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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 diverse Folgen, wie Leckagen oder Rissbildungen mit sich bringen. Natürlich möchten Sie solche Risiken am liebsten vermeiden, was leider 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 Verformungen, Verhärtungen, Rissbildungen und letztlich Leckagen 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 Nutmass zu berechnen. Das richtige Ringmass sorgt dafür, dass der O-Ring genau in die Nut passt. Das bewirkt eine gute Dichtung. Darüber hinaus verhindert es 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 sorgen Sie für eine sichere Montage und Entfernung. Dieser Satz enthält verschiedene Werkzeuge, mit denen Sie den O-Ring ohne übermässiges Aufdehnen oder Eindrücken montieren oder ausbauen können.
3. Die Anwendung: Von der Anwendung ist abhängig, welchen O-Ring Sie benötigen. Sie müssen also wissen, für welchen Produktionsprozess oder Zweck Sie diese Komponente verwenden. Daraus wird nämlich das Material des Werkstoffs (eine spezifische Mischung aus Inhaltsstoffen) für den O-Ring abgeleitet. Näheres über die chemische Beständigkeit finden Sie in unserem Chemical Resistance Guide (Leitfaden zu chemischer Beständigkeit). Nebenbei untersützt Sie unser O-Ring-Auswahltool beim richtigen Wahlentscheid.
O-Ring Beschädigung erkennen und beheben
Von Haarrissen und Verdrehungen bis zu bleibender Verformung: Ihr O-Ring kann auf verschiedenste Arten beschädigt werden. So erkennen und beheben Sie die verschiedenen Typen von Beschädigungen:
Einbaubeschädigung durch Montagefehler
Schon beim Einbau kann ein O-Ring beschädigt werden. Es besteht die Möglichkeit , dass Sie ihn bei der Montage über einen scharfen Gegenstand ziehen und so verletzen.
Ursache und Folge
Unsachgemässe Montage oder die Verwendung des falschen Werkzeugs verursachen häufig Beschädigungen während des Einbaus. Dazu kommt es, weil der Einsetzungsort meist schwerzugänglich ist oder die Grösse des O-Rings den Einbau/Ausbau erschwert.
Ein Montagefehler kann dazu führen, dass der O-Ring nicht richtig in die Nut passt. Eine zu starke Überdehung oder Stauchung des Gummis sorgt im schlimmsten Fall für einen Verlust der Dichtungsfähigkeit.
Montagefehler beheben
Die richtigen Werkzeuge sorgen für richtige Montage/Demontage des O-Rings, ohne dabei den O-Ring unnötig zu dehnen, zu stauchen oder anderweitig zu verformen. Verwenden Sie also einen O-Ringmontagesatz. Er enthält verschiedene Werkzeuge für die richtige Montage.
Bleibende Verformung durch zu hohe Belastung
Eine bleibende Verformung bei einem O-Ring ist normal. Wenn die Belastung verschwindet, kehrt dieser grösstenteils in seine Form zurück. Passiert dies jedoch nicht, war die Belastung zu hoch und damit auch das Mass der bleibenden Verformung zu gross.
Ursache und Folge
Die Ursache für eine zu grosse bleibende Verformung sind zu hohe Temperaturen oder ein ungenügender Druckverformungsrest – das Mass für bleibende Verformung. Eine falsche Nutabmessung kann sich auf den Druckverformungsrest eines O-Rings negativ auswirken und somit seine Dichtungsfähigkeit tangieren. Es können dadurch Leckagen entstehen.
Bleibende Verformung beheben
Je nach O-Ring Typ unterscheidet sich der Druckverformungsrest. Sie beheben das Problem, indem Sie ein Material mit einem höheren Druck- oder einer höheren Temperaturbeständigkeit wählen. Genügend 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 vielerlei kleine Risse. Hat Ihr O-Ring Haarrisse, die immer senkrecht in Spannungsrichtung verlaufen? Dann wurde dieser zu starkem Sonnenlicht oder Ozon ausgesetzt. Mehr darüber erfahren Sie im folgenden Teil.
Ursache und Folge
Eine Verhärtung 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 den Werkstoff infolge anfälliger und spröder, wodurch er Risse bekommt.
Verhärtung und Risse beheben
Die Auswahl des richtigen Werkstoffs verhindert in der Folge eine Überhitzung. Es gibt Spezialqualitäten, die bis zu 327 °C geeignet sind. Beständig gegenüber hohen Temperaturen sind Silikon- oder FFKM-O-Ringe.
Haarrisse durch Einwirkung von Licht/Ozon
O-Ringe können sowohl grosse Risse wie auch kleine Haarrisse aufweisen. Diese sind besonders gut ersichtlich, wenn der Gummi gedehnt wird. Solche kleinen Haarrissen sind ein Zeichen für die frühzeitige Alterung Ihres O-Rings. Anders als bei Rissen, die durch Überhitzung entstehen, verlaufen solche Haarrisse immer senkrecht zur Spannungsrichtung.
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, das Material dafür aber nicht geeignet ist. Ein Risiko, welches dadurch entsteht, ist der Verlust der Dichtungsfähigkeit.
Haarrisse beheben
Wählen Sie ein Material, das beständiger gegen Alterung oder Ozon ist, wie etwa HNBR, EPDM und FKM. Achten Sie auch darauf, dass der Werkstoff resistent 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 den Dichtspalt (clearance gap) zwischen die abzudichtenden Bauteilen gedrückt wird. Infolge verformt sich dieser durch die sich bewegenden Teile der Anwendung und wird im Dichtespalt eingeklemmt. Daraus resultiert ein abgeschälter O-Ring.
Ursache und Folge
Extrusion kann entstehen, wenn das maximale Spaltmass überschritten wird und der Druck der Anwendung zu hoch ist. Das Material des O-Rings ist dem nicht gewachsen, da es eine zu geringe Härte aufweist. In Folge kann der O-Ring undicht werden, da dieser nicht mehr richtig in der Nut sitzt.
Extrusion beheben
Berechnen Sie die Nutmasse neu, um zu viel Raum für den O-Ring zu vermeiden. Eine andere Lösung: Wählen Sie ein Material mit höherer Härte. Der O-Ring Selector hilft Ihnen bei der richtigen Auswahl. Sie können aber auch einen harten Stützring verwenden. Diesen 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 kann ein O-Ring manchmal in der Nut mitlaufen. Dadurch kann sich dieser verdrehen (verwinden), wodurch sein Material dünner wird.
Ursache und Folge
Beschädigungen durch Verdrehung oder Verwindung kann durch zu wenig Schmierung, eine zu hohe Belastung oder der Kombination mit einer falschen Nut entstehen. Durch Verdrehungen liegt der O-Ring lose in der Nut, wodurch Risse und letztendlich Leckagen entstehen können.
Verdrehung beheben
Das Einfetten des O-Rings hilft die Bewegung des O-Rings zu reduzieren. Dazu eignen sich sowohl Haft-Silikonfett oder Silikonöl. Idealerweise verwendet man bei einer dynamischen Abdichtung aber einen X-Ring. Solche Ringe müssen weniger verpresst werden und sind dadurch weniger Reibung ausgesetzt. Bei einer dynamischen Anwendung sind die Dichtung und Stabilität eines X-Rings deshalb besser als jenes eines O-Rings.
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. Infolge dehnt sich das Gas 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 sehr schnell 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 und HNBR 88625.
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