1 Εισαγωγή
Με την ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνιών την τελευταία δεκαετία περίπου, το πεδίο εφαρμογής των οπτικών ινών έχει επεκταθεί. Καθώς οι περιβαλλοντικές απαιτήσεις για τα οπτικά καλώδια συνεχίζουν να αυξάνονται, αυξάνονται και οι απαιτήσεις για την ποιότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται στα οπτικά καλώδια. Η ταινία φραγμού νερού για καλώδια οπτικών ινών είναι ένα κοινό υλικό φραγμού νερού που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία καλωδίων οπτικών ινών. Ο ρόλος της στεγανοποίησης, της στεγανοποίησης, της προστασίας από την υγρασία και την προστασία από το buffer στα οπτικά καλώδια έχει αναγνωριστεί ευρέως και οι ποικιλίες και η απόδοσή της έχουν βελτιωθεί και τελειοποιηθεί συνεχώς με την ανάπτυξη των οπτικών καλωδίων. Τα τελευταία χρόνια, η δομή "ξηρού πυρήνα" εισήχθη στο οπτικό καλώδιο. Αυτός ο τύπος υλικού φραγμού νερού καλωδίων είναι συνήθως ένας συνδυασμός ταινίας, νήματος ή επίστρωσης για να αποτρέψει τη διείσδυση νερού διαμήκως στον πυρήνα του καλωδίου. Με την αυξανόμενη αποδοχή των καλωδίων οπτικών ινών ξηρού πυρήνα, τα υλικά καλωδίων οπτικών ινών ξηρού πυρήνα αντικαθιστούν γρήγορα τις παραδοσιακές ενώσεις πλήρωσης καλωδίων με βάση τη βαζελίνη. Το υλικό ξηρού πυρήνα χρησιμοποιεί ένα πολυμερές που απορροφά γρήγορα το νερό για να σχηματίσει μια υδρογέλη, η οποία διογκώνεται και γεμίζει τα κανάλια διείσδυσης νερού του καλωδίου. Επιπλέον, καθώς το ξηρό υλικό του πυρήνα δεν περιέχει κολλώδες λίπος, δεν απαιτούνται μαντηλάκια, διαλύτες ή καθαριστικά για την προετοιμασία του καλωδίου για τη συγκόλληση και ο χρόνος συγκόλλησης μειώνεται σημαντικά. Το ελαφρύ βάρος του καλωδίου και η καλή πρόσφυση μεταξύ του εξωτερικού ενισχυτικού νήματος και του περιβλήματος δεν μειώνονται, καθιστώντας το μια δημοφιλή επιλογή.
2 Η επίδραση του νερού στο καλώδιο και στον μηχανισμό αντοχής στο νερό
Ο κύριος λόγος για τον οποίο πρέπει να λαμβάνονται ποικίλα μέτρα για την αποφυγή του νερού είναι ότι το νερό που εισέρχεται στο καλώδιο θα αποσυντίθεται σε υδρογόνο και ιόντα OH-, γεγονός που θα αυξήσει την απώλεια μετάδοσης της οπτικής ίνας, θα μειώσει την απόδοση της ίνας και θα μειώσει τη διάρκεια ζωής του καλωδίου. Τα πιο συνηθισμένα μέτρα για την αποφυγή του νερού είναι η πλήρωση με βαζελίνη και η προσθήκη ταινίας που εμποδίζει το νερό, η οποία γεμίζει το κενό μεταξύ του πυρήνα του καλωδίου και του περιβλήματος για να αποτρέψει την κάθετη εξάπλωση του νερού και της υγρασίας, παίζοντας έτσι ρόλο στο μπλοκάρισμα του νερού.
Όταν οι συνθετικές ρητίνες χρησιμοποιούνται σε μεγάλες ποσότητες ως μονωτές σε καλώδια οπτικών ινών (πρώτα στα καλώδια), αυτά τα μονωτικά υλικά δεν είναι επίσης άτρωτα στην εισροή νερού. Ο σχηματισμός «υδάτινων δέντρων» στο μονωτικό υλικό είναι ο κύριος λόγος για τον αντίκτυπο στην απόδοση μετάδοσης. Ο μηχανισμός με τον οποίο το μονωτικό υλικό επηρεάζεται από τα υδάτινα δέντρα εξηγείται συνήθως ως εξής: λόγω του ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου (μια άλλη υπόθεση είναι ότι οι χημικές ιδιότητες της ρητίνης αλλάζουν από την πολύ ασθενή εκκένωση επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων), τα μόρια νερού διεισδύουν μέσω του διαφορετικού αριθμού μικροπόρων που υπάρχουν στο υλικό επένδυσης του καλωδίου οπτικών ινών. Τα μόρια νερού θα διεισδύσουν μέσω του διαφορετικού αριθμού μικροπόρων στο υλικό του περιβλήματος του καλωδίου, σχηματίζοντας «υδάτινα δέντρα», συσσωρεύοντας σταδιακά μια μεγάλη ποσότητα νερού και εξαπλώνοντας κατά τη διαμήκη κατεύθυνση του καλωδίου, επηρεάζοντας την απόδοση του καλωδίου. Μετά από χρόνια διεθνούς έρευνας και δοκιμών, στα μέσα της δεκαετίας του 1980, για να βρεθεί ένας τρόπος για να εξαλειφθεί ο καλύτερος τρόπος για την παραγωγή υδρόβιων δέντρων, δηλαδή, πριν από την εξώθηση του καλωδίου τυλιγμένο σε ένα στρώμα απορρόφησης νερού και επέκτασης του φράγματος νερού για να ανασταλεί και να επιβραδυνθεί η ανάπτυξη των υδρόβιων δέντρων, εμποδίζοντας το νερό στο καλώδιο μέσα στη διαμήκη εξάπλωση. Ταυτόχρονα, λόγω εξωτερικών ζημιών και διείσδυσης νερού, το φράγμα νερού μπορεί επίσης να εμποδίσει γρήγορα το νερό, όχι στη διαμήκη εξάπλωση του καλωδίου.
3 Επισκόπηση του φράγματος νερού καλωδίων
3. 1 Ταξινόμηση φραγμών νερού από οπτικές ίνες
Υπάρχουν πολλοί τρόποι ταξινόμησης των φραγμών νερού οπτικών καλωδίων, οι οποίοι μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τη δομή, την ποιότητα και το πάχος τους. Γενικά, μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τη δομή τους: διπλής όψης πολυστρωματικό φράγμα νερού, μονής όψης επικαλυμμένο φράγμα νερού και σύνθετο φράγμα νερού μεμβράνης. Η λειτουργία φραγμού νερού του φράγματος νερού οφείλεται κυρίως στο υλικό υψηλής απορρόφησης νερού (που ονομάζεται φράγμα νερού), το οποίο μπορεί να διογκωθεί γρήγορα αφού το φράγμα νερού έρθει σε επαφή με το νερό, σχηματίζοντας έναν μεγάλο όγκο γέλης (το φράγμα νερού μπορεί να απορροφήσει εκατοντάδες φορές περισσότερο νερό από τον εαυτό του), εμποδίζοντας έτσι την ανάπτυξη του υδάτινου δέντρου και αποτρέποντας τη συνεχή διείσδυση και εξάπλωση του νερού. Αυτά περιλαμβάνουν τόσο φυσικούς όσο και χημικά τροποποιημένους πολυσακχαρίτες.
Αν και αυτά τα φυσικά ή ημιφυσικά φράγματα νερού έχουν καλές ιδιότητες, έχουν δύο μοιραία μειονεκτήματα:
1) είναι βιοδιασπώμενα και 2) είναι εξαιρετικά εύφλεκτα. Αυτό καθιστά απίθανο να χρησιμοποιηθούν σε υλικά καλωδίων οπτικών ινών. Ο άλλος τύπος συνθετικού υλικού στο αδιάβροχο υλικό αντιπροσωπεύεται από πολυακρυλικά, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αδιάβροχα υλικά για οπτικά καλώδια επειδή πληρούν τις ακόλουθες απαιτήσεις: 1) όταν στεγνώσουν, μπορούν να αντισταθμίσουν τις καταπονήσεις που δημιουργούνται κατά την κατασκευή οπτικών καλωδίων.
2) όταν είναι στεγνά, μπορούν να αντέξουν τις συνθήκες λειτουργίας των οπτικών καλωδίων (θερμικός κύκλος από θερμοκρασία δωματίου έως 90 °C) χωρίς να επηρεάσουν τη διάρκεια ζωής του καλωδίου και μπορούν επίσης να αντέξουν υψηλές θερμοκρασίες για σύντομα χρονικά διαστήματα.
3) όταν εισέλθει νερό, μπορούν να διογκωθούν γρήγορα και να σχηματίσουν ένα τζελ με ταχύτητα διαστολής.
4) παράγουν ένα πολύ ιξώδες τζελ, ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες το ιξώδες του τζελ παραμένει σταθερό για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η σύνθεση υδατοαπωθητικών μπορεί να χωριστεί σε παραδοσιακές χημικές μεθόδους - μέθοδο αντίστροφης φάσης (μέθοδος διασύνδεσης πολυμερισμού νερού σε λάδι), τη δική τους μέθοδο διασύνδεσης - μέθοδο δίσκου, μέθοδο ακτινοβολίας - μέθοδο γ-ακτίνων "κοβαλτίου 60". Η μέθοδος διασύνδεσης βασίζεται στη μέθοδο γ-ακτινοβολίας "κοβαλτίου 60". Οι διαφορετικές μέθοδοι σύνθεσης έχουν διαφορετικούς βαθμούς πολυμερισμού και διασύνδεσης και επομένως πολύ αυστηρές απαιτήσεις για τον παράγοντα δέσμευσης νερού που απαιτείται στις ταινίες δέσμευσης νερού. Μόνο πολύ λίγα πολυακρυλικά μπορούν να ικανοποιήσουν τις παραπάνω τέσσερις απαιτήσεις. Σύμφωνα με την πρακτική εμπειρία, οι παράγοντες δέσμευσης νερού (ρητίνες απορρόφησης νερού) δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες για ένα μόνο μέρος του διασυνδεδεμένου πολυακρυλικού νατρίου, πρέπει να χρησιμοποιηθούν σε μια μέθοδο διασύνδεσης πολλαπλών πολυμερών (δηλαδή, μια ποικιλία μέρους του διασυνδεδεμένου μείγματος πολυακρυλικού νατρίου) προκειμένου να επιτευχθεί ο σκοπός των γρήγορων και υψηλών πολλαπλασίων απορρόφησης νερού. Οι βασικές απαιτήσεις είναι: ο πολλαπλασιαστής απορρόφησης νερού μπορεί να φτάσει περίπου 400 φορές, ο ρυθμός απορρόφησης νερού μπορεί να φτάσει το πρώτο λεπτό για να απορροφήσει το 75% του νερού που απορροφάται από το αδιάβροχο υλικό. Απαιτήσεις θερμικής σταθερότητας ξήρανσης σε αδιάβροχο υλικό: μακροπρόθεσμη αντοχή σε θερμοκρασία 90°C, μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 160°C, στιγμιαία αντοχή σε θερμοκρασία 230°C (ιδιαίτερα σημαντική για φωτοηλεκτρικά σύνθετα καλώδια με ηλεκτρικά σήματα). Απαιτήσεις σταθερότητας απορρόφησης νερού μετά τον σχηματισμό γέλης: μετά από αρκετούς θερμικούς κύκλους (20°C ~ 95°C). Η σταθερότητα της γέλης μετά την απορρόφηση νερού απαιτεί: υψηλό ιξώδες γέλης και αντοχή γέλης μετά από αρκετούς θερμικούς κύκλους (20°C έως 95°C). Η σταθερότητα της γέλης ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη μέθοδο σύνθεσης και τα υλικά που χρησιμοποιούνται από τον κατασκευαστή. Ταυτόχρονα, όσο ταχύτερος είναι ο ρυθμός διαστολής, τόσο το καλύτερο. Ορισμένα προϊόντα επιδιώκουν μονόπλευρα την ταχύτητα και τη χρήση προσθέτων, κάτι που δεν ευνοεί τη σταθερότητα της υδρογέλης, καταστρέφοντας την ικανότητα συγκράτησης νερού, αλλά δεν επιτυγχάνει το αποτέλεσμα της αντοχής στο νερό.
3. 3 χαρακτηριστικά της ταινίας φραγμού νερού Καθώς το καλώδιο στην κατασκευή, τη δοκιμή, τη μεταφορά, την αποθήκευση και τη χρήση της διαδικασίας για να αντέξει τις περιβαλλοντικές δοκιμές, έτσι από την άποψη της χρήσης οπτικών καλωδίων, οι απαιτήσεις ταινίας φραγμού νερού καλωδίων είναι οι εξής:
1) εμφάνιση κατανομή ινών, σύνθετα υλικά χωρίς αποκόλληση και σκόνη, με ορισμένη μηχανική αντοχή, κατάλληλη για τις ανάγκες του καλωδίου.
2) ομοιόμορφη, επαναλαμβανόμενη, σταθερή ποιότητα, στο σχηματισμό του καλωδίου δεν θα αποκολληθεί και δεν θα παραχθεί
3) υψηλή πίεση διαστολής, γρήγορη ταχύτητα διαστολής, καλή σταθερότητα πηκτής.
4) καλή θερμική σταθερότητα, κατάλληλη για διάφορες επόμενες επεξεργασίες.
5) υψηλή χημική σταθερότητα, δεν περιέχει διαβρωτικά συστατικά, ανθεκτικό στα βακτήρια και τη διάβρωση από μούχλα.
6) καλή συμβατότητα με άλλα υλικά οπτικού καλωδίου, αντοχή στην οξείδωση κ.λπ.
4 Πρότυπα απόδοσης φράγματος νερού οπτικών καλωδίων
Ένας μεγάλος αριθμός ερευνητικών αποτελεσμάτων δείχνει ότι η μη επιβεβαιωμένη αντοχή στο νερό στη μακροπρόθεσμη σταθερότητα της απόδοσης μετάδοσης καλωδίων θα προκαλέσει μεγάλη βλάβη. Αυτή η βλάβη, κατά τη διαδικασία κατασκευής και την εργοστασιακή επιθεώρηση του καλωδίου οπτικών ινών είναι δύσκολο να εντοπιστεί, αλλά θα εμφανιστεί σταδιακά κατά τη διαδικασία τοποθέτησης του καλωδίου μετά τη χρήση. Επομένως, η έγκαιρη ανάπτυξη ολοκληρωμένων και ακριβών προτύπων δοκιμών, για να βρεθεί μια βάση για την αξιολόγηση από όλα τα μέρη, έχει καταστεί επείγον έργο. Η εκτεταμένη έρευνα, εξερεύνηση και πειράματα του συγγραφέα σε ιμάντες που εμποδίζουν το νερό έχουν παράσχει μια επαρκή τεχνική βάση για την ανάπτυξη τεχνικών προτύπων για ιμάντες που εμποδίζουν το νερό. Προσδιορίστε τις παραμέτρους απόδοσης της τιμής του φράγματος νερού με βάση τα ακόλουθα:
1) οι απαιτήσεις του προτύπου οπτικού καλωδίου για το waterstop (κυρίως οι απαιτήσεις του υλικού του οπτικού καλωδίου στο πρότυπο οπτικού καλωδίου)·
2) εμπειρία στην κατασκευή και χρήση φραγμάτων νερού και σχετικές εκθέσεις δοκιμών·
3) αποτελέσματα έρευνας σχετικά με την επίδραση των χαρακτηριστικών των ταινιών φραγμού νερού στην απόδοση των καλωδίων οπτικών ινών.
4. 1 Εμφάνιση
Η εμφάνιση της ταινίας φραγμού νερού θα πρέπει να είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες ίνες· η επιφάνεια θα πρέπει να είναι επίπεδη και απαλλαγμένη από ρυτίδες, πτυχές και σκισίματα· δεν θα πρέπει να υπάρχουν σχισμές στο πλάτος της ταινίας· το σύνθετο υλικό θα πρέπει να είναι απαλλαγμένο από αποκόλληση· η ταινία θα πρέπει να είναι σφιχτά τυλιγμένη και οι άκρες της ταινίας χειρός θα πρέπει να μην έχουν το «σχήμα ψάθινου καπέλου».
4.2 Μηχανική αντοχή του υδροφράκτη
Η αντοχή σε εφελκυσμό της ταινίας υδροφραγής εξαρτάται από τη μέθοδο κατασκευής της μη υφασμένης ταινίας πολυεστέρα. Υπό τις ίδιες ποσοτικές συνθήκες, η μέθοδος βισκόζης είναι καλύτερη από τη μέθοδο θερμής έλασης για την παραγωγή του προϊόντος, καθώς και η αντοχή σε εφελκυσμό, ενώ το πάχος είναι επίσης μικρότερο. Η αντοχή σε εφελκυσμό της ταινίας υδροφραγής ποικίλλει ανάλογα με τον τρόπο που το καλώδιο τυλίγεται ή περιτυλίγεται γύρω από το καλώδιο.
Αυτός είναι ένας βασικός δείκτης για δύο από τις ταινίες αποκλεισμού νερού, για τις οποίες η μέθοδος δοκιμής θα πρέπει να ενοποιηθεί με τη συσκευή, το υγρό και τη διαδικασία δοκιμής. Το κύριο υλικό αποκλεισμού νερού στην ταινία αποκλεισμού νερού είναι εν μέρει διασταυρωμένο πολυακρυλικό νάτριο και τα παράγωγά του, τα οποία είναι ευαίσθητα στη σύνθεση και τη φύση των απαιτήσεων ποιότητας νερού. Προκειμένου να ενοποιηθεί το πρότυπο του ύψους διόγκωσης της ταινίας αποκλεισμού νερού, θα υπερισχύσει η χρήση απιονισμένου νερού (το απεσταγμένο νερό χρησιμοποιείται σε διαιτησία), επειδή δεν υπάρχει ανιονικό και κατιονικό συστατικό στο απιονισμένο νερό, το οποίο είναι βασικά καθαρό νερό. Ο πολλαπλασιαστής απορρόφησης της ρητίνης απορρόφησης νερού σε διαφορετικές ποιότητες νερού ποικίλλει σημαντικά, εάν ο πολλαπλασιαστής απορρόφησης στο καθαρό νερό είναι 100% της ονομαστικής τιμής. στο νερό βρύσης είναι 40% έως 60% (ανάλογα με την ποιότητα του νερού κάθε τοποθεσίας). στο θαλασσινό νερό είναι 12%. τα υπόγεια ύδατα ή τα ύδατα υδρορροών είναι πιο περίπλοκα, είναι δύσκολο να προσδιοριστεί το ποσοστό απορρόφησης και η τιμή του θα είναι πολύ χαμηλή. Για να διασφαλίσετε το αποτέλεσμα φραγμού νερού και τη διάρκεια ζωής του καλωδίου, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε μια ταινία φραγμού νερού με ύψος διόγκωσης > 10 mm.
4.3 Ηλεκτρικές ιδιότητες
Γενικά, το οπτικό καλώδιο δεν περιέχει τη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων του μεταλλικού σύρματος, επομένως δεν περιλαμβάνει τη χρήση ημιαγώγιμης ταινίας αντοχής νερού, μόνο 33 Wang Qiang, κ.λπ.: ταινία αντοχής στο νερό οπτικού καλωδίου
Ηλεκτρικό σύνθετο καλώδιο πριν από την παρουσία ηλεκτρικών σημάτων, ειδικές απαιτήσεις σύμφωνα με τη δομή του καλωδίου από τη σύμβαση.
4.4 Θερμική σταθερότητα Οι περισσότερες ποικιλίες ταινιών φραγμού νερού μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις θερμικής σταθερότητας: μακροπρόθεσμη αντοχή στη θερμοκρασία 90°C, μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας 160°C, στιγμιαία αντοχή στη θερμοκρασία 230°C. Η απόδοση της ταινίας φραγμού νερού δεν πρέπει να αλλάζει μετά από ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα σε αυτές τις θερμοκρασίες.
Η αντοχή του πηκτώματος θα πρέπει να είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός διογκωτικού υλικού, ενώ ο ρυθμός διαστολής χρησιμοποιείται μόνο για να περιορίσει το μήκος της αρχικής διείσδυσης του νερού (λιγότερο από 1 m). Ένα καλό υλικό διαστολής θα πρέπει να έχει τον σωστό ρυθμό διαστολής και υψηλό ιξώδες. Ένα κακό υλικό φραγμού νερού, ακόμη και με υψηλό ρυθμό διαστολής και χαμηλό ιξώδες, θα έχει κακές ιδιότητες φραγμού νερού. Αυτό μπορεί να ελεγχθεί σε σύγκριση με διάφορους θερμικούς κύκλους. Υπό υδρολυτικές συνθήκες, το πηκτώμα θα διασπαστεί σε ένα υγρό χαμηλού ιξώδους, το οποίο θα υποβαθμίσει την ποιότητά του. Αυτό επιτυγχάνεται με ανάδευση ενός καθαρού υδατικού εναιωρήματος που περιέχει σκόνη διόγκωσης για 2 ώρες. Το προκύπτον πηκτώμα στη συνέχεια διαχωρίζεται από την περίσσεια νερού και τοποθετείται σε ένα περιστρεφόμενο ιξωδόμετρο για να μετρηθεί το ιξώδες πριν και μετά από 24 ώρες στους 95°C. Η διαφορά στη σταθερότητα του πηκτώματος είναι ορατή. Αυτό γίνεται συνήθως σε κύκλους των 8 ωρών από 20°C έως 95°C και 8 ωρών από 95°C έως 20°C. Τα σχετικά γερμανικά πρότυπα απαιτούν 126 κύκλους των 8 ωρών.
4. 5 Συμβατότητα Η συμβατότητα του φράγματος νερού είναι ένα ιδιαίτερα σημαντικό χαρακτηριστικό σε σχέση με τη διάρκεια ζωής του καλωδίου οπτικών ινών και επομένως θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε σχέση με τα υλικά του καλωδίου οπτικών ινών που έχουν χρησιμοποιηθεί μέχρι στιγμής. Καθώς η συμβατότητα χρειάζεται πολύ χρόνο για να γίνει εμφανής, πρέπει να χρησιμοποιηθεί η δοκιμή επιταχυνόμενης γήρανσης, δηλαδή το δείγμα υλικού καλωδίου σκουπίζεται, τυλίγεται με ένα στρώμα στεγνής αδιάβροχης ταινίας και διατηρείται σε θάλαμο σταθερής θερμοκρασίας στους 100°C για 10 ημέρες, μετά τις οποίες ζυγίζεται η ποιότητα. Η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση του υλικού δεν πρέπει να αλλάζουν περισσότερο από 20% μετά τη δοκιμή.
Ώρα δημοσίευσης: 22 Ιουλίου 2022