Tra le tipologie di tenuta più difficili vi è la tenuta sotto vuoto. Per garantire la tenuta sotto vuoto, le sedi devono avere dimensioni tali da permettere all'O-Ring di occupare quasi interamente lo spazio disponibile; in questo modo tutte le superfici della sede diventano superfici di tenuta e quindi la loro finitura deve essere molto accurata.
La maggior parte delle perdite, con sede di tenuta correttamente eseguita, è da attribuire ad una permeabilità dell'elastomero: per garantire un buon effetto di tenuta è opportuno utilizzare mescole con un basso coefficiente di penetrazione ai gas e un basso Compression Set.
Inoltre, con vuoto spinto si deve tenere conto di una perdita di peso dell'O-Ring: per diminuire la perdita di peso delle mescole in presenza di vuoto, legata alla liberazione delle cariche più volatili, possono essere impiegati particolari lubrificanti. Per condizioni di vuoto dell’ordine di 10 –4 / 10 –5 torr si possono realizzare buone tenute anche con elastomeri comuni (NBR, EPD); per vuoti più spinti si deve ricorrere a polimeri fluorurati o HNBR particolarmente resistenti alla diffusione gassosa.
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