Gioăng O-ring nằm trong rãnh, bị ép méo khi lắp và được áp suất chất lỏng đẩy chặt thêm vào khe cần kín, còn hai mặt kim loại thường chạm nhau. Gioăng phẳng kẹp giữa hai mặt bích, chỉ kín chừng nào lực siết bu lông còn giữ ứng suất trên gioăng, và gioăng dão dần sau khi siết.
Kết luận trên đúng khi so O-ring làm kín tĩnh trong rãnh thiết kế đúng kích thước với gioăng phẳng dạng tấm kẹp giữa hai mặt bích bằng bu lông. O-ring làm kín động, như trên piston hay cần chuyển động tịnh tiến, có quy tắc ép riêng. Về dão, TEADIT ghi gioăng bán kim loại như gioăng xoắn ít bị dão hơn gioăng tấm, nên phần nói về dão trong bài đúng nhất với gioăng tấm.
Bảng đối chiếu gioăng O-ring và gioăng phẳng
| Tiêu chí | Gioăng O-ring trong rãnh | Gioăng phẳng giữa hai mặt bích |
|---|---|---|
| Cơ chế kín khi lắp | Bị ép méo giữa hai chi tiết để đóng đường thoát; vật liệu bị ép điền vào các vi rãnh của rãnh lắp [1] | Khi bị nén, gioăng biến dạng theo chỗ cao, chỗ thấp của mặt bích [2] |
| Khi áp suất chất lỏng tăng | Bị đẩy dồn tới sát (không lọt vào) khe hẹp giữa hai mặt, tăng diện tích và lực tiếp xúc làm kín [1] | Kín nhờ bu lông như một lò xo giữ ứng suất trên gioăng; bu lông càng "đàn hồi" càng giữ ứng suất tốt [2] |
| Độ nén có đổi theo lực siết | Parker: kim loại chạm kim loại thường được cho phép, nên độ nén của O-ring không bị ảnh hưởng như gioăng phẳng [1] | Có — Parker dẫn gioăng phẳng làm ví dụ cho mối ghép mà độ nén khác nhau ảnh hưởng tới chức năng làm kín [1] |
| Siết và siết lại | Không có mô-men siết tới hạn, ít gây hỏng kết cấu; không cần bôi trét hay siết lại [1] | Mọi mối ghép bích đều dão sau lần siết đầu; TEADIT khuyên siết lại như một bước của quy trình lắp, thêm lần siết khi khởi động với hệ nóng lên [3] |
| Dùng lại | Parker: trong nhiều trường hợp dùng lại được — lợi thế so với gioăng phẳng không đàn hồi [1] | Garlock không khuyên dùng lại: khả năng làm kín lại giảm sau khi đã nén; gioăng chứa cao su từng chịu nhiệt còn kém hơn [2] |
| Ép hoặc siết quá mức | Ma sát, mòn, đôi khi hỏng xoắn ở làm kín tịnh tiến; siết quá chặt rãnh điều chỉnh là một nguyên nhân gây biến dạng dư [1] | Bu lông kéo quá giới hạn đàn hồi thì biến dạng và có thể đứt; Garlock khuyên dùng cờ lê lực [2] |
| Quá áp | Vật liệu chui dần vào khe hở giữa hai chi tiết rồi hỏng do đùn; vật liệu cứng hơn chống đùn tốt hơn [1] | Bài không có nguồn cho ca này |
| Dão ở nhiệt độ phòng | Nguồn đã kiểm không nêu | Gioăng tấm, ví dụ PTFE tấm, thường dão cả ở nhiệt độ phòng; gioăng xoắn ít bị hơn [3] |
Nguồn [1]–[3] ghi ở khối "Nguồn và giới hạn", tra ngày 10/09/2026.
O-ring: vì sao áp suất lại làm nó kín hơn?
Parker mô tả O-ring qua bốn trạng thái. Khi mới lắp, O-ring bị ép méo giữa hai chi tiết để đóng đường thoát, và vật liệu bị ép điền vào các vi rãnh của rãnh lắp. Khi có áp suất, O-ring bị đẩy tới sát khe hẹp giữa hai mặt nhưng không lọt vào, nhờ vậy tăng diện tích và lực tiếp xúc làm kín. Ở giới hạn áp, một phần nhỏ vật liệu bắt đầu vào khe. Áp tăng thêm thì vật liệu chảy vào khe hở và hỏng do đùn [1].
Cơ chế này tạo ra một ca biên ngược trực giác: O-ring làm kín áp thấp mới là ca khó, vì lúc đó không có áp suất giúp ép. Parker ghi vật liệu mềm hơn điền vào vi rãnh và khuyết tật bề mặt dễ hơn, điều đặc biệt quan trọng ở làm kín áp thấp vì chúng không được áp suất kích hoạt [1]; với O-ring làm kín tịnh tiến, dải nhiệt độ rộng hơn, áp thấp hoặc chân không cần độ ép lớn hơn [1]. Ngược lại, vật liệu cứng chống đùn vào khe tốt hơn [1] — hai yêu cầu kéo về hai phía.
Độ ép cũng có trần. Parker ghi ép quá nhiều gây ma sát, mòn và đôi khi hỏng xoắn ở O-ring làm kín tịnh tiến, và dẫn một ví dụ: các cơ quan quân sự nhận thấy ép quá 0,432 mm mỗi phía trên tiết diện 5,334 mm làm O-ring dễ hỏng xoắn [1]. Con số gắn với một tiết diện và một kiểu làm kín, không phải trị số chung.
Gioăng phẳng: bu lông là lò xo
Garlock viết thẳng: bu lông là một lò xo, một chi tiết đàn hồi đã bị kéo giãn để sinh lực; bu lông càng "đàn hồi" thì ứng suất trên gioăng càng được giữ tốt để mối ghép không rò [2]. Lý do nằm ở phép tính đơn giản. Bu lông siết tạo lực F bằng cách giãn một đoạn ΔL. Gioăng dão làm khoảng kẹp mỏng đi một lượng δ, bu lông co lại đúng δ, và lực mất đi theo tỉ lệ khoảng δ/ΔL. Cùng một lực siết, bu lông giãn nhiều hơn thì cùng lượng dão làm mất ít lực hơn. Cơ học lực căng ban đầu của mối ghép ren xem ở lực siết và preload.
TEADIT ghi mọi mối ghép bích có gioăng đều dão ở một mức nào đó sau lần siết đầu, bất kể hệ có chạy nóng hay không, và nếu không kiểm soát thì dão làm giảm khả năng làm kín cùng độ bền lâu dài của mối ghép [3]. Vì vậy TEADIT khuyên siết lại theo lượt ở nhiệt độ môi trường sau một thời gian chờ ngắn, và với hệ nóng lên khi vận hành thì thêm lần siết lại lúc khởi động [3]. Việc siết lại trên hệ đang vận hành phải theo quy trình an toàn của đơn vị vận hành; bài không đưa trình tự.
Hai mẹo sai về gioăng
Mẹo sai 1: "O-ring ép càng chặt càng kín." Parker ghi ép quá nhiều gây ma sát, mòn và đôi khi hỏng xoắn, và xếp việc siết quá chặt rãnh điều chỉnh vào nguyên nhân gây biến dạng dư [1]. Kín của O-ring đến từ độ ép đúng cộng với áp suất, không từ lực siết lớn.
Mẹo sai 2: "Gioăng phẳng còn nguyên hình thì tháo ra lắp lại được, siết một lần là xong." Garlock không khuyên dùng lại gioăng vì khả năng làm kín lại giảm sau khi đã bị nén [2]; TEADIT ghi mọi mối ghép bích đều dão sau lần siết đầu [3]. Cũng đừng khái quát ngược rằng O-ring luôn dùng lại được: Parker chỉ viết "trong nhiều trường hợp" [1].
Bảng quyết định: mối ghép trước mặt cần gì
| Thấy hoặc đo tại mối ghép | Nghiêng về, hoặc làm gì | Căn cứ |
|---|---|---|
| Mối ghép phải tháo ra thường xuyên để bảo trì, và gia công được rãnh | O-ring trong rãnh | Dùng lại được trong nhiều trường hợp; không cần siết lại [1] |
| Hai mặt bích lớn, không có rãnh, không gia công rãnh được | Gioăng phẳng; siết bằng cờ lê lực; có bước siết lại trong quy trình lắp | [2][3] |
| Vừa tháo một mối ghép bích dùng gioăng phẳng | Thay gioăng mới | [2] |
| Hệ nóng lên khi vận hành | Có lần siết lại lúc khởi động, theo quy trình an toàn của đơn vị | [3] |
| O-ring tháo ra bị dẹt, không hồi lại tiết diện tròn | Kiểm độ ép và cách siết rãnh; thay O-ring | Siết quá chặt gây biến dạng dư [1] |
| Mép O-ring có vết gặm, vảy ở phía khe hở | Kiểm khe hở và áp suất làm việc; xét vật liệu cứng hơn | Đùn vào khe khi quá áp; vật liệu cứng chống đùn tốt hơn [1] |
| O-ring làm kín áp thấp hoặc chân không | Không giảm độ ép "cho nhẹ tay"; xét vật liệu mềm hơn | Áp thấp không kích hoạt O-ring [1] |
| Gioăng tấm PTFE ở nhiệt độ phòng | Vẫn tính tới dão và siết lại | [3] |
Nguồn và giới hạn
Tra ngày 10/09/2026. Các câu dẫn đã được đối chiếu trên văn bản tải trực tiếp từ trang của hãng.
- [1] Parker Hannifin, Parker O-Ring Handbook ORD 5700 (PDF): https://test.parker.com/content/dam/Parker-com/Literature/O-Ring-Division-Literature/ORD-5700.pdf — bốn trạng thái O-ring khi lắp và khi có áp; ưu điểm của O-ring (không có mô-men siết tới hạn, dùng lại trong nhiều trường hợp, kim loại chạm kim loại); độ ép và hỏng xoắn; vật liệu mềm, cứng. Cùng đường dẫn trên www.parker.com từ chối tải tự động nên bài dẫn bản trên tên miền con test.parker.com của Parker.
- [2] Garlock, Gasketing Products Technical Manual GSK-3.1 (PDF, 2017): https://www.garlock.com/userfiles/docs/manuals/tm003-garlock-gasket-tech-manual-gsk-3-1-2017en.pdf — bu lông là lò xo; không kéo quá giới hạn đàn hồi, dùng cờ lê lực; không khuyên dùng lại gioăng.
- [3] TEADIT, Gasket Relaxation & the Importance of Retorques in Bolted Flange Joints (23/07/2025): https://teadit.com/us/article/gasket-relaxation-the-importance-of-retorques-in-bolted-flange-joints/ — mọi mối ghép bích đều dão; gioăng tấm và gioăng xoắn; siết lại theo lượt và siết lại khi khởi động.
- Tiêu chuẩn, chỉ dẫn tên và số hiệu: ISO 3601-1:2012 Fluid power systems — O-rings — Part 1: Inside diameters, cross-sections, tolerances and designation codes; ISO 3601-2:2025 Fluid power systems — O-rings — Part 2: Housing dimensions for general applications (bản 2016 cùng tên); EN 1591-1:2024 Flanges and their joints — Design rules for gasketed circular flange connections — Part 1: Calculation (thay EN 1591-1:2013). Tên đối chiếu trên bìa bản xem trước tại standards.iteh.ai. Tài liệu trả phí; bài không trích trị số.
Bảng này không dùng cho:
- Tra độ ép phần trăm của O-ring hay kích thước rãnh: lấy từ bảng thiết kế của hãng hoặc ISO 3601-2.
- Mô-men siết, ứng suất lắp gioăng theo vật liệu: lấy từ bảng của hãng gioăng.
- Chọn vật liệu O-ring theo chất lỏng và nhiệt độ: chưa đối chiếu.
- Làm kín động trong xi lanh thủy lực: chỉ nhắc quy tắc ép, không đối chiếu đủ.
Không xác định được từ bài này: mối ghép bích cụ thể cần siết lại mấy lượt và ở mô-men nào — phụ thuộc loại gioăng, bu lông và điều kiện vận hành.
Cần chính xác hơn: các nhóm làm kín và nguyên nhân rò rỉ chung ở gioăng và phớt làm kín; vì sao mối ghép ren lỏng dần khi rung ở mối ghép ren tự nới lỏng.
Câu hỏi thường gặp
Gioăng O-ring là gì? Là vòng đàn hồi tiết diện tròn lắp trong rãnh. Khi lắp nó bị ép méo giữa hai chi tiết để đóng đường thoát của chất lỏng; khi có áp suất, nó bị đẩy dồn về phía khe cần kín và tăng lực tiếp xúc. Kích thước O-ring và rãnh có bộ tiêu chuẩn ISO 3601.
Gioăng cao su phẳng dùng khi nào? Khi làm kín giữa hai mặt phẳng rộng như mặt bích, nắp, không có rãnh để đặt O-ring. Gioăng phẳng kín nhờ bị nén theo chỗ lồi lõm của mặt bích và nhờ bu lông giữ ứng suất trên nó, nên phải siết đúng và tính tới dão.
O-ring tháo ra có dùng lại được không? Trong nhiều trường hợp là được, theo Parker, và đó là lợi thế so với gioăng phẳng không đàn hồi. Nhưng không phải luôn luôn: O-ring đã dẹt không hồi tiết diện, có vết gặm hoặc nứt thì phải thay.
Gioăng phẳng có dùng lại được không? Garlock không khuyên dùng lại. Gioăng làm việc bằng cách biến dạng theo mặt bích khi bị nén, và khả năng làm kín lại giảm sau lần nén đó; gioăng chứa cao su từng chịu nhiệt còn khó kín lại hơn.
Vì sao phải siết lại bu lông mặt bích sau khi lắp? Vì theo TEADIT, mọi mối ghép bích có gioăng đều dão sau lần siết đầu, làm bu lông mất một phần lực căng. TEADIT khuyên siết lại theo lượt như một bước của quy trình lắp, và thêm lần siết khi khởi động với hệ nóng lên.
O-ring bị ép bao nhiêu thì quá? Không có một con số chung; độ ép phụ thuộc tiết diện, vật liệu và kiểu làm kín, lấy từ bảng thiết kế. Parker dẫn một ví dụ cho làm kín tịnh tiến: ép quá 0,432 mm mỗi phía trên tiết diện 5,334 mm làm O-ring dễ hỏng xoắn.