1 Kirish
So'nggi o'n yillikda aloqa texnologiyalarining jadal rivojlanishi bilan optik tolali kabellarni qo'llash sohasi kengayib bormoqda. Optik tolali kabellarga qo'yiladigan ekologik talablar ortib borishi bilan optik tolali kabellarda ishlatiladigan materiallar sifatiga qo'yiladigan talablar ham oshib bormoqda. Optik tolali kabel suv o'tkazmaydigan lenta optik tolali kabel sanoatida ishlatiladigan keng tarqalgan suv o'tkazmaydigan material bo'lib, optik tolali kabelda muhrlash, gidroizolyatsiya, namlik va bufer himoyasining roli keng e'tirof etilgan va uning turlari va ishlashi optik tolali kabelning rivojlanishi bilan doimiy ravishda yaxshilanib va takomillashtirilib kelinmoqda. So'nggi yillarda optik kabelga "quruq yadro" tuzilishi kiritildi. Ushbu turdagi kabel suv o'tkazmaydigan materiali odatda suvning kabel yadrosiga uzunlamasına kirib borishini oldini olish uchun lenta, ip yoki qoplamaning kombinatsiyasidir. Quruq yadroli optik tolali kabellarning tobora ko'proq qabul qilinishi bilan quruq yadroli optik tolali kabel materiallari an'anaviy neft jeli asosidagi kabel plomba birikmalarini tezda almashtirmoqda. Quruq yadroli material suvni tezda shimib oladigan va gidrogel hosil qiladigan polimerdan foydalanadi, bu esa kabelning suv o'tkazuvchanlik kanallarini shishiradi va to'ldiradi. Bundan tashqari, quruq yadro materialida yopishqoq yog' yo'qligi sababli, kabelni biriktirishga tayyorlash uchun salfetkalar, erituvchilar yoki tozalagichlar talab qilinmaydi va kabelni biriktirish vaqti sezilarli darajada kamayadi. Kabelning yengil og'irligi va tashqi mustahkamlovchi ip va g'ilof orasidagi yaxshi yopishish kamaymaydi, bu esa uni mashhur tanlovga aylantiradi.
2 Suvning kabelga ta'siri va suv o'tkazmaydigan mexanizm
Suvni to'sib qo'yishning turli xil choralarini ko'rishning asosiy sababi shundaki, kabelga kiradigan suv vodorod va O₂H₂ionlariga parchalanadi, bu esa optik tolaning uzatish yo'qotilishini oshiradi, tolaning ishlashini pasaytiradi va kabelning ishlash muddatini qisqartiradi. Eng keng tarqalgan suvni to'sib qo'yish choralari neft pastasi bilan to'ldirish va suvni to'sib qo'yuvchi lenta qo'shishdir, ular kabel yadrosi va qobig'i orasidagi bo'shliqqa suv va namlikning vertikal ravishda tarqalishini oldini olish uchun to'ldiriladi va shu bilan suvni to'sib qo'yishda rol o'ynaydi.
Sintetik qatronlar optik tolali kabellarda (birinchi navbatda kabellarda) izolyator sifatida ko'p miqdorda ishlatilganda, bu izolyatsiya materiallari ham suvning kirishiga qarshi emas. Izolyatsiya materialida "suv daraxtlari" ning shakllanishi uzatish samaradorligiga ta'sir qilishning asosiy sababidir. Izolyatsiya materialiga suv daraxtlari ta'sir qilish mexanizmi odatda quyidagicha tushuntiriladi: kuchli elektr maydoni tufayli (yana bir gipoteza shundaki, qatronning kimyoviy xossalari tezlashtirilgan elektronlarning juda zaif zaryadsizlanishi bilan o'zgaradi), suv molekulalari optik tolali kabelning qoplama materialida mavjud bo'lgan turli xil miqdordagi mikrog'ovaklar orqali o'tadi. Suv molekulalari kabel qoplama materialidagi turli xil miqdordagi mikrog'ovaklar orqali o'tib, "suv daraxtlarini" hosil qiladi, asta-sekin ko'p miqdorda suv to'planadi va kabelning bo'ylama yo'nalishi bo'yicha tarqaladi va kabelning ishlashiga ta'sir qiladi. 1980-yillarning o'rtalarida xalqaro miqyosda olib borilgan tadqiqotlar va sinovlardan so'ng, suv daraxtlarini ishlab chiqarishning eng yaxshi usulini yo'q qilish yo'lini topish uchun, ya'ni kabel ekstruziyasi suvni yutish qatlami bilan o'ralgan va suv to'sig'ini kengaytirishdan oldin suv daraxtlarining o'sishini inhibe qilish va sekinlashtirish, kabeldagi suvni uzunlamasına yoyilish ichida to'sib qo'yish; shu bilan birga, tashqi shikastlanish va suvning infiltratsiyasi tufayli suv to'sig'i kabelning uzunlamasına yoyilishi uchun emas, balki suvni tezda to'sib qo'yishi mumkin.
3 Kabel suv to'sig'iga umumiy nuqtai nazar
3. 1 Optik tolali kabel suv to'siqlarining tasnifi
Optik kabel suv to'siqlarini tasniflashning ko'plab usullari mavjud bo'lib, ularni tuzilishi, sifati va qalinligiga qarab tasniflash mumkin. Umuman olganda, ularni tuzilishiga qarab tasniflash mumkin: ikki tomonlama laminatlangan suv to'sig'i, bir tomonlama qoplangan suv to'sig'i va kompozit plyonkali suv to'sig'i. Suv to'sig'ining suv to'sig'i funktsiyasi asosan suvni yutishning yuqori materiali (suv to'sig'i deb ataladi) bilan bog'liq bo'lib, u suv to'sig'i suv bilan to'qnashgandan so'ng tez shishib ketishi, katta hajmdagi gel hosil qilishi (suv to'sig'i o'zidan yuzlab marta ko'proq suvni yutishi mumkin), shu bilan suv daraxtining o'sishiga to'sqinlik qiladi va suvning infiltratsiyasi va tarqalishining oldini oladi. Bularga tabiiy va kimyoviy modifikatsiyalangan polisaxaridlar kiradi.
Bu tabiiy yoki yarim tabiiy suv blokerlari yaxshi xususiyatlarga ega bo'lsa-da, ularning ikkita halokatli kamchiligi bor:
1) ular biologik parchalanadi va 2) ular juda tez yonuvchan. Bu ularni optik tolali kabel materiallarida ishlatishni ehtimoldan yiroq qiladi. Suv o'tkazmaydigan materialdagi boshqa turdagi sintetik material poliakrilatlar bilan ifodalanadi, ular optik kabellar uchun suv o'tkazmaydigan material sifatida ishlatilishi mumkin, chunki ular quyidagi talablarga javob beradi: 1) quruq bo'lganda, ular optik kabellarni ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'ladigan kuchlanishlarga qarshi tura oladi;
2) quruq bo'lganda, ular kabelning ishlash muddatiga ta'sir qilmasdan optik kabellarning ish sharoitlariga (xona haroratidan 90 °C gacha bo'lgan issiqlik aylanishi) bardosh bera oladi va shuningdek, qisqa vaqt davomida yuqori haroratga bardosh bera oladi;
3) suv kirganda, ular tez shishib, kengayish tezligiga ega gel hosil qilishi mumkin.
4) yuqori yopishqoqlikdagi gel hosil qiladi, hatto yuqori haroratlarda ham gelning yopishqoqligi uzoq vaqt davomida barqaror bo'ladi.
Suv kovucularining sintezi keng miqyosda an'anaviy kimyoviy usullarga bo'linishi mumkin - teskari fazali usul (moydagi suv polimerizatsiyasi o'zaro bog'lanish usuli), o'zaro bog'lanish polimerizatsiyasi usuli - disk usuli, nurlantirish usuli - "kobalt 60" γ-nurlanish usuli. O'zaro bog'lanish usuli "kobalt 60" γ-nurlanish usuliga asoslangan. Turli sintez usullari polimerizatsiya va o'zaro bog'lanishning turli darajalariga ega va shuning uchun suvni blokirovka qiluvchi lentalarda talab qilinadigan suvni blokirovka qiluvchi vositaga juda qattiq talablar qo'yiladi. Yuqoridagi to'rtta talabga juda oz sonli poliakrilatlar javob bera oladi, amaliy tajribaga ko'ra, suvni blokirovka qiluvchi vositalar (suvni yutuvchi qatronlar) o'zaro bog'langan natriy poliakrilatning bitta qismi uchun xom ashyo sifatida ishlatilishi mumkin emas, tez va yuqori suvni yutish koeffitsientlariga erishish maqsadiga erishish uchun ko'p polimerli o'zaro bog'lanish usulida (ya'ni o'zaro bog'langan natriy poliakrilat aralashmasining turli qismlari) ishlatilishi kerak. Asosiy talablar: suvni yutish koeffitsienti taxminan 400 martaga yetishi mumkin, suvni yutish tezligi birinchi daqiqada suvga chidamlilik tomonidan so'rilgan suvning 75% ni yutish uchun yetishi mumkin; suvga chidamli quritishning termal barqarorlik talablari: uzoq muddatli haroratga chidamlilik 90°C, maksimal ish harorati 160°C, bir zumda haroratga chidamlilik 230°C (ayniqsa, elektr signallari bilan fotoelektrik kompozit kabel uchun muhim); gel hosil bo'lgandan keyin suvni yutish barqarorlik talablari: bir nechta termal sikllardan keyin (20°C ~ 95°C). Suvni yutgandan keyin gelning barqarorligi quyidagilarni talab qiladi: bir nechta termal sikllardan keyin yuqori yopishqoqlikdagi gel va gel kuchi (20°C dan 95°C gacha). Gelning barqarorligi sintez usuliga va ishlab chiqaruvchi tomonidan ishlatiladigan materiallarga qarab sezilarli darajada o'zgaradi. Shu bilan birga, kengayish tezligi qanchalik tez bo'lmasa, shuncha yaxshi, ba'zi mahsulotlar bir tomonlama tezlikni ta'qib qiladi, qo'shimchalardan foydalanish gidrogel barqarorligiga, suvni ushlab turish qobiliyatining yo'q qilinishiga olib kelmaydi, lekin suvga chidamlilik ta'siriga erisha olmaydi.
3. Suv o'tkazmaydigan lentaning 3 ta xususiyati Kabel ishlab chiqarish, sinovdan o'tkazish, tashish, saqlash va ulardan foydalanish jarayonida atrof-muhit sinovlariga bardosh berishi kerakligi sababli, optik kabeldan foydalanish nuqtai nazaridan, kabel suv o'tkazmaydigan lentaga qo'yiladigan talablar quyidagicha:
1) tashqi ko'rinishdagi tolali taqsimot, delaminatsiyasiz va kukunsiz kompozit materiallar, ma'lum bir mexanik kuchga ega, kabel ehtiyojlariga mos keladi;
2) bir xil, takrorlanadigan, barqaror sifat, kabelning shakllanishida delaminatsiyalanmaydi va hosil bo'lmaydi
3) yuqori kengayish bosimi, tez kengayish tezligi, yaxshi gel barqarorligi;
4) yaxshi issiqlik barqarorligi, keyingi turli xil ishlov berish uchun mos;
5) yuqori kimyoviy barqarorlik, korroziv komponentlarni o'z ichiga olmaydi, bakteriyalar va mog'or eroziyasiga chidamli;
6) optik kabelning boshqa materiallari bilan yaxshi mosligi, oksidlanishga chidamliligi va boshqalar.
4 Optik kabel suv to'sig'ining ishlash standartlari
Ko'plab tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, kabel uzatish ishlashining uzoq muddatli barqarorligiga malakasiz suvga chidamlilik katta zarar yetkazadi. Ushbu zararni optik tolali kabelni ishlab chiqarish jarayonida va zavod tekshiruvida topish qiyin, ammo ishlatilgandan keyin kabelni yotqizish jarayonida asta-sekin paydo bo'ladi. Shuning uchun, barcha tomonlar qabul qila oladigan baholash uchun asos topish maqsadida keng qamrovli va aniq sinov standartlarini o'z vaqtida ishlab chiqish dolzarb vazifaga aylandi. Muallifning suvni to'suvchi kamarlar bo'yicha keng qamrovli tadqiqotlari, tadqiqotlari va tajribalari suvni to'suvchi kamarlar uchun texnik standartlarni ishlab chiqish uchun yetarli texnik asos yaratdi. Suv to'sig'i qiymatining ishlash parametrlarini quyidagilar asosida aniqlang:
1) suv o'tkazgich uchun optik kabel standartining talablari (asosan optik kabel standartidagi optik kabel materialining talablari);
2) suv to'siqlarini ishlab chiqarish va ulardan foydalanish tajribasi va tegishli sinov hisobotlari;
3) suv o'tkazmaydigan lentalarning xususiyatlarining optik tolali kabellarning ishlashiga ta'siri bo'yicha tadqiqot natijalari.
4. 1 Tashqi ko'rinish
Suv o'tkazmaydigan lentaning tashqi ko'rinishi teng taqsimlangan tolalar bo'lishi kerak; yuzasi tekis va ajinlar, burmalar va yirtiqlardan xoli bo'lishi kerak; lenta kengligida yoriqlar bo'lmasligi kerak; kompozit material delaminatsiyadan xoli bo'lishi kerak; lenta mahkam o'ralgan bo'lishi va qo'lda ushlab turiladigan lentaning chekkalari "somon shlyapa shakli"dan xoli bo'lishi kerak.
4.2 Suv to'xtatuvchisining mexanik mustahkamligi
Suv o'tkazgichning cho'zilish kuchi poliester noto'qima lentani ishlab chiqarish usuliga bog'liq, xuddi shu miqdoriy sharoitlarda viskoza usuli mahsulotni issiq prokat usulidan yaxshiroq ishlab chiqarish usuliga qaraganda cho'zilish kuchiga ega, qalinligi ham yupqaroq. Suv o'tkazmaydigan lentaning cho'zilish kuchi kabelning o'ralgan yoki kabelga o'ralgan usuliga qarab o'zgaradi.
Bu ikkita suvni to'suvchi kamar uchun asosiy ko'rsatkich bo'lib, sinov usuli qurilma, suyuqlik va sinov protsedurasi bilan birlashtirilishi kerak. Suvni to'suvchi lentadagi asosiy suvni to'suvchi material qisman o'zaro bog'langan natriy poliakrilat va uning hosilalari bo'lib, ular suv sifati talablarining tarkibi va tabiatiga sezgir, suvni to'suvchi lentaning shishish balandligi standartini birlashtirish uchun deionlangan suvdan foydalanish ustunlik qiladi (distillangan suv arbitrajda ishlatiladi), chunki deionlangan suvda, ya'ni asosan toza suvda anion va kation komponentlari yo'q. Turli xil suv sifatlarida suvni yutuvchi qatronning yutilish multiplikatori juda katta farq qiladi, agar toza suvda yutilish multiplikatori nominal qiymatning 100% ga teng bo'lsa; jo'mrak suvida u 40% dan 60% gacha (har bir joyning suv sifatiga qarab); dengiz suvida u 12% ga teng; yer osti suvi yoki ariq suvi murakkabroq, yutilish foizini aniqlash qiyin va uning qiymati juda past bo'ladi. Suv to'sig'i effekti va kabelning ishlash muddatini ta'minlash uchun shishib ketish balandligi > 10 mm bo'lgan suv to'sig'i lentasidan foydalanish yaxshidir.
4.3 Elektr xususiyatlari
Umuman olganda, optik kabel metall simning elektr signallarini uzatishni o'z ichiga olmaydi, shuning uchun yarim o'tkazgichli qarshilik suv lentasidan foydalanishni o'z ichiga olmaydi, faqat 33 Wang Qiang va boshqalar: optik kabel suv o'tkazmaydigan lenta
Elektr signallari mavjud bo'lishidan oldin elektr kompozit kabeli, shartnoma bo'yicha kabelning tuzilishiga muvofiq maxsus talablar.
4.4 Issiqlik barqarorligi Suv o'tkazmaydigan lentalarning ko'pgina turlari issiqlik barqarorligi talablariga javob berishi mumkin: uzoq muddatli haroratga chidamlilik 90°C, maksimal ish harorati 160°C, bir zumda haroratga chidamlilik 230°C. Suv o'tkazmaydigan lentaning ishlashi ushbu haroratlarda ma'lum vaqt oralig'idan keyin o'zgarmasligi kerak.
Gel kuchi shishib ketgan materialning eng muhim xususiyati bo'lishi kerak, kengayish tezligi esa faqat dastlabki suv o'tish uzunligini (1 m dan kam) cheklash uchun ishlatiladi. Yaxshi kengayish materiali to'g'ri kengayish tezligiga va yuqori yopishqoqlikka ega bo'lishi kerak. Yomon suv o'tkazmaydigan material, hatto yuqori kengayish tezligi va past yopishqoqlikka ega bo'lsa ham, yomon suv o'tkazmaydigan xususiyatlarga ega bo'ladi. Buni bir qator termal sikllar bilan taqqoslash mumkin. Gidrolitik sharoitda gel past yopishqoqlikdagi suyuqlikka parchalanadi, bu uning sifatini yomonlashtiradi. Bunga shishib ketgan kukuni bo'lgan sof suv suspenziyasini 2 soat davomida aralashtirish orqali erishiladi. Keyin hosil bo'lgan gel ortiqcha suvdan ajratiladi va 95°C da 24 soat oldin va keyin yopishqoqlikni o'lchash uchun aylanadigan viskozimetrga joylashtiriladi. Gel barqarorligidagi farqni ko'rish mumkin. Bu odatda 20°C dan 95°C gacha 8 soatlik va 95°C dan 20°C gacha 8 soatlik sikllarda amalga oshiriladi. Tegishli Germaniya standartlari 8 soatlik 126 siklni talab qiladi.
4. 5 Moslik Suv to'sig'ining mosligi optik tolali kabelning ishlash muddatiga nisbatan ayniqsa muhim xususiyatdir va shuning uchun uni hozirgacha qo'llanilgan optik tolali kabel materiallariga nisbatan ko'rib chiqish kerak. Moslikning aniq ko'rinishi uzoq vaqt talab qilganligi sababli, tezlashtirilgan qarish sinovidan foydalanish kerak, ya'ni kabel materiali namunasi toza artiladi, quruq suv o'tkazmaydigan lenta qatlami bilan o'raladi va 100°C haroratda 10 kun davomida doimiy haroratli kamerada saqlanadi, shundan so'ng sifat o'lchanadi. Sinovdan keyin materialning cho'zilish kuchi va cho'zilishi 20% dan oshmasligi kerak.
Nashr vaqti: 2022-yil 22-iyul