วิธีวัดขนาดโอริง (O-Ring) อย่างละเอียด

การวัดขนาดโอริงอย่างถูกต้องเป็นขั้นตอนสำคัญเมื่อต้องการหา O-Ring ทดแทน, ตรวจสอบโอริงเก่าที่ไม่ทราบ Part Number หรือเทียบขนาดกับมาตรฐาน Metric, Inch, AS568, JIS หรือมาตรฐานอื่น

โดยทั่วไป ขนาดของ O-Ring จะระบุด้วยค่าหลัก 2 ค่า คือ

ID × CS

หรือ

Inside Diameter × Cross Section

ตัวอย่าง:

20 × 3 mm

หมายถึง

• ID = 20 mm — เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน

• CS = 3 mm — ความหนาของเนื้อยางหรือหน้าตัดโอริง

บางครั้งอาจมีการอ้างถึง OD หรือ Outside Diameter เพิ่มเติมด้วย แต่โดยทั่วไปการระบุขนาด O-Ring มาตรฐานจะใช้ ID × CS

1. ส่วนประกอบของขนาด O-Ring

ก่อนวัด ควรเข้าใจคำศัพท์หลัก 3 ค่า

ID — Inside Diameter

คือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของ O-Ring

OD — Outside Diameter

คือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอกของ O-Ring

CS — Cross Section

คือความหนาของเนื้อ O-Ring

เรียกอีกอย่างว่า

• Section Diameter

• Cord Diameter

• Thickness

ความสัมพันธ์ของทั้ง 3 ค่า คือ

OD = ID + (2 × CS)

ตัวอย่าง:

หาก O-Ring มี

ID = 20 mm

CS = 3 mm

ดังนั้น

OD = 20 + (2 × 3)

= 26 mm

ดังนั้นขนาด O-Ring คือ

20 × 3 mm

และมี OD ประมาณ

26 mm

2. เครื่องมือที่ใช้วัด O-Ring

เครื่องมือที่เหมาะสม ได้แก่

Vernier Caliper

เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์เป็นเครื่องมือหลักสำหรับการวัด

• ID

• OD

• Cross Section

แนะนำให้ใช้ Digital Vernier Caliper ที่มีความละเอียดอย่างน้อย

0.01 mm

อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก O-Ring เป็นวัสดุยืดหยุ่น การกดปากเวอร์เนียร์แรงเกินไปอาจทำให้ยางยุบตัวและได้ค่าที่ผิด

ดังนั้นต้องวัดโดยใช้แรงสัมผัสเบา ๆ

Micrometer

สามารถใช้วัด Cross Section ได้แม่นยำกว่า Vernier Caliper

แต่ควรใช้ไมโครมิเตอร์ที่เหมาะกับวัสดุอ่อน หรือควบคุมแรงกดไม่ให้บีบ O-Ring จนเสียรูป

O-Ring Measuring Cone

สำหรับร้านค้า โรงงาน หรือผู้ที่ต้องวัด O-Ring จำนวนมาก สามารถใช้ O-Ring Sizing Cone หรือ Measuring Cone เพื่อประมาณ Inside Diameter ได้อย่างรวดเร็ว

3. เตรียม O-Ring ก่อนวัด

ก่อนวัดควรทำความสะอาด O-Ring ก่อน

เช็ดคราบ

• น้ำมัน

• Grease

• ฝุ่น

• สิ่งสกปรก

• คราบสารเคมี

ออกจากผิว O-Ring

ควรวาง O-Ring บนพื้นผิวเรียบ และปล่อยให้ O-Ring อยู่ในสภาพธรรมชาติ

ไม่ควร

• ดึงให้ยืด

• บีบ

• ม้วน

• บิด

• ยืดวงให้กลมเกินสภาพจริง

โดยเฉพาะ O-Ring เก่าที่ผ่านการใช้งานมานาน อาจมีการยืดตัวหรือเสียรูป จึงควรวัดหลายครั้งเพื่อหาค่าที่ใกล้เคียงขนาดมาตรฐานที่สุด

4. วิธีวัด Inside Diameter — ID

ค่าหลักค่าแรกคือ

Inside Diameter หรือ ID

วิธีวัด

วาง O-Ring ลงบนพื้นเรียบโดยไม่ยืด O-Ring

ใช้ปากวัดด้านในของ Vernier Caliper วัดจากผิวด้านในฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งหนึ่ง

ให้แนวการวัดผ่านจุดศูนย์กลางของ O-Ring

ค่อย ๆ กางปากเวอร์เนียร์จนสัมผัสผิวด้านในทั้งสองฝั่ง

อย่ากางจน O-Ring ถูกยืด

อ่านค่า เช่น

20.05 mm

จากนั้นหมุน O-Ring ประมาณ 90 องศาแล้ววัดอีกครั้ง

เช่น

19.98 mm

หากค่าที่วัดใกล้เคียงกัน สามารถประมาณได้ว่า O-Ring เดิมน่าจะมีขนาดมาตรฐาน

ID = 20 mm

5. วิธีวัด Outside Diameter — OD

OD คือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านนอกของ O-Ring

วิธีวัด

ใช้ปากวัดภายนอกของ Vernier Caliper วัดจากขอบนอกฝั่งหนึ่งไปยังขอบนอกฝั่งตรงข้าม

ให้แนวการวัดผ่านจุดศูนย์กลาง

ค่อย ๆ ปิดปากเวอร์เนียร์จนแตะกับผิว O-Ring

อย่าบีบ O-Ring

ตัวอย่างวัดได้

26.02 mm

ค่าที่ได้คือ Outside Diameter

อย่างไรก็ตาม OD มักใช้เป็นข้อมูลตรวจสอบเพิ่มเติม เพราะมาตรฐาน O-Ring โดยทั่วไปจะอ้างอิง

ID × CS

มากกว่า OD

6. วิธีวัด Cross Section — CS

Cross Section เป็นค่าที่สำคัญมากในการเลือก O-Ring

หมายถึงความหนาของเนื้อยางจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง

ตัวอย่างค่ามาตรฐาน เช่น

1.5 mm

1.78 mm

2.0 mm

2.4 mm

2.62 mm

3.0 mm

3.53 mm

5.33 mm

เป็นต้น

วิธีวัด

ใช้ปาก Vernier Caliper วัดความหนาของเนื้อ O-Ring โดยตรง

ค่อย ๆ ปิดปากเวอร์เนียร์จนสัมผัส O-Ring

ห้ามบีบแรง

ตัวอย่างวัดได้

2.96 mm

อาจสรุปได้ว่า Cross Section มาตรฐานเดิมคือ

3.00 mm

ควรวัดอย่างน้อย 3–4 จุดรอบวง

ตัวอย่าง:

2.96 mm

2.98 mm

3.01 mm

2.97 mm

สามารถสรุปได้ว่า

CS ≈ 3.00 mm

7. สูตรคำนวณขนาด O-Ring

หากรู้ ID และ CS

สามารถคำนวณ OD ได้จาก

OD = ID + (2 × CS)

ตัวอย่าง

ID = 20 mm

CS = 3 mm

ดังนั้น

OD = 20 + 6

= 26 mm

---

หากรู้ OD และ CS

สามารถหา ID ได้จาก

ID = OD − (2 × CS)

ตัวอย่าง

OD = 26 mm

CS = 3 mm

ดังนั้น

ID = 26 − 6

= 20 mm

8. ตัวอย่างการวัด O-Ring จริง

สมมติวัด O-Ring เก่าได้ดังนี้

Inside Diameter:

24.92 mm

Cross Section:

3.47 mm

เมื่อเทียบกับขนาดมาตรฐาน อาจประเมินได้ว่า O-Ring เดิมคือ

25 × 3.5 mm

สามารถตรวจสอบ OD เพิ่มเติมได้

OD = 25 + (2 × 3.5)

= 32 mm

หากวัด OD ได้ประมาณ 31.9–32.1 mm ก็ยิ่งช่วยยืนยันขนาดได้

9. O-Ring เก่าอาจวัดไม่ตรงกับขนาดเดิม

โอริงที่ผ่านการใช้งานอาจเกิดการเปลี่ยนแปลงของขนาด เช่น

• ยืดตัว

• หดตัว

• Compression Set

• บวมจากน้ำมัน

• บวมจากสารเคมี

• แข็งตัว

• แบน

• เสียรูปจากอุณหภูมิ

ดังนั้นค่าที่วัดจาก O-Ring เก่าอาจไม่เท่ากับขนาด Nominal เดิม

ตัวอย่าง:

วัด CS ได้

3.28 mm

แต่ขนาดมาตรฐานเดิมอาจเป็น

3.53 mm

เนื่องจาก O-Ring ถูกกดใช้งานเป็นเวลานานจนเกิด Compression Set

ดังนั้นไม่ควรสั่ง O-Ring ใหม่โดยใช้ค่าจาก O-Ring เก่าเพียงอย่างเดียว

ควรเปรียบเทียบกับมาตรฐาน O-Ring และตรวจสอบ Groove ของเครื่องจักรเพิ่มเติมด้วย

10. วิธีวัด O-Ring ที่เสียรูปหรือแบน

หาก O-Ring เก่าถูกกดจนหน้าตัดไม่กลม

ตัวอย่างเช่น

ด้านหนึ่งวัดได้

3.20 mm

อีกด้านวัดได้

3.65 mm

ไม่ควรใช้ค่าใดค่าหนึ่งเป็นขนาดจริงทันที

ควรวัดหลายตำแหน่งและประเมิน Cross Section เดิม

อาจเป็นขนาดมาตรฐาน

3.53 mm

กรณีนี้ควรตรวจสอบ O-Ring Standard Size Table เพิ่มเติม

11. Metric O-Ring

Metric O-Ring ใช้หน่วยเป็นมิลลิเมตร

ตัวอย่าง

10 × 2 mm

20 × 3 mm

50 × 4 mm

100 × 5 mm

รูปแบบการระบุคือ

ID × CS

ดังนั้น

50 × 4 mm

หมายถึง

ID = 50 mm

CS = 4 mm

OD = 58 mm

12. Inch O-Ring

O-Ring บางประเภทใช้หน่วย Inch

ตัวอย่าง

1.000 × 0.125 inch

สามารถแปลงเป็นมิลลิเมตรโดยใช้

1 inch = 25.4 mm

ดังนั้น

1.000 inch = 25.4 mm

0.125 inch = 3.175 mm

ขนาดนี้จึงมีค่าประมาณ

25.4 × 3.175 mm

13. AS568 O-Ring Standard

AS568 เป็นมาตรฐาน O-Ring ที่ใช้อย่างแพร่หลายในระบบ Inch โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกา

รหัสจะมีลักษณะเช่น

AS568-214

AS568-225

AS568-325

แต่ละ Dash Number จะกำหนด

• ID

• Cross Section

ไว้แล้ว

ตัวอย่าง Cross Section ที่พบได้บ่อย เช่น

• 1.78 mm

• 2.62 mm

• 3.53 mm

• 5.33 mm

• 6.99 mm

ดังนั้นหากวัด O-Ring ได้ CS ใกล้กับค่าดังกล่าว อาจเป็น O-Ring มาตรฐาน AS568

14. JIS O-Ring

ในเครื่องจักรญี่ปุ่นมักพบ O-Ring มาตรฐาน JIS

เช่น

• P Series

• G Series

• S Series

• V Series

ตัวอย่าง

P-20

G-35

S-30

ตัวอักษรและหมายเลขไม่ได้หมายถึง ID โดยตรงเสมอไป

ควรนำรหัสไปเทียบกับ JIS O-Ring Size Table

15. วิธีตรวจสอบ O-Ring ด้วยการวัด Groove

หาก O-Ring เก่าหายหรือเสียรูปมากจนวัดไม่ได้ ควรวัด Groove แทน

ค่าที่ควรวัด ได้แก่

Groove Inside Diameter / Groove Diameter

วัดขนาดร่องที่ O-Ring ติดตั้ง

Groove Width

วัดความกว้างของร่อง

Groove Depth

วัดความลึกของร่อง

จากนั้นสามารถคำนวณ O-Ring Cross Section และ Squeeze ที่เหมาะสม

วิธีนี้มักแม่นยำกว่าการวัด O-Ring เก่าที่เสื่อมสภาพ

16. O-Ring Stretch

O-Ring ที่ติดตั้งบน Shaft หรือ Piston อาจต้องมีการยืดเล็กน้อย

เรียกว่า

O-Ring Stretch

โดยทั่วไป O-Ring ไม่ควรถูกยืดมากเกินไป เพราะจะทำให้

• Cross Section ลดลง

• Sealing Force ลดลง

• อายุการใช้งานลดลง

ดังนั้นเวลาเลือก O-Ring ไม่ควรเลือก ID จากการวัด Shaft เพียงอย่างเดียวโดยไม่พิจารณา Groove Design

17. O-Ring Squeeze

เมื่อ O-Ring ถูกติดตั้งในร่อง จะถูกบีบเล็กน้อยเพื่อสร้างแรงซีล

เรียกว่า

Squeeze

หากบีบน้อยเกินไป

อาจเกิด Leakage

หากบีบมากเกินไป

อาจทำให้

• Friction สูง

• O-Ring เสียรูป

• เกิดความร้อน

• อายุการใช้งานลดลง

ดังนั้นการเลือก Cross Section ต้องสัมพันธ์กับ Groove Depth

18. อย่าดูเฉพาะขนาด ต้องดู Material ด้วย

O-Ring ขนาดเท่ากันแต่ Material ต่างกัน อาจใช้งานแทนกันไม่ได้

วัสดุที่พบได้บ่อย ได้แก่

NBR — Nitrile Rubber

เหมาะกับ

• Mineral Oil

• Hydraulic Oil

• Grease

• Fuel บางชนิด

FKM / Viton

เหมาะกับ

• อุณหภูมิสูง

• น้ำมัน

• เชื้อเพลิง

• สารเคมีหลายชนิด

EPDM

เหมาะกับ

• น้ำ

• Steam

• Hot Water

• Brake Fluid บางประเภท

แต่โดยทั่วไปไม่เหมาะกับ Petroleum Oil

Silicone

เหมาะกับช่วงอุณหภูมิกว้าง และงานที่ต้องการความยืดหยุ่น

PTFE

เหมาะกับสารเคมีและอุณหภูมิสูง แต่มีคุณสมบัติแตกต่างจาก Elastomer O-Ring ทั่วไป

ดังนั้นเมื่อสั่ง O-Ring ควรระบุทั้ง

Size + Material

19. ตรวจสอบ Hardness

O-Ring ยังมีค่าความแข็งที่เรียกว่า

Shore A

ตัวอย่างที่พบได้บ่อย

• 60 Shore A

• 70 Shore A

• 75 Shore A

• 90 Shore A

โดยทั่วไป O-Ring อุตสาหกรรมจำนวนมากใช้ประมาณ

70 Shore A

แต่ในงานแรงดันสูงอาจใช้

90 Shore A

ดังนั้นขนาดเหมือนกัน Material เหมือนกัน แต่ Hardness ต่างกัน ก็อาจให้ประสิทธิภาพแตกต่างกัน

20. ข้อมูลที่ควรส่งให้ร้านค้าเมื่อต้องการหา O-Ring

หากต้องการให้ร้านค้าช่วยหา O-Ring ควรส่งข้อมูลดังนี้

1. Inside Diameter — ID

2. Cross Section — CS

3. Outside Diameter — OD

4. Material เดิม ถ้าทราบ

5. สีของ O-Ring

6. Hardness ถ้าทราบ

7. สารที่สัมผัส

8. Operating Temperature

9. Operating Pressure

10. ประเภทการเคลื่อนที่ เช่น Static / Dynamic

11. รูป O-Ring

12. รูปขณะวัดด้วย Vernier

13. รูป Groove

14. ประเภทเครื่องจักร

21. สูตรจำง่ายสำหรับ O-Ring

สำหรับ O-Ring ให้จำเพียง

ID × CS

ตัวอย่าง

20 × 3 mm

หมายถึง

ID = 20 mm

CS = 3 mm

และ

OD = 26 mm

โดยคำนวณจาก

OD = ID + 2CS

22. ตัวอย่างการระบุขนาดอย่างถูกต้อง

ตัวอย่างที่ 1

O-Ring 20 × 3 mm NBR 70

หมายถึง

• ID = 20 mm

• CS = 3 mm

• Material = NBR

• Hardness = 70 Shore A

ตัวอย่างที่ 2

O-Ring 50 × 4 FKM 75

หมายถึง

• ID = 50 mm

• CS = 4 mm

• Material = FKM

• Hardness = 75 Shore A

การระบุข้อมูลแบบนี้จะช่วยลดความผิดพลาดในการสั่งซื้อได้มาก

23. ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยในการวัด O-Ring

ข้อผิดพลาดที่พบเป็นประจำ ได้แก่

• วัด OD แล้วเข้าใจว่าเป็น ID

• วัด Cross Section โดยบีบ O-Ring แรงเกินไป

• วัด O-Ring ขณะถูกยืด

• วัด O-Ring เก่าที่บวมแล้วใช้ค่านั้นสั่งของใหม่

• ไม่ตรวจสอบ Metric หรือ Inch

• ไม่ตรวจสอบมาตรฐาน AS568 หรือ JIS

• เลือกขนาดถูกแต่ Material ผิด

• ไม่ตรวจสอบ Hardness

• ไม่ตรวจสอบ Groove

24. ขั้นตอนแนะนำในการหา O-Ring Replacement

หากต้องการหา O-Ring ทดแทนอย่างถูกต้อง ให้ทำตามลำดับดังนี้

Step 1: ตรวจสอบ Part Number หรือ Drawing เดิม

Step 2: วัด Inside Diameter

Step 3: วัด Cross Section

Step 4: วัด Outside Diameter เพื่อยืนยัน

Step 5: เทียบกับ O-Ring Standard Size

Step 6: ตรวจสอบ Metric / Inch / AS568 / JIS

Step 7: ตรวจสอบ Material

Step 8: ตรวจสอบ Hardness

Step 9: ตรวจสอบ Medium, Temperature และ Pressure

Step 10: ตรวจสอบ Groove ก่อนสั่งซื้อ

สรุป

วิธีวัด O-Ring ที่ง่ายที่สุดคือ

ID × Cross Section

หรือ

ID × CS

ตัวอย่าง

20 × 3 mm

หมายถึง

Inside Diameter = 20 mm

Cross Section = 3 mm

Outside Diameter = 26 mm

อย่างไรก็ตาม หากเป็น O-Ring เก่าที่ผ่านการใช้งานมาแล้ว ควรระวังเรื่องการยืดตัว การบวม การหดตัว และ Compression Set เพราะค่าที่วัดได้อาจแตกต่างจากขนาดเดิม

วิธีที่แม่นยำที่สุดคือ

ตรวจสอบ Part Number หรือ Drawing เดิม + วัด ID + วัด CS + ตรวจสอบ OD + เทียบ Standard Size + ตรวจสอบ Material และ Groove

การเลือก O-Ring ที่ถูกต้องไม่ควรดูเฉพาะขนาดเท่านั้น แต่ควรพิจารณา วัสดุ ความแข็ง อุณหภูมิ แรงดัน สารที่สัมผัส และลักษณะการใช้งาน ร่วมด้วย เพื่อให้ระบบซีลทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีอายุการใช้งานเหมาะสม