1 Bevezetés
A kommunikációs technológia gyors fejlődésével az elmúlt évtizedben az optikai kábelek alkalmazási területe bővült. Ahogy az optikai kábelekkel szemben támasztott környezetvédelmi követelmények folyamatosan nőnek, úgy nőnek az optikai kábelekben használt anyagok minőségére vonatkozó követelmények is. A száloptikai kábel vízzáró szalag az optikai kábeliparban használt általános vízzáró anyag, a tömítés, a vízszigetelés, a nedvesség és a puffervédelem szerepe az optikai kábelekben széles körben elismert, fajtái és teljesítménye folyamatosan nőtt. továbbfejlesztették és tökéletesítették az optikai kábel fejlesztésével. Az utóbbi években a „szárazmagos” szerkezet került be az optikai kábelbe. Az ilyen típusú kábel vízzáró anyaga általában szalag, fonal vagy bevonat kombinációja, amely megakadályozza, hogy a víz hosszirányban behatoljon a kábelmagba. A szárazmagos optikai kábelek növekvő elfogadottságának köszönhetően a szárazmagos száloptikai kábelek gyorsan felváltják a hagyományos vazelin alapú kábeltöltő anyagokat. A száraz maganyag egy olyan polimert használ, amely gyorsan felszívja a vizet, így hidrogélt képez, amely megduzzad és kitölti a kábel vízáteresztő csatornáit. Ezen túlmenően, mivel a száraz mag anyaga nem tartalmaz ragacsos zsírt, nincs szükség törlőkendőre, oldószerre vagy tisztítószerre a kábel összeillesztésre való előkészítéséhez, és a kábel illesztési ideje jelentősen lecsökken. A kábel könnyű súlya, valamint a külső erősítőfonal és a köpeny közötti jó tapadás nem csökken, így népszerű választás.
2 A víz hatása a kábelre és a vízálló mechanizmusra
A fő ok, amiért különféle vízzáró intézkedéseket kell tenni, az az, hogy a kábelbe jutó víz hidrogénre és O H-ionokra bomlik, ami növeli az optikai szál átviteli veszteségét, csökkenti a szál teljesítményét és lerövidíti a szálak élettartamát. a kábel élettartama. A legelterjedtebb vízzáró intézkedések a petróleumpasztával való feltöltés és a vízzáró szalag hozzáadása, amelyeket a kábelmag és a köpeny közötti résbe töltenek be, hogy megakadályozzák a víz és a nedvesség függőleges terjedését, így szerepet játszanak a vízzárásban.
Ha a műgyantákat nagy mennyiségben használnak szigetelőként üvegszálas kábelekben (elsősorban kábelekben), ezek a szigetelőanyagok szintén nem védettek a víz behatolásával szemben. Az átviteli teljesítményre gyakorolt hatás fő oka a szigetelőanyagban lévő „vízfák” kialakulása. Azt a mechanizmust, amellyel a szigetelőanyagot a vízfák befolyásolják, általában a következőképpen magyarázzák: az erős elektromos tér miatt (egy másik hipotézis szerint a gyanta kémiai tulajdonságai megváltoznak a felgyorsult elektronok nagyon gyenge kisülése miatt) a vízmolekulák behatolnak. az optikai kábel burkolóanyagában lévő különböző számú mikropóruson keresztül. A vízmolekulák a kábelköpeny anyagában lévő különböző számú mikropóruson keresztül behatolnak, „vízfákat” alkotva, fokozatosan nagy mennyiségű vizet halmozva fel, és a kábel hosszirányában szétterülve, befolyásolva a kábel teljesítményét. Évekig tartó nemzetközi kutatások és tesztelések után, az 1980-as évek közepén, hogy megtalálják a módját a vízfák előállításának legjobb módjának kiküszöbölésére, vagyis még mielőtt a kábel extrudálása vízelnyelő rétegbe csomagolva, és a vízzáró tágulása megakadályozza. és lassítja a vízi fák növekedését, blokkolja a vizet a kábelben a hosszanti terjedésben; ugyanakkor a külső sérülések és a víz beszivárgása miatt a vízzáró is gyorsan elzárhatja a vizet, nem pedig a kábel hosszirányú terjedését.
3 A kábel vízzáró áttekintése
3. 1 Optikai kábelek vízzárók osztályozása
Az optikai kábeles vízzárók osztályozásának számos módja van, amelyek szerkezetük, minőségük és vastagságuk szerint osztályozhatók. Általában felépítésük szerint osztályozhatók: kétoldalas laminált vízzáró, egyoldalas bevonatú vízzáró és kompozit filmes vízzáró. A vízgát vízzáró funkciója elsősorban a nagy vízelnyelő anyagnak (úgynevezett vízzárónak) köszönhető, amely gyorsan megduzzad, miután a vízzáró vízzel találkozik, és nagy mennyiségű gélt képez (a vízgát több százszor többet képes felszívni víz, mint önmagában), így megakadályozza a vízfa növekedését, és megakadályozza a víz folyamatos beszivárgását és terjedését. Ide tartoznak mind a természetes, mind a kémiailag módosított poliszacharidok.
Bár ezek a természetes vagy féltermészetes vízblokkolók jó tulajdonságokkal rendelkeznek, két végzetes hátrányuk van:
1) biológiailag lebomlanak és 2) nagyon gyúlékonyak. Emiatt nem valószínű, hogy üvegszálas kábelanyagokban használják őket. A vízálló anyag másik típusát a poliakrilátok képviselik, amelyek optikai kábelek vízálló anyagaként használhatók, mert megfelelnek az alábbi követelményeknek: 1) szárazon képesek ellensúlyozni az optikai kábelek gyártása során keletkező feszültségeket;
2) szárazon ellenállnak az optikai kábelek működési körülményeinek (szobahőmérséklettől 90 °C-ig történő termikus ciklus) anélkül, hogy befolyásolnák a kábel élettartamát, és rövid ideig ellenállnak a magas hőmérsékletnek is;
3) amikor a víz belép, gyorsan megduzzadnak és tágulási sebességgel gélt képeznek.
4) nagyon viszkózus gélt állítanak elő, még magas hőmérsékleten is a gél viszkozitása hosszú ideig stabil.
A víztaszító szerek szintézise nagy vonalakban felosztható hagyományos kémiai módszerekre – fordított fázisú módszer (víz-az-olajban polimerizációs térhálósítási módszer), saját térhálósító polimerizációs módszerre – korongos módszerre, besugárzási módszerre – „kobalt 60” γ -sugár módszer. A térhálósítási módszer a „kobalt 60” γ-sugárzásos módszeren alapul. A különböző szintézismódszerek eltérő polimerizációs és térhálósodási fokúak, ezért nagyon szigorú követelményeket támasztanak a vízzáró szalagokhoz szükséges vízzáró szerrel szemben. A fenti négy követelménynek csak nagyon kevés poliakrilát felel meg, a gyakorlati tapasztalatok szerint a térhálósított nátrium-poliakrilát egyetlen részének alapanyagaként vízzáró szerek (vízelnyelő gyanták) nem használhatók. multi-polimer térhálósítási módszer (azaz a térhálósított nátrium-poliakrilát keverék különböző részei) a gyors és nagy vízfelvételi többszörös cél elérése érdekében. Az alapvető követelmények a következők: a vízfelvétel többszöröse elérheti a körülbelül 400-szorost, a vízfelvételi sebesség elérheti az első percet, hogy felszívja a vízálló víz által elnyelt víz 75%-át; vízálló szárítás hőstabilitási követelmények: hosszú távú hőállóság 90°C, maximális üzemi hőmérséklet 160°C, pillanatnyi hőállóság 230°C (különösen fontos az elektromos jeleket tartalmazó fotoelektromos kompozit kábeleknél); vízfelvétel gélképződés után Stabilitási követelmények: több termikus ciklus után (20°C ~ 95°C) A gél vízabszorpció utáni stabilitása megköveteli: nagy viszkozitású gél és gélerősség több hőciklus után (20°C és 95°C között) C). A gél stabilitása jelentősen változik a szintézis módszerétől és a gyártó által használt anyagoktól függően. Ugyanakkor nem minél gyorsabb a tágulási sebesség, annál jobb, egyes termékek egyoldalú törekvés a sebességre, az adalékanyagok használata nem segíti elő a hidrogél stabilitását, a vízvisszatartó képesség romlását, de nem a hatás elérése érdekében. vízállóság.
3. A vízzáró szalag 3 jellemzője Mivel a kábel a gyártási, tesztelési, szállítási, tárolási és felhasználási folyamat során kiállja a környezetvédelmi tesztet, így az optikai kábel használatának szempontjából a kábel vízzáró szalag követelmények a következők:
1) megjelenés száleloszlás, kompozit anyagok leválás és por nélkül, bizonyos mechanikai szilárdsággal, alkalmasak a kábel igényeire;
2) egységes, megismételhető, stabil minőség, a kábel kialakítása során nem lesz rétegzett és nem termel
3) nagy tágulási nyomás, gyors tágulási sebesség, jó gélstabilitás;
4) jó hőstabilitás, alkalmas különféle későbbi feldolgozásra;
5) magas kémiai stabilitás, nem tartalmaz korrozív összetevőket, ellenáll a baktériumoknak és a penészeróziónak;
6) jó kompatibilitás más optikai kábelekkel, oxidációs ellenállás stb.
4 Optikai kábel vízzáró teljesítmény szabványok
Számos kutatási eredmény azt mutatja, hogy a minősíthetetlen vízállóság a kábelátviteli teljesítmény hosszú távú stabilitásához nagy károkat okoz. Ezt a kárt az optikai kábel gyártási folyamatában és gyári ellenőrzésében nehéz megtalálni, de a használat után fokozatosan megjelenik a kábelfektetés folyamatában. Ezért a kellő időben történő kidolgozása egy átfogó és pontos vizsgálati szabványok, hogy megtalálják alapot az értékeléshez, minden fél elfogadja, vált sürgető feladat. A szerző vízzáró hevederekkel kapcsolatos kiterjedt kutatása, feltárása és kísérletei megfelelő műszaki alapot biztosítottak a vízzáró hevederek műszaki szabványainak kidolgozásához. Határozza meg a vízzáró érték teljesítményparamétereit a következők alapján:
1) az optikai kábel szabvány követelményei a vízzáróra (főleg az optikai kábel szabványban szereplő optikai kábel anyagára vonatkozó követelmények);
2) tapasztalat a vízzárók gyártásában és használatában, valamint a vonatkozó vizsgálati jegyzőkönyvek;
3) kutatási eredmények a vízzáró szalagok jellemzőinek az optikai kábelek teljesítményére gyakorolt hatásáról.
4. 1 Megjelenés
A vízzáró szalag megjelenése egyenletesen oszlik el; a felület legyen sima, ráncoktól, gyűrődésektől és szakadásoktól mentes; a szalag szélességében nem lehet hasadás; a kompozit anyagnak mentesnek kell lennie a rétegvesztéstől; a szalag legyen szorosan feltekerve, és a kézi ragasztószalag szélei mentesek a „szalmakalap alaktól”.
4.2 A vízzáró mechanikai szilárdsága
A vízzáró szakítószilárdsága a poliészter nemszőtt szalag gyártási módjától függ, azonos mennyiségi feltételek mellett a viszkóz módszer jobb, mint a melegen hengerelt termék szakítószilárdsága, vastagsága is vékonyabb. A vízzáró szalag szakítószilárdsága attól függően változik, hogy a kábel hogyan van feltekerve vagy a kábel köré tekerve.
Ez a vízzáró hevederek közül kettőnél kulcsmutató, amelyeknél a vizsgálati módszert egységesíteni kell az eszközzel, a folyadékkal és a vizsgálati eljárással. A vízzáró szalag fő vízzáró anyaga a részben térhálós nátrium-poliakrilát és származékai, amelyek érzékenyek a vízminőségi követelmények összetételére és jellegére, a víz duzzadási magasságának egységesítése érdekében. blokkoló szalag esetén az ioncserélt víz használata az irányadó (a választottbírósági eljárásban desztillált vizet használnak), mivel az ionmentesített vízben, amely alapvetően tiszta víz, nincs anionos és kationos komponens. A vízabszorpciós gyanta abszorpciós szorzója a különböző vízminőségeknél nagymértékben változik, ha a tiszta víz abszorpciós szorzója a névleges érték 100%-a; csapvízben 40-60% (az egyes helyszínek vízminőségétől függően); tengervízben 12%; a felszín alatti víz vagy az ereszvíz bonyolultabb, nehéz meghatározni a felszívódási százalékot, és értéke nagyon alacsony lesz. A kábel vízzáró hatásának és élettartamának biztosítása érdekében a legjobb, ha olyan vízzáró szalagot használ, amelynek duzzadási magassága > 10 mm.
4.3 Elektromos tulajdonságok
Általánosságban elmondható, hogy az optikai kábel nem tartalmazza a fémhuzal elektromos jeleinek átvitelét, ezért ne használjon félvezető ellenállású vízszalagot, csak 33 Wang Qiang stb.: optikai kábel vízálló szalag
Elektromos kompozit kábel az elektromos jelek jelenléte előtt, speciális követelmények a kábel szerkezetének megfelelően a szerződésben.
4.4 Hőstabilitás A vízzáró szalagok legtöbb fajtája teljesíti a hőstabilitási követelményeket: 90°C hosszú távú hőállóság, 160°C maximális üzemi hőmérséklet, 230°C pillanatnyi hőállóság. A vízzáró szalag teljesítménye ezen a hőmérsékleten meghatározott idő elteltével nem változhat.
A gélszilárdság legyen a duzzadó anyag legfontosabb jellemzője, míg a tágulási sebesség csak a kezdeti vízbehatolás hosszának korlátozására szolgál (kevesebb mint 1 m). A jó tágulási anyagnak megfelelő tágulási sebességgel és magas viszkozitással kell rendelkeznie. A rossz vízzáró anyag még nagy tágulási sebesség és alacsony viszkozitás mellett is gyenge vízzáró tulajdonságokkal rendelkezik. Ez számos termikus ciklussal összehasonlítva tesztelhető. Hidrolitikus körülmények között a gél alacsony viszkozitású folyadékká bomlik, ami rontja a minőségét. Ezt úgy érjük el, hogy duzzadó port tartalmazó tiszta vizes szuszpenziót 2 órán át keverünk. A kapott gélt ezután elválasztjuk a vízfeleslegtől, és forgó viszkoziméterbe helyezzük, hogy megmérjük a viszkozitást 95 °C-on 24 óra előtt és után. Látható a különbség a gél stabilitásában. Ez általában 8 órás ciklusokban történik 20°C és 95°C között, és 8 órás 95°C és 20°C között. A vonatkozó német szabványok 126, 8 órás ciklust írnak elő.
4. 5 Kompatibilitás A vízzáró kompatibilitás különösen fontos jellemző a száloptikai kábel élettartama szempontjából, ezért figyelembe kell venni az eddig érintett száloptikai kábelek anyagaival kapcsolatban. Mivel a kompatibilitás sok időbe telik, mire a kompatibilitás nyilvánvalóvá válik, gyorsított öregítési tesztet kell alkalmazni, azaz a kábelanyag-mintát tisztára kell törölni, száraz vízálló szalaggal feltekerni, és állandó hőmérsékletű, 100°C-os kamrában kell tartani 10 percig. nap, amely után a minőséget lemérik. Az anyag szakítószilárdsága és nyúlása nem változhat 20%-nál nagyobb mértékben a vizsgálat után.
Feladás időpontja: 2022. július 22