1 Wprowadzenie
Aby zapewnić uszczelnienie wzdłużne kabli światłowodowych i zapobiec przedostawaniu się wody i wilgoci do wnętrza kabla lub skrzynki przyłączeniowej oraz korozji metalu i włókna, co może skutkować uszkodzeniem wodorowym, pękaniem włókien i gwałtownym spadkiem wydajności izolacji elektrycznej, powszechnie stosuje się następujące metody zapobiegania przedostawaniu się wody i wilgoci:
1) Wypełnienie wnętrza kabla smarem tiksotropowym, w tym typu hydrofobowego, typu pęczniejącego pod wpływem wody i typu rozszerzalności cieplnej itd. Tego typu materiały to materiały oleiste, wypełniające dużą ilość, wysokie koszty, łatwe do zanieczyszczenia środowiska, trudne do czyszczenia (szczególnie w przypadku połączeń kablowych z rozpuszczalnikiem do czyszczenia), a ciężar własny kabla jest zbyt duży.
2) W wewnętrznej i zewnętrznej osłonie pomiędzy zastosowaniem pierścienia barierowego z klejem topliwym, ta metoda jest nieefektywna, proces jest skomplikowany, tylko kilku producentów może to osiągnąć. 3) Zastosowanie suchej ekspansji materiałów blokujących wodę (proszek absorbujący wodę, taśma blokująca wodę itp.). Ta metoda wymaga wysokiej technologii, zużycia materiałów, wysokich kosztów, ciężar własny kabla jest również zbyt duży. W ostatnich latach struktura „suchego rdzenia” została wprowadzona do kabla optycznego i została dobrze zastosowana za granicą, szczególnie w rozwiązywaniu problemu dużego ciężaru własnego i złożonego procesu łączenia dużej liczby rdzeni kabla optycznego ma niezrównane zalety. Materiał blokujący wodę stosowany w tym kablu „suchego rdzenia” to przędza blokująca wodę. Przędza blokująca wodę może szybko wchłonąć wodę i pęcznieć, tworząc żel, blokując przestrzeń kanału wodnego kabla, osiągając w ten sposób cel blokowania wody. Ponadto przędza blokująca wodę nie zawiera żadnych substancji oleistych, a czas potrzebny do przygotowania połączenia można znacznie skrócić bez konieczności stosowania ściereczek, rozpuszczalników i środków czyszczących. Aby uzyskać prosty proces, wygodną konstrukcję, niezawodną wydajność i tanie materiały blokujące wodę, opracowaliśmy nowy typ przędzy blokującej wodę kabla optycznego – przędzy pęczniejącej blokującej wodę.
2 Zasada blokowania wody i właściwości przędzy blokującej wodę
Funkcja blokowania wody przędzy blokującej wodę polega na wykorzystaniu głównego korpusu włókien przędzy blokującej wodę do utworzenia dużej objętości żelu (absorpcja wody może osiągnąć kilkadziesiąt razy większą objętość, na przykład w pierwszej minucie woda może szybko rozszerzyć się z około 0,5 mm do około 5,0 mm średnicy), a zdolność zatrzymywania wody przez żel jest dość duża, może skutecznie zapobiegać wzrostowi drzewa wodnego, zapobiegając w ten sposób dalszemu wnikaniu i rozprzestrzenianiu się wody, aby osiągnąć cel odporności na wodę. Ponieważ kabel światłowodowy musi wytrzymać różne warunki środowiskowe podczas produkcji, testowania, transportu, przechowywania i użytkowania, przędza blokująca wodę musi mieć następujące cechy, aby można ją było stosować w kablu światłowodowym:
1) Czysty wygląd, jednolita grubość i miękka tekstura;
2) Pewna wytrzymałość mechaniczna, wymagana do spełnienia wymagań dotyczących naciągu podczas formowania kabla;
3) szybkie pęcznienie, dobra stabilność chemiczna i duża wytrzymałość na wchłanianie wody i tworzenie żelu;
4) Dobra stabilność chemiczna, brak składników żrących, odporność na bakterie i pleśń;
5) Dobra stabilność termiczna, dobra odporność na warunki atmosferyczne, możliwość dostosowania do różnych procesów przetwarzania i produkcji oraz różnych środowisk użytkowania;
6) Dobra kompatybilność z innymi materiałami, z których wykonany jest kabel światłowodowy.
3 Przędza wodoodporna w zastosowaniu do światłowodów
3.1 Zastosowanie przędz wodoodpornych w kablach światłowodowych
Producenci kabli światłowodowych mogą stosować w procesie produkcyjnym różne struktury kabli, aby sprostać potrzebom użytkowników, zależnie od ich aktualnej sytuacji i wymagań:
1) Podłużne blokowanie wody w osłonie zewnętrznej za pomocą przędz blokujących wodę
W przypadku pancerza z taśmy stalowej pomarszczonej zewnętrzna powłoka musi być wzdłużnie wodoodporna, aby zapobiec przedostawaniu się wilgoci i wilgoci do kabla lub skrzynki przyłączeniowej. Aby uzyskać wzdłużną barierę wodną zewnętrznej powłoki, stosuje się dwie przędze barierowe, z których jedna jest umieszczona równolegle do wewnętrznego rdzenia kabla osłony, a druga jest owinięta wokół rdzenia kabla w określonym odstępie (od 8 do 15 cm), pokryta pomarszczoną taśmą stalową i PE (polietylenem), tak aby przędza barierowa dzieliła szczelinę między rdzeniem kabla a taśmą stalową na małą zamkniętą komorę. Przędza barierowa wodna pęcznieje i tworzy żel w krótkim czasie, zapobiegając przedostawaniu się wody do kabla i ograniczając wodę do kilku małych komór w pobliżu punktu uszkodzenia, osiągając w ten sposób cel wzdłużnej bariery wodnej, jak pokazano na rysunku 1.
Rysunek 1: Typowe zastosowanie przędzy blokującej wodę w kablu optycznym
2) Podłużne blokowanie wody w rdzeniu kabla za pomocą przędz blokujących wodęMożna stosować w rdzeniu kabla dwóch części przędzy blokującej wodę, jedna znajduje się w rdzeniu kabla wzmocnionego drutu stalowego, przy użyciu dwóch przędz blokujących wodę, zwykle przędzy blokującej wodę i wzmocnionego drutu stalowego umieszczonych równolegle, innej przędzy blokującej wodę do większego skoku owiniętej wokół drutu, są również dwie przędze blokujące wodę i wzmocniony drut stalowy umieszczone równolegle, zastosowanie przędzy blokującej wodę o dużej zdolności rozszerzania się w celu zablokowania wody; druga znajduje się w luźnej powierzchni obudowy, przed ściśnięciem wewnętrznej osłony, przędza blokująca wodę jako przędza wiążąca używana, dwie przędze blokujące wodę do mniejszego skoku (1 ~ 2 cm) w przeciwnym kierunku dookoła, tworząc gęsty i mały blokujący pojemnik, aby zapobiec przedostawaniu się wody, wykonane ze struktury „suchego rdzenia kabla”.
3.2 Wybór przędz wodoodpornych
Aby uzyskać zarówno dobrą odporność na wodę, jak i zadowalające parametry obróbki mechanicznej w procesie produkcyjnym kabla światłowodowego, przy wyborze przędzy odpornej na wodę należy zwrócić uwagę na następujące aspekty:
1) Grubość przędzy blokującej wodę
Aby zapewnić, że rozszerzanie się przędzy blokującej wodę może wypełnić lukę w przekroju poprzecznym kabla, wybór grubości przędzy blokującej wodę ma kluczowe znaczenie, oczywiście jest to związane z rozmiarem strukturalnym kabla i szybkością rozszerzania się przędzy blokującej wodę. W strukturze kabla należy zminimalizować występowanie luk, np. poprzez zastosowanie wysokiej szybkości rozszerzania się przędzy blokującej wodę, a następnie średnicę przędzy blokującej wodę można zmniejszyć do najmniejszej, dzięki czemu można uzyskać niezawodną wydajność blokowania wody, ale także zaoszczędzić koszty.
2) Szybkość pęcznienia i wytrzymałość żelu przędz blokujących wodę
Test penetracji wody IEC794-1-F5B przeprowadza się na pełnym przekroju poprzecznym kabla światłowodowego. Do próbki kabla światłowodowego o długości 3 m dodaje się 1 m słupa wody, 24 godziny bez wycieku są kwalifikowane. Jeśli szybkość pęcznienia przędzy blokującej wodę nie nadąża za szybkością infiltracji wody, możliwe jest, że woda przeszła przez próbkę w ciągu kilku minut od rozpoczęcia testu, a przędza blokująca wodę nie spęczniała jeszcze całkowicie, chociaż po pewnym czasie przędza blokująca wodę spęcznieje całkowicie i zablokuje wodę, ale jest to również awaria. Jeśli szybkość rozszerzania jest szybsza, a wytrzymałość żelu nie jest wystarczająca, nie wystarczy, aby oprzeć się ciśnieniu generowanemu przez 1 m słupa wody, a blokowanie wody również się nie powiedzie.
3) Miękkość przędzy blokującej wodę
Ponieważ miękkość przędzy blokującej wodę ma wpływ na właściwości mechaniczne kabla, zwłaszcza na nacisk boczny, odporność na uderzenia itp., uderzenia są bardziej widoczne, dlatego należy spróbować użyć bardziej miękkiej przędzy blokującej wodę.
4) Wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie i długość przędzy blokującej wodę
Podczas produkcji każdej długości korytka kablowego przędza blokująca wodę powinna być ciągła i nieprzerwana, co wymaga, aby przędza blokująca wodę miała określoną wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie, aby zapewnić, że przędza blokująca wodę nie zostanie naciągnięta podczas procesu produkcyjnego, kabel w przypadku rozciągania, zginania, skręcania przędzy blokującej wodę nie zostanie uszkodzony. Długość przędzy blokującej wodę zależy głównie od długości korytka kablowego, aby zmniejszyć liczbę zmian przędzy w ciągłej produkcji, im dłuższa długość przędzy blokującej wodę, tym lepiej.
5) Kwasowość i zasadowość przędzy blokującej wodę powinna być neutralna, w przeciwnym razie przędza blokująca wodę zareaguje z materiałem kabla i wytrąci wodór.
6) Stabilność przędz blokujących wodę
Tabela 2: Porównanie struktury blokującej wodę przędz blokujących wodę ze strukturą innych materiałów blokujących wodę
| Porównaj elementy | Nadzienie galaretkowe | Pierścień uszczelniający przed wodą topliwą | Taśma blokująca wodę | Przędza blokująca wodę |
| Wodoodporność | Dobry | Dobry | Dobry | Dobry |
| Przetwarzalność | Prosty | Skomplikowany | Bardziej złożone | Prosty |
| Właściwości mechaniczne | Wykwalifikowany | Wykwalifikowany | Wykwalifikowany | Wykwalifikowany |
| Długoterminowa niezawodność | Dobry | Dobry | Dobry | Dobry |
| Siła wiązania osłonki | Sprawiedliwy | Dobry | Sprawiedliwy | Dobry |
| Ryzyko połączenia | Tak | No | No | No |
| Efekty utleniania | Tak | No | No | No |
| Rozpuszczalnik | Tak | No | No | No |
| Masa na jednostkę długości kabla światłowodowego | Ciężki | Światło | Cięższy | Światło |
| Niepożądany przepływ materiałów | Możliwy | No | No | No |
| Czystość w produkcji | Słaby | Więcej biednych | Dobry | Dobry |
| Obsługa materiałów | Ciężkie żelazne bębny | Prosty | Prosty | Prosty |
| Inwestycja w sprzęt | Duży | Duży | Większy | Mały |
| Koszt materiału | Wyższy | Niski | Wyższy | Niżej |
| Koszty produkcji | Wyższy | Wyższy | Wyższy | Niżej |
Stabilność przędz blokujących wodę jest mierzona głównie przez krótkotrwałą stabilność i długoterminową stabilność. Krótkoterminowa stabilność jest głównie rozpatrywana jako krótkotrwały wzrost temperatury (temperatura procesu wytłaczania osłony do 220 ~ 240 ° C) na właściwości bariery wodnej przędzy barierowej i właściwości mechaniczne uderzenia; długoterminowa stabilność, głównie biorąc pod uwagę starzenie się szybkości rozszerzania przędzy barierowej, szybkość rozszerzania, wytrzymałość i stabilność żelu, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie uderzenia, przędza barierowa musi być w całym okresie eksploatacji kabla (20 ~ 30 lat) są odporne na wodę. Podobnie jak smar blokujący wodę i taśma blokująca wodę, wytrzymałość żelu i stabilność przędzy blokującej wodę jest ważną cechą. Przędza blokująca wodę o wysokiej wytrzymałości żelu i dobrej stabilności może zachować dobre właściwości blokowania wody przez znaczny okres czasu. Z kolei zgodnie z odpowiednimi niemieckimi normami krajowymi, niektóre materiały w warunkach hydrolizy ulegają rozkładowi, tworząc bardzo mobilny materiał o niskiej masie cząsteczkowej, który nie osiąga celu długotrwałej odporności na wodę.
3.3 Zastosowanie przędz blokujących wodę
Przędza blokująca wodę jest doskonałym materiałem blokującym wodę w kablach optycznych i zastępuje pastę olejową, pierścień blokujący wodę na bazie kleju topliwego i taśmę blokującą wodę itp., które są stosowane w dużych ilościach w produkcji kabli optycznych. W tabeli 2 przedstawiono niektóre z cech tych materiałów blokujących wodę, w celu porównania.
4. Wnioski
Podsumowując, przędza blokująca wodę to doskonały materiał blokujący wodę, odpowiedni do kabli optycznych. Charakteryzuje się prostą konstrukcją, niezawodną wydajnością, wysoką efektywnością produkcji i łatwością użytkowania. Materiał wypełniający kabel optyczny charakteryzuje się lekkością, niezawodną wydajnością i niskim kosztem.
Czas publikacji: 16-07-2022