporność na działanie ozonu, warunki klimatyczne oraz umiarkowana odporność na warunki termiczne, ale w większości zastosowań nie są to czynniki ograniczające użycie oringów wykonanych z tego najbardziej ekonomicznego materiału,
• silne kwasy, ketony, estry i aldehydy,
• rozpuszczalniki polarne, niepalne płyny hydrauliczne (HFD lub HSD), chlorowane węglowodory aromatyczne.
Oringi FKM / FPM / Viton®
– kauczuk fluorowy
Wykazują odporność na temperatury od -20°C do +205°C, krótkotrwale do +230°C.
Powszechnie używane w przemyśle i lotnictwie.
Charakteryzują się:
– dużą odpornością chemiczną i cieplną,
– oringi FPM są praktycznie niepalne
– odpornością na oleje i paliwa, promieniowanie ultrafioletowe, ozon
– niską przepuszczalnością gazu
– doskonała odporność na starzenie
Odporne na:
– węglowodory aromatyczne zawarte w Benzenie,
– oleje hydrauliczne, mineralne i silikonowe, roślinne i zwierzęce, a także na smary mineralne, silikonowe i ozon,
– promieniowanie UV; propan, butan (węglowodory alifatyczne), a także na tlen, próżnię, paliwa (także te zawierające metanol),
– syntetyczne płyny hydrauliczne
Niezalecane przy:
• kontakcie z gorącą wodą, parą wodną, rozpuszczalnikami polarnymi, estrami o niskim ciężarze cząsteczkowym.
ORINGI EPDM
– kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy
Oringi EPDM są odporne na temperatury od -50°C do +150°C.
Oringi EPDM ze względu na swoją wytrzymałość chemiczną są powszechnie stosowane w układach hamulcowych samochodów oraz w sprzęcie AGD (pralki, zmywarki).
Odporne na:
• na alkohole, estry, ketony; kwas mrówkowy i octowy (kwasy organiczne krótkołańcuchowe), kwas chlorowodorowy (kwasy nieorganiczne),
• czynniki atmosferyczne, gorącą wodę i parę wodną,
• ozon, promieniowanie UV,
• zasady, płyny hamulcowe powstałe na bazie glikolu i silikonu.
• starzenie się w warunkach atmosferycznych.
Nieodporne na:
– oleje będącymi pochodnymi ropy naftowej, oleje mineralne i benzynę,
– stężone kwasy,
– węglowodory aromatyczne i alifatyczne, rozpuszczalniki organiczne i niepolarne.
Oringi silikonowe / VMQ / MVQ
– kauczuk silikonowy, potocznie zwany silikonem
Wykazują odporność na temperatury od -60°C do +210°C, krótkotrwale do +250°C.
Charakteryzują się:
– znakomitą dielektrycznością (izolacją prądu)
– niską odpornością na ścieranie i rozciąganie
– nie przenoszą zapachu ani smaku, dlatego często są używane w przemyśle spożywczym
– mogą posiadać atest spożywczy
– ognioodpornością
– wysoką przepuszczalnością gazów.
Oringi silikonowe są certyfikowane żywnościowo FDA oraz hydrofobowe, tj.: nie pochłaniające wody. Dzięki zastosowaniu materiału VMQ stają się również izolatorami elektrycznymi oraz uszczelnieniami odpornymi na działanie ozonu. Wykazują również wysoką odporność na wodę oraz roztwory wodne, roztwory solne oraz wysokie temperatury.
Odporne na:
• gorące powietrze, ozon, promieniowanie UV i odporne na zmęczenie; odporność na skrajne temperatury,
• odporność na atak biologiczny i grzybiczny
Nieodporne na:
• nieodporne chemicznie,
• wysoka przepuszczalność gazów,
• niezalecane do zastosowań dynamicznych.
Oringi HNBR
– uwodorniony kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy
Wykazują odporność na temperatury od -30°C do +150°C.
Charakteryzują się:
– dobrą odpornością na ścieranie
– może być stosowany do wysokich obciążeń dynamicznych
– wysoką wytrzymałością na rozciąganie
– większą niż oringi z NBR odpornością na utlenianie
Odporne na:
• wysoką temperaturę (wytrzymałość na rozciąganie, ścieralność),
• odporny na oleje silnikowe, kwaśne gazy, mieszaniny amin, utlenione paliwa i oleje smarowne,
• płyny hydrauliczne na bazie oleju mineralnego, płyny hydrauliczne typu HFA, HFB oraz HFC,
• tłuszcze roślinne i zwierzęce,
• olej napędowy,
• ozon,
• rozcieńczone kwasy i zasady,
• odporne również na oleje biologiczne
Nieodporne na:
• silne kwasy
• płyny hamulcowe na bazie glikoli
• rozpuszczalniki polarne (ketony, estry)
Oringi PTFE
– teflon, policzterofluoroetylen
Odporność na temperatury od -200°C do +200°C, okresowo do +260°C.
Charakteryzują się:
– bardzo dużą twardością
– doskonałą odpornością chemiczną
– bardzo małą plastycznością
– bardzo niskim współczynnikiem tarcia
– odpornością na starzenie atmosferyczne
– są doskonałymi izolatorami,
– nie posiadają zapachu ani smaku,
– niski stopień kompresji
Oringi teflonowe ze względu na twardość nie nadają się do zosatosowania jako uszczelniacze do niskich ciśnień.
Oporne na:
• odporność na prawie wszystkie chemikalia
Nieodporne na:
• kontakt z metalami alkaicznymi tj.: sód, potas, fluor gazowy, fluorowodór
Oringi FFKM / FFPM
– kauczuk perfluorowy
Wykazują odporność na temperatury od -20°C do +300°C, krótkotrwale do +325°C.
Charakteryzują się:
– bardzo dużą niezawodnością
– wysoką ceną,
– stosowane w kontakcie z żywnością,
– niska przepuszczalność (mniej skłonne do pęcznienia),
– nadzwyczajne właściwości mechaniczne
– świetnie się nadaje do zastosowań dynamicznych jak i statycznych
– niski współczynnik odkształcenia trwałego podczas ściskania
– doskonałe zachowanie w próżni.
Odporne na:
– na bardzo wysokie temperatury,
– odporność chemiczna na oleje, aminy czy surówki paliw płynnych,
– zwiększona odporność na kwasy
Oringi wykonane z kauczuku perfluorowanego stosowane są wszędzie tam gdzie przestoje spowodowane awariami uszczelnień są bardzo kosztowne i gwarancja bezawaryjnej pracy przewyższa wysoki koszt uszczelnienia. Oringi FFKM możemy spotkać w przemyśle kosmicznym, lotniczym, przy wydobyciu ropy naf-towej oraz w urządzeniach analityczno-pomiarowych.
Oringi w otulinie FEP
to hybrydowe rozwiązanie dostosowane do bardzo wymagających aplikacji, takich jak statycznie uszczelnianie w agresywnym środowisku chemicznym.
Elementy tego rodzaju odróżniają się od klasycznych specjalnym płaszczem FEP, który nadaje im niespotykaną wytrzymałość na warunki otoczenia takie jak wysoka temperatura czy żrące związki chemiczne.
Oringi w otulinie wykonuje się zazwyczaj z gumy silikonowej lub Vitonu, która następnie pokrywana jest warstwą obojętnego chemicznie teflonu. Połączenie to zapewnia synergię obu tych materiałów – elastyczność gumy/Vitonu i chemiczną odporność PTFE.
Zakres temperatury pracy:
Rdzeń silikonowy: od -60 °C do +204 °C
Rdzeń Viton: od -20 °C do +204 °C
Oringi FEP mogą być stosowane wszędzie tam, gdzie środowisko wymaga stosowania oringów teflonowych – w przemyśle chemicznym, naftowym, spożywczym, kosmetycznym, farmaceutycznym etc. Oring teflonowy z rdzeniem z elastomeru zapewni doskonałą szczelność i odporność chemiczną w każdej statycznej aplikacji. Uszczelnienia tego typu są najczęściej używane, kiedy to uszczelniania wykonane z innych mieszanek typu Silikon, czy Viton®/FPM/FKM są nie wystarczalne do sprostania dla danego zastosowania.