Oring czy uszczelka płaska – kiedy które rozwiązanie

Dwa sposoby na uszczelnienie statyczne

Oba typy uszczelek pracują najczęściej w połączeniach statycznych, czyli takich, w których elementy nie poruszają się względem siebie: kołnierze, pokrywy, korpusy pomp i przekładni, złączki, obudowy filtrów. Różnica tkwi w tym, skąd bierze się nacisk na uszczelkę i co ogranicza jej odkształcenie.

Uszczelka płaska leży między dwiema powierzchniami i jest ściskana siłą śrub. To od tej siły i od sztywności kołnierzy zależy, czy materiał wypełni nierówności przylgi. Oring to pierścień o przekroju okrągłym umieszczony w rowku (gnieździe). Przy montażu zostaje wstępnie ściśnięty o wartość wynikającą z geometrii rowka, a ciśnienie medium dodatkowo dociska go do ścianki gniazda. Elementy metalowe zwykle stykają się ze sobą bezpośrednio – siła śrub nie przechodzi przez uszczelkę.

Jak działa oring i czego wymaga

Szczelność oringu wynika z kontrolowanego odkształcenia przekroju w rowku o ściśle określonych wymiarach. Głębokość i szerokość gniazda, chropowatość powierzchni, promienie zaokrągleń i fazy montażowe są dobierane do średnicy przekroju pierścienia. Wymiary oringów i zalecane wymiary gniazd opisuje seria norm ISO 3601 (część 2 dotyczy właśnie wymiarów gniazd do zastosowań ogólnych). Dlatego dobrze zaprojektowane połączenie z oringiem jest bardzo powtarzalne – montaż nie zależy od wyczucia przy dokręcaniu śrub.

Ta zaleta jest jednocześnie ograniczeniem. Oring działa tylko wtedy, gdy rowek istnieje i ma właściwe wymiary. Jeśli gniazdo jest za płytkie, pierścień zostaje nadmiernie zgnieciony i szybko traci elastyczność; jeśli za głębokie – docisk jest zbyt mały. Przy wysokim ciśnieniu i dużym luzie między elementami oring może zostać wciśnięty w szczelinę (wytłaczanie), co w takich warunkach wymaga stosowania pierścieni oporowych.

Jak działa uszczelka płaska

Uszczelka płaska wypełnia całą przestrzeń między przylgami lub jej część w postaci pierścienia albo dowolnego kształtu z otworami na śruby. Materiał musi się odkształcić na tyle, by wypełnić rysy i nierówności powierzchni, a jednocześnie wytrzymać nacisk i ciśnienie medium bez wydmuchania. O tym, jak płyta zachowuje się pod naciskiem, mówią parametry z karty technicznej – ściśliwość i powrót sprężysty, które omawiamy w poradniku Jak czytać kartę techniczną płyty uszczelkarskiej.

Uszczelka płaska nie wymaga rowka, więc pasuje do zwykłych, płaskich powierzchni przylgowych. Wymaga natomiast odpowiedniej siły docisku, równomiernego dokręcania śrub i dobrania grubości do stanu powierzchni – zbyt gruba uszczelka gorzej znosi ciśnienie, zbyt cienka może nie wypełnić nierówności. Więcej o tym w artykule Jaką grubość uszczelki z płyty wybrać?.

Porównanie w skrócie

Poniższe zestawienie pokazuje typowe różnice. To uogólnienie – w konkretnej konstrukcji decydują wymiary, medium i warunki pracy.

Kiedy lepiej sprawdzi się oring

Oring jest dobrym wyborem przede wszystkim w nowych konstrukcjach, gdzie rowek można zaprojektować od początku. Sprawdza się w połączeniach o przekroju kołowym – w pokrywach, korpusach zaworów, tulejach, złączach hydraulicznych i pneumatycznych – oraz tam, gdzie elementy muszą zachować dokładną wzajemną pozycję, bo stykają się metalem. Przydaje się też w połączeniach często rozbieranych: pierścień o standardowym wymiarze łatwo kupić i wymienić bez dopasowywania.

Oring stosuje się też w uszczelnieniach ruchowych (tłoczyska, wałki o ruchu posuwisto-zwrotnym), ale to osobny temat – tam o trwałości decydują prędkość, smarowanie i wykończenie powierzchni, a nie tylko geometria gniazda.

Kiedy wygrywa uszczelka płaska wycięta na wymiar

Uszczelka płaska jest naturalnym rozwiązaniem tam, gdzie nie ma rowka i nie da się go łatwo wykonać: na kołnierzach rurociągów, pokrywach przekładni, miskach olejowych, obudowach pomp i wentylatorów, włazach i drzwiach rewizyjnych. Kształty nieokrągłe, z wieloma otworami i kanałami, wycina się z płyty w jednym kawałku – oring w takim miejscu wymagałby frezowania długiego, krętego rowka.

Duże znaczenie ma koszt i dostępność. Gdy trzeba szybko zastąpić zużytą uszczelkę w maszynie, której producent już nie istnieje, wycięcie nowej z płyty uszczelkarskiej, gumy czy PTFE według starego wzoru jest zwykle szybsze niż szukanie oryginału. Przy wycinaniu nożem oscylacyjnym CNC nie trzeba wykonywać wykrojnika, więc opłaca się to już od jednej sztuki. Uszczelka płaska daje też szerszy wybór materiałów – także takich, z których oringów się nie produkuje, jak płyty bezazbestowe do pary, grafit do wysokich temperatur czy filc i preszpan.

Czy można zamienić jedno na drugie

W naprawach często pojawia się pomysł, by w miejsce oringu dać uszczelkę płaską albo odwrotnie. Taka zamiana zmienia jednak pracę całego połączenia, więc warto ją przemyśleć:

• uszczelka płaska zamiast oringu – jeśli elementy dotąd stykały się metalem, dodatkowa grubość uszczelki zmieni ich wzajemne położenie, a pusty rowek pozostanie miejscem, w którym może zbierać się medium; konieczna jest też wystarczająca siła śrub,
• oring zamiast uszczelki płaskiej – wymaga wykonania rowka, co oznacza obróbkę części i zmianę grubości połączenia; bez rowka oring zostanie zgnieciony bez kontroli i nie zapewni szczelności,
• sznur gumowy klejony w pierścień zamiast gotowego oringu bywa doraźnym rozwiązaniem w dużych średnicach, ale miejsce klejenia jest najsłabszym punktem i nie każde zastosowanie to dopuszcza.

Niezależnie od typu uszczelki kluczowy jest materiał. Ta sama mieszanka gumy zachowa się tak samo źle w niewłaściwym medium, czy ma postać oringu, czy płaskiej uszczelki. Porównanie popularnych elastomerów znajdziesz w poradniku EPDM, NBR, FKM czy silikon – jaką gumę wybrać na uszczelkę, a typowe przyczyny nieszczelności w artykule Dlaczego uszczelka przecieka?.

Uszczelki płaskie na wymiar w PLASTCAR

Jeśli połączenie wymaga uszczelki płaskiej, wytniemy ją z płyty uszczelkarskiej, gumy, silikonu, pianki, PTFE, filcu lub preszpanu – nożem oscylacyjnym CNC, od jednej sztuki do wielotysięcznych serii, z ponad 50 rodzajów płyt dostępnych w magazynie. Wystarczy rysunek, plik DXF, wymiary z konfiguratora uszczelek albo stara uszczelka jako wzór. Podaj medium, temperaturę i ciśnienie, a pomożemy dobrać materiał i przygotujemy wycenę.