1 Wprowadzenie
Aby zapewnić wzdłużne uszczelnienie kabli światłowodowych oraz zapobiec przedostawaniu się wody i wilgoci do kabla lub skrzynki przyłączeniowej i powodowaniu korozji metalu i światłowodu, powodującej uszkodzenie wodorowe, pękanie włókien i gwałtowny spadek właściwości izolacji elektrycznej, stosuje się następujące metody: powszechnie stosowane w celu zapobiegania wodzie i wilgoci:
1) Wypełnienie wnętrza kabla smarem tiksotropowym, w tym typu wodoodpornego (hydrofobowego), typu pęczniejącego pod wpływem wody i typu rozszerzalności cieplnej i tak dalej. Ten rodzaj materiału to materiały oleiste, wypełniające dużą ilość, wysokie koszty, łatwe do zanieczyszczania środowiska, trudne do czyszczenia (szczególnie przy łączeniu kabla z rozpuszczalnikiem do czyszczenia) oraz zbyt duży ciężar własny kabla.
2) W osłonie wewnętrznej i zewnętrznej pomiędzy zastosowaniem pierścienia barierowego z klejem topliwym, metoda ta jest nieefektywnym i złożonym procesem, który może osiągnąć tylko kilku producentów. 3) Stosowanie materiałów wodoszczelnych do ekspansji na sucho (proszek dylatacyjny pochłaniający wodę, taśma wodoszczelna itp.). Ta metoda wymaga wysokiej technologii, zużycia materiału, wysokich kosztów, ciężar własny kabla jest również zbyt duży. W ostatnich latach do kabla optycznego wprowadzono strukturę „suchego rdzenia”, która znalazła dobre zastosowanie za granicą, szczególnie w rozwiązywaniu problemu dużego ciężaru własnego i złożonego procesu łączenia dużej liczby rdzeni kabla optycznego, co ma nieporównywalne zalety. Materiałem blokującym wodę zastosowanym w tym kablu z „suchym rdzeniem” jest przędza blokująca wodę. Przędza blokująca wodę może szybko wchłaniać wodę i pęcznieć, tworząc żel, blokując przestrzeń kanału wodnego kabla, osiągając w ten sposób cel blokowania wody. Ponadto przędza blokująca wodę nie zawiera substancji oleistych, a czas potrzebny na przygotowanie połączenia można znacznie skrócić bez konieczności stosowania chusteczek, rozpuszczalników i środków czyszczących. Aby uzyskać prosty proces, wygodną konstrukcję, niezawodne działanie i tanie materiały blokujące wodę, opracowaliśmy nowy typ przędzy pęczniejącej blokującej wodę w kablu optycznym.
2 Zasada blokowania wody i charakterystyka przędzy blokującej wodę
Funkcja blokowania wody przez przędzę blokującą wodę polega na wykorzystaniu głównego korpusu włókien przędzy blokującej wodę do utworzenia dużej objętości żelu (absorpcja wody może osiągnąć dziesiątki razy większą objętość, na przykład w pierwszej minucie wody można szybko rozszerzyć od około 0,5 mm do około 5,0 mm średnicy), a zdolność zatrzymywania wody w żelu jest dość duża, może skutecznie zapobiegać wzrostowi drzewa wodnego, zapobiegając w ten sposób dalszemu przenikaniu i rozprzestrzenianiu się wody, do osiągnąć Cel wodoodporności. Ponieważ kabel światłowodowy musi wytrzymywać różne warunki środowiskowe podczas produkcji, testowania, transportu, przechowywania i użytkowania, przędza blokująca wodę musi mieć następujące właściwości, aby mogła być stosowana w kablu światłowodowym:
1) Czysty wygląd, jednolita grubość i miękka konsystencja;
2) Pewna wytrzymałość mechaniczna spełniająca wymagania dotyczące naprężenia podczas formowania kabla;
3) szybkie pęcznienie, dobra stabilność chemiczna i wysoka wytrzymałość na wchłanianie wody i tworzenie żelu;
4) Dobra stabilność chemiczna, brak składników korozyjnych, odporność na bakterie i pleśnie;
5) Dobra stabilność termiczna, dobra odporność na warunki atmosferyczne, możliwość dostosowania do różnych późniejszych procesów przetwarzania i produkcji oraz różnych środowisk użytkowania;
6) Dobra kompatybilność z innymi materiałami kabla światłowodowego.
3 Przędza wodoodporna w zastosowaniu kabla światłowodowego
3.1 Zastosowanie przędz wodoodpornych w kablach światłowodowych
Producenci kabli światłowodowych mogą przyjmować w procesie produkcyjnym różne konstrukcje kabli, aby zaspokoić potrzeby użytkowników w zależności od ich rzeczywistej sytuacji i wymagań użytkowników:
1) Wzdłużne blokowanie wody płaszcza zewnętrznego za pomocą przędz blokujących wodę
W przypadku pancerza z pomarszczonej taśmy stalowej płaszcz zewnętrzny musi być wodoodporny wzdłużnie, aby zapobiec przedostawaniu się wilgoci do kabla lub skrzynki przyłączeniowej. W celu uzyskania wzdłużnej bariery wodnej płaszcza zewnętrznego stosuje się dwie przędze bariery wodnej, z których jedna jest ułożona równolegle do rdzenia kabla w powłoce wewnętrznej, a druga jest owinięta wokół rdzenia kabla w określonym skoku (8 do 15 cm), pokrytej pomarszczoną taśmą stalową i PE (polietylenem), tak że przędza stanowiąca barierę wodną dzieli szczelinę pomiędzy rdzeniem kabla a taśmą stalową na małą zamkniętą komorę. Przędza stanowiąca barierę wodną pęcznieje i w krótkim czasie tworzy żel, zapobiegając przedostawaniu się wody do kabla i ograniczając wodę do kilku małych przedziałów w pobliżu punktu uskoku, osiągając w ten sposób cel podłużnej bariery wodnej, jak pokazano na rysunku 1 .
Rysunek 1: Typowe zastosowanie przędzy blokującej wodę w kablu optycznym
2) Wzdłużne blokowanie wody w rdzeniu kabla za pomocą przędz blokujących wodęMożna go zastosować w rdzeniu kabla z dwóch części przędzy blokującej wodę, jedną w rdzeniu kabla ze wzmocnionego drutu stalowego, stosując dwie przędze blokujące wodę, zwykle przędzę blokującą wodę i drut ze stali zbrojonej umieszczonych równolegle, kolejna przędza blokująca wodę o większym skoku owinięta wokół drutu, istnieją również dwie przędze blokujące wodę i wzmocniony drut stalowy umieszczone równolegle, zastosowanie przędzy blokującej wodę o dużej zdolności rozszerzania do blokowania wody; drugi znajduje się na luźnej powierzchni osłony, przed ściśnięciem wewnętrznej osłony, należy zastosować przędzę blokującą wodę jako przędzę wiążącą, dwie przędze blokujące wodę o mniejszym skoku (1 ~ 2 cm) w przeciwnym kierunku wokół, tworząc gęstą i małą zbiornik blokujący, zapobiegający przedostawaniu się wody, wykonany z konstrukcji „suchego rdzenia kabla”.
3.2 Dobór przędz wodoodpornych
Aby uzyskać zarówno dobrą wodoodporność, jak i zadowalającą wydajność obróbki mechanicznej w procesie produkcyjnym kabla światłowodowego, przy wyborze przędzy wodoodpornej należy zwrócić uwagę na następujące aspekty:
1) Grubość przędzy blokującej wodę
Aby mieć pewność, że rozszerzanie się przędzy blokującej wodę wypełni lukę w przekroju kabla, kluczowy jest wybór grubości przędzy blokującej wodę, oczywiście jest to związane z rozmiarem konstrukcyjnym kabla i szybkości rozszerzania przędzy blokującej wodę. W konstrukcji kabla należy minimalizować występowanie szczelin, np. stosując dużą rozszerzalność przędzy blokującej wodę, wówczas średnicę przędzy blokującej wodę można zmniejszyć do najmniejszej, tak aby można było uzyskać niezawodną wodoszczelność blokowanie wydajności, ale także oszczędność kosztów.
2) Szybkość pęcznienia i wytrzymałość żelu przędz blokujących wodę
Test penetracji wody IEC794-1-F5B przeprowadzany jest na pełnym przekroju kabla światłowodowego. Do próbki kabla światłowodowego o długości 3 m dodaje się 1 m słupa wody, kwalifikuje się 24h bez wycieków. Jeżeli stopień pęcznienia przędzy blokującej wodę nie nadąża za szybkością infiltracji wody, możliwe jest, że woda przeszła przez próbkę w ciągu kilku minut od rozpoczęcia badania, a przędza blokująca wodę nie została jeszcze w pełni spęcznieje, chociaż po pewnym czasie przędza blokująca wodę całkowicie spęcznieje i zablokuje wodę, ale to również jest awarią. Jeśli szybkość ekspansji jest większa, a siła żelu jest niewystarczająca, nie wystarczy oprzeć się ciśnieniu generowanemu przez słup wody o wysokości 1 m, a blokowanie wody również nie powiedzie się.
3) Miękkość przędzy blokującej wodę
Ponieważ miękkość przędzy blokującej wodę wpływa na właściwości mechaniczne kabla, zwłaszcza na nacisk boczny, odporność na uderzenia itp., wpływ jest bardziej oczywisty, dlatego należy spróbować użyć bardziej miękkiej przędzy blokującej wodę.
4) Wytrzymałość na rozciąganie, wydłużenie i długość przędzy blokującej wodę
Przy produkcji każdego odcinka korytka kablowego przędza hydroizolacyjna powinna być ciągła i nieprzerwana, co wymaga, aby przędza hydroizolacyjna miała określoną wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie, aby mieć pewność, że przędza hydroizolacyjna nie zostanie wyciągnięta podczas produkcji procesie, kabel w przypadku rozciągania, zginania, skręcania przędzy blokującej wodę nie ulega uszkodzeniu. Długość przędzy blokującej wodę zależy głównie od długości korytka kablowego, aby zmniejszyć liczbę wymian przędzy w produkcji ciągłej, im dłuższa długość przędzy blokującej wodę, tym lepiej.
5) Kwasowość i zasadowość przędzy blokującej wodę powinna być neutralna, w przeciwnym razie przędza blokująca wodę będzie reagować z materiałem kabla i wytrącać wodór.
6) Stabilność przędz blokujących wodę
Tabela 2: Porównanie struktury blokującej wodę przędzy blokującej wodę z innymi materiałami blokującymi wodę
| Porównaj przedmioty | Nadzienie galaretki | Pierścień zatrzymujący wodę topioną na gorąco | 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 powłoki | 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 materiału | Możliwy | No | No | No |
| Czystość w produkcji | Słaby | Bardziej biedni | 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 mierzy się głównie stabilnością krótkoterminową i stabilnością długoterminową. Krótkoterminową stabilność uważa się głównie za krótkotrwały wzrost temperatury (temperatura procesu wytłaczania do 220 ~ 240 ° C) na właściwości barierowe przędzy wodnej i właściwości mechaniczne uderzenia; długoterminowa stabilność, głównie biorąc pod uwagę starzenie się przędzy stanowiącej barierę wodną, szybkość rozszerzania, wytrzymałość żelu i stabilność, wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy uderzeniu, przędza stanowiąca barierę wodną musi utrzymywać się przez cały okres użytkowania kabla (20 ~ 30 lat) są wodoodporność. Podobnie jak w przypadku smaru blokującego wodę i taśmy blokującej wodę, wytrzymałość żelu i stabilność przędzy blokującej wodę jest ważną cechą. Przędza blokująca wodę o dużej wytrzymałości żelu i dobrej stabilności może zachować dobre właściwości blokujące wodę przez znaczny okres czasu. Wręcz przeciwnie, zgodnie z odpowiednimi niemieckimi normami krajowymi, w przypadku niektórych materiałów w warunkach hydrolizy żel rozpadnie się na bardzo mobilny materiał o niskiej masie cząsteczkowej i nie osiągnie celu, jakim jest długoterminowa wodoodporność.
3.3 Zastosowanie przędz blokujących wodę
Przędza blokująca wodę jako doskonały materiał blokujący wodę w kablu optycznym zastępuje pastę olejową, klej topliwy, pierścień blokujący wodę i taśmę blokującą wodę itp. stosowane w dużych ilościach do produkcji kabla optycznego, Tabela 2 w niektórych przypadkach charakterystyki tych materiałów blokujących wodę dla porównania.
4 Wniosek
Podsumowując, przędza blokująca wodę jest doskonałym materiałem blokującym wodę, odpowiednim dla kabla optycznego, ma cechy prostej konstrukcji, niezawodnego działania, wysokiej wydajności produkcji, jest łatwa w użyciu; a zastosowanie materiału wypełniającego kabel optyczny ma zalety lekkości, niezawodnego działania i niskiego kosztu.
Czas publikacji: 16 lipca 2022 r