O-Ring Beschädigung: Merkmale, Ursachen und Lösungen
O-Ring Beschädigung vermeiden und wissen, wo Fehler auftreten können
Die Beschädigung eines O-Rings kann verschiedenste Gründe haben und schwere Folgen, wie Leckage, Rissbildung oder das Lösen eines O-Rings. Natürlich möchten Sie Beschädigungen am liebsten verhindern, was aber nicht immer gelingt. Lesen Sie, wie Sie verschiedene Arten von O-Ring Beschädigungen erkennen, beheben und verhindern können.
In diesem Artikel
O-Ring Beschädigung vermeiden
Durch unsachgemäßen Gebrauch kann es an O-Ringen zu Verformung, Verhärtung, Rissbildung und letztlich Leckage mit den entsprechenden Folgen kommen. Die am häufigsten vorkommenden Fehler bei der Wahl eines O-Rings sind:
- falsches O-Ringmaß
- Montage- oder Installationsfehler
- Auswahl eines O-Rings, der für die Anwendung ungeeignet ist
Mit der richtigen Vorbereitung können Sie Beschädigungen an O-Ringen vermeiden:
1. Das richtige Maß: Verwenden Sie den O-Ringrechner, um das O-Ring-Nutmaß zu berechnen. Das richtige O-Ringmaß sorgt dafür, dass der O-Ring genau in die Nut passt. Das bewirkt eine gute Dichtung. Es verhindert auch das Lecken von Medien, mit denen der O-Ring in Kontakt kommt (wie Flüssigkeiten und Gase).
2. Montieren und installieren: Ein Montagefehler oder Installationsschaden wird mit dem richtigen Werkzeug vermieden. Mit einem O-Ring-Montagesatz montieren und entfernen sie O-Ringe sicher. Dieser Satz enthält verschiedene Werkzeuge, mit denen der O-Ring ohne übermäßiges Aufdehnen oder Eindrücken montiert oder ausgebaut werden kann.
3. Die Anwendung: Von der Anwendung ist abhängig, welchen O-Ring Sie benötigen. Sie müssen also wissen, für welchen Produktionsprozess oder Zweck Sie den O-Ring verwenden. Daraus wird nämlich das Material des Werkstoffs (eine sehr genaue Mischung aus Inhaltsstoffen) für den O-Ring abgeleitet. Näheres über die chemische Beständigkeit finden Sie in unserem Chemical Resistance Guide (Leitfaden zu chemischer Beständigkeit). Sie können auch das O-Ring-Auswahltool zum Wählen des richtigen O-Rings verwenden.
O-Ring Beschädigung erkennen und beheben
Von Haarrissen und Verdrehungen bis zu bleibender Verformung: Ihr O-Ring kann auf vielerlei Art beschädigt werden. So erkennen und beheben Sie die verschiedenen Arten von Beschädigung an O-Ringen:
Einbaubeschädigung durch Montagefehler
Schon beim Einbau kann ein O-Ring beschädigt werden. Sie können den O-Ring z. B. über einen scharfen Gegenstand ziehen und so einen Teil des O-Rings abschaben.
Ursache und Folge
Falsche Montage oder Verwendung des falschen Werkzeugs ist die Ursache von Einbaubeschädigung. Dazu kommt es oft, weil der Ort, wo der O-Ring eingebaut wird, schwer zugänglich ist. Oder aber der O-Ring ist so klein, dass der Einbau/Ausbau sehr schwierig ist.
Ein Montagefehler kann dazu führen, dass der O-Ring nicht richtig in die Nut passt oder dass der Ring zu sehr gedehnt oder eingedrückt wird. Dadurch dichtet der O-Ring nicht mehr gut ab und wird undicht.
Montagefehler beheben
Die richtigen Werkzeuge sorgen für richtige Montage/Demontage des O-Rings, ohne dabei den O-Ring unnötig zu dehnen, einzudrücken oder auf andere Art zu zwingen. Verwenden Sie also einen O-Ring-Montagesatz. Er enthält verschiedene Werkzeuge für die richtige Montage.
Bleibende Verformung durch zu hohe Belastung
Bleibende Verformung bei einem O-Ring ist normal. Wenn die Belastung verschwindet, kehrt der O-Ring größtenteils in seine Form zurück. Wenn das nicht passiert, ist die Belastung des O-Rings zu hoch und zeitgleich auch das Ausmaß der bleibenden Verformung.
Ursache und Folge
Die Ursache für zu große bleibende Verformung ist der falsche Druckverformungsrest – das Maß für bleibende Verformung. Eine falsche Nutabmessung kann sich auf den Druckverformungsrest eines O-Rings auch negativ auswirken. Bei bleibender Verformung funktioniert der O-Ring als Dichtung nicht mehr gut. Es kann Leckage entstehen.
Bleibende Verformung beheben
Es gibt viele Unterschiede beim Druckverformungsrest je nach O-Ring Typ. Sie beheben das Problem, indem Sie ein Material mit einem besseren Druckverformungsrest oder einer höheren Temperaturbeständigkeit wählen. Ideal ist ein Druckverformungsrest zwischen 15 und 25 %. Dies ist jedoch auch von der Anwendung abhängig.
Bei einigen Anwendungen ist ein O-Ring mit einem niedrigen Druckverformungsrest unverzichtbar, wie etwa bei einem Heizkessel. Darin herrschen viele wechselnde Temperaturen, bei denen der O-Ring stark oder eben nur gering eingedrückt wird. Hierfür ist dann ein niedriger Druckverformungsrest erforderlich, damit die Elastizität länger bestehen bleibt.
Verhärtung und Rissbildung durch Überhitzung
Ein O-Ring kann sich verhärten, wenn die Temperatur der Anwendung zu hoch ist. Durch die Verhärtung bilden sich Risse im O-Ring, die in alle Richtungen gehen. Hat Ihr O-Ring Haarrisse, die immer senkrecht in Spannungsrichtung verlaufen? Dann wurde der O-Ring Sonnenlicht oder Ozon ausgesetzt. Mehr darüber erfahren Sie im folgenden Teil.
Ursache und Folge
Eine Verhärtung des O-Rings ist die Folge von Überhitzung. Das bedeutet, dass das Material (oder der Werkstoff) des O-Rings nicht für die Temperatur der Anwendung geeignet ist. Die Verhärtung macht das O-Ringmaterial anfälliger oder spröder, wodurch es Risse bekommt.
Verhärtung und Risse beheben
Die Auswahl des richtigen Werkstoffs verhindert in der Folge eine Überhitzung. Es gibt Spezialsorten, die bis zu 327 °C geeignet sind. O-Ringe mit Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen sind Silikon- oder FFKM-O-Ringe.
Haarrisse durch Einwirkung von Licht/Ozon
An einem O-Ring können nicht nur große Risse, sondern auch kleine Haarrisse entstehen. Das kann gut gesehen werden, wenn der O-Ring gedehnt wird. Dann werden die Haarrisse besser sichtbar. Haarrisse sind Zeichen für frühzeitige Alterung. Diese Risse verlaufen immer senkrecht zur Spannungsrichtung.
Das ist anders als bei den Rissen, die bei Überhitzung entstehen. Solche Risse verlaufen nämlich nach allen Seiten.
Ursache und Folge
Nicht jeder O-Ring Typ ist beständig gegen UV- oder Sonnenlicht. Haarrisse entstehen, wenn ein O-Ring direktem Sonnenlicht oder Ozon ausgesetzt wird, das Material dafür aber nicht geeignet ist. Durch die Haarrisse kann der O-Ring letztendlich undicht werden.
Haarrisse beheben
Wählen Sie ein Material (Werkstoff), das beständiger gegen Alterung oder Ozon ist, wie etwa HNBR, EPDM und Viton. Achten Sie gut darauf, dass der Werkstoff auch sehr beständig gegenüber dem Medium ist, mit dem der O-Ring in Kontakt kommt, wie etwa bestimmte Gase oder Flüssigkeiten.
Verformung durch Extrusion
Extrusion bedeutet, dass der O-Ring in einen Spalt (clearance gap) zwischen sich bewegenden Teilen gedrückt wird. Der Spalt ist dann eigentlich zu groß. Der O-Ring, der in den Spalt gedrückt wird, verformt sich durch die sich bewegenden Teile der Anwendung. Der O-Ring wird dann sozusagen abgeschält.
Ursache und Folge
Extrusion kann entstehen, wenn der maximale Spaltraum überschritten wird und der Druck der Anwendung zu hoch ist. Das Material des O-Rings ist dem nicht gewachsen; es ist einfach nicht hart genug. Die Folge von Extrusion ist, dass der O-Ring nicht mehr richtig in der Nut sitzt, wodurch der O-Ring undicht werden kann.
Extrusion beheben
Berechnen Sie die Nutmaße neu, um zu viel Spiel für den O-Ring zu vermeiden. Eine andere Lösung: Wählen Sie ein Material mit höherer Härte für den O-Ring. Der O-Ring Selector hilft Ihnen bei der richtigen Auswahl. Sie können aber auch einen harten Stützring verwenden. Diesen zusätzlichen Ring legen Sie zwischen den O-Ring und die Nutkante, um Extrusion zu verhindern.
Verdrehung durch Mitlaufen in Nut
In einer dynamischen Anwendung mit sich bewegenden Teilen zwischen der Dichtung kann ein O-Ring manchmal in der Nut mitlaufen. Dadurch kann sich der O-Ring verdrehen (verwinden), wodurch das Material des Rings dünner wird.
Ursache und Folge
Beschädigung des O-Rings durch Verdrehung oder Verwindung kann durch zu wenig Schmierung, eine zu hohe Belastung des O-Rings oder der Kombination mit einer falschen Nut entstehen. Durch Verdrehung liegt der O-Ring lose in der Nut, wodurch Risse und letztendlich Leckage entstehen können.
Verdrehung beheben
Es hilft, einen O-Ring einzufetten. Mit dem richtigen Schmiermittel bewegt sich der O-Ring nicht oder weniger schnell mit den drehenden Teilen mit. Verwenden Sie Silubrin-Fett oder Silikonöl als Schmiermittel. Sie können auch einen X-Ring benutzen. X-Ringe müssen weniger zusammengepresst werden und sind dadurch weniger Reibung ausgesetzt. Bei einer dynamischen Anwendung sind die Dichtung und Stabilität eines X-Rings auch besser als von einem O-Ring.
Explosion nach Dekompression
Fällt der Druck in Ihrer Anwendung zu schnell ab? Dann kann das Gas nicht auf normalem Wege aus dem O-Ringmaterial austreten. Das Gas dehnt sich sehr schnell aus und führt dann zur Explosion. Man nennt das auch Rapid Gas Decompression (RGD).
Ursache und Folge
Explosion nach Dekompression kann entstehen, wenn unter Druck Gase in den Gummi des O-Rings eindringen. Das kommt vor allem bei Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie vor. Bei normalem Druck auf dem O-Ring ist alles in Ordnung. Das Gas im Gummi dehnt sich aus, wenn der Druck abfällt.
Explosion nach Dekompression beheben
Es gibt spezielle EAD-Werkstoffe, durch die sich solche Beschädigungen leichter verhindern lassen. Einige dieser Werkstoffe wurden nach der Norm NORSOK M710 getestet, die von der norwegischen Erdölindustrie entwickelt wurde. Diese Norm legt die Anforderungen an Dichtungen in der Öl- und Gasindustrie fest und gilt für die Werkstoffe FFKM 0090 und HNBR 886516.
So kam es zur Zusammenarbeit zwischen Demcon und ERIKS
Manchmal ist Schnelligkeit geboten, um adäquat auf Marktentwicklungen zu reagieren. Dann ist es wichtig, als Maschinenbauer schnell zu handeln. Demcon schaltete zu Beginn des Corona-Ausbruchs ERIKS ein, um die eigenen Beatmungsgeräte für Intensivstationen zu modifizieren und die eigene Produktion blitzschnell auszuweiten.
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