Wenn O-Ring versagen: Die 4 häufigsten Ursachen und deren Lösungen

Abrieb

Sichtbare Anzeichen

Die Gleitkontaktflächen des O-Rings sind aufgescheuert: Bei übermäßigem Verschleiß können tiefere Risse entstehen, die an mehreren Stellen brechen.

Ursache

Bei dynamischen Anwendungen entsteht Abrieb durch wiederholten Kontakt zwischen der O-Ring-Oberfläche und dem Gehäuse, was zu übermäßiger Reibung zwischen den beiden führt. Falsche Schmierung oder unsachgemäße Bearbeitung der Metalloberfläche können das Risiko ebenso erhöhen wie das Eindringen von abrasiven Verunreinigungen in das Dichtungssystem.

Lösung

Die richtige Schmierung des Dichtungssystems ist wichtig und PPE kann eine Reihe von O-Ring-Materialien mit verbesserter Abriebfestigkeit anbieten. Unsere Ingenieure können dich auch bei der Wahl der richtigen Oberflächenbehandlung für das Metallteil beraten. Das Eindringen von Verunreinigungen kann durch die Verwendung eines Abstreifers oder von Abstreifringen reduziert werden.

Chemische Beanspruchung

Sichtbare Anzeichen

Je nach dem chemischen Substrat, das abgedichtet werden soll, kann der O-Ring eine Reihe von Anzeichen wie Blasen, Risse, eine Veränderung der Härte oder eine Verfärbung aufweisen.

Ursache

Bestimmte Chemikalien reagieren mit bestimmten Elastomeren. Meistens führt dies zu einer Erhöhung der Vernetzungsdichte, was wiederum zu einem harten und spröden Material mit geringerer Reaktionsfähigkeit führt. Auch ein Aufspalten der Kette ist möglich, was zu einer geringeren Festigkeit führen würde. Gelegentlich kann die Gitterdichte abnehmen, was zu einem weicheren, klebrigeren Material führt, das seine ursprüngliche Integrität und Form verliert.

Lösung

Die richtige Wahl des Elastomerwerkstoffs ist entscheidend, um sicherzustellen, dass die Dichtung mit dem Anwendungssubstrat kompatibel ist. Bei hohen Temperaturen und wenn Elastomerdichtungen belastet werden, wird der chemische Angriff beschleunigt, z. B. durch übermäßige Dehnung oder Quetschungen und mechanische Bedingungen.

Dauerhaftes Druckversagen

Sichtbare Anzeichen

Der Querschnitt des O-Rings wird weniger kreisförmig mit abgeflachten Oberflächen, die die Form einer Rille/Stopfbuchse angenommen haben. Der O-Ring hat eine “bleibende Verformung” angenommen, d. h. er kann seine ursprüngliche Form nicht wieder annehmen, nachdem die Spannungen, die die Verformung verursacht haben, beseitigt wurden.

Ursache

Bei hohen Temperaturen können in einem Elastomer physikalische und chemische Veränderungen auftreten, die zu einem dauerhaften Versagen führen. Die Gitterdichte kann zunehmen, was dazu führt, dass der O-Ring seine Elastizität und die Fähigkeit verliert, in seine ursprüngliche Form zurückzukehren: Das ist eine dauerhafte chemische Veränderung. Die Beanspruchung der Dichtung bei hohen Temperaturen kann dazu führen, dass sie sich bei sinkender Temperatur nicht mehr entspannt: Dies wird oft als permanentes Kälteversagen bezeichnet; diese Art von permanentem Versagen ist durch Erwärmung reversibel. Die Verringerung der Querschnittsfläche führt zu einer geringeren Kontaktdichtkraft, was das Risiko von Leckagen in Systemen erhöht, in denen Wärme- und Druckzyklen auftreten. Weitere Ursachen sind eine falsche Auslegung der Stopfbuchse, ein Aufquellen des Volumens aufgrund von Flüssigkeit im System und eine unvollständige Vulkanisation der Dichtung in der Produktion.

Lösung

Die Auswahl von Elastomerwerkstoffen mit reduziertem bleibendem Druckverformungsrest und/oder verbessertem Verhalten bei hohen Temperaturen trägt dazu bei, die Lebensdauer der Dichtung zu verlängern. Die Stopfbuchsleitung muss ebenfalls überprüft werden, um sicherzustellen, dass der O-Ring nicht zu stark komprimiert und gequetscht wird. Ein dauerhafter Kältebruch kann durch die Verwendung eines Polymers mit einer flexibleren Struktur reduziert werden, was sich in einer niedrigeren Glasübergangstemperatur niederschlägt.

Extrusion und Erosion

Optische Anzeichen

Die Kanten des O-Rings auf der Niederdruckseite sehen abgetragen, abgesplittert oder “gezackt” aus. In schweren Fällen, in denen sich die Oberfläche des O-Rings abzulösen scheint, kann es zu Ablösungen kommen.

Ursache

Hohe Spannungen, die in der Regel durch hohen Druck entstehen, drücken das Material in den Hohlraum; dieser Vorgang wird als Extrusion bezeichnet. Durch hohe Druckstöße kann sich der Spalt zwischen den Gegenkanten öffnen und schließen. Dies kann dazu führen, dass der O-Ring zwischen den scharfen Kanten der Gegenflächen eingeklemmt wird, was zu einer physischen Beschädigung der Dichtfläche führt, die als Erosion bezeichnet wird.

Lösung

Ein härteres Abdichtungsmaterial kann helfen, ebenso wie der Einsatz von Stützvorrichtungen, um Lücken effektiv zu reduzieren. Dein PSA-Abdichtungsexperte kann dich auch beraten, wie du O-Ringe und Stützvorrichtungen in der richtigen Größe für deine Anwendung einbaust, um deine Lücken zu verringern und das Risiko von Extrusion und Erosion zu minimieren.