1 مقدمة
لضمان الختم الطولي لكابلات الألياف الضوئية ولمنع تسرب الماء والرطوبة إلى الكابل أو صندوق التوصيل وتآكل المعدن والألياف، مما يؤدي إلى تلف الهيدروجين وكسر الألياف وانخفاض حاد في أداء العزل الكهربائي، يتم اتباع الطرق التالية: تستخدم عادة لمنع الماء والرطوبة:
1) تعبئة الجزء الداخلي من الكابل بالشحوم المتغيرة الانسيابية، بما في ذلك النوع الطارد للماء (الكاره للماء)، النوع المنتفخ بالماء والنوع المتمدد بالحرارة وما إلى ذلك. هذا النوع من المواد عبارة عن مواد زيتية، وملء كمية كبيرة، وتكلفة عالية، وسهلة تلويث البيئة، وصعبة التنظيف (خاصة في ربط الكابل بالمذيب للتنظيف)، والوزن الذاتي للكابل ثقيل جدًا.
2) في الغلاف الداخلي والخارجي بين استخدام حلقة حاجز الماء اللاصق الساخن، هذه الطريقة غير فعالة ومعقدة، ولا يمكن تحقيقها إلا عدد قليل من الشركات المصنعة. 3) استخدام التمدد الجاف للمواد المانعة للماء (مسحوق التمدد الممتص للماء، شريط عازل للماء، إلخ). تتطلب هذه الطريقة تقنية عالية، واستهلاكًا للمواد، وتكلفة عالية، كما أن الوزن الذاتي للكابل ثقيل جدًا. في السنوات الأخيرة، تم إدخال هيكل "القلب الجاف" في الكابلات الضوئية، وتم تطبيقه جيدًا في الخارج، خاصة في حل مشكلة الوزن الذاتي الثقيل وعملية الربط المعقدة لعدد كبير من الكابلات الضوئية الأساسية التي تتمتع بمزايا لا تضاهى. المادة المقاومة للماء المستخدمة في هذا الكابل "الجاف" هي خيوط مانعة للماء. يمكن لخيوط حجب الماء أن تمتص الماء بسرعة وتنتفخ لتشكل مادة هلامية، مما يحجب مساحة قناة المياه للكابل، وبالتالي يحقق الغرض من حجب الماء. بالإضافة إلى ذلك، فإن خيوط منع الماء لا تحتوي على مواد زيتية ويمكن تقليل الوقت اللازم لإعداد الوصلة بشكل كبير دون الحاجة إلى المناديل المبللة والمذيبات والمنظفات. من أجل الحصول على عملية بسيطة، وبناء مريح، وأداء موثوق به ومواد حجب الماء منخفضة التكلفة، قمنا بتطوير نوع جديد من الخيوط القابلة للانتفاخ للكابلات الضوئية التي تحجب الماء.
2 مبدأ منع الماء وخصائص خيوط منع الماء
تتمثل وظيفة منع الماء في خيوط منع الماء في استخدام الجسم الرئيسي لألياف الغزل التي تمنع الماء لتشكيل كمية كبيرة من الجل (يمكن أن يصل امتصاص الماء إلى عشرات أضعاف حجمه، كما هو الحال في الدقيقة الأولى من الماء يمكن توسيعها بسرعة من حوالي 0.5 مم إلى حوالي 5.0 مم)، وقدرة الجل على الاحتفاظ بالمياه قوية جدًا، ويمكن أن تمنع بشكل فعال نمو شجرة الماء، وبالتالي تمنع الماء من الاستمرار في الاختراق والانتشار، تحقيق الغرض من مقاومة الماء. نظرًا لأن كابلات الألياف الضوئية يجب أن تتحمل الظروف البيئية المختلفة أثناء التصنيع والاختبار والنقل والتخزين والاستخدام، يجب أن يتمتع خيوط حجب الماء بالخصائص التالية لاستخدامها في كابلات الألياف الضوئية:
1) مظهر نظيف، سمك موحد وملمس ناعم؛
2) قوة ميكانيكية معينة لتلبية متطلبات التوتر عند تشكيل الكابل؛
3) تورم سريع واستقرار كيميائي جيد وقوة عالية لامتصاص الماء وتكوين الهلام.
4) استقرار كيميائي جيد، لا توجد مكونات قابلة للتآكل، مقاومة للبكتيريا والعفن.
5) استقرار حراري جيد، مقاومة جيدة للطقس، قابلة للتكيف مع مختلف عمليات المعالجة والإنتاج اللاحقة وبيئات الاستخدام المختلفة؛
6) التوافق الجيد مع المواد الأخرى لكابلات الألياف الضوئية.
3 خيوط مقاومة للماء في تطبيق كابلات الألياف الضوئية
3.1 استخدام الخيوط المقاومة للماء في كابلات الألياف الضوئية
يمكن لمصنعي كابلات الألياف الضوئية اعتماد هياكل كابلات مختلفة في عملية الإنتاج لتلبية احتياجات المستخدمين وفقًا لوضعهم الفعلي ومتطلبات المستخدمين:
1) حجب الماء الطولي للغلاف الخارجي بخيوط مانعة للماء
في التسليح الشريطي الفولاذي المتجعد، يجب أن يكون الغلاف الخارجي مقاومًا للمياه طوليًا لمنع الرطوبة والرطوبة من دخول الكابل أو صندوق الموصل. من أجل تحقيق حاجز الماء الطولي للغلاف الخارجي، يتم استخدام خيوط حاجز الماء، أحدهما يتم وضعه بالتوازي مع الغلاف الداخلي للكابل، والآخر يتم لفه حول قلب الكابل بميل معين (8 إلى 15). سم)، مغطاة بشريط فولاذي متجعد وPE (بولي إيثيلين)، بحيث يقسم خيط حاجز الماء الفجوة بين قلب الكابل والشريط الفولاذي إلى حجرة صغيرة مغلقة. سوف ينتفخ خيط حاجز الماء ويشكل مادة هلامية خلال فترة زمنية قصيرة، مما يمنع الماء من دخول الكابل ويحصر الماء في عدد قليل من الأجزاء الصغيرة بالقرب من نقطة الصدع، وبالتالي تحقيق الغرض من حاجز الماء الطولي، كما هو موضح في الشكل 1 .
الشكل 1: الاستخدام النموذجي لخيوط منع الماء في الكابلات الضوئية
2) حجب الماء الطولي لقلب الكابل بخيوط مانعة للماءيمكن استخدامه في قلب الكابل من جزأين من خيوط منع الماء، أحدهما في قلب الكابل من أسلاك الفولاذ المقوى، وذلك باستخدام اثنين من خيوط منع الماء، وعادة ما تكون خيوط مانعة للماء وأسلاك فولاذية معززة موضوعة بالتوازي، غزل آخر مانع للماء إلى درجة أكبر ملفوفة حول السلك، وهناك أيضًا غزلان مانعان للماء وسلك فولاذي مقوى موضوعان بالتوازي، واستخدام خيوط مانعة للماء ذات قدرة توسع قوية لمنع الماء؛ الثاني هو في سطح الغلاف الفضفاض، قبل الضغط على الغلاف الداخلي، يتم استخدام خيوط منع الماء كخيوط ربط، واثنين من خيوط منع الماء إلى درجة أصغر (1 ~ 2 سم) في الاتجاه المعاكس حولها، مما يشكل خيطًا كثيفًا وصغيرًا. صندوق الحجب، لمنع دخول الماء، مصنوع من هيكل "قلب الكابل الجاف".
3.2 اختيار الخيوط المقاومة للماء
من أجل الحصول على مقاومة جيدة للماء وأداء معالجة ميكانيكية مرضية في عملية تصنيع كابلات الألياف الضوئية، يجب ملاحظة الجوانب التالية عند اختيار خيوط مقاومة للماء:
1) سمك الخيط المانع للماء
من أجل التأكد من أن توسيع خيوط حجب الماء يمكن أن يملأ الفجوة في المقطع العرضي للكابل، فإن اختيار سمك خيوط حجب الماء أمر بالغ الأهمية، بالطبع، يرتبط هذا بالحجم الهيكلي للكابل ومعدل توسع خيوط منع الماء. في هيكل الكابل يجب تقليل وجود فجوات، مثل استخدام معدل تمدد عالي لخيوط حجب الماء، ثم يمكن تقليل قطر خيوط حجب الماء إلى أصغر حجم، بحيث يمكنك الحصول على ماء موثوق به. عرقلة الأداء، ولكن أيضا لتوفير التكاليف.
2) معدل التورم وقوة الجل للخيوط المانعة للماء
يتم إجراء اختبار اختراق الماء IEC794-1-F5B على المقطع العرضي الكامل لكابل الألياف الضوئية. تتم إضافة 1 متر من عمود الماء إلى عينة 3 متر من كابل الألياف الضوئية، ويتم التأهل لمدة 24 ساعة دون تسرب. إذا كان معدل انتفاخ الخيط العازل للماء لا يتماشى مع معدل تسرب الماء، فمن الممكن أن الماء قد مر عبر العينة في غضون دقائق قليلة من بدء الاختبار ولم يمر الخيط العازل للماء بشكل كامل بعد منتفخ، على الرغم من أنه بعد فترة من الوقت سوف ينتفخ خيط منع الماء بالكامل ويحجب الماء، ولكن هذا أيضًا فشل. إذا كان معدل التمدد أسرع وقوة الجل ليست كافية، فلن تكون كافية لمقاومة الضغط الناتج عن عمود الماء الذي يبلغ طوله 1 متر، وسوف يفشل حجب الماء أيضًا.
3) نعومة الخيط المانع للماء
نظرًا لأن نعومة خيوط منع الماء على الخواص الميكانيكية للكابل، وخاصة الضغط الجانبي، ومقاومة الصدمات، وما إلى ذلك، فإن التأثير أكثر وضوحًا، لذا يجب محاولة استخدام خيوط أكثر نعومة لمنع الماء.
4) قوة الشد والاستطالة والطول للخيط المانع للماء
في إنتاج كل طول علبة كابل، يجب أن يكون خيوط حجب الماء مستمرة وغير متقطعة، الأمر الذي يتطلب أن يكون لغزل حجب الماء قوة شد واستطالة معينة، وذلك لضمان عدم سحب خيوط حجب الماء أثناء الإنتاج العملية، لا يتلف الكابل في حالة التمدد والثني والالتواء الذي يمنع الماء. يعتمد طول غزل منع الماء بشكل أساسي على طول علبة الكابلات، من أجل تقليل عدد مرات تغيير الغزل في الإنتاج المستمر، كلما زاد طول غزل حجب الماء كلما كان ذلك أفضل.
5) يجب أن تكون حموضة وقلوية خيوط منع الماء محايدة، وإلا فإن خيوط منع الماء سوف تتفاعل مع مادة الكابل وترسب الهيدروجين.
6) ثبات الخيوط المانعة للماء
الجدول 2: مقارنة هيكل حجب الماء لخيوط حجب الماء مع مواد حجب الماء الأخرى
| قارن العناصر | حشوة الجيلي | حلقة سدادة الماء الساخن | شريط حجب الماء | خيوط مانعة للماء |
| مقاومة الماء | جيد | جيد | جيد | جيد |
| قابلية المعالجة | بسيط | معقد | أكثر تعقيدا | بسيط |
| الخصائص الميكانيكية | مؤهَل | مؤهَل | مؤهَل | مؤهَل |
| موثوقية طويلة المدى | جيد | جيد | جيد | جيد |
| قوة ربط الغلاف | عدل | جيد | عدل | جيد |
| خطر الاتصال | نعم | No | No | No |
| آثار الأكسدة | نعم | No | No | No |
| مذيب | نعم | No | No | No |
| الكتلة لكل وحدة طول كابل الألياف الضوئية | ثقيل | ضوء | أثقل | ضوء |
| تدفق المواد غير المرغوب فيها | ممكن | No | No | No |
| النظافة في الإنتاج | فقير | المزيد من الفقراء | جيد | جيد |
| التعامل مع المواد | براميل حديد ثقيله | بسيط | بسيط | بسيط |
| الاستثمار في المعدات | كبير | كبير | أكبر | صغير |
| تكلفة المواد | أعلى | قليل | أعلى | أدنى |
| تكاليف الإنتاج | أعلى | أعلى | أعلى | أدنى |
يتم قياس ثبات الخيوط المقاومة للماء بشكل أساسي من خلال الثبات على المدى القصير والثبات على المدى الطويل. يعتبر الاستقرار على المدى القصير بشكل أساسي ارتفاعًا في درجة الحرارة على المدى القصير (درجة حرارة عملية غمد البثق تصل إلى 220 ~ 240 درجة مئوية) على خصائص حاجز الماء والغزل المائي والخصائص الميكانيكية للتأثير؛ الاستقرار على المدى الطويل، مع الأخذ في الاعتبار بشكل أساسي شيخوخة معدل تمدد خيوط حاجز الماء، ومعدل التمدد، وقوة الجل واستقراره، وقوة الشد واستطالة التأثير، يجب أن يكون خيوط حاجز الماء طوال عمر الكابل (20 ~ 30 عامًا) هي مقاومة للماء. على غرار الشحوم التي تحجب الماء والشريط الذي يحجب الماء، تعد قوة الجل واستقرار خيوط حجب الماء من الخصائص المهمة. يمكن لخيوط منع الماء ذات قوة هلامية عالية وثبات جيد أن تحافظ على خصائص جيدة لمنع الماء لفترة طويلة من الزمن. على العكس من ذلك، وفقًا للمعايير الوطنية الألمانية ذات الصلة، فإن بعض المواد في ظل ظروف التحلل المائي، سوف تتحلل الجل إلى مادة منخفضة الوزن الجزيئي متنقلة للغاية، ولن تحقق الغرض من مقاومة الماء على المدى الطويل.
3.3 تطبيق الخيوط المانعة للماء
خيوط حجب الماء كمواد ممتازة لحجب الماء للكابلات الضوئية، تحل محل معجون الزيت وحلقة حجب الماء اللاصقة الذائبة الساخنة وشريط حجب الماء، وما إلى ذلك المستخدمة بكميات كبيرة في إنتاج الكابلات الضوئية، الجدول 2 على بعض لخصائص هذه المواد المانعة للمياه للمقارنة.
4 الاستنتاج
باختصار، يعتبر خيوط منع الماء مادة ممتازة لمنع الماء ومناسبة للكابلات الضوئية، وتتميز بخصائص البناء البسيط والأداء الموثوق به وكفاءة الإنتاج العالية وسهولة الاستخدام؛ واستخدام المواد التي تملأ الكبل البصري له مزايا الوزن الخفيف والأداء الموثوق والتكلفة المنخفضة.
وقت النشر: 16 يوليو 2022