1 Giriş
Soňky onýyllykda aragatnaşyk tehnologiýasynyň çalt ösmegi bilen, süýümli optik kabelleriň ulanylyş meýdany giňelýär. Süýümli optik kabeller üçin daşky gurşaw talaplary artmagy bilen, süýümli optik kabellerde ulanylýan materiallaryň hiline bolan talaplar hem artýar. Süýümli optik kabel suw blokirleýji lenta süýümli optik kabel senagatynda ulanylýan umumy suw blokirleýji materialdyr, süýümli optik kabelde möhürlemek, suw geçirmezlik, çyglylyk we bufer goragynyň orny giňden ykrar edildi we onuň görnüşleri we işleýşi süýümli optik kabeliň ösmegi bilen yzygiderli gowulandyryldy we kämilleşdirildi. Soňky ýyllarda optik kabele "gurak ýadro" gurluşy girizildi. Kabel suw päsgelçilik materialynyň bu görnüşi, adatça, suwuň kabel ýadrosyna uzynlyk boýunça siňmeginiň öňüni almak üçin lenta, ýüplük ýa-da örtükden ybarat bolýar. Gurak ýadro süýümli optik kabelleriň barha köp kabul edilmegi bilen, gurak ýadro süýümli optik kabel materiallary däp bolan nebit želesi esasyndaky kabel dolduryjy birleşmeleriniň ornuny çalt eýeleýär. Gurak ýadro materialy gidrogel emele getirmek üçin suwy çalt siňdirýän polimer ulanýar, ol bolsa kabeliň suw geçiriş kanallaryny şişýär we doldurýar. Mundan başga-da, gurak özen materialy ýapyşýan ýag saklamaýandygy sebäpli, kabeli birleşdirmek üçin taýýarlamak üçin hiç hili salfetka, ergin ýa-da arassalaýjy serişde gerek däl we kabel birleşdirmek wagty ep-esli azalýar. Kabeliň ýeňil agramy we daşky berkidiji ýüp bilen örtügiň arasyndaky gowy ýelmeşme azalmaýar, bu bolsa ony meşhur saýlawa öwürýär.
2 Suwuň kabele we suwa garşylyk mehanizmine täsiri
Suwuň öňüni almak üçin dürli çäreleriň görülmeginiň esasy sebäbi, kabele girýän suwuň wodorod we O₂H₂ionlaryna parçalanmagydyr, bu bolsa optiki süýümiň geçirijilik ýitgisini artdyrar, süýümiň işini peselder we kabeliň ömrüni gysgaldar. Suwuň öňüni almak üçin iň köp ulanylýan çäreler nebit pastasy bilen doldurmak we suwuň öňüni alýan lenta goşmakdyr, olar kabeliň özeni bilen örtüginiň arasyndaky boşlugy dolduryp, suwuň we çyglylygyň dikligine ýaýramagynyň öňüni alýar we şeýlelik bilen suwuň öňüni almakda rol oýnaýar.
Süýümli optik kabellerde (ilki bilen kabellerde) köp mukdarda sintetiki smolalar izolýator hökmünde ulanylanda, bu izolýasiýa materiallary hem suwuň girmegine garşy däl. Izolýasiýa materialynda "suw agaçlarynyň" emele gelmegi geçirijilik işine täsiriniň esasy sebäbidir. Izolýasiýa materialyna suw agaçlarynyň täsir etmeginiň mehanizmi adatça şeýle düşündirilýär: güýçli elektrik meýdany sebäpli (başga bir gipoteza, smolanyň himiki häsiýetleriniň tizleşdirilen elektronlaryň örän gowşak boşalmagy bilen üýtgeýändigi), suw molekulalary süýümli optik kabeliň örtük materialynda bar bolan dürli sanly mikro gözeneklerden geçýär. Suw molekulalary kabel örtük materialyndaky dürli sanly mikro gözeneklerden geçip, "suw agaçlaryny" emele getirýär, kem-kemden köp mukdarda suw toplaýar we kabeliň boýuna tarap ýaýraýar we kabeliň işine täsir edýär. 1980-nji ýyllaryň ortalarynda halkara derejesinde köp ýyllyk ylmy-barlag we synaglardan soň, suw agaçlaryny öndürmegiň iň gowy usulyny aradan aýyrmagyň ýoluny tapmak üçin, ýagny kabel ekstruziýasyndan öň suw siňdiriş gatlagyna bürenip, suw böwetini giňeldip, suw agaçlarynyň ösüşini saklap we haýalladyp, kabeldäki suwuň uzynlygyna ýaýramagynyň içine girmegine päsgel berýär; şol bir wagtyň özünde, daşarky zeperlenme we suwuň siňmegi sebäpli, suw böweti kabeliň uzynlygyna ýaýramagyna däl-de, suwuň öňüni hem çalt basyp bilýär.
3 Kabel suw päsgelçiliginiň umumy syny
3. 1 Süýümli optiki kabel suw böwetleriniň klassifikasiýa
Optiki kabel suw böwetlerini klassifikasiýa etmegiň köp usullary bar, olar gurluşyna, hiline we galyňlygyna görä klassifikasiýa edilip bilner. Umuman alanyňda, olar gurluşyna görä klassifikasiýa edilip bilner: iki taraply laminirlenen suw böweti, bir taraply örtülen suw böweti we kompozit plýonka suw böweti. Suw böwetiniň suw böwetiniň funksiýasy, esasan, suw siňdiriji materialyň ýokary bolmagy bilen baglanyşyklydyr (suw böweti diýilýär), ol suw böweti suw bilen duşuşandan soň çalt şişip, köp mukdarda gel emele getirip biler (suw böweti özünden ýüzlerçe esse köp suwy siňdirip biler), şeýlelik bilen suw agajynyň ösmegine päsgel berýär we suwuň dowamly siňmegine we ýaýramagyna päsgel berýär. Bularyň arasynda tebigy we himiki taýdan üýtgedilen polisaharidler bar.
Bu tebigy ýa-da ýarym tebigy suw blokirleýjileriniň gowy häsiýetleri bolsa-da, olaryň iki sany ölüm howply kemçiligi bar:
1) olar biodegradasiýa bolýar we 2) olar ýokary derejede ýanýar. Bu bolsa, olaryň süýümli optiki kabel materiallarynda ulanylmagyny mümkin däl edýär. Suw garşylygyndaky sintetiki materialyň beýleki görnüşi poliakrilatlar bilen görkezilýär, olar optiki kabeller üçin suw garşylygy hökmünde ulanylyp bilner, sebäbi olar aşakdaky talaplara laýyk gelýär: 1) gurak bolanda, olar optiki kabelleriň öndürilişi wagtynda döreýän streslere garşy durup bilýärler;
2) gurak wagty, olar kabeliň ömrüne täsir etmezden, optiki kabelleriň iş şertlerine (otagyň temperaturasyndan 90 °C-a çenli termal sikl) çydap bilýärler, şeýle hem gysga wagtlap ýokary temperatura çydap bilýärler;
3) suw girende, olar çalt şişip, giňelme tizligi bolan gel emele getirip bilýärler.
4) ýokary temperaturada hem geliň ýapyşyklygy uzak wagtlap durnukly bolýar, ýokary ýapyşykly gel öndürýär.
Suw ret edijileriň sintezini giňden däp bolan himiki usullara – tersine fazaly usula (ýagdaky suw polimerleşmesiniň özara baglanyşyk usuly), öz özara baglanyşyk polimerleşme usulyna – disk usulyna, şöhlelendirme usulyna – “kobalt 60” γ-şöhle usulyna bölmek bolýar. Özara baglanyşyk usuly “kobalt 60” γ-şöhlelendirme usulyna esaslanýar. Dürli sintez usullarynyň polimerleşme we özara baglanyşyk derejesi dürli bolýar, şonuň üçin suw ret ediji lentalarda talap edilýän suw ret ediji agent üçin örän berk talaplar bar. Diňe örän az sanly poliakrilatlar ýokardaky dört talaba laýyk gelip biler, amaly tejribä görä, suw ret ediji agentler (suw siňdiriji smolalar) özara baglanyşykly natriý poliakrilatynyň ýeke bölegi üçin çig mal hökmünde ulanylyp bilinmez, çalt we ýokary suw siňdiriş köpeltmek maksadyna ýetmek üçin köp polimerli özara baglanyşyk usulynda (ýagny özara baglanyşykly natriý poliakrilat garyndysynyň dürli bölegi) ulanylmaly. Esasy talaplar: suw siňdiriş köplügi takmynan 400 esse ýetip biler, suw siňdiriş tizligi ilkinji minutda suw siňdiriji tarapyndan siňdirilen suwuň 75% -ni siňdirip biler; suw siňdiriji guradyş termal durnuklylyk talaplary: uzak möhletli temperatura garşylygy 90°C, iň ýokary iş temperaturasy 160°C, derrew temperatura garşylygy 230°C (elektrik signallary bolan fotoelektrik kompozit kabel üçin aýratyn möhüm); gel emele gelenden soň suw siňdiriş durnuklylyk talaplary: birnäçe termal siklden soň (20°C ~ 95°C). Suw siňdirilenden soň geliň durnuklylygy üçin: birnäçe termal siklden soň ýokary ýapyşykly gel we geliň berkligi (20°C-dan 95°C-a çenli) talap edilýär. Geliň durnuklylygy sintez usulyna we öndüriji tarapyndan ulanylýan materiallara baglylykda düýpli üýtgeýär. Şol bir wagtyň özünde, giňeliş tizligi näçe çalt bolmasa, şonça-da gowy, käbir önümler birtaraplaýyn tizlige ymtylýar, goşundylaryň ulanylmagy gidrogeliň durnuklylygyna, suwy saklama ukybynyň ýok edilmegine ýardam etmeýär, ýöne suwa çydamlylyk täsirine ýetmeýär.
3. Suw geçirmeýän lentanyň 3 häsiýetnamasy Kabel öndürmekde, synagdan geçirmekde, daşamakda, saklamakda we ulanmakda daşky gurşaw synaglaryna çydamly bolany üçin, optiki kabeli ulanmak nukdaýnazaryndan, kabel suw geçirmeýän lentanyň talaplary aşakdaky ýaly:
1) kabeliň zerurlyklaryna laýyk gelýän belli bir mehaniki berklige eýe bolan, delaminasiýa we poroşok bolmadyk kompozit materiallaryň görnüşi, süýüm paýlanyşy;
2) birmeňzeş, gaýtalanýan, durnukly hil, kabeliň emele gelmeginde delaminasiýa bolmaz we öndürilmez
3) ýokary giňelme basyşy, çalt giňelme tizligi, geliň gowy durnuklylygy;
4) dürli soňraky gaýtadan işlemek üçin amatly bolan gowy termal durnuklylyk;
5) ýokary himiki durnuklylyk, hiç hili aşyndyryjy komponentleri öz içine almaýar, bakteriýalara we küýze eroziýasyna çydamly;
6) optiki kabeliň beýleki materiallary bilen gowy utgaşyklylygy, oksidlenme garşylygy we ş.m.
4 Optiki kabel suw böwetiniň iş görkezijileri
Köp sanly ylmy-barlag netijeleri, kabel geçirijiliginiň uzak möhletli durnuklylygyna laýyk gelmeýän suwa garşylygyň uly zyýan ýetirjekdigini görkezýär. Bu zyýany optiki süýümli kabeliň önümçilik prosesinde we zawod barlagynda tapmak kyn, ýöne ulanylandan soň kabeliň çekilmegi prosesinde kem-kemden ýüze çykar. Şonuň üçin, ähli taraplaryň kabul edip biljek baha bermegi üçin esas tapmak maksady bilen, toplumlaýyn we takyk synag standartlaryny öz wagtynda işläp düzmek gyssagly wezipä öwrüldi. Awtoryň suwy ýapýan guşaklar boýunça giňişleýin ylmy-barlaglary, gözlegleri we tejribeleri suwy ýapýan guşaklar üçin tehniki standartlary işläp düzmek üçin ýeterlik tehniki esas döretdi. Suw päsgelçiliginiň gymmatynyň görkezijilerini aşakdakylara esaslanyp kesgitläň:
1) suw bekediji üçin optik kabel standartynyň talaplary (esasan hem optik kabel standartyndaky optik kabel materialynyň talaplary);
2) suw böwetlerini öndürmekde we ulanmakda tejribe we degişli synag hasabatlary;
3) suw geçirmeýän lentalaryň häsiýetleriniň optiki süýümli kabelleriň işine täsiri boýunça ylmy-barlag netijeleri.
4. 1 Daşky görnüş
Suw geçirmeýän lentanyň görnüşi deň paýlanylan süýümlerden ybarat bolmaly; ýüzi tekiz we gyrymsyklardan, gyrymsyklardan we ýyrtyklardan azat bolmaly; lentanyň giňliginde bölünişler bolmaly däl; kompozit material delaminasiýadan azat bolmaly; lenta berk saralmaly we elde saklanýan lentanyň gyralary "saman şlýapa görnüşinden" azat bolmaly.
4.2 Suw bekedijiniň mehaniki güýji
Suw bekleýjiniň dartgynlyk güýji poliester dokumasyz lentanyň öndüriliş usulyna baglydyr, şol bir mukdar şertlerinde wiskoza usuly önümiň dartgynlyk güýjüni gyzgyn örilen öndüriliş usulyndan has gowydyr, galyňlygy hem inçedir. Suw bekleýji lentanyň dartgynlyk güýji kabeliň saralmagyna ýa-da kabeliň daşyna saralmagyna görä üýtgeýär.
Bu suw blokirleýji guşaklaryň ikisiniň esasy görkezijisidir, munuň üçin synag usuly enjam, suwuklyk we synag usuly bilen birleşdirilmelidir. Suw blokirleýji lentadaky esasy suw blokirleýji material bölekleýin özara baglanyşykly natriý poliakrilat we onuň öndürilmeleri bolup, olar suwuň hiliniň talaplarynyň düzümine we häsiýetine duýgurdyr, suw blokirleýji lentanyň şişme beýikliginiň standartyny birleşdirmek üçin deionizirlenen suw ulanylmalydyr (distillenen suw arbitražda ulanylýar), sebäbi deionizirlenen suwda, esasan arassa suwda anion we kation komponentleri ýok. Dürli suw hilindäki suw siňdiriş smolasynyň siňdiriş köpeldijisi örän tapawutlanýar, eger arassa suwdaky siňdiriş köpeldijisi nominal gymmatyň 100% -ine deň bolsa; kran suwunda ol 40% -den 60% -e çenli (her ýeriň suwunyň hiline baglylykda); deňiz suwunda ol 12% -e deň bolsa; ýerasty suw ýa-da akaba suwy has çylşyrymly bolsa, siňdiriş göterimini kesgitlemek kyn we onuň gymmaty örän pes bolar. Kabeliň suw päsgelçiliginiň täsirini we ömrüni üpjün etmek üçin, 10 mm-den ýokary şişýän beýiklikdäki suw päsgelçiligi lentasyny ulanmak iň gowusydyr.
4.3Elektrik häsiýetleri
Umuman aýdylanda, optik kabel metal simiň elektrik signallaryny geçirmeýär, şonuň üçin ýarym geçiriji garşylykly suw lentasyny ulanmaly däl, diňe 33 Wang Qiang we ş.m.: optik kabel suwa garşylyk lentasy
Elektrik signallarynyň bolmagyndan öň elektrik kompozit kabeli, şertnama boýunça kabeliň gurluşyna laýyklykda anyk talaplar.
4.4 Termal durnuklylyk Suw ýapyjy lentalaryň köpüsi termal durnuklylyk talaplaryna laýyk gelip biler: uzak möhletli temperatura garşylygy 90°C, iň ýokary iş temperaturasy 160°C, derrew temperatura garşylygy 230°C. Suw ýapyjy lentanyň işi bu temperaturalarda belli bir wagtdan soň üýtgemeli däl.
Geliň güýji şişýän materialyň iň möhüm häsiýetnamasy bolmaly, giňelme tizligi bolsa diňe suwuň başlangyç siňişiniň uzynlygyny (1 m-den az) çäklendirmek üçin ulanylýar. Gowy giňelme materialy dogry giňelme tizligine we ýokary ýapyşyklyga eýe bolmaly. Suw päsgelçiliginiň pes materialy, hatda ýokary giňelme tizligi we pes ýapyşyklygy bilen hem, suw päsgelçiliginiň pes häsiýetlerine eýe bolar. Muny birnäçe termal sikller bilen deňeşdirip bolýar. Gidrolitik şertlerde gel pes ýapyşykly suwuga öwrülýär, bu bolsa onuň hilini ýaramazlaşdyrýar. Bu, şişýän poroşoky öz içine alýan arassa suw suspenziýasyny 2 sagatlap garyşdyrmak arkaly gazanylýar. Soňra emele gelen gel artykmaç suwdan aýrylýar we 95°C-da 24 sagatdan öň we soň ýapyşyklygy ölçemek üçin aýlanýan wiskozimetre goýulýar. Geliň durnuklylygyndaky tapawudy görmek bolýar. Bu, adatça, 20°C-dan 95°C-a çenli 8 sagatlyk we 95°C-dan 20°C-a çenli 8 sagatlyk sikllerde edilýär. Germaniýanyň degişli standartlary 8 sagatlyk 126 sikl talap edýär.
4. 5 Gabat gelmek Suw päsgelçiliginiň gabat gelmegi, süýümli optiki kabeliň ömrüne baglylykda aýratyn möhüm häsiýetdir we şonuň üçin şu wagta çenli ulanylan süýümli optiki kabel materiallary bilen baglylykda göz öňünde tutulmalydyr. Gabat gelmekligiň aýdyň bolmagy üçin köp wagt gerek bolany üçin, çaltlaşdyrylan garrama synagy ulanylmaly, ýagny kabel materialynyň nusgasy arassa süpürilip, gurak suwa garşylykly lenta gatlagy bilen örtülip, 10 günläp 100°C temperaturada hemişelik temperatura kamerasynda saklanýar, şondan soň hiliniň agramy ölçenilýär. Synagdan soň materialyň dartgynlylyk güýji we uzalma güýji 20% -den köp üýtgemeli däldir.
Ýerleşdirilen wagty: 2022-nji ýylyň 22-nji iýuly