Oring chịu áp suất cao — thiết kế backup ring và tiêu chuẩn kỹ thuật
Oring hoat dong tot o ap suat thap va trung binh, nhung khi ap suat vuot 100 bar, Oring bat dau bi dui qua khe ho giua cac chi tiet may (hien tuong extrusion). Bai viet phan tich nguyen nhan Oring bi hong o ap suat cao, giai phap backup ring (vong chan), thiet ke ranh va lua chon vat lieu phu hop cho ung dung ap suat len den 700 bar.
Hien tuong extrusion — Oring bi dui qua khe ho
Extrusion (dui) la dang hu hong pho bien nhat cua Oring o ap suat cao. Khi ap suat day Oring ve phia khe ho giua pittong va xi lanh (hoac giua mat bich), phan cao su bi ep qua khe ho, tao thanh cac “ranh rang cua” hoac day cao su nho tren be mat Oring.
Cac yeu to anh huong den extrusion:
- Ap suat: Ap suat cang cao, luc day Oring vao khe ho cang lon
- Khe ho (extrusion gap): Khe ho cang rong, Oring cang de bi dui. Voi Oring 70 Shore A, khe ho toi da o 100 bar la 0.05-0.10 mm
- Do cung Oring: Oring mem (50-60 Shore A) de bi dui hon Oring cung (80-90 Shore A)
- Nhiet do: Nhiet do cao lam mem cao su, tang nguy co extrusion
- Tiet dien CS: Oring tiet dien lon chiu ap suat tot hon tiet dien nho
Nhan biet extrusion: Oring co vet rang cua, xau chuoi hoac day cao su nho tren mat phia ap suat thap. Oring mat tron deu, bien dang khong doi xung. Khi thao Oring ra, thay ro phan cao su bi keo dai ve mot phia.
Backup ring (vong chan) — giai phap chong extrusion
Backup ring la vong cung dat canh Oring, phia doi dien nguon ap suat, ngan Oring bi dui qua khe ho. Backup ring khong lam kin ma chi dong vai tro “tuong chan” cho Oring.
Vat lieu backup ring pho bien:
| Vat lieu | Nhiet do lam viec | Ap suat toi da | Uu diem | Ung dung |
|---|---|---|---|---|
| PTFE (Teflon) | -200 den +260°C | 700 bar | Khang hoa chat, ma sat thap | Thuy luc, hoa chat |
| PA (Nylon) | -40 den +120°C | 500 bar | Do ben co hoc cao, gia tot | Thuy luc cong nghiep |
| POM (Acetal) | -40 den +100°C | 400 bar | Chiu mai mon, de gia cong | Xi lanh khi nen |
| PEEK | -60 den +250°C | 700 bar | Chiu nhiet + hoa chat | Dau khi, hang khong |
Nguyen tac su dung backup ring:
- Ap suat 70-150 bar: Dung 1 backup ring phia ap suat thap
- Ap suat 150-300 bar: Dung 1 backup ring + Oring do cung 80-90 Shore A
- Ap suat > 300 bar: Dung 2 backup ring (2 phia) + Oring do cung 90 Shore A
- Ap suat dao dong 2 chieu: Dung 2 backup ring (moi phia 1 vong)
Backup ring PTFE la lua chon pho bien nhat nho khang hoa chat toan dien va ma sat cuc thap (he so ma sat 0.04-0.10). Kieu backup ring co xe ranh (split ring) de lap dat de hon kieu nguyen vong (solid ring).
Thiet ke ranh Oring cho ap suat cao
Ranh Oring cho ap suat cao can thiet ke chac chan hon ranh tieu chuan. Cac yeu to then chot:
Khe ho toi da (extrusion gap): Day la thong so quan trong nhat. Khe ho giua pittong va xi lanh (hoac giua 2 mat bich) phai du nho de Oring khong bi dui qua.
| Ap suat (bar) | Khe ho toi da — 70 Shore A | Khe ho toi da — 80 Shore A | Khe ho toi da — 90 Shore A |
|---|---|---|---|
| 35 | 0.15 mm | 0.20 mm | 0.25 mm |
| 70 | 0.10 mm | 0.15 mm | 0.20 mm |
| 100 | 0.05 mm | 0.10 mm | 0.15 mm |
| 150 | Backup ring | 0.05 mm | 0.10 mm |
| 200 | Backup ring | Backup ring | 0.05 mm |
| > 200 | Backup ring bat buoc | Backup ring bat buoc | Backup ring |
Chieu sau ranh: Voi ap suat cao, ty le nen ep nen o muc 15-25%. Ranh qua nong (nen nhieu) lam Oring mau hong. Ranh qua sau (nen it) khong du luc lam kin.
Do nham be mat ranh: Ap suat cang cao, yeu cau do nham cang thap. Voi ap suat tren 200 bar, be mat ranh can Ra ≤ 0.4 micromet (mai bong). Be mat tho rap tao diem tap trung ung suat, lam Oring hong nhanh hon.
Ban kinh bo goc ranh: Goc ranh phai bo tron (R0.2-R0.5 mm), khong de canh sac. Canh sac cat Oring khi lap dat va tao diem khoi dau cho nut.
Chon vat lieu va do cung Oring cho ap suat cao
Ap suat cao doi hoi Oring co do ben co hoc va khang extrusion tot. Khong phai vat lieu nao cung phu hop.
| Vat lieu | Shore A khuyen nghi (ap suat cao) | Ap suat toi da (khong backup ring) | Ap suat toi da (co backup ring) |
|---|---|---|---|
| NBR | 80 – 90 | 100 bar | 400 bar |
| Viton FKM | 80 – 90 | 120 bar | 500 bar |
| HNBR | 80 – 90 | 150 bar | 500 bar |
| PTFE encapsulated | — | 200 bar | 700 bar |
HNBR (Hydrogenated NBR) la phien ban nang cap cua NBR, co do ben co hoc va khang nhiet tot hon. HNBR pho bien trong nganh dau khi va thuy luc ap suat cao. Gia HNBR nam giua NBR va FKM.
Oring boc PTFE (PTFE encapsulated O-ring) co loi FKM hoac Silicone ben trong, vo PTFE ben ngoai. Ket hop khang hoa chat cua PTFE voi do dan hoi cua cao su, chiu ap suat rat cao ma khong bi extrusion.
Oring chiu ap trong thuy luc cong nghiep
He thong thuy luc cong nghiep hoat dong o ap suat 100-350 bar la pho bien, mot so ung dung dac biet len den 700 bar. Oring trong thuy luc chiu ap suat dong (pittong di chuyen), nen yeu cau khac nghiet hon lam kin tinh.
Yeu cau Oring thuy luc ap suat cao:
- Vat lieu NBR 80-90 Shore A hoac HNBR cho dau thuy luc tieu chuan
- Backup ring PTFE hoac PA o ap suat tren 150 bar
- Khe ho duong kinh (pittong – xi lanh) duoi 0.05 mm o ap suat tren 200 bar
- Be mat xi lanh hon (Ra ≤ 0.2 micromet) de giam mai mon va keo dai tuoi tho
- Mo boi tron tuong thich (khong lam phong Oring) de giam ma sat khi pittong di chuyen
Trong thuc te, nhieu he thong thuy luc hien dai dung phot thuy luc chuyen dung (compact seal, piston seal) thay vi Oring don o ap suat tren 250 bar. Tuy nhien, Oring van duoc dung rong rai lam phu kien lam kin tinh trong he thong thuy luc: lam kin mat bich, dau noi, van, loc dau.
Tieu chuan ISO 3601 va AS568 cho ung dung ap suat
Hai tieu chuan chinh quy dinh kich thuoc va dung sai Oring:
- ISO 3601: Tieu chuan quoc te, gom 5 phan. ISO 3601-1 quy dinh kich thuoc ID va CS. ISO 3601-2 quy dinh kich thuoc ranh (groove dimensions) cho ca ung dung tinh va dong. ISO 3601-3 quy dinh tieu chuan chat luong.
- AS568: Tieu chuan My (SAE/ASTM), quy dinh 379 kich thuoc Oring tieu chuan. Rong rai hon ISO ve so luong kich thuoc. Pho bien trong thuy luc va hang khong.
Doi voi ap suat cao, ISO 3601-2 quy dinh cu the kich thuoc ranh, khe ho va yeu cau backup ring theo cap ap suat. Ky su thiet ke nen tham khao truc tiep ISO 3601-2 de dam bao ranh Oring dat tieu chuan. Xem them bang tra kich thuoc tai bai Bang tra kich thuoc Oring AS568, JIS, ISO.
Cau hoi thuong gap (FAQ)
Oring 70 Shore A chiu duoc bao nhieu bar ma khong can backup ring?
Voi khe ho duoi 0.1 mm va ranh thiet ke dung, Oring 70 Shore A chiu duoc khoang 50-70 bar ma khong can backup ring. Vuot qua muc nay, can tang do cung len 80-90 Shore A hoac them backup ring. Voi backup ring PTFE, Oring 70 Shore A co the chiu den 200-300 bar.
Backup ring PTFE va PA, nen dung loai nao?
PTFE tot hon ve khang hoa chat va ma sat (0.04 so voi 0.20 cua PA), phu hop moi truong khac nghiet. PA tot hon ve do ben co hoc va gia thanh, phu hop thuy luc thong thuong. Voi moi truong dau thuy luc duoi 120°C, PA la du. Voi hoa chat hoac nhiet tren 150°C, chon PTFE.
Ap suat xung (pressure spike) co anh huong Oring khong?
Rat nguy hiem. Ap suat xung trong thuy luc co the gap 2-3 lan ap suat lam viec binh thuong. Vi du: he thong 200 bar co the co xung 400-600 bar khi van dong dot ngot. Phai thiet ke Oring va backup ring theo ap suat xung toi da, khong phai ap suat lam viec trung binh.
Oring co the thay the phot thuy luc chuyen dung khong?
O ap suat duoi 150 bar va toc do pittong cham, Oring ket hop backup ring hoan toan thay the duoc phot thuy luc va don gian hon. Tren 250 bar hoac toc do pittong cao (tren 0.5 m/s), phot thuy luc chuyen dung (compact seal) cho hieu suat va tuoi tho tot hon Oring.
Quy khach can tu van Oring chiu ap suat cao cho he thong thuy luc hoac cong nghiep, lien he Gioangcaosu.net. Hotline Ha Noi: 0383.373.800 | Ho Chi Minh: 0936.038.400. Cung cap Oring NBR, FKM, HNBR do cung 80-90 Shore A kem backup ring PTFE theo yeu cau.
Bài viết liên quan
- So sánh vật liệu Oring: NBR vs Viton vs EPDM vs Silicone
- Cách chọn Oring đúng kích thước — hướng dẫn đo ID và CS
- Nguyên nhân Oring bị hỏng — cách nhận biết, khắc phục
- Gioăng Oring cao su là gì? Cấu tạo, vật liệu và bảng kích thước
Liên hệ đặt hàng
Quý khách cần tư vấn thêm về sản phẩm, vui lòng liên hệ:
- Hà Nội: 0383.373.800
- Hồ Chí Minh: 0936.038.400
- Email: lienhe@gioangcaosu.net