1 Uvod
S hitrim razvojem komunikacijske tehnologije v zadnjem desetletju se širi področje uporabe optičnih kablov. Ker okoljske zahteve za kable iz optičnih vlaken naraščajo, se povečujejo tudi zahteve glede kakovosti materialov, uporabljenih v kablih iz optičnih vlaken. Trak za blokiranje vode iz optičnih vlaken je običajen material za blokiranje vode, ki se uporablja v industriji optičnih kablov, vloga tesnjenja, hidroizolacije, zaščite pred vlago in pufrom v kablu iz optičnih vlaken je bila splošno priznana, njegove sorte in zmogljivost pa se nenehno izboljšujejo. izboljšan in izpopolnjen z razvojem optičnega kabla. V zadnjih letih je bila v optični kabel uvedena struktura "suhega jedra". Ta vrsta materiala za zaščito pred vodo v kablu je običajno kombinacija traku, preje ali prevleke, ki preprečuje, da bi voda vzdolžno prodrla v jedro kabla. Z vse večjim sprejemanjem optičnih kablov s suhim jedrom materiali za optične kable s suhim jedrom hitro nadomeščajo tradicionalne spojine za polnilo kablov na osnovi vazelina. Material suhega jedra uporablja polimer, ki hitro absorbira vodo in tvori hidrogel, ki nabrekne in zapolni vodne kanale kabla. Poleg tega, ker material suhega jedra ne vsebuje lepljive maščobe, za pripravo kabla za spajanje niso potrebni robčki, topila ali čistila, čas spajanja kabla pa se močno skrajša. Majhna teža kabla in dober oprijem med zunanjo ojačitveno prejo in plaščem se ne zmanjšata, zaradi česar je priljubljena izbira.
2 Vpliv vode na kabel in vodoodporni mehanizem
Glavni razlog, zakaj je treba sprejeti različne ukrepe za blokiranje vode, je, da bo voda, ki vstopa v kabel, razpadla na vodikove in O H- ione, kar bo povečalo izgubo prenosa optičnega vlakna, zmanjšalo zmogljivost vlakna in skrajšalo življenjsko dobo kabla. Najpogostejši ukrepi za blokiranje vode so polnjenje s pasto iz petroleja in dodajanje traku za blokiranje vode, ki se napolni v režo med jedrom in plaščem kabla, da se prepreči navpično širjenje vode in vlage ter tako igra vlogo pri blokiranju vode.
Ko se sintetične smole uporabljajo v velikih količinah kot izolatorji v kablih z optičnimi vlakni (najprej v kablih), tudi ti izolacijski materiali niso odporni na vdor vode. Tvorba "vodnih dreves" v izolacijskem materialu je glavni razlog za vpliv na zmogljivost prenosa. Mehanizem, s katerim vodna drevesa vplivajo na izolacijski material, je običajno razložen takole: zaradi močnega električnega polja (druga hipoteza je, da se kemijske lastnosti smole spremenijo zaradi zelo šibkega odvajanja pospešenih elektronov) molekule vode prodrejo skozi različno število mikropor v materialu ovoja kabla iz optičnih vlaken. Molekule vode bodo prodrle skozi različno število mikropor v materialu kabelskega plašča in oblikovale "vodna drevesa", ki bodo postopoma nabirale veliko količino vode in se širile v vzdolžni smeri kabla ter vplivale na delovanje kabla. Po letih mednarodnih raziskav in testiranj, sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja, da bi našli način za odpravo najboljšega načina za proizvodnjo vodnih dreves, to je pred ekstruzijo kabla, zavitega v plast absorpcije vode in širjenja vodne pregrade za zaviranje in upočasni rast vodnih dreves, ki blokirajo vodo v kablu znotraj vzdolžnega širjenja; hkrati pa lahko vodna pregrada zaradi zunanjih poškodb in vdora vode tudi hitro blokira vodo, ne do vzdolžnega širjenja kabla.
3 Pregled pregrade za kabelsko vodo
3. 1 Razvrstitev vodnih ovir za optične kable
Obstaja veliko načinov za razvrščanje optičnih vodnih pregrad, ki jih je mogoče razvrstiti glede na strukturo, kakovost in debelino. Na splošno jih je mogoče razvrstiti glede na njihovo strukturo: dvostransko laminirana vodna zapora, enostransko prevlečena vodna zapora in kompozitna zapora za vodo. Funkcija vodne pregrade je v glavnem posledica materiala z visoko absorpcijo vode (imenovanega vodna pregrada), ki lahko hitro nabrekne, ko vodna pregrada naleti na vodo, in tvori veliko količino gela (vodna pregrada lahko absorbira stokrat več voda kot sama), s čimer se prepreči rast vodnega drevesa in prepreči nadaljnje prodiranje in širjenje vode. Ti vključujejo tako naravne kot kemično modificirane polisaharide.
Čeprav imajo ti naravni ali polnaravni zaviralci vode dobre lastnosti, imajo dve usodni slabosti:
1) so biorazgradljivi in 2) so lahko vnetljivi. Zaradi tega je malo verjetno, da bodo uporabljeni v materialih za optične kable. Drugo vrsto sintetičnega materiala v vodoodpornem materialu predstavljajo poliakrilati, ki se lahko uporabljajo kot vodoodbojni materiali za optične kable, ker izpolnjujejo naslednje zahteve: 1) ko so suhi, lahko preprečijo napetosti, ki nastanejo pri izdelavi optičnih kablov;
2) ko so suhi, lahko prenesejo pogoje delovanja optičnih kablov (toplotni cikel od sobne temperature do 90 °C), ne da bi to vplivalo na življenjsko dobo kabla, in lahko prenesejo tudi visoke temperature za kratek čas;
3) ko vstopi voda, lahko hitro nabreknejo in tvorijo gel s hitrostjo ekspanzije.
4) ustvarite visoko viskozen gel, tudi pri visokih temperaturah je viskoznost gela dolgo časa stabilna.
Sintezo vodoodbojnih sredstev lahko na splošno razdelimo na tradicionalne kemične metode – metodo reverzne faze (metoda navzkrižnega povezovanja polimerizacije voda v olju), metodo lastne navzkrižne polimerizacije – metoda diska, metodo obsevanja – »kobalt 60« γ -žarčna metoda. Metoda zamreženja temelji na metodi γ-sevanja "kobalt 60". Različne metode sinteze imajo različne stopnje polimerizacije in zamreženja, zato so zelo stroge zahteve za sredstvo za blokiranje vode, ki je potrebno v trakovih za blokiranje vode. Le zelo malo poliakrilatov lahko izpolnjuje zgornje štiri zahteve, glede na praktične izkušnje sredstev za blokiranje vode (smole, ki absorbirajo vodo) ni mogoče uporabiti kot surovine za en sam del zamreženega natrijevega poliakrilata, jih je treba uporabiti v večpolimerna metoda zamreženja (tj. raznovrstni del mešanice zamreženega natrijevega poliakrilata), da se doseže namen hitrega in visokega vpijanja vode. Osnovne zahteve so: večkratnik absorpcije vode lahko doseže približno 400-krat, stopnja absorpcije vode lahko doseže prvo minuto, da absorbira 75% vode, ki jo absorbira vodoodporen material; vodoodporen pri sušenju zahteve glede toplotne stabilnosti: dolgotrajna temperaturna obstojnost 90°C, najvišja delovna temperatura 160°C, trenutna temperaturna obstojnost 230°C (še posebej pomembno za fotoelektrični kompozitni kabel z električnimi signali); absorpcija vode po nastanku zahteva stabilnost gela: po več termičnih ciklih (20 °C ~ 95 °C) Stabilnost gela po absorpciji vode zahteva: visoko viskoznost gela in trdnost gela po več termičnih ciklih (20 °C do 95 °C) C). Stabilnost gela se precej razlikuje glede na metodo sinteze in materiale, ki jih uporablja proizvajalec. Hkrati pa ni hitrejša stopnja ekspanzije, tem bolje, nekateri izdelki enostransko zasledujejo hitrost, uporaba dodatkov ne prispeva k stabilnosti hidrogela, uniči sposobnost zadrževanja vode, vendar ne doseže učinka vodoodpornost.
3. 3 značilnosti vodnega blokirnega traku Kot kabel v proizvodnji, testiranju, transportu, skladiščenju in uporabi postopka, da prenese okoljski preskus, tako z vidika uporabe optičnega kabla, kabelski vodni blokirni trak zahteve so naslednje:
1) porazdelitev vlaken videza, kompozitni materiali brez delaminacije in prahu, z določeno mehansko trdnostjo, primerni za potrebe kabla;
2) enakomerna, ponovljiva, stabilna kakovost, pri oblikovanju kabla ne bo delaminirana in proizvedena
3) visok ekspanzijski tlak, hitra ekspanzijska hitrost, dobra stabilnost gela;
4) dobra toplotna stabilnost, primerna za različne naknadne obdelave;
5) visoka kemična stabilnost, ne vsebuje nobenih korozivnih komponent, odporen na bakterije in erozijo plesni;
6) dobra združljivost z drugimi materiali optičnega kabla, odpornost proti oksidaciji itd.
4 Standardi delovanja vodne pregrade optičnega kabla
Veliko število rezultatov raziskav kaže, da bo nekvalificirana vodoodpornost za dolgoročno stabilnost delovanja kabelskega prenosa povzročila veliko škodo. To škodo v proizvodnem procesu in tovarniškem pregledu kabla iz optičnih vlaken je težko najti, vendar se bo postopoma pojavila v procesu polaganja kabla po uporabi. Zato je pravočasen razvoj celovitih in natančnih testnih standardov, da bi našli osnovo za oceno, ki jo lahko sprejmejo vse stranke, postala nujna naloga. Avtorjeve obsežne raziskave, raziskovanja in eksperimenti na vodoblokirnih trakovih so zagotovili ustrezno tehnično osnovo za razvoj tehničnih standardov za vodoblokirne trakove. Določite parametre delovanja vrednosti vodne pregrade na podlagi naslednjega:
1) zahteve standarda optičnega kabla za vodno zaporo (predvsem zahteve materiala optičnega kabla v standardu optičnega kabla);
2) izkušnje pri izdelavi in uporabi vodnih pregrad ter ustrezna poročila o preskusih;
3) rezultati raziskav o vplivu lastnosti vodoodbojnih trakov na delovanje kablov iz optičnih vlaken.
4. 1 Videz
Videz vodoprepornega traku mora biti enakomerno porazdeljena vlakna; površina mora biti ravna in brez gub, gub in raztrganin; v širini traku ne sme biti razpok; kompozitni material ne sme biti razslojen; trak mora biti tesno navit in na robovih ročnega traku ne sme biti "oblike slamnika".
4.2 Mehanska trdnost vodne zapore
Natezna trdnost vodne zapore je odvisna od načina izdelave poliestrskega netkanega traku, pod enakimi kvantitativnimi pogoji je viskozna metoda boljša od vroče valjane metode proizvodnje natezne trdnosti izdelka, debelina je tudi tanjša. Natezna trdnost traku za zaščito pred vodo je odvisna od tega, kako je kabel ovit ali ovit okoli kabla.
To je ključni indikator za dva pasova za blokiranje vode, za katera mora biti preskusna metoda poenotena z napravo, tekočino in preskusnim postopkom. Glavni material za blokiranje vode v traku za blokiranje vode je delno zamrežen natrijev poliakrilat in njegovi derivati, ki so občutljivi na sestavo in naravo zahtev glede kakovosti vode, da bi poenotili standard višine nabrekanja vode- blokirni trak, prevladuje uporaba deionizirane vode (pri arbitraži se uporablja destilirana voda), ker v deionizirani vodi, ki je v bistvu čista voda, ni anionske in kationske komponente. Absorpcijski množitelj vodovpojne smole v različnih kvalitetah vode se zelo razlikuje, če je absorpcijski množitelj v čisti vodi 100 % nazivne vrednosti; v vodi iz pipe je od 40 % do 60 % (odvisno od kakovosti vode na posamezni lokaciji); v morski vodi je 12 %; podzemna voda ali voda iz žlebov je bolj zapletena, težko je določiti odstotek absorpcije in njegova vrednost bo zelo nizka. Za zagotovitev učinka vodne zapore in življenjske dobe kabla je najbolje uporabiti trak za vodo zaporo z višino nabrekanja > 10 mm.
4.3Električne lastnosti
Na splošno optični kabel ne vsebuje prenosa električnih signalov kovinske žice, zato ne vključuje uporabe polprevodnega upornega vodnega traku, samo 33 Wang Qiang itd.: vodoodporni trak optičnega kabla
Električni kompozitni kabel pred prisotnostjo električnih signalov, posebne zahteve glede na strukturo kabla s pogodbo.
4.4 Toplotna stabilnost Večina vrst vodoodpornih trakov lahko izpolni zahteve glede toplotne stabilnosti: dolgotrajna temperaturna odpornost 90°C, najvišja delovna temperatura 160°C, trenutna temperaturna odpornost 230°C. Učinkovitost traku za blokiranje vode se po določenem času pri teh temperaturah ne sme spremeniti.
Trdnost gela bi morala biti najpomembnejša značilnost intumescentnega materiala, medtem ko se stopnja ekspanzije uporablja le za omejitev dolžine začetnega prodora vode (manj kot 1 m). Dober ekspanzijski material mora imeti pravo ekspanzijsko stopnjo in visoko viskoznost. Slab material za vodoprepustnost, tudi z visoko hitrostjo ekspanzije in nizko viskoznostjo, bo imel slabe lastnosti zaščitnosti pred vodo. To je mogoče preizkusiti v primerjavi s številnimi termičnimi cikli. V hidrolitskih pogojih bo gel razpadel v tekočino z nizko viskoznostjo, kar bo poslabšalo njegovo kakovost. To dosežemo z mešanjem čiste vodne suspenzije, ki vsebuje prašek za nabrekanje, 2 uri. Nastali gel nato ločimo od odvečne vode in damo v rotacijski viskozimeter za merjenje viskoznosti pred in po 24 urah pri 95 °C. Razlika v stabilnosti gela je vidna. To se običajno izvaja v ciklih po 8 ur od 20 °C do 95 °C in 8 ur od 95 °C do 20 °C. Ustrezni nemški standardi zahtevajo 126 ciklov po 8 ur.
4. 5 Združljivost Združljivost vodne pregrade je še posebej pomembna značilnost v zvezi z življenjsko dobo kabla iz optičnih vlaken in jo je zato treba upoštevati v zvezi z materiali kabla iz optičnih vlaken, ki so bili doslej uporabljeni. Ker združljivost traja dolgo, da postane očitna, je treba uporabiti preskus pospešenega staranja, tj. vzorec materiala kabla se obriše, ovije s plastjo suhega vodoodpornega traku in hrani v komori s konstantno temperaturo pri 100 °C 10 dni, nato se kakovost stehta. Natezna trdnost in raztezek materiala se po preskusu ne smeta spremeniti za več kot 20 %.
Čas objave: 22. julij 2022