عناصر طراحی دقیق زیادی وجود دارد که در ساخت O-ring ها و آب بندهای لاستیکی نقش دارند. صرف نظر از عوامل مهم طراحی، آب بندهای لاستیکی باید با محیط اطراف خود سازگار باشند تا به درستی عمل کنند. اگر O-ring با محیط خود سازگار نباشد، در نهایت از کار خواهند افتاد.
همه مواد لاستیکی مشابه نیستند. در واقع، هر نوع لاستیک دارای ترکیب شیمیایی متفاوتی است که برای عملکرد در شرایط خاص طراحی شده است. بسیاری از انواع لاستیک با مواد شیمیایی خاصی که ممکن است در یک برنامه آب بندی استفاده شوند، سازگار نیستند. به عنوان مثال، سیلیکون هنگام قرار گرفتن در معرض بوتان عملکرد خوبی ندارد و بوتیل به پروپان واکنش خوبی نشان نمی دهد. بنابراین، این مواد نباید در کاربردهایی که شامل این مواد شیمیایی است استفاده شوند.
مهم است که قبل از فرآیند طراحی آب بند در مورد مواد تحقیق کنید تا مطمئن شوید که انتخاب مناسبی را برای برنامه خود انجام می دهید. پارت پلیمر ملل یک راهنمای سازگاری شیمیایی ارائه می دهد که هر ماده لاستیکی را فهرست می کند و میزان سازگاری آنها با مواد شیمیایی مختلف را ارزیابی می کند. این راهنما یک ابزار بسیار مفید برای فرآیند انتخاب مواد است.
برخی از مواد لاستیکی مقاومت بهتری نسبت به سایرین در برابر دما دارند. این یک عامل مهم است که باید در هنگام انتخاب مواد از آن آگاه بود تا اطمینان حاصل شود که نوع مناسب لاستیک برای برنامه انتخاب شده است. آزمایشهای مختلفی وجود دارد که میتوان برای تشخیص خواص دمایی یک ترکیب لاستیکی خاص، از جمله شکنندگی، انقباض دما و نسبت سختی پیچشی انجام داد.
ممکن است انعطاف پذیری خود را از دست بدهند و ترک بخورند. برخی از الاستومرها وقتی در معرض محدودیتهای دمای پایین قرار میگیرند، سخت میشوند و در برابر فشار تغییر شکل مقاومت میکنند و باعث ایجاد مسیرهای نشتی میشوند. از طرف دیگر، برخی از ترکیبات لاستیکی نمی توانند دمای بالا را تحمل کنند و پس از در معرض قرار گرفتن طولانی مدت از بین می روند. برای بررسی مقاومت دمایی مواد لاستیکی خاص، به راهنمای انتخاب مواد حلقه O-Ring پارت پلیمر ملل مراجعه کنید.
هنگامی که فشار به یک آب بند لاستیکی وارد می شود، حلقه O-Ring به طور طبیعی به سمت کم فشار گلند (Gland) منتقل می شود. این باعث می شود که سطح مقطع O-Ring منحرف شود و شکاف مجاز قطری (Diametrical clearance) بین سطوح اتصال را مسدود کند. اگر فشار بیش از حد وارد شود و آب بند نتواند مقاومت کند، ممکن است بخشی از آب بند در شکاف قطری اکسترود شود و منجر به خرابی زودرس، نشت و آلودگی سیستم شود.
هر O-Ring به گونه ای طراحی شده است که تحت بازه های خاصی از فشار کار کند. این نکته حائز اهمیت است که در طول فرآیند طراحی آب بند مورد توجه قرار گیرد. برای جلوگیری از اکستروژن O-Ring، برخی از مهندسان سختی O-Ring را افزایش می دهند، از حلقه های پشتیبان O-Ring برای مسدود کردن شکاف قطری، کاهش شکاف مجاز قطری یا کاهش فشار سیستم استفاده می کنند. این روش های پیشگیری به طور بالقوه می توانند آب بند شما را از خرابی نجات دهند.
اصطکاک عامل مهمی است که باید در برنامه های متحرک مورد توجه قرار گیرد. در برخی از عملیات، اصطکاک می تواند باعث ایجاد فشار هیدرولیک بیش از حد بالا شود و به طور بالقوه بخش هایی از آب بند لاستیکی را که به دیواره گلند می چسبد پاره کند. علاوه بر فشار هیدرولیک، اصطکاک در حال اجرا نیز باید در نظر گرفته شود. در برنامه های متحرک پیوسته، اصطکاک در حال اجرا می تواند گرما ایجاد کند و باعث متورم شدن O-Ring شود. اگر O-Ring تورم بیش از حد را تجربه کند، در نهایت از کار خواهد افتاد.
برخی از روشهایی که معمولاً برای کنترل اصطکاک استفاده میشوند عبارتند از افزایش یا کاهش سختی آببند، استفاده از سطح مقطع کوچکتر، روانکاری، افزودنیهای ترکیبی، کاهش فشار و اطمینان از انتخاب مناسب مواد. به منظور مبارزه موثر با اصطکاک، مهم است که محدودیت های لاستیک را در نظر بگیرید تا مطمئن شوید که آب بندی مناسب برای برنامه استفاده می شود.