1 Уводзіны
Каб забяспечыць падоўжную герметызацыю валаконна-аптычных кабеляў і прадухіліць пранікненне вады і вільгаці ў кабель або размеркавальную скрынку і карозію металу і валакна, што прывядзе да пашкоджання вадародам, разрыву валакна і рэзкага зніжэння электраізаляцыйных характарыстык, звычайна выкарыстоўваюцца наступныя метады прадухілення траплення вады і вільгаці:
1) Запаўненне ўнутранай часткі кабеля тыксатропнай змазкай, у тым ліку воданепрымальнай (гідрафобнай) змазкай, змазкай, якая набракае пры вадзе і змазкай, якая мае цеплавое пашырэнне і г.д. Гэты тып матэрыялу з'яўляецца алеістым, ён утрымлівае вялікую колькасць запаўняльніка, мае высокі кошт, лёгка забруджвае навакольнае асяроддзе, яго цяжка чысціць (асабліва пры зрошчванні кабеляў растваральнікам), а ўласная вага кабеля занадта высокая.
2) Выкарыстанне воданепранікальнага кольца паміж унутранай і знешняй абалонкай з дапамогай тэрмаплаўкага клею. Гэты метад неэфектыўны і складаны, і толькі некаторыя вытворцы могуць гэтага дасягнуць. 3) Выкарыстанне сухога пашырэння воданепранікальных матэрыялаў (водапаглынальны пашыральны парашок, воданепранікальная стужка і г.д.). Гэты метад патрабуе высокіх тэхналогій, матэрыялазберагальнага расходу, высокага кошту, а ўласная вага кабеля занадта вялікая. У апошнія гады ў аптычныя кабелі была ўведзена структура з «сухім стрыжнем», якая добра ўжываецца за мяжой, асабліва пры вырашэнні праблемы вялікай уласнай вагі і складанага працэсу зрошчвання вялікай колькасці жылаў аптычнага кабеля, што мае непараўнальныя перавагі. Воданепранікальным матэрыялам, які выкарыстоўваецца ў гэтым кабелі з «сухім стрыжнем», з'яўляецца воданепранікальная пража. Воданепранікальная пража можа хутка ўбіраць ваду і набракаць, утвараючы гель, блакуючы прастору вадзянога канала кабеля, тым самым дасягаючы мэты воданепранікальнай блакавання. Акрамя таго, воданепранікальная пража не ўтрымлівае алейных рэчываў, і час, неабходны для падрыхтоўкі злучэння, можа быць значна скарочаны без неабходнасці выкарыстання сурвэтак, растваральнікаў і ачышчальнікаў. Каб дасягнуць простага працэсу, зручнай канструкцыі, надзейнай працы і недарагіх воданепранікальных матэрыялаў, мы распрацавалі новы тып воданепранікальнай пражы для аптычнага кабеля — воданепранікальнай набракаючай пражы.
2 Прынцып блакавання вады і характарыстыкі пражы, якая блакуе ваду
Функцыя воданепранікальнай пражы заключаецца ў выкарыстанні асноўнай часткі валокнаў воданепранікальнай пражы для ўтварэння вялікага аб'ёму геля (паглынанне вады можа дасягаць дзясяткаў разоў большага за ўласны аб'ём, напрыклад, у першую хвіліну вада можа хутка павялічыцца ў дыяметры з прыкладна 0,5 мм да прыкладна 5,0 мм). Водаўтрымлівальная здольнасць геля даволі высокая, што можа эфектыўна прадухіліць рост вадзянога дрэва, тым самым прадухіляючы далейшае пранікненне і распаўсюджванне вады, каб дасягнуць мэты воданепранікальнасці. Паколькі валаконна-аптычны кабель павінен вытрымліваць розныя ўмовы навакольнага асяроддзя падчас вытворчасці, выпрабаванняў, транспарціроўкі, захоўвання і выкарыстання, воданепранікальная пража павінна мець наступныя характарыстыкі для выкарыстання ў валаконна-аптычным кабелі:
1) Чысты выгляд, аднастайная таўшчыня і мяккая тэкстура;
2) Пэўная механічная трываласць для задавальнення патрабаванняў да нацяжэння пры фармаванні кабеля;
3) хуткае набраканне, добрая хімічная стабільнасць і высокая трываласць на паглынанне вады і ўтварэнне геля;
4) Добрая хімічная стабільнасць, адсутнасць агрэсіўных кампанентаў, устойлівасць да бактэрый і цвілі;
5) Добрая тэрмаўстойлівасць, добрая ўстойлівасць да надвор'я, адаптацыя да розных наступных перапрацоўак і вытворчасці, а таксама да розных умоў выкарыстання;
6) Добрая сумяшчальнасць з іншымі матэрыяламі валаконна-аптычнага кабеля.
3 Воданепранікальная пража пры ўжыванні валаконна-аптычнага кабеля
3.1 Выкарыстанне воданепранікальных пражак у валаконна-аптычных кабелях
Вытворцы валаконна-аптычных кабеляў могуць выкарыстоўваць розныя структуры кабеляў у вытворчым працэсе, каб задаволіць патрэбы карыстальнікаў у залежнасці ад іх рэальнай сітуацыі і патрабаванняў карыстальнікаў:
1) Падоўжная гідраізаляцыя вонкавай абалонкі з дапамогай гідраізаляцыйных нітак
У браніроўцы з маршчыністай сталёвай стужкі вонкавая абалонка павінна быць падоўжна воданепранікальнай, каб прадухіліць трапленне вільгаці ў кабель або раз'ёмную скрынку. Для дасягнення падоўжнага воданепранікальнага бар'ера вонкавай абалонкі выкарыстоўваюцца дзве воданепранікальныя ніткі, адна з якіх размяшчаецца паралельна ўнутранай абалонцы кабеля, а другая абгортваецца вакол кабеля з пэўным крокам (ад 8 да 15 см) і пакрываецца маршчыністай сталёвай стужкай і поліэтыленам (ПЭ), так што воданепранікальная нітка падзяляе прамежак паміж кабельнай стрыжнем і сталёвай стужкай на невялікую замкнёную прастору. Воданепранікальная нітка набракае і ўтварае гель за кароткі час, перашкаджаючы трапленню вады ў кабель і абмяжоўваючы ваду некалькімі невялікімі прамежкамі паблізу месца разрыву, тым самым дасягаючы мэты падоўжнага воданепранікальнага бар'ера, як паказана на малюнку 1.
Малюнак 1: Тыповае выкарыстанне воданепранікальнай пражы ў аптычным кабелі
2) Падоўжнае гідраізаляцыйнае блакіраванне кабельнай жылы з дапамогай гідраізаляцыйных нітакУ стрыжні кабеля можна выкарыстоўваць дзве часткі воданепранікальнай пражы. Адна з іх — стрыжань кабеля з армаванага сталёвага дроту, у якім выкарыстоўваюцца дзве воданепранікальныя пражы. Звычайна адна воданепранікальная пража і армаваны сталёвы дрот размяшчаюцца паралельна, другая — з большым крокам, абматаная вакол дроту. Таксама дзве воданепранікальныя пражы і армаваны сталёвы дрот размяшчаюцца паралельна. Для блакавання вады выкарыстоўваецца высокая здольнасць да пашырэння. Другая — у свабоднай паверхні абалонкі. Перад сцісканнем унутранай абалонкі воданепранікальная пража выкарыстоўваецца ў якасці звязальнай пражы. Два воданепранікальныя пражы з меншым крокам (1 ~ 2 см) размяшчаюцца ў процілеглых напрамках, утвараючы шчыльны і невялікі блакавальны кантэйнер, які прадухіляе пранікненне вады. Гэта структура мае структуру «сухога стрыжня кабеля».
3.2 Выбар воданепранікальнай пражы
Каб атрымаць як добрую воданепранікальнасць, так і здавальняючыя характарыстыкі механічнай апрацоўкі ў працэсе вытворчасці валаконна-аптычнага кабеля, пры выбары воданепранікальнай пражы варта ўлічваць наступныя аспекты:
1) Таўшчыня воданепранікальнай пражы
Каб забяспечыць пашырэнне воданепранікальнай ніткі і запоўніць шчыліну ў папярочным сячэнні кабеля, выбар таўшчыні воданепранікальнай ніткі мае вырашальнае значэнне. Вядома, гэта звязана з памерамі канструкцыі кабеля і хуткасцю пашырэння воданепранікальнай ніткі. У канструкцыі кабеля неабходна мінімізаваць наяўнасць шчылін, напрыклад, выкарыстоўваючы воданепранікальную нітку з высокай хуткасцю пашырэння, тады дыяметр воданепранікальнай ніткі можна паменшыць да найменшага, каб атрымаць надзейную воданепранікальную прадукцыйнасць і зэканоміць грошы.
2) Хуткасць набракання і трываласць геля воданепранікальных нітак
Выпрабаванне на пранікненне вады паводле IEC794-1-F5B праводзіцца на поўным папярочным сячэнні валаконна-аптычнага кабеля. Да ўзору валаконна-аптычнага кабеля даўжынёй 3 м дадаецца 1 м вадзянога слупа, і 24 гадзіны без уцечкі лічацца кваліфікаванымі. Калі хуткасць набракання воданепранікальнай ніткі не паспявае за хуткасцю пранікнення вады, магчыма, што вада прайшла праз узор на працягу некалькіх хвілін пасля пачатку выпрабавання, і воданепранікальная нітка яшчэ не цалкам набракла, хоць праз пэўны час воданепранікальная нітка цалкам набракне і заблакуе ваду, але гэта таксама лічыцца няўдачай. Калі хуткасць пашырэння вышэйшая, а трываласць геля недастатковая, ён не зможа супрацьстаяць ціску, які стварае 1 м вадзянога слупа, і воданепранікальная нітка таксама не спрацуе.
3) Мяккасць воданепранікальнай пражы
Паколькі мяккасць воданепранікальнай пражы ўплывае на механічныя ўласцівасці кабеля, асабліва на бакавы ціск, ударатрываласць і г.д., уздзеянне больш відавочнае, таму варта паспрабаваць выкарыстоўваць больш мяккую воданепранікальную пражу.
4) Трываласць на разрыў, падаўжэнне і даўжыня воданепранікальнай пражы
Пры вытворчасці кожнай даўжыні кабельнага латка воданепранікальная пража павінна быць бесперапыннай і непарыўнай, што патрабуе ад воданепранікальнай пражы пэўнай трываласці на расцяжэнне і адноснага падаўжэння, каб воданепранікальная пража не расцягвалася падчас вытворчага працэсу, і каб кабель не пашкодзіўся пры расцяжэнні, згінанні і скручванні. Даўжыня воданепранікальнай пражы залежыць у асноўным ад даўжыні кабельнага латка, і каб паменшыць колькасць замены пражы ў бесперапыннай вытворчасці, чым даўжэйшая даўжыня воданепранікальнай пражы, тым лепш.
5) Кіслотнасць і шчолачнасць воданепранікальнай пражы павінны быць нейтральнымі, інакш воданепранікальная пража будзе рэагаваць з матэрыялам кабеля і вылучаць вадарод.
6) Стабільнасць воданепранікальных нітак
Табліца 2: Параўнанне воданепранікальнай структуры воданепранікальных нітак з іншымі воданепранікальнымі матэрыяламі
| Параўнаць тавары | жэле-начынне | Кальцо для стопора вады з гарачага расплаву | Стужка для блакавання вады | Вадаблакіруючая пража |
| Воданепранікальнасць | Добра | Добра | Добра | Добра |
| Апрацоўвальнасць | Просты | Складана | Больш складаны | Просты |
| Механічныя ўласцівасці | Кваліфікаваны | Кваліфікаваны | Кваліфікаваны | Кваліфікаваны |
| Доўгатэрміновая надзейнасць | Добра | Добра | Добра | Добра |
| Сіла злучэння абалонкі | Справядлівы | Добра | Справядлівы | Добра |
| Рызыка падключэння | Так | No | No | No |
| Эфекты акіслення | Так | No | No | No |
| Растваральнік | Так | No | No | No |
| Маса на адзінку даўжыні валаконна-аптычнага кабеля | Цяжкі | Святло | Цяжэйшы | Святло |
| Непажаданы паток матэрыялу | Магчыма | No | No | No |
| Чысціня на вытворчасці | Бедны | Больш бедных | Добра | Добра |
| Апрацоўка матэрыялаў | Цяжкія жалезныя барабаны | Просты | Просты | Просты |
| Інвестыцыі ў абсталяванне | Вялікі | Вялікі | Большы | Маленькі |
| Кошт матэрыялаў | Вышэй | Нізкі | Вышэй | Ніжэй |
| Выдаткі на вытворчасць | Вышэй | Вышэй | Вышэй | Ніжэй |
Стабільнасць воданепранікальнай пражы ў асноўным вымяраецца кароткатэрміновай і доўгатэрміновай стабільнасцю. Кароткатэрміновая стабільнасць у асноўным разглядаецца як кароткатэрміновае павышэнне тэмпературы (тэмпература працэсу экструзіі абалонкі да 220 ~ 240 °C) на воданепранікальныя ўласцівасці пражы і механічныя ўласцівасці ўздзеяння; доўгатэрміновая стабільнасць, улічваючы ў асноўным старэнне воданепранікальнай пражы, хуткасць пашырэння, трываласць і стабільнасць геля, трываласць на расцяжэнне і падаўжэнне ўздзеяння, воданепранікальная пража павінна быць воданепранікальнай на працягу ўсяго тэрміну службы кабеля (20 ~ 30 гадоў). Падобна воданепранікальнай змазцы і воданепранікальнай стужцы, трываласць геля і стабільнасць воданепранікальнай пражы з'яўляюцца важнай характарыстыкай. Воданепранікальная пража з высокай трываласцю геля і добрай стабільнасцю можа падтрымліваць добрыя воданепранікальныя ўласцівасці на працягу значнага перыяду часу. Наадварот, згодна з адпаведнымі нямецкімі нацыянальнымі стандартамі, некаторыя матэрыялы ва ўмовах гідролізу могуць раскладацца на вельмі рухомы матэрыял з нізкай малекулярнай масай і не дасягнуць мэты доўгатэрміновай воданепранікальнасці.
3.3 Ужыванне воданепранікальных нітак
Вадааб'ёмная пража, як выдатны водааб'ёмны матэрыял для аптычных кабеляў, замяняе алейную пасту, тэрмаклеевае водааб'ёмнае кольца і водааб'ёмную стужку і г.д., якія выкарыстоўваюцца ў вялікай колькасці ў вытворчасці аптычных кабеляў. У табліцы 2 прыведзены некаторыя характарыстыкі гэтых водааб'ёмных матэрыялаў для параўнання.
4 Выснова
Карацей кажучы, воданепранікальная пража — выдатны воданепранікальны матэрыял, прыдатны для аптычнага кабеля. Яна мае такія характарыстыкі, як простая канструкцыя, надзейная праца, высокая эфектыўнасць вытворчасці, прастата выкарыстання; а выкарыстанне матэрыялу, які напаўняе аптычны кабель, мае такія перавагі, як лёгкая вага, надзейная праца і нізкі кошт.
Час публікацыі: 16 ліпеня 2022 г.