1 הקדמה
עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית התקשורת בעשור האחרון לערך, תחום היישום של כבלים סיבים אופטיים הולך ומתרחב. ככל שהדרישות הסביבתיות לכבלי סיבים אופטיים ממשיכות לעלות, כך גם הדרישות לאיכות החומרים המשמשים בכבלים סיבים אופטיים. סרט חוסם מים של כבל סיב אופטי הוא חומר נפוץ חוסם מים בשימוש בתעשיית הכבלים הסיבים האופטיים, תפקיד האיטום, האיטום, הגנת לחות וחיץ בכבלים סיבים אופטיים זכה להכרה רחבה, והמגוון והביצועים שלו זכו להכרה רחבה. השתפר והשתכלל עם פיתוח כבל סיבים אופטיים. בשנים האחרונות הוכנס מבנה "הליבה היבשה" לכבל האופטי. סוג זה של חומר מחסום מים בכבלים הוא בדרך כלל שילוב של סרט, חוט או ציפוי כדי למנוע חדירת מים לאורך לליבת הכבל. עם הקבלה הגוברת של כבלים סיבים אופטיים ליבה יבשה, חומרי כבלים סיבים אופטיים ליבה יבשה מחליפים במהירות את תרכובות מילוי הכבלים המסורתיות המבוססות על ג'לי נפט. חומר הליבה היבשה משתמש בפולימר הסופג מים במהירות ליצירת הידרוג'ל, שמתנפח וממלא את תעלות חדירת המים של הכבל. בנוסף, כיוון שחומר הליבה היבש אינו מכיל שומן דביק, אין צורך במגבונים, ממיסים או חומרי ניקוי להכנת הכבל לחיתוך, וזמן שחבור הכבלים מצטמצם מאוד. משקלו הקל של הכבל וההיצמדות הטובה בין חוט החיזוק החיצוני לנדן אינם מופחתים, מה שהופך אותו לבחירה פופולרית.
2 השפעת המים על הכבל ומנגנון עמידות המים
הסיבה העיקרית לכך שיש לנקוט במגוון אמצעי חסימת מים היא שהמים הנכנסים לכבל יתפרקו למימן וליוני O H, מה שיגדיל את אובדן השידור של הסיב האופטי, יפחית את ביצועי הסיב ויקצר את חיי הכבל. אמצעי חסימת המים הנפוצים ביותר הם מילוי במשחת נפט והוספת סרט חוסם מים, אשר ממלאים את הרווח בין ליבת הכבל לנדן כדי למנוע התפשטות של מים ולחות אנכית, ובכך ממלאים תפקיד בחסימת מים.
כאשר שרפים סינתטיים משמשים בכמויות גדולות כמבודדים בכבלים סיבים אופטיים (קודם כל בכבלים), חומרי בידוד אלו גם אינם חסינים בפני חדירת מים. היווצרות "עצי מים" בחומר הבידוד היא הסיבה העיקרית להשפעה על ביצועי ההולכה. המנגנון שבו החומר הבידוד מושפע מעצי מים מוסבר בדרך כלל כך: עקב השדה החשמלי החזק (השערה נוספת היא שהתכונות הכימיות של השרף משתנות על ידי פריקה חלשה מאוד של אלקטרונים מואצים), מולקולות מים חודרות דרך המספר השונות של מיקרו-נקבוביות הקיימות בחומר המעטפת של כבל הסיבים האופטיים. מולקולות המים יחדרו דרך המספר השונה של מיקרו-נקבוביות בחומר מעטפת הכבל, ויצרו "עצי מים", יצטברו בהדרגה כמות גדולה של מים ויתפשטו בכיוון האורך של הכבל, וישפיעו על ביצועי הכבל. לאחר שנים של מחקר ובדיקות בינלאומיות, באמצע שנות ה-80, למצוא דרך לחסל את הדרך הטובה ביותר לייצר עצי מים, כלומר לפני שחול הכבלים עטוף בשכבה של ספיגת מים והרחבת מחסום המים כדי לעכב. ולהאט את צמיחת עצי המים, חוסם מים בכבל בתוך התפשטות האורכית; יחד עם זאת, עקב פגיעה חיצונית וחדירת מים, מחסום המים יכול גם לחסום במהירות את המים, לא לפיזור האורך של הכבל.
3 סקירה כללית של מחסום המים בכבלים
3. 1 סיווג מחסומי מים בכבל סיבים אופטיים
ישנן דרכים רבות לסווג מחסומי מים בכבלים אופטיים, אשר ניתן לסווג לפי המבנה, האיכות והעובי שלהם. באופן כללי, ניתן לסווג אותם לפי המבנה שלהם: waterstop דו צדדי למינציה, waterstop מצופה חד צדדי ו-waterstop סרט מרוכב. תפקוד מחסום המים של מחסום המים נובע בעיקר מחומר ספיגת המים הגבוה (הנקרא מחסום מים), שיכול להתנפח במהירות לאחר שמכשול המים נתקל במים, ויוצר נפח גדול של ג'ל (מחסום המים יכול לספוג פי מאות יותר מים מאשר עצמו), ובכך למנוע את צמיחת עץ המים ולמנוע את המשך חדירת המים והתפשטותם. אלה כוללים הן פוליסכרידים טבעיים והן פוליסכרידים שעברו שינוי כימי.
למרות שלחוסמי המים הטבעיים או הטבעיים למחצה יש תכונות טובות, יש להם שני חסרונות קטלניים:
1) הם מתכלים ו-2) הם דליקים מאוד. זה הופך אותם לא סביר שישמשו בחומרי כבלים סיבים אופטיים. הסוג השני של חומר סינתטי בעמיד למים מיוצג על ידי פולי-אקרילטים, שיכולים לשמש כחומר עמיד למים עבור כבלים אופטיים מכיוון שהם עומדים בדרישות הבאות: 1) כשהם יבשים, הם יכולים לנטרל את הלחצים הנוצרים במהלך ייצור כבלים אופטיים;
2) כשהם יבשים, הם יכולים לעמוד בתנאי ההפעלה של כבלים אופטיים (מחזור תרמית מטמפרטורת החדר ל-90 מעלות צלזיוס) מבלי להשפיע על חיי הכבל, ויכולים גם לעמוד בטמפרטורות גבוהות לפרקי זמן קצרים;
3) כאשר מים נכנסים, הם יכולים להתנפח במהירות וליצור ג'ל עם מהירות התפשטות.
4) לייצר ג'ל מאוד צמיג, גם בטמפרטורות גבוהות הצמיגות של הג'ל יציבה לאורך זמן.
ניתן לחלק את הסינתזה של דוחי מים לשיטות כימיות מסורתיות - שיטת פאזה הפוכה (שיטת פילמור פילמור מים בשמן), שיטת פילמור צולבת משלהן - שיטת דיסק, שיטת הקרנה - "קובלט 60" γ -שיטת ריי. שיטת ההצלבה מבוססת על שיטת קרינת γ "קובלט 60". לשיטות הסינתזה השונות יש דרגות שונות של פילמור וצלבות ולכן דרישות מחמירות מאוד לחומר חוסם המים הנדרש בסרטים חוסמי מים. רק מעט מאוד פוליאקרילטים יכולים לעמוד בארבע הדרישות לעיל, על פי ניסיון מעשי, חומרים חוסמי מים (שרפים סופחי מים) אינם יכולים לשמש כחומרי גלם לחלק בודד של נתרן פוליאקרילט המצולב, יש להשתמש בהם שיטת הצלבה מולטי-פולימר (כלומר מגוון חלקים מתערובת הנתרן המוצלבת פולי-אקרילט) על מנת להשיג את המטרה של כפולות ספיגת מים מהירה וגבוהה. הדרישות הבסיסיות הן: מכפיל ספיגת המים יכול להגיע בערך פי 400, קצב ספיגת המים יכול להגיע לדקה הראשונה כדי לספוג 75% מהמים הנספגים על ידי המים הרסיסט; דרישות יציבות תרמית עמיד בפני מים: התנגדות טמפרטורה ארוכת טווח של 90 מעלות צלזיוס, טמפרטורת עבודה מקסימלית של 160 מעלות צלזיוס, התנגדות מיידית לטמפרטורה של 230 מעלות צלזיוס (חשוב במיוחד עבור כבל מרוכב פוטואלקטרי עם אותות חשמליים); ספיגת מים לאחר היווצרות דרישות יציבות ג'ל: לאחר מספר מחזורים תרמיים (20°C ~ 95°C) יציבות הג'ל לאחר ספיגת מים מחייבת: ג'ל בעל צמיגות גבוהה וחוזק ג'ל לאחר מספר מחזורים תרמיים (20°C עד 95° ג). יציבות הג'ל משתנה במידה ניכרת בהתאם לשיטת הסינתזה ולחומרים בהם משתמש היצרן. יחד עם זאת, לא ככל שקצב ההתפשטות מהיר יותר, כך טוב יותר, חלק מהמוצרים מרדיפים חד צדדיים למהירות, השימוש בתוספים אינו תורם ליציבות ההידרוג'ל, להרס יכולת החזקת המים, אך לא להשיג את ההשפעה של עמידות במים.
3. 3 מאפיינים של סרט חוסם מים כמו הכבל בייצור, בדיקה, הובלה, אחסון ושימוש בתהליך כדי לעמוד במבחן הסביבתי, כך מנקודת המבט של השימוש בכבל אופטי, הכבל קלטת חסימת מים הדרישות הן כדלקמן:
1) הפצת סיבים במראה, חומרים מרוכבים ללא דלמינציה ואבקה, עם חוזק מכני מסוים, מתאים לצרכי הכבל;
2) איכות אחידה, חוזרת, יציבה, בהיווצרות הכבל לא יהיה דה למינציה וייצור
3) לחץ התפשטות גבוה, מהירות התפשטות מהירה, יציבות ג'ל טובה;
4) יציבות תרמית טובה, מתאים לעיבודים שונים הבאים;
5) יציבות כימית גבוהה, אינו מכיל רכיבים קורוזיביים כלשהם, עמיד בפני חיידקים ושחיקת עובש;
6) תאימות טובה עם חומרים אחרים של כבל אופטי, עמידות חמצון וכו '.
4 תקני ביצועים של מחסום מים כבל אופטי
מספר רב של תוצאות מחקרים מראים שעמידות למים בלתי מסויגת ליציבות ארוכת הטווח של ביצועי העברת הכבלים תיצור נזק רב. פגיעה זו, בתהליך הייצור ובדיקת המפעל של כבל סיבים אופטיים, קשה למצוא, אך תופיע בהדרגה בתהליך הנחת הכבל לאחר השימוש. לכן, פיתוח בזמן של תקני בדיקה מקיף ומדויק, כדי למצוא בסיס להערכה של כל הצדדים יכולים לקבל, הפך למשימה דחופה. המחקר, החקירה והניסויים הנרחבים של המחבר על חגורות חוסמות מים סיפקו בסיס טכני הולם לפיתוח תקנים טכניים לחגורות חוסמות מים. קבע את פרמטרי הביצועים של ערך מחסום המים בהתבסס על הדברים הבאים:
1) הדרישות של תקן הכבל האופטי עבור ה-waterstop (בעיקר הדרישות של חומר הכבל האופטי בתקן הכבל האופטי);
2) ניסיון בייצור ושימוש במחסומי מים ודוחות בדיקה רלוונטיים;
3) תוצאות מחקר על השפעת המאפיינים של סרטים חוסמי מים על הביצועים של כבלי סיבים אופטיים.
4. 1 הופעה
המראה של סרט מחסום המים צריך להיות סיבים מפוזרים באופן שווה; המשטח צריך להיות שטוח וללא קמטים, קמטים וקרעים; לא צריכים להיות פיצולים ברוחב הקלטת; החומר המרוכב צריך להיות נקי מדלמינציה; הסרט צריך להיות כרוך בחוזקה ושולי הסרט הידני צריכים להיות חופשיים מ"צורת כובע הקש".
4.2 חוזק מכני של מעצור המים
חוזק המתיחה של ה-waterstop תלוי בשיטת הייצור של סרט הפוליאסטר הלא ארוג, באותם תנאים כמותיים, שיטת הויסקוזה עדיפה על שיטת הייצור בגלגול חם של חוזק מתיחה של המוצר, העובי גם דק יותר. חוזק המתיחה של סרט מחסום המים משתנה בהתאם לאופן שבו הכבל כרוך או כרוך סביב הכבל.
זהו אינדיקטור מרכזי עבור שתיים מהחגורות חוסמות המים, עבורן יש לאחד את שיטת הבדיקה עם ההתקן, הנוזל ונוהל הבדיקה. החומר העיקרי חוסם המים בסרט חוסם המים הוא נתרן פוליאקרילט מוצלב בחלקו ונגזרותיו, הרגישות להרכב ולאופי דרישות איכות המים, על מנת לאחד את תקן גובה ההתפחה של המים- סרט חוסם, השימוש במים דה-יוניים יגבר (מים מזוקקים משמשים בבוררות), כי אין מרכיב אניוני וקטיוני במים דה-יוניים, שהם בעצם מים טהורים. מכפיל הספיגה של שרף ספיגת המים באיכויות מים שונות משתנה מאוד, אם מכפיל הספיגה במים טהורים הוא 100% מהערך הנומינלי; במי ברז זה 40% עד 60% (תלוי באיכות המים של כל מקום); במי ים זה 12%; מים תת קרקעיים או מי מרזבים מורכבים יותר, קשה לקבוע את אחוז הספיגה, וערכו יהיה נמוך מאוד. כדי להבטיח את אפקט מחסום המים ואת חיי הכבל, עדיף להשתמש בסרט מחסום מים בגובה התנפחות של > 10 מ"מ.
4.3 מאפיינים חשמליים
באופן כללי, הכבל האופטי אינו מכיל העברת אותות חשמליים של חוט המתכת, לכן אל תכלול שימוש בסרטי מים התנגדות מוליכים למחצה, רק 33 Wang Qiang וכו': סרט התנגדות מים של כבל אופטי
כבל חשמלי מורכב לפני נוכחות של אותות חשמליים, דרישות ספציפיות בהתאם למבנה הכבל לפי החוזה.
4.4 יציבות תרמית רוב הזנים של סרטים חוסמי מים יכולים לעמוד בדרישות היציבות התרמית: עמידות בטמפרטורה ארוכת טווח של 90 מעלות צלזיוס, טמפרטורת עבודה מקסימלית של 160 מעלות צלזיוס, עמידות מיידית לטמפרטורה של 230 מעלות צלזיוס. הביצועים של סרט חוסם המים אינם אמורים להשתנות לאחר פרק זמן מוגדר בטמפרטורות אלו.
חוזק הג'ל צריך להיות המאפיין החשוב ביותר של חומר בולט, בעוד שקצב ההתפשטות משמש רק כדי להגביל את אורך חדירת המים הראשונית (פחות מ-1 מ'). חומר התפשטות טוב צריך להיות בעל קצב ההתפשטות הנכון וצמיגות גבוהה. חומר מחסום מים גרוע, אפילו עם קצב התפשטות גבוה וצמיגות נמוכה, יהיה בעל תכונות מחסום מים גרועות. ניתן לבדוק זאת בהשוואה למספר מחזורים תרמיים. בתנאים הידרוליטים, הג'ל יתפרק לנוזל בעל צמיגות נמוכה אשר ידרדר את איכותו. זה מושג על ידי ערבוב תרחיף מים טהורים המכילה אבקת התפחה במשך 2 שעות. לאחר מכן, הג'ל שנוצר מופרד מעודפי המים ומניחים במד ויסקומטר מסתובב כדי למדוד את הצמיגות לפני ואחרי 24 שעות ב-95 מעלות צלזיוס. ניתן לראות את ההבדל ביציבות הג'ל. זה נעשה בדרך כלל במחזורים של 8 שעות מ-20°C עד 95°C ו-8 שעות מ-95°C עד 20°C. התקנים הגרמניים הרלוונטיים דורשים 126 מחזורים של 8 שעות.
4. 5 תאימות התאימות של מחסום המים היא מאפיין חשוב במיוחד ביחס לחיי הכבל הסיב האופטי ולכן יש לשקול אותה ביחס לחומרי הכבל האופטי המעורבים עד כה. מכיוון שלוקח זמן רב להתברר לתאימות, יש להשתמש במבחן ההזדקנות המואצת, כלומר, דגימת חומר הכבל מנוגבת, עטופה בשכבה של סרט עמיד למים יבש ונשמרת בתא טמפרטורה קבועה ב-100 מעלות צלזיוס למשך 10 מעלות. ימים, ולאחר מכן נשקל האיכות. חוזק המתיחה וההתארכות של החומר לא אמורים להשתנות ביותר מ-20% לאחר הבדיקה.
זמן פרסום: 22 ביולי 2022