金属空心O型圈是一种由金属管材制成的圆形密封环，其截面通常为圆形（也可为椭圆形、矩形等）。它通过受压发生弹性变形来填充密封界面之间的微小空隙，从而实现密封。与橡胶密封件不同，它专为解决高温、高压、高真空及强腐蚀等极端环境下的密封难题而设计。
金属空心O型圈的密封原理基于经典的“线接触”密封机制，其核心步骤如下：
预紧力与线接触：
当法兰或连接件被螺栓拧紧时，沟槽的上盖会对金属空心O型圈施加一个轴向压紧力。
这个力会使空心的金属环管壁发生弹性变形（被压扁），使其外壁紧密地贴合在密封沟槽的底部和盖板上，形成一圈连续的“线接触”密封带。这个初始的接触提供了基本的静态密封。
系统压力辅助密封（自紧效应）：
当系统内部压力升高时，介质压力会通过沟槽底部的通气孔或直接作用在O型圈的内侧。
压力会进一步迫使O型圈向外扩张，使其密封唇（被压扁后形成的接触边缘）更紧密地压向与之配合的密封面。系统压力越高，密封接触压力越大，这种“自紧效应”极大地增强了密封的可靠性。
与实心金属O型圈的区别：
实心金属O型圈 主要依靠巨大的压紧力使金属发生塑性变形来填充缝隙，所需压紧力大，拆卸后通常不可重复使用。
空心金属O型圈 主要依靠管壁的弹性变形，所需压紧力小得多，且弹性恢复能力更好，具有更优的可重复使用性。
基于其工作原理和金属材质，金属空心O型圈具有以下突出优势：
极宽的温度耐受范围： 是其最显著的优势。根据材质选择（如因科镍合金Inconel、不锈钢316、哈氏合金Hastelloy等），可耐受-250°C至超过1000°C的极端温度，远超任何高分子密封材料。
卓越的高压与高真空密封性能： 能够承受数百兆帕(MPa)的超高压力。在高真空系统中，其金属材质本身极低的气体渗透率确保了极高的真空度保持能力。
出色的耐腐蚀性： 采用特种合金可抵抗各种强酸、强碱、有机溶剂和高温氧化环境。
无蠕变松弛，密封持久： 金属材料在高温下不会像塑料或橡胶那样发生蠕变和老化，能长期保持稳定的密封力，避免因松弛导致的泄漏。
可重复使用性： 在正确的设计和安装下，只要没有发生永久性压损（过度压缩），它可以多次拆卸和重复使用，降低了长期维护成本。
抗辐射： 适用于核工业等有辐射照射的环境。
沟槽的设计是确保金属空心O型圈正常工作的关键。其核心目标是：在限制O型圈横向流动的同时，为其提供精确的压缩空间。
1. 沟槽类型
开式沟槽（最常用）： 沟槽开在其中一个法兰面上，另一个是平整的密封面。适用于大多数高压静密封。
对开式沟槽： 沟槽由两个法兰面各加工一半组合而成。便于O型圈的定位和安装，但加工精度要求高。
2. 沟槽关键尺寸设计
沟槽尺寸与O型圈的线径（OD）、壁厚（WT）密切相关。以下是圆形截面空心金属O型圈的沟槽设计基本原则（具体尺寸需参照标准或供应商建议）：
沟槽宽度（W）：
应略大于O型圈的自由线径（OD），以便容纳O型圈。通常，W ≈ OD + (10% ~ 20%) OD。
宽度不能过大，否则O型圈会在压力下过度变形，被挤入间隙而损坏。
沟槽深度（D）：
这是最关键的参数，直接决定了O型圈的压缩率。
压缩率 = (OD - D) / OD × 100%
对于静密封，推荐的初始压缩率通常在15% ~ 30% 之间。压缩率过低会导致泄漏，过高则可能导致O型圈被压瘪，失去弹性，无法重复使用。
沟槽深度必须小于O型圈的自由线径（OD）。
沟槽表面粗糙度：
密封接触面的表面粗糙度至关重要。通常要求达到Ra ≤ 0.8 μm，以确保良好的线接触，减少泄漏路径。
沟槽角部：
沟槽底部与侧壁的连接处应有适当的圆角（小倒角），防止产生应力集中，划伤O型圈。
3. 压缩量控制：压扁率
在安装后，O型圈的高度会被压缩，这个压缩程度用“压扁率”来衡量。
压扁率 = (自由高度 - 压缩后高度) / 自由高度 × 100%
对于标准圆形截面空心金属O型圈，20% - 30%的压扁率是一个常见且有效的范围。这需要通过精确计算沟槽深度和选择合适的垫片或间隔环来保证。
航空航天： 发动机、燃油系统、高温管路。
石油化工： 高温高压反应器、阀门、管道连接。
核工业： 核反应堆及相关设备。
真空炉、半导体设备： 需要维持超高真空的腔室门密封。
超临界流体设备。
金属空心O型圈是解决极端工况密封挑战的终极方案之一。其成功应用极度依赖于正确的材料选择（匹配介质与温度）、精确的沟槽设计（控制压缩率）和洁净专业的安装。在选择和使用时，强烈建议与专业供应商或标准规范（如AMS系列标准）进行详细咨询，以确保万无一失。
【德龙密封温馨提示】密封问题找德龙！密封件厂家，接受定制密封件，从设计到研发，从生产到测试，全系列服务。有更多想了解的信息可以直接联系德龙密封，德龙产品专家竭诚为您服务！
电话/微信：13381546720
