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如何查找、修复和避免真空袋中的泄漏?

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  真空袋是许多复合材料制造工艺不可或缺的一部分,包括预浸料、树脂导流和传统的手糊抽真空袋压,但要使真空袋可靠地密封可能是很困难和令人沮丧的,特别是对于那些相对较新的工艺而言。
为什么真空袋如此重要
     如果您正在阅读这篇文章,那么您很有可能已经知道拥有一个完全密封的真空袋是多么重要,但您可能不一定知道为什么真空袋会出现泄漏问题。

需要发现和修复袋子泄漏的两个主要原因是:
1.泄漏的真空袋会影响您的零件
     通常,真空袋装工艺需要仔细控制和保持真空水平,以达到良好的效果。在某些情况下,小泄漏可能不会在泵运行时损坏零件,但是零件的表面光洁度可能会因针孔和空隙而受到影响。
   抽真空过程,如树脂导流,真空袋必须密封,否则零件有很大可能会被损坏。在这种情况下,袋子必须能够保持真空,直到树脂固化。

2.真空袋泄漏可能会损坏您的泵
      对于复合材料中使用的最常见的“旋片”型真空泵,任何涉及让真空泵在整个固化过程中运行的过程(如 OOA 预浸料)如果真空袋未正确密封,则可能会损坏泵。这是因为真空泵需要在泄漏的真空袋中一直运转。
     对于带有油蒸汽冷凝器的真空泵,如EC4和EC20,在真空袋泄漏的情况下长时间运行往往会导致油蒸汽冷凝器不堪重负,导致油溢出收集器,从而离开泵。
     对于没有油蒸汽冷凝器的泵,像许多低成本的空调泵一样,在未密封的真空袋中长时间运行会不断产生油蒸汽和烟雾,经常使房间充满烟雾。
     在这两种情况下,真空泵泵有可能在运行时使泵油耗干,这可能会造成永久性损坏。
为什么真空袋如此重要
  随着时间的推移,真空袋中的压力降低有可能是由以下原因造成:
1) 真空袋已经被刺破
2) 密封泄漏
3) 装袋过程中的刺破真空袋
4) 在固化过程中破裂
5) 真空系统其他地方的泄漏
在本节中,我们将详细研究这些可能的原因。

真空袋已经被刺破
     由于我们的 VB160 和 GVB200 等真空袋具有良好的质量,因此在制造过程中袋子被刺破的可能性极小,我们暂时还没有遇到这种情况的案例。
     更有可能的是真空袋在储存过程中被刺破了。为了防止这种情况,最好将真空袋存放在专用的材料存放架上,例如我们的复合材料壁架。如果没有合适的壁架,也可以将真空袋平整放置在货架上。
     不建议将真空袋直接存放在地板,地面上或者存放在很容易被刺破的环境中。
信封式真空袋密封处泄漏

一般来说,信封式装袋通常用于预浸料和湿法手糊抽真空袋压工艺中。裁剪真空袋时,确保真空袋足够大以适应模具的大小是很重要的。需要有多余真空袋来符合模具内的所有轮廓和细节。许多真空袋都是折叠使用的,这意味着这样可以用来制作只需要三面密封的真空袋。当然,如果使用的袋子四面都是打开,原理是相同的。

使用密封胶带
     在一个有折起来的真空袋上,重要的是要确保密封胶带延伸过折痕,以确保有一个良好的密封沿折痕线本身。

     贴密封胶带时,最好稍微拉紧真空袋,以尽量减少真空袋下的折痕或褶皱。这可以通过在真空袋上滑动密封胶带来完成,以便在贴密封胶带时稍微拉紧它。

      拐角一般有两种处理方式。首先,在拐角处撕开密封胶带背面衬纸,然后将密封胶带在拐角处弯曲成连续的,或者在拐角处切割开及重叠密封胶带。两种方法都会形成良好的密封,但是第一种方法可能稍微快一些。

      此时,可以将真空袋折叠起来,并在两侧进行密封,使一侧打开并放入模具,在放入模具之前更容易密封边缘,因为真空袋会平整。一个常见的错误是去除大段的密封胶带背纸,这样做会使真空袋更难平整,也更难将真空袋平整的贴在密封胶带上面。建议使用时候只去除 3--400 毫米的密封胶带。

     贴密封胶带时,稍微拉紧以确保胶带上没有褶皱,并沿着密封线的长度操作。

放入真空嘴
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在这一阶段,需要将真空嘴安装完毕。将真空嘴的下半部分插入袋子中合适的位置。要想在袋子顶部开个洞,推荐的方法是捏出一块真空袋,然后用剪刀把袋子顶部剪掉。需要小心,以确保孔不大于真空嘴上的第一个凸出的位置,因为会在这个地方形成密封。然后可以将真空嘴上端的顶部拧入到位。重要的是要确保真空嘴上面的真空袋不要有褶皱,可以通过 稍微拉紧真空袋来完成。真空嘴只需要用手拧紧,就可以正确密封。

    此时,使用与之前相同的方法将真空袋完全密封。完全密封后,在密封胶带处用力按压,以确保胶带正确密封。最好的方法是在沿着密封胶带的同时,稍微捏和拉伸密封胶带。这可确保消除任何折痕。在角落和密封胶带重叠的地方要格外注意。

    现在可以连接真空泵并对真空袋抽真空。在这一阶段,小心操作真空袋,以确保它能完全包裹模具表面。抽真空时,有用的工具是真空泄漏指示器。当密封的真空袋中存在大量泄漏时,指示器将会旋转。继续检查密封胶带处,直到真空袋密封且泄漏指示器停止旋转。非常小的泄漏不会显示在指示器上,但可以在泄漏测试中发现。

常见误区
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  包括不要用密封胶带直接盖住真空袋上面的折痕,不要太过于拉紧密封胶带,这意味着你最终会在密封线上留下缝隙和折痕。另一个常见的问题是,当你使用密封胶带时,密封胶带会向边缘或内部偏移。这可以很容易地解决,方法是将密封胶带突然拉回到胶带完好的地方,然后将密封胶带改向正确的方向。密封胶带上的任何缝隙都可以通过添加一些密封胶带来弥补。

     当你贴上最上面一层真空袋时,真空袋会再次在密封胶带上发生偏移。处理方法是相似的,将真空袋从密封胶带上猛地撕下,然后小心地重新贴上,并轻轻扭转胶片几厘米,使密封回到正确的位置上,这样不太可能留下大的波纹。到达真空袋的末端而没有到达预留的密封胶带位置也是常见的问题。可以通过在真空袋下层的密封胶带上打一个小褶皱来弥补,这样可以处理上面的真空袋不够到下面真空袋上面的密封胶带处的问题。
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 真空袋密封后,沿着密封处检查是否有缺陷。可以通过稍微拉伸真空袋以将其拉平整然后用压在胶带上来去除折痕。同样,在密封胶带处重叠的地方,可以通过用力按压密封胶带来处理未密封的问题  。

模具面密封真空袋上的密封泄漏
      比较大的模具或者真空导流工艺使用信封式装袋是不太实际的。树脂导流最好使用模具面密封真空袋,因为流导流的树脂会流到用信封式装袋的模具的背面和侧面。

检查法兰
      建议在将任何编织物或材料放入模具之前,先将密封胶带贴在模具的法兰板上。这有助于确保法兰没有松散的纤维丝等杂物,这些纤维丝会导致密封胶带无法正确密封真空袋导致泄漏。可以擦拭法兰边上的灰尘或碎屑。

使用密封胶带
      密封胶带应以平滑的方式贴在模具的法兰板周围。当你这样做时,你需要在密封胶带上加入褶皱。

创建褶皱
褶皱是必要的,以确保可以将足够的真空袋应用于模具上的所有的轮廓和细节。这意味着真空袋比模具尺寸大得多,并且褶皱会占用多余的真空袋。有两种方法可以做成褶皱,一种是提前将一段密封胶带折叠起来粘在法兰上的密封胶带处,另一种是将多余的真空袋均匀分布出褶皱,然后再贴密封胶带。如果你是新手,第二种方法更容易做到,只不过花费的时间要长一些。

密封真空袋
      根据密封胶带(包括褶皱)来确定所需要的真空袋,以确保有足够的真空袋覆盖所有的模具和褶皱。把真空袋放在模具中央,这样真空袋就能均匀地覆盖。当将真空袋贴在胶带上时,最好的方法是将真空袋的一边卷起,然后将褶皱折叠到另一边。当套真空袋被应用时需要小心,以确保真空袋不会偏离法兰上的密封胶带太远。这种情况尤其容易发生在褶皱上。与信封袋一样,胶卷可以被引导到正确的方向来阻止这种情况的发生。

      褶皱的顶部是容易出现泄漏的位置,因此需要格外注意,以确保真空袋与胶密封带充分接触。由于密封几乎是封闭的,通常会出现袋子过多堆积或袋子过于紧绷的情况。这个问题可以通过调整褶皱来解决,或者延长褶皱上的胶带来占据多余的部分。如果多余的薄膜很长也没关系,只要密封整齐就可以了。

插入真空管
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现在真空袋已经密封好了,真空管可以插入树脂硅胶接嘴中。这是通过在真空袋上打一个小孔来完成的。然后用轻微的倒角切割软管并用力压入袋子的孔中。尝试操作连接器周围的真空袋,轻轻拉伸它以去除任何折痕或褶皱。这是为了保证密封胶带在使用周围能有效密封。然后使用一小段密封胶带密封软管周围。有效密封只需要几圈。过多的密封胶带会使以后更难在该区域发现泄漏。

装袋时破坏真空袋
操作环境
      首先,工作台需要干净,没有灰尘和散落的纤维丝束,以免影响密封。其次,您如果用的是信封式装袋,需要在桌子上操作。在比较坚硬的表面上时移动或拖动真空袋时,可能会磨损或者刺破真空袋。对于临时操作台,一个很好的解决办法是用露营或瑜伽垫上的EVA泡沫。长时间使用的解决方案是,桌子的四周也可以覆盖泡沫。
     在专业的复合材料车间,给工作台添加衬垫的传统方式是用几层透气毡覆盖,然后拉伸并在顶部固定一些包装薄膜。在这种环境下,这些材料既方便又有效。

模具准备
      爆袋的另一个常见问题是模具本身。模具背面和侧面的毛边和松散纤维会导致袋子爆裂。因此,修剪后需要小心,以确保边缘是圆形和光滑的,没有锋利的点或线粘在模具背面。这些问题可以用砂纸打磨掉。

合适的工具
     通常,当抽真空时,有必要将真空袋压入模具角落和凹陷处,以避免桥接。这通常是用各种工具完成的,如果使用不当,可能会使真空袋破裂。
     所用的任何工具都应该是钝的,但还是有必要用力把真空袋压入。按压或滚动工具是比较好的方法,因为拖动工具会磨损和划伤真空袋,导致泄漏。可以通过在工具上增加一层透气毡来进一步钝化工具。如果您压得太紧可能会损坏真空袋,请用记号笔在该区域做标记,以便在泄漏测试失败时帮助定位泄漏位置。

固化过程中爆裂
     在固化过程中,袋子可能会爆裂。这种情况的常见原因包括袋子的桥接、刺穿袋子的地方,紧固件以及模具本身的形状。这类问题通常发生在模具的背面,因为通常很少注意这个区域。

刺破袋子的扣件
     在分模的模具中,用紧固件将零件固定在一起是很常见的。经常使用螺母和螺栓,但是需要注意将暴露的螺柱切割成与螺母齐平,以避免出现任何锐边。圆顶螺母是一个比较好的方法。此外,还建议在紧固件上垫一小块透气毡,以进一步钝化紧固件,并进一步减少刺破真空袋的机会。

模具的形状
     当抽真空时,模具形状中的某些特征会引起问题。深的凹陷和狭窄的角落是导致出现问题的常见地方,因为当抽真空时,真空袋可能会在角落上架桥。随着真空度的增加,袋子会达到其拉伸极限,并可能在这些区域破裂。这可以通过仔细注意真空袋在模具背面以及更明显的正面的铺放真空袋来避免。

系统其他地方泄漏
    即使有一个好的真空袋,你仍然可以得到系统内的泄漏。所有真空嘴,快速接头,倒钩接头等螺纹连接处和配件都是可能的泄漏源。仔细检查所有螺纹连接,确保螺纹密封良好且无泄漏。

快速接头
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如果O形密封圈磨损或损坏,它们可能会泄漏,因此定期检查密封圈是否泄漏非常重要。如果有明显的刻痕或损坏,应在再次使用快速接头前更换。

倒钩接头
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如果真空管安装不正确,也可能会泄漏。常见的错误是用刀切断紧密的真空管,这样会在软黄铜配件上留下划痕。这就为将来潜在的泄漏,提供了空气通道。

模具中的漏洞
     也有可能模具本身会存在泄漏。使用树脂制造的模具不太可能通过模具本身泄漏。然而,在脱模过程中,法兰经常会出现细小的裂纹和损坏,这可能会导致密封处出现空气通道。模具在使用前应仔细检查,必要时进行修理。

系统其余部分的泄漏
     应该对真空系统的其余部分进行定期检查,以消除任何潜在的泄漏,包括真空管、树脂收集器和泵的所有管路。非常小的泄漏问题不大,因为该系统仍将保持完全真空,它是袋的下游。此外,在进行泄漏测试或完成装袋过程时,记得用管卡夹住真空袋附近的真空管,这样,如果真空系统中有小泄漏,就不会错误地指示袋子中有泄漏。

如何检查真空袋中的泄漏
     检查实际泄漏是真空装袋最关键的部分。这可以通过多种方式完成,但都不可避免地涉及到泄漏测试,以此作为衡量袋子质量的起点。

泄露测试
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泄露测试是通过对真空袋抽真空来进行的。然后将真空管夹住,用真空计检查是否有真空度下降来确定是否有泄漏。对于典型的预浸料或手糊带呀,使用简单的机械计量器,需要确定真空表在半小时内指针应该没有明显的移动。

连接仪表
      对于信封式装袋,连接真空表简单方法是使用直通袋连接器通过快速接头将真空表直接连接到真空袋上。真空表可以简单快速地连接到真空袋上。对于导流工艺,真空表通过直通连接倒钩接头可以简单连接真空管上面。

使用树脂收集器进行泄漏测试
      虽然最好将真空表直接连接到真空袋上,但是也可以使用树脂收集器上的真空表。在进行泄漏测试时,必须将收集器和真空袋夹在一起,以确保测试显示的是真空袋中的泄漏,而不是更广泛的真空系统。收集器上非常小的泄漏不是太大的问题,需要做的只是在泄漏测试结束时进行抽真空,然后关闭泵。然后可以打开管卡,真空表上指针的任何变化都将显示真空袋本身有泄漏。

电子真空表
     如果您正在做大量的真空装袋,那么电子真空表可能是一个很好的选择。主要优点是与基本机械压力计相比,分辨率更高。这意味着泄漏测试可以在更短的时间内进行,通常检测任何泄漏只需要大约一分钟。

如何找到并修复真空袋中的漏洞
     理想的是,在这一点上,在泄漏测试之后,袋子将是无泄漏的。然而,如果发现泄漏,在继续操作之前,需要定位泄漏源并密封泄漏位置。

检查密封件
     第一个也是最有可能发现泄漏的地方是密封处。小心处理袋子中的所有密封胶带和连接处,小心压下密封胶带并系统地查找任何泄漏。在大多数情况下,这将解决大多数可能在真空袋中发现的泄漏。

堵塞可疑泄漏点
     在这一阶段,应密封之前确定为可能泄漏点的任何点。为此,小心地拉伸该区域的真空袋折痕,然后用一块密封胶带堵住漏洞。

第二次泄漏测试
     在这个阶段,所有的漏洞或者泄漏点都应该被堵上。然而,有必要通过进行与之前相同的第二次真空泄漏测试来确认这一点。

进一步泄漏识别
     最简单的方法是转移到安静的地方,关掉泵,倾听泄漏发出的轻微嘶嘶声。然后像之前一样找到它并用密封胶带堵上。然而,在某些情况下,某些工具可以用来帮助定位泄漏。

听诊器
     简单而有效的工具是听诊器。这是通过在密封上慢慢移动管端,倾听泄漏的嘶嘶声来实现的。如果没有找到,则将管端移到袋子上,直到找到泄漏。

超声波检测仪
     其使用方式类似于听诊器,将导管在真空袋上方移动,以聆听泄漏发出的高音调频率。虽然它们相对快速地发现泄漏是有用的,这个是相当昂贵的设备,因此不是必要的,尤其是在刚开始阶段的时候。

什么时候该放弃!
      如果仍然没有发现泄漏点,尽管你尽了一切努力,还是有漏气情况,应当考虑重新密封新的真空袋。

      很容易陷入花很长时间寻找漏气的部分。花在寻找上的时间越长,就越容易对这个泄漏点产生投入感,并希望继续寻找。但是,明智的做法是为检查漏气点设置时间限制。一个很好的经验是只花与最初密封真空袋一样长的时间来寻找泄漏。除此之外,最好重新装袋,因为从统计数据来看,真空袋第二次更可能不泄漏。

在继续之前修复泄漏
     当您知道真空袋中仍有泄漏时,不要继续进行后续操作。对于树脂导流,真空袋必须正确密封,否则成品部件会出现问题。对于预浸料或手糊袋压等其他工艺,出现非常轻微的泄漏。可能会损害零件的表面效果,并且大多数真空泵不建议在泄漏时运行,可能会在相当长时间抽真空导致损坏。因此,我们始终建议在继续之前修复任何泄漏。

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