1 Introduzione
Per garantire la sigillatura longitudinale dei cavi in fibra ottica e per evitare che acqua e umidità penetrino nel cavo o nella scatola di giunzione e corrodano il metallo e la fibra, con conseguenti danni da idrogeno, rottura delle fibre e un forte calo delle prestazioni di isolamento elettrico, i seguenti metodi sono comunemente usato per prevenire acqua e umidità:
1) Riempimento dell'interno del cavo con grasso tissotropico, incluso il tipo idrorepellente (idrofobo), il tipo a rigonfiamento dell'acqua e il tipo a espansione di calore e così via. Questo tipo di materiale è costituito da materiali oleosi, che si riempiono in grandi quantità, hanno costi elevati, sono facili da inquinare l'ambiente, difficili da pulire (specialmente nella giunzione del cavo con il solvente da pulire) e il peso proprio del cavo è troppo pesante.
2) Nella guaina interna ed esterna tra l'uso dell'anello barriera acqua adesivo hot melt, questo metodo è un processo inefficiente e complesso, che solo pochi produttori possono ottenere. 3) L'uso dell'espansione a secco di materiali che bloccano l'acqua (polvere di espansione che assorbe l'acqua, nastro che blocca l'acqua, ecc.). Questo metodo richiede alta tecnologia, consumo di materiali, costi elevati e anche il peso proprio del cavo è troppo pesante. Negli ultimi anni, la struttura "a nucleo secco" è stata introdotta nel cavo ottico ed è stata ben applicata all'estero, soprattutto per risolvere il problema del peso proprio elevato e il complesso processo di giunzione di un gran numero di nuclei di cavo ottico presenta vantaggi incomparabili. Il materiale che blocca l'acqua utilizzato in questo cavo con "nucleo secco" è un filato che blocca l'acqua. Il filato idrorepellente può assorbire rapidamente l'acqua e gonfiarsi per formare un gel, bloccando lo spazio del canale dell'acqua del cavo e raggiungendo così lo scopo di bloccare l'acqua. Inoltre il filato idrorepellente non contiene sostanze oleose ed il tempo necessario per preparare la giunzione può essere ridotto notevolmente senza la necessità di salviette, solventi e detergenti. Al fine di ottenere un processo semplice, una costruzione conveniente, prestazioni affidabili e materiali blocca-acqua a basso costo, abbiamo sviluppato un nuovo tipo di filato rigonfiabile blocca-acqua per cavi ottici.
2 Principio idrorepellente e caratteristiche del filato idrorepellente
La funzione di blocco dell'acqua del filato idrorepellente consiste nell'utilizzare il corpo principale delle fibre del filato idrorepellente per formare un grande volume di gel (l'assorbimento d'acqua può raggiungere decine di volte il proprio volume, come nel primo minuto di acqua può essere rapidamente espanso da circa 0,5 mm a circa 5,0 mm di diametro), e la capacità di ritenzione idrica del gel è piuttosto elevata, può prevenire efficacemente la crescita dell'albero acquatico, impedendo così all'acqua di continuare a penetrare e diffondersi, a raggiungere lo scopo della resistenza all'acqua. Poiché il cavo in fibra ottica deve resistere a varie condizioni ambientali durante la produzione, il test, il trasporto, lo stoccaggio e l'uso, il filato idrorepellente deve avere le seguenti caratteristiche per essere utilizzato nel cavo in fibra ottica:
1) Un aspetto pulito, uno spessore uniforme e una consistenza morbida;
2) Una certa resistenza meccanica per soddisfare i requisiti di tensione durante la formazione del cavo;
3) rigonfiamento rapido, buona stabilità chimica ed elevata resistenza all'assorbimento d'acqua e alla formazione di gel;
4) Buona stabilità chimica, assenza di componenti corrosivi, resistenza a batteri e muffe;
5) Buona stabilità termica, buona resistenza agli agenti atmosferici, adattabile a varie lavorazioni e produzioni successive e a vari ambienti di utilizzo;
6) Buona compatibilità con altri materiali del cavo in fibra ottica.
3 Filato resistente all'acqua nell'applicazione del cavo in fibra ottica
3.1 L'uso di filati resistenti all'acqua nei cavi in fibra ottica
I produttori di cavi in fibra ottica possono adottare diverse strutture di cavi nel processo di produzione per soddisfare le esigenze degli utenti in base alla loro situazione reale e alle esigenze degli utenti:
1) Impermeabilizzazione longitudinale della guaina esterna con filati idrorepellenti
Nelle armature con nastri di acciaio corrugato, la guaina esterna deve essere impermeabile longitudinalmente per impedire l'ingresso di umidità e umidità nel cavo o nella scatola dei connettori. Per ottenere la barriera longitudinale all'acqua della guaina esterna, vengono utilizzati due filati barriera all'acqua, uno dei quali è posizionato parallelo al nucleo del cavo della guaina interna, e l'altro è avvolto attorno al nucleo del cavo ad un certo passo (da 8 a 15 cm), rivestito con nastro d'acciaio spiegazzato e PE (polietilene), in modo che il filo barriera all'acqua divida lo spazio tra l'anima del cavo e il nastro d'acciaio in un piccolo compartimento chiuso. Il filo della barriera d'acqua si gonfierà e formerà un gel in breve tempo, impedendo all'acqua di entrare nel cavo e limitando l'acqua ad alcuni piccoli compartimenti vicino al punto di faglia, raggiungendo così lo scopo di barriera d'acqua longitudinale, come mostrato nella Figura 1 .
Figura 1: Utilizzo tipico del filato idrorepellente nel cavo ottico
2) Blocco dell'acqua longitudinale del nucleo del cavo con fili bloccanti l'acquaPuò essere utilizzato nell'anima del cavo di due parti del filato idrorepellente, una è nell'anima del cavo del filo di acciaio rinforzato, utilizzando due filati idrorepellenti, solitamente un filato idrorepellente e un filo di acciaio rinforzato posti in parallelo, un altro filato idrorepellente con un passo più grande avvolto attorno al filo, ci sono anche due filati idrorepellenti e un filo di acciaio rinforzato posti in parallelo, l'uso di filato idrorepellente con forte capacità di espansione per bloccare l'acqua; il secondo è nella superficie allentata dell'involucro, prima di spremere la guaina interna, il filo idrorepellente come filo di legatura, due fili idrorepellenti a un passo più piccolo (1 ~ 2 cm) nella direzione opposta intorno, formando un denso e piccolo contenitore di bloccaggio, per impedire l'ingresso di acqua, realizzato con struttura “dry cable core”.
3.2 Scelta dei filati resistenti all'acqua
Al fine di ottenere sia una buona resistenza all'acqua che prestazioni di lavorazione meccanica soddisfacenti nel processo di produzione del cavo in fibra ottica, è necessario tenere conto dei seguenti aspetti quando si seleziona il filato resistente all'acqua:
1) Lo spessore del filo idrorepellente
Affinché l'espansione del filo idrorepellente possa colmare lo spazio vuoto nella sezione trasversale del cavo, la scelta dello spessore del filo idrorepellente è fondamentale, ovviamente in relazione alle dimensioni strutturali del cavo e il tasso di espansione del filo idrorepellente. Nella struttura del cavo è necessario ridurre al minimo l'esistenza di spazi vuoti, ad esempio l'uso di un elevato tasso di espansione del filato idrorepellente, quindi il diametro del filato idrorepellente può essere ridotto al minimo, in modo da poter ottenere un'ottima tenuta dell'acqua. bloccando le prestazioni, ma anche per risparmiare sui costi.
2) Tasso di rigonfiamento e forza del gel dei filati che bloccano l'acqua
Il test di penetrazione dell'acqua IEC794-1-F5B viene eseguito sull'intera sezione trasversale del cavo in fibra ottica. 1 m di colonna d'acqua viene aggiunto a un campione di 3 m di cavo in fibra ottica, 24 ore senza perdite sono qualificate. Se il tasso di rigonfiamento del filo idrorepellente non tiene il passo con il tasso di infiltrazione dell'acqua, è possibile che l'acqua sia passata attraverso il campione entro pochi minuti dall'inizio del test e che il filo idrorepellente non si sia ancora completamente asciugato. si è gonfiato, anche se dopo un certo periodo di tempo il filo idrorepellente si gonfierà completamente e bloccherà l'acqua, ma anche questo è un fallimento. Se il tasso di espansione è più rapido e la forza del gel non è sufficiente, non sarà sufficiente resistere alla pressione generata da 1 metro di colonna d'acqua e anche il blocco dell'acqua fallirà.
3) Morbidezza del filato idrorepellente
Poiché la morbidezza del filato idrorepellente influisce sulle proprietà meccaniche del cavo, in particolare la pressione laterale, la resistenza agli urti, ecc., l'impatto è più evidente, quindi dovresti provare a utilizzare un filato idrorepellente più morbido.
4) La resistenza alla trazione, l'allungamento e la lunghezza del filo idrobloccante
Nella produzione di ogni lunghezza di passerella portacavi, il filo idrorepellente deve essere continuo e ininterrotto, il che richiede che il filo idrorepellente debba avere una certa resistenza alla trazione e allungamento, al fine di garantire che il filo idrorepellente non venga tirato durante la produzione processo, il cavo in caso di allungamento, piegatura o torsione del filo idrorepellente non viene danneggiato. La lunghezza del filo idrorepellente dipende principalmente dalla lunghezza della passerella portacavi, al fine di ridurre il numero di cambi di filo nella produzione continua, maggiore è la lunghezza del filo idrorepellente, meglio è.
5) L'acidità e l'alcalinità del filo idrorepellente devono essere neutre, altrimenti il filo idrorepellente reagirà con il materiale del cavo e farà precipitare l'idrogeno.
6) Stabilità dei filati water-blocking
Tabella 2: Confronto della struttura water-blocking dei filati water-blocking con altri materiali water-blocking
| Confronta gli articoli | Ripieno di gelatina | Anello tappo acqua hot melt | Nastro blocca acqua | Filato che blocca l'acqua |
| Resistenza all'acqua | Bene | Bene | Bene | Bene |
| Lavorabilità | Semplice | Complicato | Più complesso | Semplice |
| Proprietà meccaniche | Qualificato | Qualificato | Qualificato | Qualificato |
| Affidabilità a lungo termine | Bene | Bene | Bene | Bene |
| Forza di adesione della guaina | Giusto | Bene | Giusto | Bene |
| Rischio di connessione | SÌ | No | No | No |
| Effetti dell'ossidazione | SÌ | No | No | No |
| Solvente | SÌ | No | No | No |
| Massa per unità di lunghezza del cavo in fibra ottica | Pesante | Leggero | Più pesante | Leggero |
| Flusso di materiale indesiderato | Possibile | No | No | No |
| Pulizia nella produzione | Povero | Più povero | Bene | Bene |
| Movimentazione dei materiali | Fusti di ferro pesanti | Semplice | Semplice | Semplice |
| Investimenti in attrezzature | Grande | Grande | Più grande | Piccolo |
| Costo del materiale | Più alto | Basso | Più alto | Inferiore |
| Costi di produzione | Più alto | Più alto | Più alto | Inferiore |
La stabilità dei filati idrorepellenti è misurata principalmente dalla stabilità a breve termine e dalla stabilità a lungo termine. La stabilità a breve termine è principalmente considerata un aumento della temperatura a breve termine (temperatura del processo di estrusione della guaina fino a 220 ~ 240 ° C) sulle proprietà di barriera all'acqua del filato barriera all'acqua e sulle proprietà meccaniche dell'impatto; stabilità a lungo termine, considerando principalmente l'invecchiamento del tasso di espansione del filato barriera all'acqua, il tasso di espansione, la forza e la stabilità del gel, la resistenza alla trazione e l'allungamento dell'impatto, il filato barriera all'acqua deve durare per l'intera vita del cavo (20 ~ 30 anni) sono Resistenza all'acqua. Similmente al grasso idrorepellente e al nastro idrorepellente, la forza del gel e la stabilità del filato idrorepellente sono una caratteristica importante. Un filato di blocco dell'acqua con elevata resistenza al gel e buona stabilità può mantenere buone proprietà di blocco dell'acqua per un periodo di tempo considerevole. Al contrario, secondo le pertinenti norme nazionali tedesche, in alcuni materiali in condizioni di idrolisi il gel si decompone in un materiale molto mobile a basso peso molecolare e non raggiunge lo scopo di resistenza all'acqua a lungo termine.
3.3 Applicazione di filati idrorepellenti
Il filato per il blocco dell'acqua come eccellente materiale per il blocco dell'acqua del cavo ottico, sta sostituendo la pasta d'olio, l'anello per il blocco dell'acqua con adesivo hot melt e il nastro per il blocco dell'acqua, ecc. utilizzati in grandi quantità nella produzione di cavi ottici, Tabella 2 su alcuni delle caratteristiche di questi materiali che bloccano l'acqua per un confronto.
4 Conclusione
In sintesi, il filato idrorepellente è un eccellente materiale idrorepellente adatto per cavi ottici, ha le caratteristiche di costruzione semplice, prestazioni affidabili, elevata efficienza produttiva, facile da usare; e l'uso del materiale che riempie il cavo ottico presenta i vantaggi di leggerezza, prestazioni affidabili e basso costo.
Orario di pubblicazione: 16 luglio 2022