1 Ievads
Līdz ar sakaru tehnoloģiju straujo attīstību pēdējā desmitgadē, optisko šķiedru kabeļu pielietojuma joma ir paplašinājusies. Turpinot pieaugt vides prasībām optisko šķiedru kabeļiem, pieaug arī prasības optisko šķiedru kabeļos izmantoto materiālu kvalitātei. Optisko šķiedru kabeļa ūdens bloķēšanas lente ir izplatīts ūdeni bloķējošs materiāls, ko izmanto optisko šķiedru kabeļu rūpniecībā, un ir plaši atzīta optisko šķiedru kabeļa blīvēšanas, hidroizolācijas, mitruma un bufera aizsardzības loma, un tās šķirnes un veiktspēja ir nepārtraukti mainīta. uzlabots un pilnveidots, attīstot optisko šķiedru kabeli. Pēdējos gados optiskajā kabelī tika ieviesta “sausā kodola” struktūra. Šāda veida kabeļu ūdens barjeras materiāls parasti ir lentes, dzijas vai pārklājuma kombinācija, lai novērstu ūdens iekļūšanu gareniski kabeļa serdenē. Pieaugot sauso serdeņu optisko šķiedru kabeļu pieņemšanai, sauso serdeņu optisko šķiedru kabeļu materiāli strauji aizstāj tradicionālos kabeļu pildījuma savienojumus uz vazelīna bāzes. Sausajā serdes materiālā tiek izmantots polimērs, kas ātri uzsūc ūdeni, veidojot hidrogēlu, kas uzbriest un aizpilda kabeļa ūdens iekļūšanas kanālus. Turklāt, tā kā sausais serdes materiāls nesatur lipīgu smērvielu, kabeļa sagatavošanai savienošanai nav nepieciešami salvetes, šķīdinātāji vai tīrīšanas līdzekļi, un kabeļa savienošanas laiks ir ievērojami samazināts. Kabeļa vieglais svars un labā saķere starp ārējo armatūras dziju un apvalku netiek samazināta, padarot to par populāru izvēli.
2 Ūdens ietekme uz kabeli un ūdensizturības mehānismu
Galvenais iemesls, kāpēc jāveic dažādi ūdens bloķēšanas pasākumi, ir tas, ka ūdens, kas nonāk kabelī, sadalīsies ūdeņraža un OH jonos, kas palielinās optiskās šķiedras pārraides zudumus, samazinās šķiedras veiktspēju un saīsinās vadu. kabeļa kalpošanas laiks. Visizplatītākie ūdens bloķēšanas pasākumi ir uzpildīšana ar naftas pastu un ūdens bloķēšanas lentes pievienošana, kas tiek aizpildīta spraugā starp kabeļa serdi un apvalku, lai novērstu ūdens un mitruma izplatīšanos vertikāli, tādējādi spēlējot lomu ūdens bloķēšanā.
Ja sintētiskos sveķus lielos daudzumos izmanto kā izolatorus optisko šķiedru kabeļos (vispirms kabeļos), arī šie izolācijas materiāli nav imūni pret ūdens iekļūšanu. “Ūdens koku” veidošanās izolācijas materiālā ir galvenais iemesls, kas ietekmē transmisijas veiktspēju. Mehānisms, ar kādu izolācijas materiālu ietekmē ūdens koki, parasti tiek skaidrots šādi: spēcīgā elektriskā lauka dēļ (cita hipotēze ir, ka sveķu ķīmiskās īpašības mainās ļoti vāja paātrinātu elektronu izlāde), tajā iekļūst ūdens molekulas. caur dažādo mikroporu skaitu optiskās šķiedras kabeļa apvalka materiālā. Ūdens molekulas iekļūs caur dažādo mikroporu skaitu kabeļa apvalka materiālā, veidojot “ūdens kokus”, pakāpeniski uzkrājot lielu ūdens daudzumu un izplatoties kabeļa garenvirzienā un ietekmējot kabeļa veiktspēju. Pēc gadiem ilgas starptautiskās izpētes un testēšanas 80. gadu vidū, lai atrastu veidu, kā novērst labāko veidu, kā ražot ūdens kokus, tas ir, pirms kabeļa ekstrūzijas, kas ietītas ūdens absorbcijas slānī un ūdens barjeras izplešanās, lai kavētu. un palēnināt ūdens koku augšanu, bloķējot ūdeni kabelī garenvirziena izplatības iekšpusē; tajā pašā laikā ārēju bojājumu un ūdens infiltrācijas dēļ ūdens barjera var arī ātri bloķēt ūdeni, nevis kabeļa garenisko izplešanos.
3 Kabeļa ūdens barjeras pārskats
3. 1 Optisko šķiedru kabeļu ūdens barjeru klasifikācija
Ir daudzi veidi, kā klasificēt optisko kabeļu ūdens barjeras, kuras var klasificēt pēc to struktūras, kvalitātes un biezuma. Kopumā tos var klasificēt pēc to struktūras: abpusēja laminēta ūdensaizbāze, vienpusīga pārklājuma ūdensaizbāze un kompozītmateriāla plēves ūdensaizsardzība. Ūdens barjeras ūdens barjeras funkcija galvenokārt ir saistīta ar augstas ūdens absorbcijas materiālu (sauktu par ūdens barjeru), kas pēc tam, kad ūdens barjera saskaras ar ūdeni, var ātri uzbriest, veidojot lielu gēla daudzumu (ūdens barjera var absorbēt simtiem reižu vairāk ūdens nekā pats), tādējādi novēršot ūdens koka augšanu un novēršot ūdens turpmāku infiltrāciju un izplatīšanos. Tajos ietilpst gan dabiskie, gan ķīmiski modificētie polisaharīdi.
Lai gan šiem dabiskajiem vai daļēji dabīgajiem ūdens bloķētājiem ir labas īpašības, tiem ir divi liktenīgi trūkumi:
1) tie ir bioloģiski noārdāmi un 2) tie ir viegli uzliesmojoši. Tas maz ticams, ka tos izmantos optisko šķiedru kabeļu materiālos. Otrs sintētiskā materiāla veids ūdensizturībā ir poliakrilāti, kurus var izmantot kā optisko kabeļu ūdensizturīgos materiālus, jo tie atbilst šādām prasībām: 1) sausā veidā spēj neitralizēt optisko kabeļu izgatavošanas laikā radušos spriegumus;
2) kad tie ir sausi, tie var izturēt optisko kabeļu darbības apstākļus (termisko cikliskumu no istabas temperatūras līdz 90 ° C), neietekmējot kabeļa kalpošanas laiku, kā arī īslaicīgi var izturēt augstu temperatūru;
3) iekļūstot ūdenim, tie var strauji uzbriest un veidot želeju ar izplešanās ātrumu.
4) ražot ļoti viskozu želeju, pat augstā temperatūrā gela viskozitāte ir stabila ilgu laiku.
Ūdens atbaidīšanas līdzekļu sintēzi var plaši iedalīt tradicionālās ķīmiskās metodes – apgrieztās fāzes metode (ūdens-eļļā polimerizācijas šķērssaistīšanas metode), savs šķērssaistīšanas polimerizācijas metode – diska metode, apstarošanas metode – “kobalts 60” γ -staru metode. Šķērssaistīšanas metode ir balstīta uz “kobalta 60” γ-starojuma metodi. Dažādām sintēzes metodēm ir atšķirīga polimerizācijas un šķērssavienojuma pakāpe, un tāpēc ir ļoti stingras prasības ūdens bloķējošajam aģentam, kas nepieciešams ūdeni bloķējošajām lentēm. Tikai ļoti nedaudzi poliakrilāti var atbilst četrām iepriekš minētajām prasībām, saskaņā ar praktisko pieredzi ūdens bloķējošus līdzekļus (ūdeni absorbējošus sveķus) nevar izmantot kā izejvielu vienai šķērssaistītā nātrija poliakrilāta daļai, ir jāizmanto vairāku polimēru šķērssaistīšanas metode (ti, dažāda šķērssaistītā nātrija poliakrilāta maisījuma daļa), lai sasniegtu ātras un augstas ūdens uzsūkšanās reizes mērķi. Pamatprasības ir šādas: ūdens absorbcijas koeficients var sasniegt apmēram 400 reizes, ūdens absorbcijas ātrums var sasniegt pirmo minūti, lai absorbētu 75% ūdens, ko absorbē ūdens pretestība; Ūdens izturīgas žāvēšanas termiskās stabilitātes prasības: ilgstoša temperatūras noturība 90°C, maksimālā darba temperatūra 160°C, momentāna temperatūras pretestība 230°C (īpaši svarīgi fotoelektriskajam kompozītkabelim ar elektriskiem signāliem); ūdens uzsūkšanās pēc gēla stabilitātes prasību veidošanās: pēc vairākiem termiskiem cikliem (20°C ~ 95°C) Gēla stabilitātei pēc ūdens absorbcijas ir nepieciešams: gēls ar augstu viskozitāti un gēla stiprību pēc vairākiem termiskiem cikliem (20°C līdz 95°C). C). Gela stabilitāte ievērojami atšķiras atkarībā no sintēzes metodes un ražotāja izmantotajiem materiāliem. Tajā pašā laikā, jo ne ātrāks izplešanās ātrums, jo labāk, daži produkti vienpusēji tiecas pēc ātruma, piedevu izmantošana neveicina hidrogēla stabilitāti, ūdens aiztures spējas iznīcināšanu, bet ne, lai sasniegtu efektu. ūdens izturība.
3. 3 ūdens bloķējošās lentes īpašības Kā kabelis ražošanā, testēšanā, transportēšanā, uzglabāšanā un izmantošanā, lai izturētu vides pārbaudi, tā no optiskā kabeļa izmantošanas viedokļa, kabeļa ūdens bloķēšanas lente prasības ir šādas:
1) izskata šķiedru sadalījums, kompozītmateriāli bez atslāņošanās un pulvera, ar noteiktu mehānisko izturību, piemēroti kabeļa vajadzībām;
2) viendabīga, atkārtojama, stabila kvalitāte, kabeļa veidošanā netiks atslāņoti un ražoti
3) augsts izplešanās spiediens, ātrs izplešanās ātrums, laba želejas stabilitāte;
4) laba termiskā stabilitāte, piemērota dažādai turpmākai apstrādei;
5) augsta ķīmiskā stabilitāte, nesatur korozīvus komponentus, izturīgs pret baktērijām un pelējuma eroziju;
6) laba saderība ar citiem optiskā kabeļa materiāliem, oksidācijas izturība utt.
4 Optiskā kabeļa ūdens barjeras darbības standarti
Liels skaits pētījumu rezultātu liecina, ka nekvalificēta ūdensizturība pret kabeļa pārraides veiktspējas ilgtermiņa stabilitāti radīs lielu kaitējumu. Šo kaitējumu optiskās šķiedras kabeļa ražošanas procesā un rūpnīcas pārbaudē ir grūti atrast, taču tas pakāpeniski parādīsies kabeļa ieguldīšanas procesā pēc lietošanas. Tāpēc savlaicīga visaptveroša un precīza testa standartu izstrāde, lai atrastu pamatu izvērtēšanai, visas puses var pieņemt, ir kļuvis par steidzamu uzdevumu. Autora plašie pētījumi, izpēte un eksperimenti par ūdens bloķēšanas lentēm ir nodrošinājuši atbilstošu tehnisko bāzi ūdens bloķēšanas lentu tehnisko standartu izstrādei. Nosakiet ūdens barjeras vērtības darbības parametrus, pamatojoties uz sekojošo:
1) optiskā kabeļa standarta prasības ūdensstopam (galvenokārt optiskā kabeļa materiāla prasības optiskā kabeļa standartā);
2) pieredze ūdens barjeru ražošanā un izmantošanā un attiecīgie testēšanas ziņojumi;
3) pētījumu rezultāti par ūdens bloķējošo lentu raksturlielumu ietekmi uz optisko šķiedru kabeļu veiktspēju.
4. 1 Izskats
Ūdens barjeras lentes izskatam jābūt vienmērīgi sadalītām šķiedrām; virsmai jābūt līdzenai un bez grumbām, krokām un plīsumiem; lentes platumā nedrīkst būt šķelšanās; kompozītmateriālam nedrīkst būt atslāņošanās; lentei jābūt cieši uztītai, un rokā turamās lentes malām jābūt brīvām no “salmu cepures formas”.
4.2. Ūdens aiztures mehāniskā izturība
Ūdens aiztures stiepes izturība ir atkarīga no poliestera neaustās lentes ražošanas metodes, tādos pašos kvantitatīvos apstākļos viskozes metode ir labāka nekā izstrādājuma stiepes izturības karsti velmētā metode, biezums arī ir plānāks. Ūdens barjeras lentes stiepes izturība mainās atkarībā no tā, kā kabelis ir aptīts vai aptīts ap kabeli.
Tas ir galvenais rādītājs divām ūdens bloķēšanas siksnām, kurām testa metode ir jāapvieno ar ierīci, šķidrumu un testa procedūru. Galvenais ūdeni bloķējošais materiāls ūdens bloķēšanas lentē ir daļēji šķērssaistīts nātrija poliakrilāts un tā atvasinājumi, kas ir jutīgi pret ūdens kvalitātes prasību sastāvu un raksturu, lai vienotu ūdens uzbriešanas augstuma standartu. bloķēšanas lente, dominē dejonizēta ūdens izmantošana (šķīrējtiesā tiek izmantots destilēts ūdens), jo dejonizētajā ūdenī, kas būtībā ir tīrs ūdens, nav anjonu un katjonu komponentu. Ūdens absorbcijas sveķu absorbcijas reizinātājs dažādās ūdens kvalitātēs ir ļoti atšķirīgs, ja absorbcijas reizinātājs tīrā ūdenī ir 100% no nominālvērtības; krāna ūdenī tas ir 40% līdz 60% (atkarībā no katras vietas ūdens kvalitātes); jūras ūdenī tas ir 12%; pazemes ūdens vai notekas ūdens ir sarežģītāks, ir grūti noteikt absorbcijas procentu, un tā vērtība būs ļoti zema. Lai nodrošinātu ūdens barjeras efektu un kabeļa kalpošanas laiku, vislabāk ir izmantot ūdens barjeras lenti ar pietūkuma augstumu > 10 mm.
4.3. Elektriskās īpašības
Vispārīgi runājot, optiskais kabelis nesatur metāla stieples elektrisko signālu pārraidi, tāpēc neietver pusvadītāju pretestības ūdens lentes izmantošanu, tikai 33 Wang Qiang utt.: optiskā kabeļa ūdensizturības lente
Elektrisko kompozītmateriālu kabelis pirms elektrisko signālu klātbūtnes, īpašas prasības saskaņā ar kabeļa uzbūvi ar līgumu.
4.4. Termiskā stabilitāte Lielākā daļa ūdens bloķējošo lentu šķirņu atbilst termiskās stabilitātes prasībām: ilgstoša temperatūras izturība 90°C, maksimālā darba temperatūra 160°C, momentāna temperatūras izturība 230°C. Ūdeni bloķējošās lentes veiktspēja pēc noteikta laika šajās temperatūrās nedrīkst mainīties.
Gēla stiprumam jābūt vissvarīgākajam uzpūstoša materiāla raksturlielumam, savukārt izplešanās ātrumu izmanto tikai, lai ierobežotu sākotnējās ūdens iekļūšanas ilgumu (mazāk nekā 1 m). Labam izplešanās materiālam jābūt ar pareizu izplešanās ātrumu un augstu viskozitāti. Sliktam ūdens barjeras materiālam pat ar augstu izplešanās ātrumu un zemu viskozitāti būs sliktas ūdens barjeras īpašības. To var pārbaudīt, salīdzinot ar vairākiem termiskiem cikliem. Hidrolītiskos apstākļos gēls sadalīsies šķidrumā ar zemu viskozitāti, kas pasliktinās tā kvalitāti. To panāk, 2 stundas maisot tīra ūdens suspensiju, kas satur uzbriestošu pulveri. Pēc tam iegūto želeju atdala no liekā ūdens un ievieto rotējošā viskozimetrā, lai izmērītu viskozitāti pirms un pēc 24 stundām 95 °C temperatūrā. Var redzēt atšķirības gēla stabilitātē. To parasti veic 8 stundu ciklos no 20°C līdz 95°C un 8h no 95°C līdz 20°C. Attiecīgie Vācijas standarti pieprasa 126 ciklus pa 8 stundām.
4. 5 Saderība Ūdens barjeras savietojamība ir īpaši svarīga īpašība attiecībā uz optiskās šķiedras kabeļa kalpošanas laiku, un tāpēc tā jāņem vērā saistībā ar līdz šim izmantotajiem optisko šķiedru kabeļu materiāliem. Tā kā savietojamība kļūst acīmredzama, nepieciešams ilgs laiks, ir jāizmanto paātrinātās novecošanas tests, ti, kabeļa materiāla paraugs ir tīrs noslaucīts, aptīts ar sausas ūdensizturības lentes slāni un jātur nemainīgas temperatūras kamerā 100°C 10 dienas, pēc tam kvalitāti nosver. Materiāla stiepes izturība un pagarinājums pēc testa nedrīkst mainīties vairāk kā par 20%.
Publicēšanas laiks: 22. jūlijs 2022