1 บทนำ
ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการสื่อสารในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา การประยุกต์ใช้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงได้ขยายตัวมากขึ้น เนื่องจากข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ข้อกำหนดสำหรับคุณภาพของวัสดุที่ใช้ในสายเคเบิลใยแก้วนำแสงก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เทปปิดกั้นน้ำสายเคเบิลใยแก้วนำแสงเป็นวัสดุปิดกั้นน้ำทั่วไปที่ใช้ในอุตสาหกรรมสายเคเบิลใยแก้วนำแสง บทบาทของการปิดผนึก กันซึม การป้องกันความชื้นและบัฟเฟอร์ในสายเคเบิลใยแก้วนำแสงได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง และความหลากหลายและประสิทธิภาพของมันได้รับอย่างต่อเนื่อง ปรับปรุงและสมบูรณ์แบบด้วยการพัฒนาสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โครงสร้าง "แกนแห้ง" ถูกนำมาใช้ในสายเคเบิลออปติก วัสดุกั้นน้ำสายเคเบิลประเภทนี้มักเป็นการผสมผสานระหว่างเทป เส้นด้าย หรือสารเคลือบเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำซึมเข้าไปในแกนสายเคเบิลตามยาว ด้วยการยอมรับที่เพิ่มขึ้นของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงแกนแห้ง วัสดุเคเบิลใยแก้วนำแสงแกนแห้งกำลังเข้ามาแทนที่สารประกอบบรรจุสายเคเบิลที่ทำจากปิโตรเลียมเจลลี่แบบดั้งเดิมอย่างรวดเร็ว วัสดุแกนกลางแบบแห้งใช้โพลีเมอร์ที่ดูดซับน้ำได้อย่างรวดเร็วเพื่อสร้างไฮโดรเจล ซึ่งจะพองตัวและเติมเต็มช่องน้ำที่ทะลุผ่านของสายเคเบิล นอกจากนี้ เนื่องจากวัสดุแกนแห้งไม่มีจาระบีเหนียว จึงไม่จำเป็นต้องใช้ผ้าเช็ด ตัวทำละลาย หรือน้ำยาทำความสะอาดในการเตรียมสายเคเบิลสำหรับการต่อ และเวลาในการต่อสายเคเบิลก็ลดลงอย่างมาก น้ำหนักเบาของสายเคเบิลและการยึดเกาะที่ดีระหว่างเส้นด้ายเสริมแรงด้านนอกและปลอกไม่ลดลง ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยม
2 ผลกระทบของน้ำบนสายเคเบิลและกลไกการกันน้ำ
เหตุผลหลักว่าทำไมจึงควรดำเนินมาตรการปิดกั้นน้ำต่างๆ ก็คือน้ำที่เข้าสู่สายเคเบิลจะสลายตัวเป็นไฮโดรเจนและไอออน H-ไอออน ซึ่งจะเพิ่มการสูญเสียการส่งผ่านของเส้นใยนำแสง ลดประสิทธิภาพของเส้นใย และลดระยะเวลาในการเชื่อมต่อ อายุการใช้งานของสายเคเบิล มาตรการปิดกั้นน้ำที่พบบ่อยที่สุดคือการเติมปิโตรเลียมเพสต์และเพิ่มเทปปิดกั้นน้ำซึ่งจะถูกเติมเต็มในช่องว่างระหว่างแกนเคเบิลและเปลือกเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำและความชื้นแพร่กระจายในแนวตั้ง จึงมีบทบาทในการปิดกั้นน้ำ
เมื่อใช้เรซินสังเคราะห์ในปริมาณมากเป็นฉนวนในสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก (ประการแรกในสายเคเบิล) วัสดุฉนวนเหล่านี้ก็ไม่ต้านทานการซึมน้ำเช่นกัน การก่อตัวของ “ต้นน้ำ” ในวัสดุฉนวนเป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดผลกระทบต่อประสิทธิภาพการส่งผ่าน กลไกที่วัสดุฉนวนได้รับผลกระทบจากต้นไม้น้ำมักจะอธิบายได้ดังต่อไปนี้: เนื่องจากสนามไฟฟ้าแรงสูง (สมมติฐานอีกประการหนึ่งคือคุณสมบัติทางเคมีของเรซินมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการปลดปล่อยอิเล็กตรอนเร่งที่อ่อนแอมาก) โมเลกุลของน้ำจึงทะลุผ่าน ผ่านรูพรุนจำนวนต่างๆ ที่มีอยู่ในวัสดุเปลือกของสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติก โมเลกุลของน้ำจะทะลุผ่านรูพรุนขนาดเล็กจำนวนต่างๆ ในวัสดุปลอกสายเคเบิล ก่อตัวเป็น "ต้นน้ำ" และค่อยๆ สะสมน้ำจำนวนมากและกระจายไปในทิศทางตามยาวของสายเคเบิล และส่งผลต่อประสิทธิภาพของสายเคเบิล หลังจากหลายปีของการวิจัยและทดสอบระดับนานาชาติ ในช่วงกลางทศวรรษ 1980 เพื่อค้นหาวิธีกำจัดวิธีที่ดีที่สุดในการผลิตต้นไม้น้ำ นั่นคือ ก่อนที่การอัดขึ้นรูปสายเคเบิลจะถูกห่อด้วยชั้นการดูดซึมน้ำและการขยายตัวของอุปสรรคน้ำเพื่อยับยั้ง และชะลอการเจริญเติบโตของต้นน้ำ ปิดกั้นน้ำในสายเคเบิลภายในแนวแผ่ตามยาว ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากความเสียหายภายนอกและการแทรกซึมของน้ำ ตัวกั้นน้ำจึงสามารถปิดกั้นน้ำได้อย่างรวดเร็ว โดยไม่ต้องกระจายสายเคเบิลตามยาว
3 ภาพรวมของแผงกั้นน้ำของสายเคเบิล
3. 1 การจำแนกประเภทของอุปสรรคน้ำของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
มีหลายวิธีในการจำแนกประเภทแผงกั้นน้ำของสายเคเบิลออปติก ซึ่งสามารถจำแนกตามโครงสร้าง คุณภาพ และความหนาได้ โดยทั่วไปสามารถจำแนกตามโครงสร้างได้: กั้นน้ำแบบเคลือบสองด้าน กั้นน้ำเคลือบด้านเดียว และกั้นน้ำแบบฟิล์มคอมโพสิต ฟังก์ชั่นกั้นน้ำของกั้นน้ำมีสาเหตุหลักมาจากวัสดุดูดซับน้ำสูง (เรียกว่ากั้นน้ำ) ซึ่งสามารถขยายตัวอย่างรวดเร็วหลังจากที่กั้นน้ำพบกับน้ำ ทำให้เกิดเจลในปริมาณมาก (กั้นน้ำสามารถดูดซับได้มากกว่าหลายร้อยเท่า) น้ำมากกว่าตัวมันเอง) จึงป้องกันการเจริญเติบโตของต้นน้ำและป้องกันการแทรกซึมและการแพร่กระจายของน้ำอย่างต่อเนื่อง ซึ่งรวมถึงโพลีแซ็กคาไรด์ทั้งจากธรรมชาติและดัดแปลงทางเคมี
แม้ว่าสารปิดกั้นน้ำตามธรรมชาติหรือกึ่งธรรมชาติเหล่านี้จะมีคุณสมบัติที่ดี แต่ก็มีข้อเสียร้ายแรงสองประการ:
1) ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และ 2) มีความไวไฟสูง ทำให้ไม่น่าจะถูกนำมาใช้ในวัสดุเคเบิลใยแก้วนำแสง วัสดุสังเคราะห์ประเภทอื่นในการต้านทานน้ำจะแสดงด้วยโพลีอะคริเลต ซึ่งสามารถใช้เป็นวัสดุต้านทานน้ำสำหรับสายเคเบิลออปติกได้ เนื่องจากมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดต่อไปนี้: 1) เมื่อแห้ง พวกมันสามารถต้านความเครียดที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตสายเคเบิลออปติก;
2) เมื่อแห้ง พวกเขาสามารถทนต่อสภาพการทำงานของสายเคเบิลออปติก (การหมุนเวียนความร้อนจากอุณหภูมิห้องถึง 90 °C) โดยไม่ส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของสายเคเบิล และยังสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงในช่วงเวลาสั้น ๆ ได้อีกด้วย
3) เมื่อน้ำเข้าไปจะพองตัวอย่างรวดเร็วและเกิดเป็นเจลที่มีการขยายตัวอย่างรวดเร็ว
4) ผลิตเจลที่มีความหนืดสูงแม้ที่อุณหภูมิสูงความหนืดของเจลจะคงที่เป็นเวลานาน
การสังเคราะห์สารขับไล่น้ำสามารถแบ่งออกกว้างๆ เป็นวิธีการทางเคมีแบบดั้งเดิม – วิธีการแบบเฟสย้อนกลับ (วิธีการเชื่อมต่อข้ามโพลีเมอไรเซชันแบบน้ำในน้ำมัน), วิธีโพลีเมอไรเซชันแบบเชื่อมโยงข้ามของตัวเอง – วิธีดิสก์, วิธีการฉายรังสี – “โคบอลต์ 60” γ วิธี -ray วิธีการเชื่อมโยงข้ามมีพื้นฐานอยู่บนวิธีการฉายรังสี γ “โคบอลต์ 60” วิธีการสังเคราะห์ที่แตกต่างกันมีระดับการเกิดพอลิเมอไรเซชันและการเชื่อมโยงข้ามที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากสำหรับสารปิดกั้นน้ำซึ่งจำเป็นในเทปปิดกั้นน้ำ มีโพลีอะคริเลตเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่สามารถตอบสนองข้อกำหนดสี่ประการข้างต้น ตามประสบการณ์จริง สารปิดกั้นน้ำ (เรซินดูดซับน้ำ) ไม่สามารถใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับส่วนเดียวของโซเดียมโพลีอะคริเลตแบบเชื่อมโยงข้ามได้ ต้องใช้ใน วิธีการเชื่อมโยงข้ามแบบหลายโพลีเมอร์ (เช่น ส่วนหนึ่งของส่วนผสมโซเดียมโพลีอะคริเลตแบบเชื่อมโยงข้าม) เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการดูดซึมน้ำทวีคูณที่รวดเร็วและสูง ข้อกำหนดพื้นฐานคือ: การดูดซึมน้ำหลายรายการสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 400 ครั้ง อัตราการดูดซึมน้ำสามารถเข้าถึงนาทีแรกเพื่อดูดซับน้ำ 75% ที่ถูกดูดซับโดยความต้านทานน้ำ น้ำต้านทานความต้องการเสถียรภาพทางความร้อน: ทนต่ออุณหภูมิในระยะยาว 90°C, อุณหภูมิการทำงานสูงสุด 160°C, ทนต่ออุณหภูมิทันที 230°C (สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายเคเบิลคอมโพสิตตาแมวที่มีสัญญาณไฟฟ้า); ข้อกำหนดด้านการดูดซึมน้ำหลังการเกิดเจล: หลังจากผ่านรอบการให้ความร้อนหลายครั้ง (20°C ~ 95°C) ความเสถียรของเจลหลังการดูดซึมน้ำต้องใช้: เจลมีความหนืดสูงและความแข็งแรงของเจลหลังจากผ่านรอบการให้ความร้อนหลายครั้ง (20°C ถึง 95° ค) ความคงตัวของเจลจะแตกต่างกันไปมากขึ้นอยู่กับวิธีการสังเคราะห์และวัสดุที่ผู้ผลิตใช้ ในเวลาเดียวกันอัตราการขยายตัวไม่เร็วขึ้นเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้นผลิตภัณฑ์บางชนิดที่แสวงหาความเร็วด้านเดียวการใช้สารเติมแต่งไม่เอื้อต่อความเสถียรของไฮโดรเจลการทำลายความสามารถในการกักเก็บน้ำแต่ไม่บรรลุผล ต้านทานน้ำ
3. คุณลักษณะ 3 ประการของเทปกั้นน้ำ เนื่องจากเป็นสายเคเบิลในการผลิต การทดสอบ การขนส่ง การเก็บรักษา และการใช้กระบวนการให้ทนทานต่อการทดสอบด้านสิ่งแวดล้อม ดังนั้น จากมุมมองของการใช้สายเคเบิลออปติก เทปปิดกั้นน้ำของสายเคเบิล ข้อกำหนดมีดังนี้:
1) ลักษณะการกระจายเส้นใย วัสดุคอมโพสิตที่ไม่มีการแยกชั้นและผง มีความแข็งแรงเชิงกลบางอย่าง เหมาะสำหรับความต้องการของสายเคเบิล
2) คุณภาพสม่ำเสมอ ทำซ้ำได้ มีเสถียรภาพ การก่อตัวของสายเคเบิลจะไม่ถูกแยกออกและผลิต
3) ความดันการขยายตัวสูง ความเร็วการขยายตัวที่รวดเร็ว ความคงตัวของเจลที่ดี
4) เสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเหมาะสำหรับการแปรรูปต่างๆในภายหลัง
5) ความเสถียรทางเคมีสูง ไม่มีส่วนประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ทนต่อการกัดกร่อนของแบคทีเรียและเชื้อรา
6) เข้ากันได้ดีกับวัสดุอื่น ๆ ของสายแสง ความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ฯลฯ
4 มาตรฐานประสิทธิภาพกั้นน้ำของสายเคเบิลออปติก
ผลการวิจัยจำนวนมากแสดงให้เห็นว่าการกันน้ำอย่างไม่มีเงื่อนไขต่อความเสถียรในระยะยาวของประสิทธิภาพการส่งผ่านสายเคเบิลจะก่อให้เกิดอันตรายอย่างมาก อันตรายนี้ในกระบวนการผลิตและการตรวจสอบโรงงานของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงนั้นหาได้ยาก แต่จะค่อยๆ ปรากฏในกระบวนการวางสายเคเบิลหลังการใช้งาน ดังนั้นการพัฒนามาตรฐานการทดสอบที่ครอบคลุมและแม่นยำอย่างทันท่วงทีเพื่อค้นหาพื้นฐานสำหรับการประเมินของทุกฝ่ายสามารถยอมรับได้จึงกลายเป็นงานเร่งด่วน การวิจัย การสำรวจ และการทดลองอย่างกว้างขวางของผู้เขียนเกี่ยวกับสายพานกั้นน้ำได้ให้พื้นฐานทางเทคนิคที่เพียงพอสำหรับการพัฒนามาตรฐานทางเทคนิคสำหรับสายพานกั้นน้ำ กำหนดพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของค่ากั้นน้ำโดยพิจารณาจากสิ่งต่อไปนี้:
1) ข้อกำหนดของมาตรฐานสายเคเบิลออปติคอลสำหรับวอเตอร์สต็อป (ข้อกำหนดส่วนใหญ่ของวัสดุเคเบิลออปติคอลในมาตรฐานเคเบิลออปติคัล)
2) ประสบการณ์ในการผลิตและการใช้อุปสรรคน้ำและรายงานผลการทดสอบที่เกี่ยวข้อง
3) ผลการวิจัยเกี่ยวกับอิทธิพลของคุณลักษณะของเทปกั้นน้ำที่มีต่อประสิทธิภาพของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
4. 1 การปรากฏตัว
ลักษณะของเทปกั้นน้ำควรมีการกระจายเส้นใยอย่างสม่ำเสมอ พื้นผิวควรเรียบและปราศจากริ้วรอย รอยพับ และรอยฉีกขาด ไม่ควรมีการแยกความกว้างของเทป วัสดุคอมโพสิตควรปราศจากการหลุดร่อน พันเทปให้แน่น และขอบของเทปพันมือถือต้องไม่มี "รูปทรงหมวกฟาง"
4.2 ความแข็งแรงทางกลของตัวกั้นน้ำ
ความต้านทานแรงดึงของวอเตอร์สต็อปขึ้นอยู่กับวิธีการผลิตเทปโพลีเอสเตอร์ไม่ทอ ภายใต้เงื่อนไขเชิงปริมาณเดียวกัน วิธีวิสโคสนั้นดีกว่าวิธีรีดร้อนในการผลิตความต้านทานแรงดึงของผลิตภัณฑ์ ความหนาก็บางกว่าเช่นกัน ความต้านทานแรงดึงของเทปกั้นน้ำจะแตกต่างกันไปตามวิธีการพันหรือพันสายเคเบิลรอบสายเคเบิล
นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญสำหรับสายพานกั้นน้ำสองตัว ซึ่งวิธีการทดสอบควรรวมเข้ากับอุปกรณ์ ของเหลว และขั้นตอนการทดสอบ วัสดุปิดกั้นน้ำหลักในเทปปิดกั้นน้ำคือโซเดียมโพลีอะคริเลตเชื่อมขวางบางส่วนและอนุพันธ์ของวัสดุดังกล่าว ซึ่งมีความไวต่อองค์ประกอบและธรรมชาติของข้อกำหนดด้านคุณภาพน้ำ เพื่อที่จะรวมมาตรฐานของความสูงบวมของน้ำให้เป็นหนึ่งเดียว เทปปิดกั้นการใช้น้ำปราศจากไอออนจะเหนือกว่า (ใช้น้ำกลั่นในการอนุญาโตตุลาการ) เนื่องจากไม่มีส่วนประกอบประจุลบและประจุบวกในน้ำปราศจากไอออนซึ่งเป็นน้ำบริสุทธิ์โดยทั่วไป ตัวคูณการดูดซึมของเรซินการดูดซึมน้ำในคุณภาพน้ำที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันอย่างมาก หากตัวคูณการดูดซึมในน้ำบริสุทธิ์คือ 100% ของค่าที่ระบุ ในน้ำประปาคือ 40% ถึง 60% (ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำของแต่ละสถานที่) ในน้ำทะเลคือ 12%; น้ำบาดาลหรือน้ำรางน้ำมีความซับซ้อนมากขึ้น เป็นการยากที่จะกำหนดเปอร์เซ็นต์การดูดซึม และค่าของมันจะต่ำมาก เพื่อให้มั่นใจถึงผลกระทบของการกั้นน้ำและอายุการใช้งานของสายเคเบิล วิธีที่ดีที่สุดคือใช้เทปกั้นน้ำที่มีส่วนสูงในการบวมน้ำ > 10 มม.
4.3คุณสมบัติทางไฟฟ้า
โดยทั่วไปแล้ว สายเคเบิลออปติคัลไม่มีการส่งสัญญาณไฟฟ้าของลวดโลหะ ดังนั้นจึงไม่เกี่ยวข้องกับการใช้เทปน้ำต้านทานกึ่งตัวนำ เพียง 33 Wang Qiang ฯลฯ: เทปต้านทานน้ำสายเคเบิลออปติคอล
สายเคเบิลคอมโพสิตไฟฟ้าก่อนที่จะมีสัญญาณไฟฟ้า ข้อกำหนดเฉพาะตามโครงสร้างของสายเคเบิลตามสัญญา
4.4 ความเสถียรทางความร้อน เทปกันซึมส่วนใหญ่สามารถตอบสนองความต้องการความเสถียรทางความร้อนได้: ทนต่ออุณหภูมิในระยะยาวที่ 90°C อุณหภูมิในการทำงานสูงสุด 160°C ทนต่ออุณหภูมิทันทีที่ 230°C ประสิทธิภาพของเทปปิดกั้นน้ำไม่ควรเปลี่ยนแปลงหลังจากระยะเวลาที่กำหนดที่อุณหภูมิเหล่านี้
ความแข็งแรงของเจลควรเป็นคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของวัสดุที่ก่อให้เกิดฟอง ในขณะที่อัตราการขยายตัวจะใช้เพื่อจำกัดความยาวของการซึมผ่านของน้ำในช่วงแรกเท่านั้น (น้อยกว่า 1 เมตร) วัสดุขยายตัวที่ดีควรมีอัตราการขยายตัวที่เหมาะสมและมีความหนืดสูง วัสดุกั้นน้ำที่ไม่ดี แม้ว่าจะมีอัตราการขยายตัวสูงและความหนืดต่ำ แต่ก็มีคุณสมบัติกั้นน้ำที่ไม่ดี สามารถทดสอบได้โดยเปรียบเทียบกับรอบความร้อนหลายๆ รอบ ภายใต้สภาวะไฮโดรไลติก เจลจะแตกตัวเป็นของเหลวที่มีความหนืดต่ำซึ่งจะทำให้คุณภาพลดลง ซึ่งทำได้โดยการกวนสารแขวนลอยน้ำบริสุทธิ์ที่มีผงบวมตัวเป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นเจลที่ได้จะถูกแยกออกจากน้ำส่วนเกินและวางในเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนเพื่อวัดความหนืดก่อนและหลัง 24 ชั่วโมงที่ 95°C จะเห็นความแตกต่างในความคงตัวของเจล โดยปกติจะดำเนินการในรอบ 8 ชั่วโมง ตั้งแต่ 20°C ถึง 95°C และ 8 ชั่วโมง จาก 95°C ถึง 20°C มาตรฐานเยอรมันที่เกี่ยวข้องกำหนดให้ 126 รอบ 8 ชม.
4. 5 ความเข้ากันได้ ความเข้ากันได้ของแผงกั้นน้ำเป็นคุณลักษณะที่สำคัญอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับอายุการใช้งานของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง และด้วยเหตุนี้จึงควรพิจารณาเกี่ยวกับวัสดุของสายเคเบิลใยแก้วนำแสงที่เกี่ยวข้องจนถึงปัจจุบัน เนื่องจากความเข้ากันได้ใช้เวลานานจึงจะเห็นได้ชัดเจน จึงต้องใช้การทดสอบการเร่งอายุ กล่าวคือ เช็ดชิ้นงานวัสดุเคเบิลให้สะอาด ห่อด้วยเทปกันน้ำแบบแห้งและเก็บไว้ในห้องที่มีอุณหภูมิคงที่ที่ 100°C เป็นเวลา 10 วัน หลังจากนั้นจึงชั่งน้ำหนักคุณภาพ ความต้านทานแรงดึงและการยืดตัวของวัสดุไม่ควรเปลี่ยนแปลงเกิน 20% หลังการทดสอบ
เวลาโพสต์: Jul-22-2022