เส้นใยบวมน้ำสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

ข่าวสารด้านเทคโนโลยี

เส้นใยบวมน้ำสำหรับสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

1 บทนำ

เพื่อให้แน่ใจว่าสายเคเบิลใยแก้วนำแสงมีการปิดผนึกตามยาวและเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำและความชื้นแทรกซึมเข้าไปในสายเคเบิลหรือกล่องรวมสายและกัดกร่อนโลหะและไฟเบอร์ ส่งผลให้เกิดความเสียหายจากไฮโดรเจน ไฟเบอร์แตกหัก และประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนไฟฟ้าลดลงอย่างรวดเร็ว โดยทั่วไปจะใช้วิธีการต่อไปนี้เพื่อป้องกันน้ำและความชื้น:

1) การเติมจารบีแบบไธโคทรอปิกภายในสายเคเบิล ได้แก่ ชนิดกันน้ำ (hydrophobic) ชนิดบวมน้ำ และชนิดขยายตัวเนื่องจากความร้อน เป็นต้น วัสดุประเภทนี้เป็นวัสดุที่มีน้ำมัน เติมเข้าไปจำนวนมาก ต้นทุนสูง ก่อมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมได้ง่าย ทำความสะอาดยาก (โดยเฉพาะในการต่อสายเคเบิลด้วยตัวทำละลายในการทำความสะอาด) และน้ำหนักของสายเคเบิลเองก็หนักเกินไป

2) ในปลอกหุ้มด้านในและด้านนอกระหว่างการใช้แหวนกั้นน้ำกาวร้อนละลาย วิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพและเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน มีผู้ผลิตเพียงไม่กี่รายเท่านั้นที่ทำได้ 3) การใช้สารป้องกันน้ำขยายตัวแบบแห้ง (ผงขยายการดูดซับน้ำ เทปป้องกันน้ำ ฯลฯ) วิธีนี้ต้องใช้เทคโนโลยีสูง การใช้วัสดุ ต้นทุนสูง น้ำหนักของสายเคเบิลก็หนักเกินไป ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โครงสร้าง "แกนแห้ง" ถูกนำมาใช้ในสายเคเบิลออปติก และได้รับการนำไปใช้ในต่างประเทศเป็นอย่างดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการแก้ปัญหาน้ำหนักของตัวเองที่หนักและกระบวนการต่อสายที่ซับซ้อนของสายเคเบิลออปติกจำนวนมากมีข้อได้เปรียบที่ไม่มีใครเทียบได้ วัสดุป้องกันน้ำที่ใช้ในสายเคเบิล "แกนแห้ง" นี้คือเส้นใยป้องกันน้ำ เส้นใยป้องกันน้ำสามารถดูดซับน้ำได้อย่างรวดเร็วและพองตัวจนกลายเป็นเจล ทำให้ช่องว่างของช่องน้ำของสายเคเบิลถูกปิดกั้น จึงบรรลุวัตถุประสงค์ในการปิดกั้นน้ำ นอกจากนี้ เส้นใยป้องกันน้ำไม่มีสารที่เป็นน้ำมัน และลดเวลาที่จำเป็นในการเตรียมการต่อสายได้อย่างมากโดยไม่ต้องใช้ผ้าเช็ด ตัวทำละลาย และน้ำยาทำความสะอาด เพื่อให้ได้กระบวนการที่เรียบง่าย การผลิตที่สะดวก ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ และวัสดุป้องกันน้ำต้นทุนต่ำ เราได้พัฒนาเส้นใยป้องกันน้ำสายเคเบิลออปติกชนิดใหม่ - เส้นใยป้องกันน้ำที่พองตัวได้

2 หลักการกั้นน้ำและลักษณะของเส้นใยกั้นน้ำ

หน้าที่ในการกันน้ำของเส้นใยกันน้ำคือการใช้เส้นใยกันน้ำส่วนหลักเพื่อสร้างเจลที่มีปริมาณมาก (การดูดซับน้ำสามารถเพิ่มขึ้นได้หลายสิบเท่าของปริมาตรของมันเอง เช่น ในนาทีแรกของน้ำสามารถขยายตัวได้อย่างรวดเร็วจากประมาณ 0.5 มม. เป็นประมาณ 5.0 มม.) และความสามารถในการกักเก็บน้ำของเจลค่อนข้างแข็งแกร่ง สามารถป้องกันการเติบโตของต้นไม้แห่งน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงป้องกันไม่ให้น้ำซึมผ่านและแพร่กระจายต่อไป เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการต้านทานน้ำ เนื่องจากสายเคเบิลใยแก้วนำแสงต้องทนต่อสภาวะแวดล้อมต่างๆ ในระหว่างการผลิต การทดสอบ การขนส่ง การจัดเก็บ และการใช้งาน เส้นใยกันน้ำจึงต้องมีลักษณะดังต่อไปนี้จึงจะใช้ในสายเคเบิลใยแก้วนำแสงได้:

1) รูปลักษณ์ที่สะอาด ความหนาสม่ำเสมอ และเนื้อสัมผัสที่นุ่มนวล
2) ความแข็งแรงทางกลบางประการเพื่อตอบสนองความต้องการแรงดึงเมื่อสร้างสายเคเบิล
3) บวมเร็ว มีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี และมีความแข็งแรงสูงในการดูดซับน้ำและการก่อตัวของเจล
4) มีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี ไม่มีส่วนประกอบที่กัดกร่อน ทนทานต่อแบคทีเรียและเชื้อรา
5) มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี ทนต่อสภาพอากาศที่ดี ปรับให้เข้ากับกระบวนการและการผลิตต่างๆ ในภายหลัง และสภาพแวดล้อมการใช้งานที่หลากหลาย
6) มีความเข้ากันได้ดีกับวัสดุอื่นๆของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

3 เส้นใยทนน้ำในการใช้งานสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

3.1 การใช้เส้นใยทนน้ำในสายเคเบิลใยแก้วนำแสง

ผู้ผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสงสามารถนำโครงสร้างสายเคเบิลที่แตกต่างกันมาใช้ในกระบวนการผลิต เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ตามสถานการณ์จริงและข้อกำหนดของผู้ใช้:

1) การปิดกั้นน้ำตามยาวของปลอกหุ้มภายนอกด้วยเส้นด้ายปิดกั้นน้ำ
ในการหุ้มเกราะด้วยเทปเหล็กยับ ปลอกหุ้มด้านนอกจะต้องกันน้ำตามยาวเพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นเข้าไปในสายเคเบิลหรือกล่องขั้วต่อ เพื่อให้ได้ฉนวนกันน้ำตามยาวของปลอกหุ้มด้านนอก ต้องใช้เส้นด้ายกั้นน้ำสองเส้น โดยเส้นหนึ่งวางขนานกับแกนสายเคเบิลของปลอกหุ้มด้านใน และอีกเส้นพันรอบแกนสายเคเบิลในระยะห่างที่กำหนด (8 ถึง 15 ซม.) หุ้มด้วยเทปเหล็กยับและ PE (โพลีเอทิลีน) เพื่อให้เส้นด้ายกั้นน้ำแบ่งช่องว่างระหว่างแกนสายเคเบิลและเทปเหล็กเป็นช่องปิดขนาดเล็ก เส้นด้ายกั้นน้ำจะพองตัวและก่อตัวเป็นเจลภายในเวลาอันสั้น ป้องกันไม่ให้น้ำเข้าไปในสายเคเบิลและจำกัดน้ำให้เหลือเพียงช่องเล็กๆ ไม่กี่ช่องใกล้จุดที่เกิดความผิดพลาด จึงบรรลุวัตถุประสงค์ของฉนวนกันน้ำตามยาวได้ ดังที่แสดงในรูปที่ 1

รูปที่-300x118-1

รูปที่ 1: การใช้งานทั่วไปของเส้นใยกันน้ำในสายเคเบิลออปติคอล

2) การปิดกั้นน้ำตามยาวของแกนสายเคเบิลด้วยเส้นด้ายปิดกั้นน้ำสามารถใช้ได้ในแกนสายเคเบิลที่มีเส้นใยกั้นน้ำสองส่วน โดยส่วนหนึ่งอยู่ในแกนสายเคเบิลของลวดเหล็กเสริม โดยใช้เส้นใยกั้นน้ำสองส่วน ซึ่งโดยปกติแล้วจะมีเส้นใยกั้นน้ำและลวดเหล็กเสริมวางขนานกัน จากนั้นพันเส้นใยกั้นน้ำอีกส่วนหนึ่งด้วยระยะห่างที่ใหญ่กว่ารอบลวด นอกจากนี้ยังมีเส้นใยกั้นน้ำสองส่วนและลวดเหล็กเสริมวางขนานกันอีกด้วย โดยใช้เส้นใยกั้นน้ำที่มีความสามารถในการขยายตัวสูงเพื่อกั้นน้ำ ส่วนที่สองอยู่ในพื้นผิวปลอกหุ้มที่หลวม ก่อนจะบีบปลอกหุ้มด้านใน ให้ใช้เส้นใยกั้นน้ำสองส่วนเป็นเส้นใยผูก โดยให้มีระยะห่างที่เล็กกว่า (1 ~ 2 ซม.) ในทิศทางตรงข้ามโดยรอบ เพื่อสร้างถังกั้นที่หนาแน่นและมีขนาดเล็ก เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเข้า ซึ่งทำจากโครงสร้าง "แกนสายเคเบิลแห้ง"

3.2 การเลือกใช้เส้นด้ายทนน้ำ

เพื่อให้ได้ทั้งคุณสมบัติทนน้ำที่ดีและประสิทธิภาพการประมวลผลเชิงกลที่น่าพอใจในกระบวนการผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ควรคำนึงถึงประเด็นต่อไปนี้เมื่อเลือกเส้นใยทนน้ำ:

1) ความหนาของเส้นใยกันน้ำ
เพื่อให้แน่ใจว่าการขยายตัวของเส้นใยกันน้ำสามารถเติมช่องว่างในหน้าตัดของสายเคเบิลได้ การเลือกความหนาของเส้นใยกันน้ำจึงมีความสำคัญ แน่นอนว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับขนาดโครงสร้างของสายเคเบิลและอัตราการขยายตัวของเส้นใยกันน้ำ ในโครงสร้างสายเคเบิล ควรลดการมีช่องว่างให้เหลือน้อยที่สุด เช่น การใช้เส้นใยกันน้ำที่มีอัตราการขยายตัวสูง จากนั้นจึงสามารถลดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยกันน้ำให้เล็กที่สุด เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการกันน้ำที่เชื่อถือได้ แต่ยังช่วยประหยัดต้นทุนได้อีกด้วย

2) อัตราการบวมและความแข็งแรงของเจลของเส้นใยป้องกันน้ำ
การทดสอบการซึมผ่านของน้ำ IEC794-1-F5B ดำเนินการกับหน้าตัดเต็มของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง โดยเติมน้ำลงในคอลัมน์ 1 เมตรในตัวอย่างสายเคเบิลใยแก้วนำแสง 3 เมตร เป็นเวลา 24 ชั่วโมงโดยไม่เกิดการรั่วไหล หากอัตราการบวมของเส้นใยกันน้ำไม่สามารถตามทันอัตราการซึมของน้ำได้ ก็เป็นไปได้ที่น้ำจะผ่านตัวอย่างภายในเวลาไม่กี่นาทีหลังจากเริ่มการทดสอบ และเส้นใยกันน้ำยังไม่บวมเต็มที่ แม้ว่าหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง เส้นใยกันน้ำจะบวมเต็มที่และปิดกั้นน้ำ แต่ก็ถือเป็นความล้มเหลวเช่นกัน หากอัตราการขยายตัวเร็วขึ้นและความแข็งแรงของเจลไม่เพียงพอ ก็จะไม่เพียงพอที่จะต้านทานแรงดันที่เกิดจากคอลัมน์น้ำ 1 เมตร และการปิดกั้นน้ำก็จะล้มเหลวเช่นกัน

3) ความนุ่มของเส้นใยกันน้ำ
เนื่องจากความอ่อนนุ่มของเส้นด้ายป้องกันน้ำมีผลต่อคุณสมบัติเชิงกลของสายเคเบิล โดยเฉพาะแรงกดด้านข้าง ความต้านทานแรงกระแทก ฯลฯ ผลกระทบจึงเห็นได้ชัดเจนกว่า ดังนั้น ควรพยายามใช้เส้นด้ายป้องกันน้ำที่อ่อนนุ่มมากขึ้น

4) ความแข็งแรงแรงดึง ความยืด และความยาวของเส้นด้ายกันน้ำ
ในการผลิตถาดสายเคเบิลแต่ละความยาว เส้นด้ายกันน้ำควรมีความต่อเนื่องและไม่หยุดนิ่ง ซึ่งต้องใช้เส้นด้ายกันน้ำที่มีความแข็งแรงและความยืดหยุ่นในระดับหนึ่ง เพื่อให้แน่ใจว่าเส้นด้ายกันน้ำจะไม่ถูกดึงระหว่างกระบวนการผลิต เส้นด้ายกันน้ำในกรณีที่ยืด งอ บิด จะได้รับความเสียหายจากสายเคเบิล ความยาวของเส้นด้ายกันน้ำขึ้นอยู่กับความยาวของถาดสายเคเบิลเป็นหลัก เพื่อลดจำนวนครั้งที่ต้องเปลี่ยนเส้นด้ายในการผลิตต่อเนื่อง ยิ่งความยาวของเส้นด้ายกันน้ำยาวเท่าไรก็ยิ่งดี

5) ความเป็นกรดและด่างของเส้นด้ายป้องกันน้ำจะต้องเป็นกลาง มิฉะนั้น เส้นด้ายป้องกันน้ำจะทำปฏิกิริยากับวัสดุของสายเคเบิลและตกตะกอนไฮโดรเจน

6) ความคงตัวของเส้นใยกันน้ำ

ตารางที่ 2: การเปรียบเทียบโครงสร้างการกันน้ำของเส้นใยกันน้ำกับวัสดุกันน้ำชนิดอื่น

เปรียบเทียบรายการ ไส้เยลลี่ แหวนปิดน้ำละลายร้อน เทปกั้นน้ำ เส้นใยกันน้ำ
ความทนทานต่อน้ำ ดี ดี ดี ดี
ความสามารถในการประมวลผล เรียบง่าย ที่ซับซ้อน ซับซ้อนมากขึ้น เรียบง่าย
คุณสมบัติทางกล มีคุณสมบัติ มีคุณสมบัติ มีคุณสมบัติ มีคุณสมบัติ
ความน่าเชื่อถือในระยะยาว ดี ดี ดี ดี
แรงยึดติดของปลอกหุ้ม ยุติธรรม ดี ยุติธรรม ดี
ความเสี่ยงในการเชื่อมต่อ ใช่ No No No
ผลกระทบจากออกซิเดชัน ใช่ No No No
ตัวทำละลาย ใช่ No No No
มวลต่อหน่วยความยาวของสายเคเบิลใยแก้วนำแสง หนัก แสงสว่าง หนักกว่า แสงสว่าง
การไหลของวัสดุที่ไม่ต้องการ เป็นไปได้ No No No
ความสะอาดในการผลิต ยากจน ยิ่งจนมากขึ้น ดี ดี
การจัดการวัสดุ กลองเหล็กหนัก เรียบง่าย เรียบง่าย เรียบง่าย
การลงทุนด้านอุปกรณ์ ใหญ่ ใหญ่ ใหญ่กว่า เล็ก
ต้นทุนวัสดุ สูงกว่า ต่ำ สูงกว่า ต่ำกว่า
ต้นทุนการผลิต สูงกว่า สูงกว่า สูงกว่า ต่ำกว่า

ความเสถียรของเส้นใยกันน้ำนั้นวัดจากความเสถียรในระยะสั้นและความเสถียรในระยะยาวเป็นหลัก ความเสถียรในระยะสั้นนั้นพิจารณาจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิในระยะสั้น (อุณหภูมิของกระบวนการหุ้มรีดสูงถึง 220 ~ 240 ° C) ในคุณสมบัติของเส้นใยกันน้ำและคุณสมบัติเชิงกลของแรงกระแทก ความเสถียรในระยะยาวนั้นพิจารณาจากอัตราการขยายตัวของเส้นใยกันน้ำ อัตราการขยายตัว ความแข็งแรงและความเสถียรของเจล ความแข็งแรงแรงดึงและการยืดตัวของแรงกระแทกเป็นหลัก เส้นใยกันน้ำจะต้องมีอายุการใช้งานทั้งหมดของสายเคเบิล (20 ~ 30 ปี) จึงจะทนน้ำได้ ความแข็งแรงและความเสถียรของเจลของเส้นใยกันน้ำนั้นคล้ายกับจารบีกันน้ำและเทปกันน้ำ ความแข็งแรงและความเสถียรของเจลของเส้นใยกันน้ำนั้นเป็นลักษณะสำคัญ เส้นใยกันน้ำที่มีความแข็งแรงของเจลสูงและความเสถียรที่ดีนั้นสามารถรักษาคุณสมบัติการกันน้ำที่ดีได้เป็นระยะเวลานาน ในทางกลับกัน ตามมาตรฐานระดับชาติเยอรมันที่เกี่ยวข้อง วัสดุบางชนิดภายใต้สภาวะการไฮโดรไลซิส เจลจะสลายตัวเป็นวัสดุที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำและเคลื่อนที่ได้มาก และจะไม่สามารถบรรลุวัตถุประสงค์ในการทนน้ำในระยะยาวได้

3.3 การประยุกต์ใช้เส้นใยกันน้ำ
เส้นใยป้องกันน้ำเป็นวัสดุป้องกันน้ำที่ดีเยี่ยมสำหรับสายเคเบิลออปติก โดยใช้ทดแทนกาวน้ำมัน กาวร้อนละลาย วงแหวนป้องกันน้ำ และเทปป้องกันน้ำ ฯลฯ ที่ใช้ในปริมาณมากในการผลิตสายเคเบิลออปติก ตารางที่ 2 แสดงคุณลักษณะบางประการของวัสดุป้องกันน้ำเหล่านี้เพื่อการเปรียบเทียบ

4 บทสรุป

โดยสรุป เส้นใยป้องกันน้ำเป็นวัสดุป้องกันน้ำที่ยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับสายเคเบิลออปติก มีลักษณะเฉพาะคือ การก่อสร้างที่เรียบง่าย ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ ประสิทธิภาพการผลิตสูง ใช้งานง่าย และการใช้สารที่อุดสายเคเบิลออปติกมีข้อดีคือ มีน้ำหนักเบา ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ และต้นทุนต่ำ


เวลาโพสต์ : 16 ก.ค. 2565