Solitamente, i cavi in fibra ottica vengono posati in ambienti umidi e bui. Se un cavo si danneggia, l'umidità penetra al suo interno attraverso il punto di rottura, compromettendone il funzionamento. L'acqua può alterare la capacità dei cavi in rame, riducendo l'intensità del segnale. Ciò provoca una pressione eccessiva sui componenti ottici del cavo, influenzando negativamente la trasmissione della luce. Per questo motivo, l'esterno del cavo in fibra ottica viene rivestito con materiali impermeabilizzanti. I materiali impermeabilizzanti più comunemente utilizzati sono il filato e la corda. Questo articolo ne studierà le proprietà, analizzerà le similitudini e le differenze nei processi di produzione e fornirà indicazioni per la scelta del materiale impermeabilizzante più adatto.
1. Confronto delle prestazioni del filato idrorepellente e della corda idrorepellente
(1) Le proprietà del filato idrorepellente
Dopo il test del contenuto d'acqua e del metodo di asciugatura, il tasso di assorbimento d'acqua del filato idrorepellente è di 48 g/g, la resistenza alla trazione è di 110,5 N, l'allungamento a rottura è del 15,1% e il contenuto di umidità è del 6%. Le prestazioni del filato idrorepellente soddisfano i requisiti di progettazione del cavo e il processo di filatura è fattibile.
(2) La prestazione della fune di blocco dell'acqua
La fune impermeabile è principalmente un materiale di riempimento idrorepellente richiesto per cavi speciali. È formata principalmente mediante immersione, legame ed essiccazione di fibre di poliestere. Dopo che le fibre sono state completamente pettinate, presenta elevata resistenza longitudinale, leggerezza, spessore ridotto, elevata resistenza alla trazione, buone prestazioni di isolamento, bassa elasticità e non è soggetta a corrosione.
(3) La principale tecnologia artigianale di ciascun processo
Per il filato idrorepellente, la cardatura è il processo più critico e l'umidità relativa in questa fase deve essere inferiore al 50%. La fibra SAF e il poliestere devono essere miscelati in una determinata proporzione e pettinati contemporaneamente, in modo che la fibra SAF durante il processo di cardatura possa essere dispersa uniformemente sul tessuto di fibre di poliestere e formare una struttura reticolare insieme al poliestere per ridurne la caduta. In confronto, i requisiti della corda idrorepellente in questa fase sono simili a quelli del filato idrorepellente e la perdita di materiale deve essere ridotta al minimo. Dopo una configurazione scientifica delle proporzioni, si pongono buone basi per la produzione della corda idrorepellente nel processo di assottigliamento.
Per quanto riguarda il processo di roving, in quanto fase finale, il filato idrorepellente viene formato principalmente in questa fase. Deve rispettare una velocità di filatura bassa, un basso stiramento, una lunga distanza e una bassa torsione. Il controllo complessivo del rapporto di stiramento e del peso base di ogni fase del processo è fondamentale affinché la densità del filato idrorepellente finale sia di 220 tex. Per la fune idrorepellente, l'importanza del processo di roving non è così cruciale come per il filato idrorepellente. Questo processo consiste principalmente nella lavorazione finale della fune idrorepellente e nel trattamento approfondito delle giunzioni non presenti nel processo produttivo, al fine di garantire la qualità della fune idrorepellente.
(4) Confronto del distacco delle fibre assorbenti d'acqua in ciascun processo
Nel caso del filato idrorepellente, il contenuto di fibre SAF diminuisce gradualmente con l'aumentare del processo. Con il progredire di ciascun processo, l'intervallo di riduzione è relativamente ampio e varia a seconda del processo. Tra questi, il danno maggiore si verifica durante la cardatura. Dopo le ricerche sperimentali, anche nel caso di un processo ottimale, la tendenza al danneggiamento del filato di fibre SAF è inevitabile e non può essere eliminata. Rispetto al filato idrorepellente, la perdita di fibre della corda idrorepellente è minore e la perdita può essere minimizzata in ogni fase del processo produttivo. Con l'approfondimento del processo, la situazione relativa alla perdita di fibre è migliorata.
2. Applicazione di filati e corde impermeabili nei cavi e nei cavi ottici
Con lo sviluppo tecnologico degli ultimi anni, i filati e le corde impermeabili sono utilizzati principalmente come riempitivi interni dei cavi in fibra ottica. Generalmente, all'interno del cavo vengono inseriti tre filati o corde impermeabili: uno è solitamente posizionato sul rinforzo centrale per garantire la stabilità del cavo, mentre gli altri due sono generalmente posizionati all'esterno dell'anima del cavo per assicurare il miglior effetto di impermeabilizzazione. L'utilizzo di filati e corde impermeabili migliora significativamente le prestazioni del cavo in fibra ottica.
Per quanto riguarda le prestazioni di blocco dell'acqua, le prestazioni di blocco dell'acqua del filato idrorepellente dovrebbero essere descritte in modo più dettagliato, il che può ridurre notevolmente la distanza tra l'anima del cavo e la guaina. Ciò migliora l'effetto di blocco dell'acqua del cavo.
In termini di proprietà meccaniche, le proprietà di trazione, compressione e flessione del cavo ottico risultano notevolmente migliorate dopo il riempimento con filato e corda impermeabili. Per quanto riguarda le prestazioni del cavo ottico in condizioni di cicli termici, il cavo ottico riempito con filato e corda impermeabili non presenta un'attenuazione aggiuntiva significativa. Per quanto riguarda la guaina del cavo ottico, il filato e la corda impermeabili vengono utilizzati per riempire il cavo ottico durante la formatura, in modo che la lavorazione continua della guaina non venga in alcun modo influenzata e l'integrità della guaina del cavo ottico di questa struttura sia maggiore. Dall'analisi precedente si evince che il cavo in fibra ottica riempito con filato e corda impermeabili è semplice da lavorare, ha una maggiore efficienza produttiva, un minore inquinamento ambientale, un migliore effetto di impermeabilizzazione e una maggiore integrità.
3. Riepilogo
Dopo aver condotto una ricerca comparativa sul processo di produzione di filati e funi impermeabili, abbiamo acquisito una comprensione più approfondita delle prestazioni dei due materiali e delle precauzioni da adottare nel processo produttivo. In fase di applicazione, è possibile effettuare una selezione appropriata in base alle caratteristiche del cavo ottico e al metodo di produzione, al fine di migliorare le prestazioni di impermeabilità, garantire la qualità del cavo ottico e aumentare la sicurezza del consumo di energia elettrica.
Data di pubblicazione: 16 gennaio 2023