继上篇 O形圈沟槽 所说的帕斯卡定律，为什么 O 形圈可以实现自紧密封

O 形圈自紧原理

如果我们把橡胶看作普通固体（比如软木垫片），要密封 10MPa 的气体压力，你的螺栓必须提供大于 10MPa 的压紧力。一旦螺栓松了一点，压力大于压紧力，密封就失效了。

但在帕斯卡定律的加持下，O 形圈便“活”了起来：

• 初始状态（压力为 0）： 你安装好 O 形圈，给它一个初始压缩量（比如 20%）。此时，橡胶依靠自身的弹性（固体属性），产生了一个初始接触压力 $P_{init}$（例如 2MPa）。 此时：密封能力 = 2MPa。
• 工作状态（系统压力 $P_{sys}$ = 10MPa）：高压气体进入沟槽，推挤 O 形圈。 帕斯卡定律生效： O 形圈作为“液体”，忠实地传递了这个 10MPa 的压力。它把这个压力叠加到了密封面上。
  • $$P_{final} = P_{init} + P_{sys}$$
  • $$P_{final} = 2MPa + 10MPa = 12MPa$$
• 结论： 接触压力（12MPa） > 系统压力（10MPa）。 无论系统压力怎么升高，密封面的反作用力永远比它高出一个 $P_{init}$。

这就是自紧：压力越大，封得越紧。 你不需要用巨大的螺栓去对抗 10MPa，你只需要提供那微不足道的 2MPa 初始压力，剩下的力气，是流体自己“帮”你封住的。

与垫片密封的区别

• 垫片
  • 对象：紫铜垫、石棉垫、聚四氟乙烯（PTFE）。
  • 物理模型：塑性变形。
  • 操作：拼命拧螺栓。 必须要让法兰变形，死死压住垫片。螺栓力就是一切。
  • 缺点：震动导致螺栓松动后，立马泄漏。
• O 形圈
  • 对象：橡胶、全氟醚。
  • 物理模型：帕斯卡传压。
  • 操作：金对金接触 。螺栓拧紧是为了让两个金属法兰面贴合，而不是为了压扁 O 形圈。O 形圈的压缩量是由沟槽深度锁死的（设计好的）。
  • 优点：螺栓即便微量松动，只要金属面不分开太多，流体压力依然会让 O 形圈膨胀补偿，维持密封。

“副作用”间隙挤出

当然，既然它是“液体”，在高压下，它就会像水一样，试图从哪怕最细微的缝隙里“射”出去。这就是为什么高压（>10MPa）密封设计中，配合公差 比 表面光洁度 更重要。

• 场景： 法兰面没对齐，留了 0.2mm 的缝隙。
• 低压时： 它是固体，没事。
• 高压时： 帕斯卡定律让它变成了高压水流。橡胶会被“挤”进这 0.2mm 的缝隙里，像削土豆皮一样被金属边缘切掉。

解决办法： 既然它是液体，堵不住缝隙，那就加一个挡圈。挡圈通常是硬质特氟龙或 PEEK，它更像固体，用来堵住缝隙，让柔软的橡胶安心做它的“液体工作”。