1 Pengenalan
Dengan perkembangan pesat teknologi komunikasi dalam dekad yang lalu atau lebih, bidang aplikasi kabel gentian optik telah berkembang. Memandangkan keperluan alam sekitar untuk kabel gentian optik terus meningkat, begitu juga keperluan untuk kualiti bahan yang digunakan dalam kabel gentian optik. Pita penyekat air kabel gentian optik adalah bahan penyekat air yang biasa digunakan dalam industri kabel gentian optik, peranan pengedap, kalis air, kelembapan dan perlindungan penimbal dalam kabel gentian optik telah diiktiraf secara meluas, dan kepelbagaian serta prestasinya telah sentiasa diperbaiki dan disempurnakan dengan perkembangan kabel gentian optik. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, struktur "teras kering" telah diperkenalkan ke dalam kabel optik. Bahan penghalang air kabel jenis ini biasanya gabungan pita, benang atau salutan untuk mengelakkan air daripada menembusi secara membujur ke dalam teras kabel. Dengan penerimaan kabel gentian optik teras kering yang semakin meningkat, bahan kabel gentian optik teras kering dengan pantas menggantikan sebatian pengisian kabel berasaskan jeli petroleum tradisional. Bahan teras kering menggunakan polimer yang cepat menyerap air untuk membentuk hidrogel, yang mengembang dan mengisi saluran penembusan air kabel. Di samping itu, memandangkan bahan teras kering tidak mengandungi gris melekit, tiada tisu lap, pelarut atau pembersih diperlukan untuk menyediakan kabel untuk penyambungan, dan masa penyambungan kabel dapat dikurangkan dengan banyak. Berat kabel yang ringan dan lekatan yang baik antara benang pengukuh luar dan sarungnya tidak berkurangan, menjadikannya pilihan yang popular.
2 Kesan air pada kabel dan mekanisme rintangan air
Sebab utama mengapa pelbagai langkah penyekatan air perlu diambil adalah kerana air yang memasuki kabel akan terurai menjadi ion hidrogen dan O₂H-, yang akan meningkatkan kehilangan penghantaran gentian optik, mengurangkan prestasi gentian dan memendekkan jangka hayat kabel. Langkah penyekatan air yang paling biasa adalah dengan mengisi dengan pes petroleum dan menambah pita penyekat air, yang diisi di celah antara teras kabel dan sarung untuk mengelakkan air dan kelembapan daripada merebak secara menegak, sekali gus memainkan peranan dalam penyekatan air.
Apabila resin sintetik digunakan dalam kuantiti yang banyak sebagai penebat dalam kabel gentian optik (pertama sekali dalam kabel), bahan penebat ini juga tidak kebal terhadap kemasukan air. Pembentukan "pokok air" dalam bahan penebat adalah sebab utama kesannya terhadap prestasi penghantaran. Mekanisme bagaimana bahan penebat dipengaruhi oleh pokok air biasanya dijelaskan seperti berikut: disebabkan oleh medan elektrik yang kuat (hipotesis lain ialah sifat kimia resin diubah oleh nyahcas elektron dipercepat yang sangat lemah), molekul air menembusi melalui bilangan liang mikro yang berbeza yang terdapat dalam bahan pelapis kabel gentian optik. Molekul air akan menembusi melalui bilangan liang mikro yang berbeza dalam bahan pelapis kabel, membentuk "pokok air", secara beransur-ansur mengumpul sejumlah besar air dan merebak ke arah membujur kabel, dan menjejaskan prestasi kabel. Selepas bertahun-tahun penyelidikan dan ujian antarabangsa, pada pertengahan 1980-an, untuk mencari cara untuk menghapuskan cara terbaik untuk menghasilkan pokok air, iaitu, sebelum penyemperitan kabel dibalut dengan lapisan penyerapan air dan pengembangan penghalang air untuk menghalang dan memperlahankan pertumbuhan pokok air, menyekat air dalam kabel di dalam penyebaran membujur; pada masa yang sama, disebabkan oleh kerosakan luaran dan penyusupan air, penghalang air juga boleh menyekat air dengan cepat, bukan kepada penyebaran membujur kabel.
3 Gambaran Keseluruhan penghadang air kabel
3. 1 Pengelasan penghadang air kabel gentian optik
Terdapat banyak cara untuk mengklasifikasikan penghadang air kabel optik, yang boleh dikelaskan mengikut struktur, kualiti dan ketebalannya. Secara amnya, ia boleh dikelaskan mengikut strukturnya: penghadang air berlamina dua sisi, penghadang air bersalut satu sisi dan penghadang air filem komposit. Fungsi penghadang air penghadang air terutamanya disebabkan oleh bahan penyerapan air yang tinggi (dipanggil penghadang air), yang boleh mengembang dengan cepat selepas penghadang air bertemu dengan air, membentuk isipadu gel yang besar (penghadang air boleh menyerap air ratusan kali lebih banyak daripada air itu sendiri), sekali gus menghalang pertumbuhan pokok air dan menghalang penyusupan dan penyebaran air yang berterusan. Ini termasuk polisakarida semula jadi dan yang diubah suai secara kimia.
Walaupun penyekat air semula jadi atau separa semula jadi ini mempunyai ciri-ciri yang baik, ia mempunyai dua kelemahan yang membawa maut:
1) ia boleh terbiodegradasi dan 2) ia sangat mudah terbakar. Ini menjadikannya tidak mungkin digunakan dalam bahan kabel gentian optik. Jenis bahan sintetik lain dalam kalis air diwakili oleh poliakrilat, yang boleh digunakan sebagai kalis air untuk kabel optik kerana ia memenuhi keperluan berikut: 1) apabila kering, ia boleh mengatasi tekanan yang dihasilkan semasa pembuatan kabel optik;
2) apabila kering, ia boleh menahan keadaan operasi kabel optik (kitaran haba dari suhu bilik hingga 90 °C) tanpa menjejaskan jangka hayat kabel, dan juga boleh menahan suhu tinggi untuk jangka masa yang singkat;
3) apabila air masuk, ia boleh mengembang dengan cepat dan membentuk gel dengan kelajuan pengembangan.
4) menghasilkan gel yang sangat likat, walaupun pada suhu tinggi kelikatan gel stabil untuk jangka masa yang lama.
Sintesis penghalau air boleh dibahagikan secara meluas kepada kaedah kimia tradisional – kaedah fasa terbalik (kaedah penghubung silang pempolimeran air dalam minyak), kaedah pempolimeran penghubung silang mereka sendiri – kaedah cakera, kaedah penyinaran – kaedah sinar-γ “kobalt 60”. Kaedah penghubung silang adalah berdasarkan kaedah radiasi-γ “kobalt 60”. Kaedah sintesis yang berbeza mempunyai tahap pempolimeran dan penghubung silang yang berbeza dan oleh itu keperluan yang sangat ketat untuk agen penyekat air yang diperlukan dalam pita penyekat air. Hanya sedikit poliakrilat yang dapat memenuhi empat keperluan di atas, menurut pengalaman praktikal, agen penyekat air (resin penyerap air) tidak boleh digunakan sebagai bahan mentah untuk satu bahagian natrium poliakrilat berangkai silang, mesti digunakan dalam kaedah penghubung silang berbilang polimer (iaitu pelbagai bahagian campuran natrium poliakrilat berangkai silang) untuk mencapai tujuan gandaan penyerapan air yang cepat dan tinggi. Keperluan asasnya ialah: gandaan penyerapan air boleh mencapai kira-kira 400 kali ganda, kadar penyerapan air boleh mencapai minit pertama untuk menyerap 75% air yang diserap oleh kalis air; keperluan kestabilan terma pengeringan kalis air: rintangan suhu jangka panjang 90°C, suhu kerja maksimum 160°C, rintangan suhu serta-merta 230°C (sangat penting untuk kabel komposit fotoelektrik dengan isyarat elektrik); keperluan kestabilan penyerapan air selepas pembentukan gel: selepas beberapa kitaran terma (20°C ~ 95°C). Kestabilan gel selepas penyerapan air memerlukan: gel kelikatan tinggi dan kekuatan gel selepas beberapa kitaran terma (20°C hingga 95°C). Kestabilan gel berbeza-beza bergantung pada kaedah sintesis dan bahan yang digunakan oleh pengilang. Pada masa yang sama, bukan semakin cepat kadar pengembangan, semakin baik, sesetengah produk mengejar kelajuan secara berat sebelah, penggunaan bahan tambahan tidak kondusif untuk kestabilan hidrogel, kemusnahan kapasiti pengekalan air, tetapi tidak mencapai kesan kalis air.
3. 3 ciri pita penyekat air Sebagai kabel dalam proses pembuatan, pengujian, pengangkutan, penyimpanan dan penggunaan untuk menahan ujian persekitaran, jadi dari perspektif penggunaan kabel optik, keperluan pita penyekat air kabel adalah seperti berikut:
1) rupa pengagihan gentian, bahan komposit tanpa delaminasi dan serbuk, dengan kekuatan mekanikal tertentu, sesuai untuk keperluan kabel;
2) kualiti seragam, boleh diulang, stabil, dalam pembentukan kabel tidak akan terkelupas dan menghasilkan
3) tekanan pengembangan tinggi, kelajuan pengembangan pantas, kestabilan gel yang baik;
4) kestabilan terma yang baik, sesuai untuk pelbagai pemprosesan berikutnya;
5) kestabilan kimia yang tinggi, tidak mengandungi sebarang komponen menghakis, tahan terhadap bakteria dan hakisan kulat;
6) keserasian yang baik dengan bahan lain seperti kabel optik, rintangan pengoksidaan, dan sebagainya.
4 Piawaian prestasi penghalang air kabel optik
Sebilangan besar hasil penyelidikan menunjukkan bahawa rintangan air yang tidak memenuhi syarat terhadap kestabilan jangka panjang prestasi penghantaran kabel akan menyebabkan kemudaratan yang besar. Kemudaratan ini, dalam proses pembuatan dan pemeriksaan kilang kabel gentian optik, sukar ditemui, tetapi akan secara beransur-ansur muncul dalam proses pemasangan kabel selepas digunakan. Oleh itu, pembangunan piawaian ujian yang komprehensif dan tepat pada masanya, untuk mencari asas penilaian yang boleh diterima oleh semua pihak, telah menjadi tugas yang mendesak. Penyelidikan, penerokaan dan eksperimen penulis yang meluas pada tali pinggang penyekat air telah menyediakan asas teknikal yang mencukupi untuk pembangunan piawaian teknikal untuk tali pinggang penyekat air. Tentukan parameter prestasi nilai penghalang air berdasarkan perkara berikut:
1) keperluan standard kabel optik untuk waterstop (terutamanya keperluan bahan kabel optik dalam standard kabel optik);
2) pengalaman dalam pembuatan dan penggunaan penghalang air dan laporan ujian yang berkaitan;
3) hasil kajian tentang pengaruh ciri-ciri pita penyekat air terhadap prestasi kabel gentian optik.
4. 1 Rupa
Rupa pita penghalang air hendaklah gentian yang diagihkan secara sekata; permukaan hendaklah rata dan bebas daripada kedutan, lipatan dan koyakan; tiada belahan pada lebar pita; bahan komposit hendaklah bebas daripada delaminasi; pita hendaklah dililit dengan ketat dan tepi pita genggam hendaklah bebas daripada "bentuk topi jerami".
4.2 Kekuatan mekanikal waterstop
Kekuatan tegangan waterstop bergantung pada kaedah pembuatan pita bukan tenunan poliester. Di bawah keadaan kuantitatif yang sama, kaedah viskos adalah lebih baik daripada kaedah gulungan panas untuk menghasilkan kekuatan tegangan produk, ketebalannya juga lebih nipis. Kekuatan tegangan pita penghalang air berbeza-beza mengikut cara kabel dibalut atau dililit di sekeliling kabel.
Ini merupakan penunjuk utama untuk dua jalur penyekat air, yang mana kaedah ujian harus disatukan dengan peranti, cecair dan prosedur ujian. Bahan penyekat air utama dalam pita penyekat air sebahagiannya adalah natrium poliakrilat berangkai silang dan derivatifnya, yang sensitif terhadap komposisi dan sifat keperluan kualiti air, untuk menyatukan piawaian ketinggian bengkak pita penyekat air, penggunaan air deionisasi hendaklah diutamakan (air suling digunakan dalam arbitrasi), kerana tiada komponen anionik dan kationik dalam air deionisasi, yang pada asasnya adalah air tulen. Pengganda penyerapan resin penyerapan air dalam kualiti air yang berbeza sangat berbeza, jika pengganda penyerapan dalam air tulen adalah 100% daripada nilai nominal; dalam air paip ia adalah 40% hingga 60% (bergantung pada kualiti air setiap lokasi); dalam air laut ia adalah 12%; air bawah tanah atau air longkang lebih kompleks, sukar untuk menentukan peratusan penyerapan, dan nilainya akan menjadi sangat rendah. Untuk memastikan kesan penghalang air dan jangka hayat kabel, sebaiknya gunakan pita penghalang air dengan ketinggian pengembang > 10mm.
4.3 Sifat elektrik
Secara amnya, kabel optik tidak mengandungi penghantaran isyarat elektrik wayar logam, jadi tidak melibatkan penggunaan pita air rintangan separa pengalir, hanya 33 Wang Qiang, dan sebagainya: pita rintangan air kabel optik
Kabel komposit elektrik sebelum kehadiran isyarat elektrik, keperluan khusus mengikut struktur kabel mengikut kontrak.
4.4 Kestabilan terma Kebanyakan jenis pita penyekat air boleh memenuhi keperluan kestabilan terma: rintangan suhu jangka panjang 90°C, suhu kerja maksimum 160°C, rintangan suhu serta-merta 230°C. Prestasi pita penyekat air tidak sepatutnya berubah selepas tempoh masa tertentu pada suhu ini.
Kekuatan gel harus menjadi ciri terpenting bagi bahan intumescent, manakala kadar pengembangan hanya digunakan untuk mengehadkan panjang penembusan air awal (kurang daripada 1 m). Bahan pengembangan yang baik harus mempunyai kadar pengembangan yang betul dan kelikatan yang tinggi. Bahan penghalang air yang lemah, walaupun dengan kadar pengembangan yang tinggi dan kelikatan yang rendah, akan mempunyai sifat penghalang air yang lemah. Ini boleh diuji berbanding dengan beberapa kitaran haba. Di bawah keadaan hidrolisis, gel akan terurai menjadi cecair kelikatan rendah yang akan merosot kualitinya. Ini dicapai dengan mengacau suspensi air tulen yang mengandungi serbuk pembengkakan selama 2 jam. Gel yang terhasil kemudiannya diasingkan daripada air berlebihan dan diletakkan dalam viskometer berputar untuk mengukur kelikatan sebelum dan selepas 24 jam pada suhu 95°C. Perbezaan kestabilan gel dapat dilihat. Ini biasanya dilakukan dalam kitaran 8 jam dari 20°C hingga 95°C dan 8 jam dari 95°C hingga 20°C. Piawaian Jerman yang berkaitan memerlukan 126 kitaran 8 jam.
4. 5 Keserasian Keserasian penghalang air merupakan ciri yang amat penting berhubung dengan jangka hayat kabel gentian optik dan oleh itu harus dipertimbangkan berhubung dengan bahan kabel gentian optik yang terlibat setakat ini. Memandangkan keserasian mengambil masa yang lama untuk menjadi jelas, ujian penuaan dipercepat mesti digunakan, iaitu spesimen bahan kabel dilap hingga bersih, dibalut dengan lapisan pita rintangan air kering dan disimpan dalam ruang suhu malar pada suhu 100°C selama 10 hari, selepas itu kualiti ditimbang. Kekuatan tegangan dan pemanjangan bahan tidak boleh berubah lebih daripada 20% selepas ujian.
Masa siaran: 22 Julai 2022