1 Inngangur
Til að tryggja langsumþéttingu ljósleiðara og til að koma í veg fyrir að vatn og raki komist inn í kapalinn eða tengikassann og tæri málminn og ljósleiðarann, sem leiðir til vetnisskemmda, ljósleiðarabrota og mikillar lækkunar á rafmagnseinangrun, eru eftirfarandi aðferðir almennt notaðar til að koma í veg fyrir vatn og raka:
1) Að fylla snúruna að innan með þixotropískum fituefnum, þar á meðal vatnsfælnum (vatnsfælnum), vatnsþenslulegum og varmaþenslulegum fituefnum og svo framvegis. Þessi tegund efna er olíukennd, fyllir mikið magn, er dýr, mengar auðveldlega umhverfið, er erfitt að þrífa (sérstaklega með leysiefni við skarðtengingu snúrunnar) og eiginþyngd snúrunnar er of mikil.
2) Í innri og ytri hjúpnum er notaður heitbráðnandi vatnsheldur hringur, sem er óhagkvæm og flókin aðferð sem aðeins fáir framleiðendur geta náð. 3) Notkun þurrþenslu vatnsheldandi efna (vatnsupptökudufts, vatnsheldandi límbandi o.s.frv.). Þessi aðferð krefst hátækni, efnisnotkunar, mikils kostnaðar og eiginþyngdar snúrunnar er of þung. Á undanförnum árum hefur „þurrkjarna“ uppbygging verið kynnt í ljósleiðara og hefur verið vel notuð erlendis, sérstaklega til að leysa vandamálið með mikla eiginþyngd og flókna skarðsferla fyrir stóran fjölda kjarna í ljósleiðara. Vatnsheldandi efnið sem notað er í þessum „þurrkjarna“ snúru er vatnsheldandi garn. Vatnsheldandi garnið getur fljótt tekið í sig vatn og bólgnað til að mynda hlaup, sem lokar fyrir rýmið í vatnsrás snúrunnar og nær þannig tilgangi vatnsheldingar. Að auki inniheldur vatnsheldandi garnið engin olíukennd efni og tímann sem þarf til að undirbúa skarðsgreininguna getur styst verulega án þess að þurfa þurrkur, leysiefni og hreinsiefni. Til að fá einfalda aðferð, þægilega smíði, áreiðanlega afköst og ódýr vatnsheldandi efni, þróuðum við nýja tegund af vatnsheldandi garni fyrir ljósleiðara - vatnsheldandi, þenjanlegt garn.
2 Vatnsheldandi meginregla og einkenni vatnsheldandi garnsins
Vatnsheldandi hlutverk vatnsheldandi garns er að nota meginhluta vatnsheldandi garnþráðanna til að mynda mikið magn af gel (vatnsupptaka getur náð tugum sinnum eigin rúmmáli, svo sem á fyrstu mínútu getur vatnið stækkað hratt úr um 0,5 mm í um 5,0 mm í þvermál). Gelið hefur einnig sterka vatnsheldni sem getur í raun komið í veg fyrir vöxt vatnstrésins og þannig komið í veg fyrir að vatn haldi áfram að komast inn og dreifast til að ná markmiði vatnsheldni. Þar sem ljósleiðarar verða að þola ýmsar umhverfisaðstæður við framleiðslu, prófanir, flutning, geymslu og notkun, verður vatnsheldandi garn að hafa eftirfarandi eiginleika til að vera notað í ljósleiðara:
1) Hreint útlit, einsleit þykkt og mjúk áferð;
2) Ákveðinn vélrænn styrkur til að uppfylla kröfur um spennu við mótun kapalsins;
3) hröð bólga, góð efnafræðileg stöðugleiki og mikill styrkur fyrir vatnsupptöku og hlaupmyndun;
4) Góð efnafræðileg stöðugleiki, engin ætandi efni, ónæm fyrir bakteríum og myglu;
5) Góð hitastöðugleiki, góð veðurþol, aðlögunarhæfni við ýmsa síðari vinnslu og framleiðslu og ýmis notkunarumhverfi;
6) Góð eindrægni við önnur efni úr ljósleiðara.
3 Vatnsheldur garn í notkun ljósleiðara
3.1 Notkun vatnsheldra garna í ljósleiðara
Framleiðendur ljósleiðara geta notað mismunandi kapalbyggingar í framleiðsluferlinu til að mæta þörfum notenda í samræmi við raunverulegar aðstæður þeirra og kröfur notenda:
1) Langs vatnsheldandi garn á ytri slíðrinu
Í brynju úr krumpuðu stálbandi verður ytra lagið að vera vatnshelt í lengd til að koma í veg fyrir að raki og raki komist inn í kapalinn eða tengikassann. Til að ná fram langsum vatnshindrun í ytra laginu eru notaðar tvær vatnshindrunarþræðir, annar þeirra er settur samsíða innri kapalkjarnanum og hinn er vafinn utan um kapalkjarnan í ákveðnu bili (8 til 15 cm), þakinn með krumpuðu stálbandi og PE (pólýetýleni), þannig að vatnshindrunarþráðurinn skipti bilinu milli kapalkjarna og stálbandsins í lítið lokað hólf. Vatnshindrunarþráðurinn mun bólgna út og mynda hlaup á stuttum tíma, koma í veg fyrir að vatn komist inn í kapalinn og takmarka vatnið við nokkur lítil hólf nálægt bilunarpunktinum, og þannig ná tilgangi langsum vatnshindrunar, eins og sýnt er á mynd 1.
Mynd 1: Dæmigerð notkun vatnsheldandi garns í ljósleiðara
2) Langs vatnsheldandi garn á snúrukjarnanumHægt er að nota tvo hluta vatnsheldandi garns í kjarna snúrunnar. Annar er styrktur stálvír í kjarna snúrunnar og tveir vatnsheldandi garnar eru notaðir samsíða, oftast einn vatnsheldandi garn og styrktur stálvír. Hinn stærri vatnsheldandi garninn er vafður utan um vírinn. Einnig eru tveir vatnsheldandi garnar og styrktur stálvír settir samsíða, sem eru með sterka þensluþol til að loka fyrir vatn. Í öðru lagi er lausu hlífðarfletinum notaður og innri hlífin kreist áður en vatnsheldandi garnið er notað sem bindiefni. Tveir minni vatnsheldandi garnar (1 ~ 2 cm) eru snúið í gagnstæða átt og mynda þétta og litla lokunarílát til að koma í veg fyrir að vatn komist inn. Kjarninn er úr „þurrum kapalkjarna“ uppbyggingu.
3.2 Val á vatnsheldum garnum
Til að ná bæði góðri vatnsheldni og fullnægjandi vélrænni vinnslugetu í framleiðsluferli ljósleiðara, skal hafa eftirfarandi þætti í huga þegar vatnsheldur garn er valinn:
1) Þykkt vatnsheldandi garnsins
Til að tryggja að útþensla vatnsheldandi garnsins geti fyllt bilið í þversniði kapalsins er val á þykkt vatnsheldandi garnsins mikilvægt, sem að sjálfsögðu tengist byggingarstærð kapalsins og útþensluhraða vatnsheldandi garnsins. Í kapalbyggingu ætti að lágmarka bil, svo sem með því að nota hátt útþensluhraða vatnsheldandi garnsins, þá er hægt að minnka þvermál vatnsheldandi garnsins í lágmark, þannig að hægt sé að fá áreiðanlega vatnsheldandi afköst, en einnig til að spara kostnað.
2) Þensluhraði og gelstyrkur vatnsheldandi garna
IEC794-1-F5B vatnsgegndræpispróf er framkvæmt á öllu þversniði ljósleiðarans. 1 m af vatnssúlu er bætt við 3 m sýni af ljósleiðara, 24 klst. án leka telst viðurkennt. Ef bólguhraði vatnsheldandi garnsins heldur ekki í við hraða vatnsinnrennslis, er mögulegt að vatnið hafi farið í gegnum sýnið innan fárra mínútna frá því að prófunin hófst og vatnsheldandi garnið hafi ekki enn bólgnað að fullu, þó að eftir smá tíma bólgnist vatnsheldandi garnið að fullu og loki fyrir vatnið, en það er líka bilun. Ef þensluhraðinn er hraðari og hlaupstyrkurinn er ekki nægur, þá er það ekki nóg til að standast þrýstinginn sem myndast af 1 m vatnssúlunni, og vatnsheldnin mun einnig bila.
3) Mýkt vatnsheldandi garnsins
Þar sem mýkt vatnsheldandi garnsins hefur áhrif á vélræna eiginleika kapalsins, sérstaklega hliðarþrýsting, höggþol o.s.frv., verða höggin augljósari, svo það er ráðlegt að reyna að nota mýkra vatnsheldandi garn.
4) Togstyrkur, teygjanleiki og lengd vatnsheldandi garnsins
Við framleiðslu á hverjum kapalrennulengd ætti vatnsheldandi garn að vera samfellt og órofin, sem krefst þess að vatnsheldandi garnið hafi ákveðinn togstyrk og teygju. Til að tryggja að vatnsheldandi garnið togni ekki í framleiðsluferlið og að kapallinn skemmist ekki þegar hann teygist, beygist eða snýst. Lengd vatnsheldandi garnsins fer aðallega eftir lengd kapalrennunnar. Til að draga úr fjölda garnskipta í samfelldri framleiðslu er betra að nota lengri vatnsheldandi garn.
5) Sýrustig og basískt gildi vatnsheldandi garnsins ættu að vera hlutlaus, annars mun vatnsheldandi garnið hvarfast við kaðalefnið og fella út vetni.
6) Stöðugleiki vatnsheldandi garna
Tafla 2: Samanburður á vatnsheldandi uppbyggingu vatnsheldandi garna við önnur vatnsheldandi efni
| Berðu saman vörur | hlaupfylling | Tappahringur fyrir heitt bráðið vatn | Vatnsblokkandi teip | Vatnsblokkandi garn |
| Vatnsheldni | Gott | Gott | Gott | Gott |
| Vinnsluhæfni | Einfalt | Flókið | Flóknara | Einfalt |
| Vélrænir eiginleikar | Hæfur | Hæfur | Hæfur | Hæfur |
| Langtímaáreiðanleiki | Gott | Gott | Gott | Gott |
| Slíðurbindingarkraftur | Sanngjörn | Gott | Sanngjörn | Gott |
| Tengingarhætta | Já | No | No | No |
| Áhrif oxunar | Já | No | No | No |
| Leysiefni | Já | No | No | No |
| Massi á lengdareiningu ljósleiðara | Þungt | Ljós | Þyngri | Ljós |
| Óæskilegt efnisflæði | Mögulegt | No | No | No |
| Hreinlæti í framleiðslu | Fátækur | Fátækari | Gott | Gott |
| Efnismeðhöndlun | Þungar járntrommur | Einfalt | Einfalt | Einfalt |
| Fjárfesting í búnaði | Stór | Stór | Stærri | Lítil |
| Efniskostnaður | Hærra | Lágt | Hærra | Neðri |
| Framleiðslukostnaður | Hærra | Hærra | Hærra | Neðri |
Stöðugleiki vatnsheldandi garns er aðallega mældur með skammtímastöðugleika og langtímastöðugleika. Skammtímastöðugleiki er aðallega mældur með skammtímahitastigshækkun (útpressunarferlishitastig allt að 220 ~ 240 °C) út frá vatnsheldandi eiginleikum og vélrænum eiginleikum vatnsheldandi garnsins við högg; langtímastöðugleiki, aðallega með hliðsjón af öldrun vatnsheldandi garnsins, þensluhraða, gelstyrk og stöðugleika, togstyrk og lengingu við högg, verður vatnsheldandi garnið að vera vatnsþolið allan líftíma snúrunnar (20 ~ 30 ár). Líkt og vatnsheldandi fita og vatnsheldandi límband, er gelstyrkur og stöðugleiki vatnsheldandi garnsins mikilvægur eiginleiki. Vatnsheldandi garn með miklum gelstyrk og góðum stöðugleika getur viðhaldið góðum vatnsheldandi eiginleikum í töluverðan tíma. Þvert á móti, samkvæmt viðeigandi þýskum landsstöðlum, mun gelið í sumum efnum brotna niður í mjög hreyfanlegt efni með lága mólþunga við vatnsrof og mun ekki ná tilgangi sínum um langtíma vatnsþol.
3.3 Notkun vatnsheldandi garna
Vatnsheldandi garn er frábært vatnsheldandi efni fyrir ljósleiðara og kemur í staðinn fyrir olíumauka, bráðnunarlím, vatnsheldandi hringi og vatnsheldandi borði o.s.frv. sem notuð eru í miklu magni við framleiðslu á ljósleiðurum. Tafla 2 sýnir nokkra eiginleika þessara vatnsheldandi efna til samanburðar.
4 Niðurstaða
Í stuttu máli má segja að vatnsheldandi garn sé frábært vatnsheldandi efni sem hentar fyrir ljósleiðara, það hefur eiginleika eins og einfalda uppbyggingu, áreiðanlega frammistöðu, mikla framleiðsluhagkvæmni, auðvelda notkun; og notkun efnisins sem fyllir ljósleiðarann hefur kosti eins og léttan þunga, áreiðanlega frammistöðu og lágan kostnað.
Birtingartími: 16. júlí 2022