1 Giới thiệu
Để đảm bảo độ kín dọc của cáp quang và ngăn nước và hơi ẩm xâm nhập vào cáp hoặc hộp nối và ăn mòn kim loại và sợi, dẫn đến hư hỏng do hydro, đứt sợi và giảm mạnh hiệu suất cách điện, các phương pháp sau đây là thường được sử dụng để ngăn nước và độ ẩm:
1) Đổ đầy bên trong cáp bằng mỡ thixotropic, bao gồm loại chống thấm nước (kỵ nước), loại phồng nước và loại giãn nở nhiệt, v.v. Loại vật liệu này là vật liệu chứa nhiều dầu, chứa nhiều, giá thành cao, dễ gây ô nhiễm môi trường, khó làm sạch (đặc biệt là trong việc nối cáp bằng dung môi để làm sạch) và trọng lượng bản thân của cáp quá nặng.
2) Ở lớp vỏ bên trong và bên ngoài giữa việc sử dụng vòng chắn nước dính nóng chảy, phương pháp này không hiệu quả, quy trình phức tạp, chỉ một số nhà sản xuất có thể đạt được. 3) Việc sử dụng vật liệu chặn nước giãn nở khô (bột giãn nở hút nước, băng chặn nước, v.v.). Phương pháp này đòi hỏi công nghệ cao, tiêu hao vật liệu, giá thành cao, trọng lượng bản thân của cáp cũng quá nặng. Trong những năm gần đây, cấu trúc “lõi khô” đã được đưa vào cáp quang và được ứng dụng tốt ở nước ngoài, đặc biệt trong việc giải quyết vấn đề trọng lượng bản thân nặng và quá trình nối phức tạp với số lõi lớn của cáp quang có những ưu điểm không thể so sánh được. Vật liệu chặn nước được sử dụng trong cáp “lõi khô” này là sợi chặn nước. Sợi chặn nước có thể nhanh chóng hấp thụ nước và phồng lên tạo thành gel, chặn không gian của kênh dẫn nước của cáp, do đó đạt được mục đích chặn nước. Ngoài ra, sợi chặn nước không chứa chất nhờn và thời gian cần thiết để chuẩn bị mối nối có thể giảm đáng kể mà không cần khăn lau, dung môi và chất tẩy rửa. Để có được quy trình đơn giản, kết cấu thuận tiện, hiệu suất đáng tin cậy và vật liệu chặn nước chi phí thấp, chúng tôi đã phát triển một loại sợi có thể phồng lên, chặn nước cáp quang mới.
2 Nguyên lý chặn nước và đặc tính của sợi chặn nước
Chức năng chặn nước của sợi chặn nước là sử dụng phần thân chính của sợi sợi chặn nước để tạo thành một khối lượng lớn gel (độ hấp thụ nước có thể đạt tới hàng chục lần thể tích của chính nó, chẳng hạn như trong phút đầu tiên của nước có thể mở rộng nhanh chóng từ đường kính khoảng 0,5 mm đến đường kính khoảng 5,0 mm), đồng thời khả năng giữ nước của gel khá mạnh, có thể ngăn cản sự phát triển của cây thủy sinh một cách hiệu quả, do đó ngăn nước tiếp tục xâm nhập và lan rộng, để đạt được mục đích chống nước. Vì cáp quang phải chịu được các điều kiện môi trường khác nhau trong quá trình sản xuất, thử nghiệm, vận chuyển, bảo quản và sử dụng nên sợi chặn nước phải có các đặc tính sau để sử dụng trong cáp quang:
1) Bề ngoài sạch sẽ, độ dày đồng đều và kết cấu mềm mại;
2) Độ bền cơ học nhất định để đáp ứng yêu cầu về độ căng khi tạo hình cáp;
3) trương nở nhanh, ổn định hóa học tốt và độ bền cao để hấp thụ nước và tạo gel;
4) Độ ổn định hóa học tốt, không có thành phần ăn mòn, chống vi khuẩn và nấm mốc;
5) Độ ổn định nhiệt tốt, khả năng chống chịu thời tiết tốt, thích ứng với nhiều quá trình xử lý và sản xuất tiếp theo cũng như các môi trường sử dụng khác nhau;
6) Khả năng tương thích tốt với các vật liệu khác của cáp quang.
3 Sợi chịu nước trong ứng dụng cáp quang
3.1 Việc sử dụng sợi chịu nước trong cáp quang
Các nhà sản xuất cáp quang có thể áp dụng các cấu trúc cáp khác nhau trong quá trình sản xuất để đáp ứng nhu cầu của người dùng tùy theo tình hình thực tế và yêu cầu của người dùng:
1) Chặn nước theo chiều dọc của vỏ ngoài bằng sợi chặn nước
Trong lớp bọc băng thép nhăn, lớp vỏ bên ngoài phải chống thấm theo chiều dọc để tránh hơi ẩm xâm nhập vào cáp hoặc hộp đầu nối. Để đạt được khả năng chống nước dọc của vỏ bọc bên ngoài, người ta sử dụng hai sợi chắn nước, một sợi được đặt song song với lõi cáp vỏ bọc bên trong và sợi còn lại được quấn quanh lõi cáp ở một bước nhất định (8 đến 15). cm), được bọc bằng băng thép nhăn và PE (polyethylene), sao cho sợi chắn nước chia khe hở giữa lõi cáp và băng thép thành một ngăn nhỏ khép kín. Sợi chắn nước sẽ phồng lên và tạo thành gel trong thời gian ngắn, ngăn nước xâm nhập vào cáp và hạn chế nước vào một số ngăn nhỏ gần điểm đứt gãy, nhờ đó đạt được mục đích chắn nước theo chiều dọc, như trong Hình 1 .
Hình 1: Ứng dụng điển hình của sợi chặn nước trong cáp quang
2) Chặn nước dọc lõi cáp bằng sợi chặn nướcCó thể dùng trong lõi cáp của hai phần sợi cản nước, một phần ở lõi cáp của dây thép gia cường, sử dụng hai sợi chặn nước, thường là sợi chặn nước và dây thép gia cường đặt song song, một sợi chặn nước khác có bước lớn hơn quấn quanh dây, ngoài ra còn có hai sợi chặn nước và dây thép gia cố đặt song song, sử dụng sợi chặn nước có khả năng giãn nở mạnh để chặn nước; Thứ hai là ở bề mặt vỏ lỏng lẻo, trước khi ép vỏ bên trong, sợi chặn nước làm sợi buộc, hai sợi chặn nước đến một khoảng nhỏ hơn (1 ~ 2cm) theo hướng ngược lại xung quanh, tạo thành một sợi dày đặc và nhỏ Thùng chặn, ngăn nước xâm nhập, được làm bằng kết cấu “lõi cáp khô”.
3.2 Lựa chọn sợi chịu nước
Để có được cả khả năng chống nước tốt và hiệu suất xử lý cơ học đạt yêu cầu trong quy trình sản xuất cáp quang, cần lưu ý các khía cạnh sau khi lựa chọn sợi chịu nước:
1) Độ dày của sợi cản nước
Để đảm bảo rằng độ giãn nở của sợi chặn nước có thể lấp đầy khoảng trống trên mặt cắt ngang của cáp, việc lựa chọn độ dày của sợi chặn nước là rất quan trọng, tất nhiên, điều này liên quan đến kích thước kết cấu. của cáp và tốc độ giãn nở của sợi chặn nước. Trong cấu trúc cáp nên giảm thiểu sự tồn tại của các khoảng trống, chẳng hạn như việc sử dụng sợi chặn nước có độ giãn nở cao, khi đó đường kính của sợi chặn nước có thể giảm xuống nhỏ nhất để có được khả năng chống nước đáng tin cậy. ngăn chặn hiệu suất, mà còn để tiết kiệm chi phí.
2) Độ trương nở và độ bền gel của sợi cản nước
Thử nghiệm thấm nước theo tiêu chuẩn IEC794-1-F5B được thực hiện trên toàn bộ mặt cắt ngang của cáp quang. 1m cột nước được thêm vào mẫu cáp quang 3m, 24h không rò rỉ là đủ tiêu chuẩn. Nếu tốc độ trương nở của sợi chặn nước không theo kịp tốc độ thấm nước thì có thể nước đã đi qua mẫu trong vòng vài phút kể từ khi bắt đầu thử nghiệm và sợi chặn nước vẫn chưa hoàn toàn thoát ra khỏi mẫu. bị phồng lên, mặc dù sau một thời gian sợi chặn nước sẽ phồng lên hoàn toàn và chặn nước nhưng đây cũng là một lỗi. Nếu tốc độ giãn nở nhanh hơn và cường độ gel không đủ thì không đủ sức chống lại áp lực do cột nước cao 1m tạo ra và việc chặn nước cũng sẽ thất bại.
3) Độ mềm của sợi cản nước
Vì độ mềm của sợi chặn nước ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của cáp, đặc biệt là áp lực ngang, khả năng chống va đập, v.v., tác động sẽ rõ ràng hơn, vì vậy nên cố gắng sử dụng sợi chặn nước mềm hơn.
4) Độ bền kéo, độ giãn dài và chiều dài của sợi cản nước
Trong quá trình sản xuất từng chiều dài khay cáp, sợi chặn nước phải liên tục và không bị gián đoạn, điều này đòi hỏi sợi chặn nước phải có độ bền kéo và độ giãn dài nhất định để đảm bảo sợi chặn nước không bị kéo trong quá trình sản xuất. Quá trình xử lý, cáp trong trường hợp kéo, uốn, xoắn sợi cản nước không bị hư hỏng. Chiều dài của sợi chặn nước phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài của khay cáp, nhằm giảm số lần thay sợi trong quá trình sản xuất liên tục, chiều dài của sợi chặn nước càng dài thì càng tốt.
5) Độ axit và kiềm của sợi chặn nước phải ở mức trung tính, nếu không sợi chặn nước sẽ phản ứng với vật liệu cáp và kết tủa hydro.
6) Độ ổn định của sợi cản nước
Bảng 2: So sánh cấu trúc cản nước của sợi cản nước với các vật liệu cản nước khác
| So sánh các mục | thạch nhân | Vòng chặn nước nóng chảy | Băng chặn nước | Sợi chặn nước |
| Chống nước | Tốt | Tốt | Tốt | Tốt |
| Khả năng xử lý | Đơn giản | Phức tap | Phức tạp hơn | Đơn giản |
| Tính chất cơ học | Đạt tiêu chuẩn | Đạt tiêu chuẩn | Đạt tiêu chuẩn | Đạt tiêu chuẩn |
| Độ tin cậy lâu dài | Tốt | Tốt | Tốt | Tốt |
| Lực liên kết vỏ bọc | Hội chợ | Tốt | Hội chợ | Tốt |
| Rủi ro kết nối | Đúng | No | No | No |
| Tác dụng oxy hóa | Đúng | No | No | No |
| dung môi | Đúng | No | No | No |
| Khối lượng trên một đơn vị chiều dài của cáp quang | Nặng | Ánh sáng | Nặng hơn | Ánh sáng |
| Dòng vật liệu không mong muốn | Khả thi | No | No | No |
| Vệ sinh trong sản xuất | Nghèo | Nghèo hơn | Tốt | Tốt |
| Xử lý vật liệu | Trống sắt nặng | Đơn giản | Đơn giản | Đơn giản |
| Đầu tư trang thiết bị | Lớn | Lớn | lớn hơn | Bé nhỏ |
| Chi phí vật liệu | Cao hơn | Thấp | Cao hơn | Thấp hơn |
| Chi phí sản xuất | Cao hơn | Cao hơn | Cao hơn | Thấp hơn |
Độ ổn định của sợi chặn nước chủ yếu được đo bằng độ ổn định ngắn hạn và độ ổn định lâu dài. Độ ổn định ngắn hạn chủ yếu được coi là sự tăng nhiệt độ trong thời gian ngắn (nhiệt độ quá trình ép đùn lên tới 220 ~ 240 ° C) đối với các đặc tính cản nước của sợi chắn nước và tính chất cơ học của tác động; độ ổn định lâu dài, chủ yếu xem xét sự lão hóa của tốc độ giãn nở của sợi chắn nước, tốc độ giãn nở, độ bền và độ ổn định của gel, độ bền kéo và độ giãn dài của tác động, sợi chắn nước phải có trong toàn bộ vòng đời của cáp (20 ~ 30 năm) là khả năng chống nước. Tương tự như mỡ chặn nước và băng chặn nước, độ bền gel và độ ổn định của sợi chặn nước là một đặc tính quan trọng. Sợi chặn nước có độ bền gel cao và độ ổn định tốt có thể duy trì đặc tính chặn nước tốt trong một khoảng thời gian đáng kể. Ngược lại, theo các tiêu chuẩn quốc gia liên quan của Đức, một số vật liệu trong điều kiện thủy phân, gel sẽ phân hủy thành vật liệu có trọng lượng phân tử thấp rất cơ động và sẽ không đạt được mục đích chống nước lâu dài.
3.3 Ứng dụng của sợi cản nước
Sợi chặn nước như một vật liệu chặn nước cáp quang tuyệt vời, đang thay thế keo dán dầu, vòng chặn nước keo nóng chảy và băng chặn nước, v.v. được sử dụng với số lượng lớn trong sản xuất cáp quang, Bảng 2 về một số về đặc tính của các vật liệu chặn nước này để so sánh.
4 Kết luận
Tóm lại, sợi chặn nước là vật liệu chặn nước tuyệt vời phù hợp với cáp quang, nó có đặc điểm cấu trúc đơn giản, hiệu suất đáng tin cậy, hiệu quả sản xuất cao, dễ sử dụng; và việc sử dụng vật liệu làm đầy cáp quang có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, hiệu suất đáng tin cậy và chi phí thấp.
Thời gian đăng: 16-07-2022