1 შესავალი
ბოლო ათწლეულის განმავლობაში საკომუნიკაციო ტექნოლოგიების სწრაფ განვითარებასთან ერთად, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების გამოყენების სფერო ფართოვდება. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების გარემოსდაცვითი მოთხოვნების ზრდასთან ერთად, იზრდება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების მასალების ხარისხის მოთხოვნებიც. ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის წყალგაუმტარი ლენტი არის წყლის გამტარი მასალა, რომელიც გამოიყენება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების ინდუსტრიაში. ფართოდ არის აღიარებული მისი დალუქვის, ჰიდროიზოლაციის, ტენიანობისა და ბუფერული დაცვის როლი ოპტიკურ-ბოჭკოვან კაბელში და მისი მრავალფეროვნება და მახასიათებლები მუდმივად იხვეწება და იხვეწება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის განვითარებით. ბოლო წლებში ოპტიკურ კაბელში დანერგეს „მშრალი ბირთვის“ სტრუქტურა. კაბელის წყალგაუმტარი მასალის ეს ტიპი, როგორც წესი, წარმოადგენს ლენტის, ძაფის ან საფარის კომბინაციას, რათა თავიდან აიცილოს წყლის გრძივად შეღწევა კაბელის ბირთვში. მშრალი ბირთვის ბოჭკოვანი კაბელების მზარდი მიღების გამო, მშრალი ბირთვის ბოჭკოვანი კაბელის მასალები სწრაფად ცვლის ტრადიციულ ვაზელინზე დაფუძნებულ კაბელის შემავსებელ ნაერთებს. მშრალი ბირთვის მასალა იყენებს პოლიმერს, რომელიც სწრაფად შთანთქავს წყალს ჰიდროგელის წარმოქმნით, რომელიც შუპდება და ავსებს კაბელის წყლის შეღწევადობის არხებს. გარდა ამისა, რადგან მშრალი ბირთვის მასალა არ შეიცავს წებოვან ცხიმს, კაბელის შეერთებისთვის მოსამზადებლად არ არის საჭირო ხელსახოცები, გამხსნელები ან საწმენდი საშუალებები და კაბელის შეერთების დრო მნიშვნელოვნად მცირდება. კაბელის მსუბუქი წონა და გარე გამაგრების ძაფსა და გარსს შორის კარგი ადჰეზია არ მცირდება, რაც მას პოპულარულ არჩევნად აქცევს.
2 წყლის გავლენა კაბელზე და წყლის წინააღმდეგობის მექანიზმზე
წყლის შეკავების სხვადასხვა ზომების მიღების მთავარი მიზეზი ის არის, რომ კაბელში შემავალი წყალი იშლება წყალბადად და O2H- იონებად, რაც გაზრდის ოპტიკურ-ბოჭკოვანი გადაცემის დანაკარგებს, შეამცირებს ბოჭკოს მუშაობას და შეამცირებს კაბელის სიცოცხლის ხანგრძლივობას. წყლის შეკავების ყველაზე გავრცელებული ზომებია ნავთობპასტით შევსება და წყლის შეკავების ლენტის დამატება, რომელიც ივსება კაბელის ბირთვსა და გარსს შორის არსებულ ნაპრალში, რათა თავიდან იქნას აცილებული წყლისა და ტენიანობის ვერტიკალურად გავრცელება, რაც ხელს უწყობს წყლის შეკავებას.
როდესაც სინთეზური ფისები დიდი რაოდენობით გამოიყენება იზოლატორებად ბოჭკოვან-ოპტიკურ კაბელებში (პირველ რიგში, კაბელებში), ეს საიზოლაციო მასალები ასევე არ არის დაზღვეული წყლის შეღწევისგან. გადაცემის მუშაობაზე ზემოქმედების მთავარი მიზეზი საიზოლაციო მასალაში „წყლის ხეების“ წარმოქმნაა. მექანიზმი, რომლითაც საიზოლაციო მასალაზე წყლის ხეები მოქმედებს, ჩვეულებრივ, შემდეგნაირად აიხსნება: ძლიერი ელექტრული ველის გამო (კიდევ ერთი ჰიპოთეზაა, რომ ფისის ქიმიური თვისებები იცვლება აჩქარებული ელექტრონების ძალიან სუსტი განმუხტვით), წყლის მოლეკულები აღწევენ ბოჭკოვანი კაბელის გარსის მასალაში არსებული სხვადასხვა რაოდენობის მიკროფორების მეშვეობით. წყლის მოლეკულები შეაღწევენ კაბელის გარსის მასალაში არსებული სხვადასხვა რაოდენობის მიკროფორების მეშვეობით, ქმნიან „წყლის ხეებს“, თანდათანობით დაგროვებენ დიდი რაოდენობით წყალს და ვრცელდებიან კაბელის გრძივი მიმართულებით, რაც გავლენას ახდენს კაბელის მუშაობაზე. მრავალწლიანი საერთაშორისო კვლევისა და ტესტირების შემდეგ, 1980-იანი წლების შუა პერიოდში, წყლის ხეების წარმოების საუკეთესო გზის აღმოსაფხვრელად, კაბელის ექსტრუზიამდე წყლის შთანთქმის ფენაში გახვეული და წყლის ბარიერის გაფართოება წყლის ხეების ზრდის შეფერხებისა და შენელების მიზნით, კაბელში წყლის შეღწევა გრძივი გავრცელების შიგნით დაბლოკვით; ამავდროულად, გარე დაზიანებისა და წყლის შეღწევის გამო, წყლის ბარიერს ასევე შეუძლია სწრაფად დაბლოკოს წყალი, რაც კაბელის გრძივ გავრცელებას ხელს უშლის.
3 საკაბელო წყლის ბარიერის მიმოხილვა
3. 1 ბოჭკოვანი ოპტიკური კაბელის წყლის ბარიერების კლასიფიკაცია
ოპტიკური კაბელის წყლის ბარიერების კლასიფიკაციის მრავალი გზა არსებობს, რომელთა კლასიფიკაცია შესაძლებელია მათი სტრუქტურის, ხარისხისა და სისქის მიხედვით. ზოგადად, მათი კლასიფიკაცია შესაძლებელია მათი სტრუქტურის მიხედვით: ორმხრივი ლამინირებული წყალსაფარი, ცალმხრივი დაფარული წყალსაფარი და კომპოზიტური ფირის წყალსაფარი. წყლის ბარიერის წყლის ბარიერის ფუნქცია ძირითადად განპირობებულია მაღალი წყლის შთანთქმის უნარის მქონე მასალით (წყლის ბარიერი), რომელსაც შეუძლია სწრაფად შეშუპდეს წყლის ბარიერის წყალთან შეხების შემდეგ, წარმოქმნის დიდი მოცულობის გელს (წყლის ბარიერს შეუძლია ასჯერ მეტი წყლის შთანთქმა, ვიდრე საკუთარ თავზე), რითაც ხელს უშლის წყლის ხის ზრდას და ხელს უშლის წყლის უწყვეტ ინფილტრაციას და გავრცელებას. ესენია როგორც ბუნებრივი, ასევე ქიმიურად მოდიფიცირებული პოლისაქარიდები.
მიუხედავად იმისა, რომ ამ ბუნებრივ ან ნახევრად ბუნებრივ წყლის ბლოკატორებს კარგი თვისებები აქვთ, მათ ორი ფატალური ნაკლი აქვთ:
1) ისინი ბიოდეგრადირებადია და 2) ადვილად აალებადია. ეს ნაკლებად სავარაუდოს ხდის მათ გამოყენებას ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების მასალებში. წყალგაუმტარ მასალაში სინთეტიკური მასალის კიდევ ერთი ტიპი წარმოდგენილია პოლიაკრილატებით, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია როგორც წყალგაუმტარი მასალები ოპტიკური კაბელებისთვის, რადგან ისინი აკმაყოფილებენ შემდეგ მოთხოვნებს: 1) გაშრობისას, მათ შეუძლიათ გაუმკლავდნენ ოპტიკური კაბელების წარმოების დროს წარმოქმნილ დაძაბულობას;
2) გაშრობისას, მათ შეუძლიათ გაუძლონ ოპტიკური კაბელების მუშაობის პირობებს (ოთახის ტემპერატურიდან 90°C-მდე თერმული ციკლი) კაბელის სიცოცხლის ხანგრძლივობაზე გავლენის გარეშე და ასევე შეუძლიათ მაღალი ტემპერატურის ატანა მოკლე პერიოდის განმავლობაში;
3) წყლის შეღწევისას, მათ შეუძლიათ სწრაფად შეშუპება და გაფართოების სიჩქარით გელის წარმოქმნა.
4) წარმოქმნის მაღალბლანტიან გელს, მაღალ ტემპერატურაზეც კი გელის სიბლანტე დიდი ხნის განმავლობაში სტაბილურია.
წყალგაუმტარი საშუალებების სინთეზი შეიძლება ფართოდ დაიყოს ტრადიციულ ქიმიურ მეთოდებად - უკუფაზური მეთოდი (წყალი-ზეთში პოლიმერიზაციის ჯვარედინი შეერთების მეთოდი), საკუთარი ჯვარედინი შეერთების პოლიმერიზაციის მეთოდი - დისკის მეთოდი, დასხივების მეთოდი - „კობალტ 60“ γ-სხივური მეთოდი. ჯვარედინი შეერთების მეთოდი ეფუძნება „კობალტ 60“ γ-გამოსხივების მეთოდს. სხვადასხვა სინთეზის მეთოდს აქვს პოლიმერიზაციისა და ჯვარედინი შეერთების სხვადასხვა ხარისხი და, შესაბამისად, ძალიან მკაცრი მოთხოვნები წყლის შემაკავებელი აგენტის მიმართ, რომელიც საჭიროა წყლის შემაკავებელი ლენტებისთვის. მხოლოდ ძალიან ცოტა პოლიაკრილატს შეუძლია დააკმაყოფილოს ზემოთ ჩამოთვლილი ოთხი მოთხოვნა, პრაქტიკული გამოცდილების თანახმად, წყლის შემაკავებელი აგენტები (წყლის შთამნთქმელი ფისები) არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნედლეული ჯვარედინი შეერთების ნატრიუმის პოლიაკრილატის ერთი ნაწილისთვის, უნდა იქნას გამოყენებული მრავალპოლიმერული ჯვარედინი შეერთების მეთოდში (ანუ ჯვარედინი შეერთების ნატრიუმის პოლიაკრილატის ნარევის სხვადასხვა ნაწილი), რათა მიღწეულ იქნას წყლის სწრაფი და მაღალი შთანთქმის მრავალჯერადი გამოყენების მიზანი. ძირითადი მოთხოვნებია: წყლის შთანთქმის მრავლობითი მაჩვენებელი შეიძლება მიაღწიოს დაახლოებით 400-ჯერ, წყლის შთანთქმის სიჩქარემ შეიძლება მიაღწიოს პირველ წუთს, რათა შთანთქას წყალგამძლე მასალის მიერ შთანთქმული წყლის 75%; წყალგამძლე გაშრობის თერმული სტაბილურობის მოთხოვნები: გრძელვადიანი ტემპერატურული წინააღმდეგობა 90°C, მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურა 160°C, მყისიერი ტემპერატურული წინააღმდეგობა 230°C (განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ელექტრო სიგნალების მქონე ფოტოელექტრული კომპოზიტური კაბელისთვის); წყლის შთანთქმის შემდეგ სტაბილურობის მოთხოვნები: რამდენიმე თერმული ციკლის შემდეგ (20°C ~ 95°C). წყლის შთანთქმის შემდეგ გელის სტაბილურობა მოითხოვს: მაღალი სიბლანტის გელს და გელის სიმტკიცეს რამდენიმე თერმული ციკლის შემდეგ (20°C-დან 95°C-მდე). გელის სტაბილურობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება სინთეზის მეთოდისა და მწარმოებლის მიერ გამოყენებული მასალების მიხედვით. ამავდროულად, რაც უფრო სწრაფია გაფართოების სიჩქარე, მით უკეთესი, ზოგიერთი პროდუქტის ცალმხრივი სიჩქარისკენ სწრაფვა, დანამატების გამოყენება არ უწყობს ხელს ჰიდროგელის სტაბილურობას, აზიანებს წყლის შეკავების უნარს, მაგრამ ვერ აღწევს წყალგამძლეობის ეფექტს.
3. წყლის დამბლოკავი ლენტის 3 მახასიათებელი. რადგან კაბელის წარმოების, ტესტირების, ტრანსპორტირების, შენახვისა და გამოყენების პროცესში გარემოსდაცვითი ტესტისადმი გამძლეობა უზრუნველყოფილია, ოპტიკური კაბელის გამოყენების პერსპექტივიდან გამომდინარე, კაბელის წყლის დამბლოკავი ლენტის მოთხოვნები შემდეგია:
1) ბოჭკოვანი განაწილების გარეგნობა, კომპოზიტური მასალები დელამინაციისა და ფხვნილის გარეშე, გარკვეული მექანიკური სიმტკიცით, შესაფერისი კაბელის საჭიროებებისთვის;
2) ერთგვაროვანი, განმეორებადი, სტაბილური ხარისხი, კაბელის ფორმირებაში არ იქნება დელამინირებული და არ წარმოიქმნება
3) მაღალი გაფართოების წნევა, სწრაფი გაფართოების სიჩქარე, კარგი გელის სტაბილურობა;
4) კარგი თერმული სტაბილურობა, შესაფერისი სხვადასხვა შემდგომი დამუშავებისთვის;
5) მაღალი ქიმიური სტაბილურობა, არ შეიცავს კოროზიულ კომპონენტებს, მდგრადია ბაქტერიებისა და ობის ეროზიის მიმართ;
6) კარგი თავსებადობა ოპტიკური კაბელის სხვა მასალებთან, დაჟანგვისადმი მდგრადობა და ა.შ.
4 ოპტიკური კაბელის წყლის ბარიერის მუშაობის სტანდარტები
უამრავი კვლევის შედეგი აჩვენებს, რომ კაბელის გადაცემის მუშაობის ხანგრძლივი სტაბილურობისადმი არაკვალიფიციური წყალგამძლეობა დიდ ზიანს აყენებს. ეს ზიანის აღმოჩენა რთულია ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის წარმოებისა და ქარხნული შემოწმების დროს, მაგრამ თანდათანობით გამოჩნდება გამოყენების შემდეგ კაბელის გაყვანის პროცესში. ამიტომ, ყოვლისმომცველი და ზუსტი ტესტირების სტანდარტების დროული შემუშავება, რათა ყველა მხარისთვის მისაღები შეფასების საფუძველი იყოს, გადაუდებელ ამოცანად იქცა. ავტორის მიერ წყლის დამბლოკავი ქამრების შესახებ ჩატარებულმა ვრცელმა კვლევამ, კვლევამ და ექსპერიმენტებმა უზრუნველყო წყლის დამბლოკავი ქამრების ტექნიკური სტანდარტების შემუშავების საკმარისი ტექნიკური საფუძველი. წყლის ბარიერის მნიშვნელობის მუშაობის პარამეტრების განსაზღვრა შემდეგი ფაქტორების საფუძველზე:
1) წყლის საცობის ოპტიკური კაბელის სტანდარტის მოთხოვნები (ძირითადად, ოპტიკური კაბელის მასალის მოთხოვნები ოპტიკური კაბელის სტანდარტში);
2) წყლის ბარიერების დამზადებისა და გამოყენების გამოცდილება და შესაბამისი ტესტირების ანგარიშები;
3) კვლევის შედეგები წყლის დამბლოკავი ლენტების მახასიათებლების გავლენის შესახებ ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების მუშაობაზე.
4. 1 გამოჩენა
წყალგაუმტარი ლენტის გარეგნობა უნდა იყოს თანაბრად გადანაწილებული ბოჭკოებით; ზედაპირი უნდა იყოს ბრტყელი და თავისუფალი ნაოჭებისგან, ნაკეცებისა და გახევისგან; ლენტის სიგანეზე არ უნდა იყოს ბზარები; კომპოზიტური მასალა არ უნდა იყოს დელმინაციისგან; ლენტი მჭიდროდ უნდა იყოს შემოხვეული და ხელის ლენტის კიდეები თავისუფალი უნდა იყოს „ჩალის ქუდის ფორმისგან“.
4.2 წყალსაკეტის მექანიკური სიმტკიცე
წყალგაუმტარი ლენტის დაჭიმვის სიმტკიცე დამოკიდებულია პოლიესტერის უქსოვი ლენტის დამზადების მეთოდზე, იმავე რაოდენობრივ პირობებში, ვისკოზის მეთოდი უკეთესია პროდუქტის წარმოების გამჭიმვის სიმტკიცის ცხლად ნაგლინი მეთოდით, სისქეც უფრო თხელია. წყალგაუმტარი ლენტის დაჭიმვის სიმტკიცე განსხვავდება იმის მიხედვით, თუ როგორ არის კაბელი შეფუთული ან შემოხვეული კაბელზე.
ეს ორი წყლის დამბლოკავი ქამრის ძირითადი ინდიკატორია, რომელთა ტესტირების მეთოდი უნდა იყოს გაერთიანებული მოწყობილობასთან, სითხესთან და ტესტირების პროცედურასთან. წყლის დამბლოკავი ლენტის ძირითადი წყლის დამბლოკავი მასალა ნაწილობრივ არის ჯვარედინი შეკავშირებული ნატრიუმის პოლიაკრილატი და მისი წარმოებულები, რომლებიც მგრძნობიარეა წყლის ხარისხის მოთხოვნების შემადგენლობისა და ბუნების მიმართ. წყლის დამბლოკავი ლენტის შეშუპების სიმაღლის სტანდარტის გაერთიანების მიზნით, უპირატესობა უნდა მიენიჭოს დეიონიზებული წყლის გამოყენებას (არბიტრაჟში გამოიყენება გამოხდილი წყალი), რადგან დეიონიზებულ წყალში, რომელიც ძირითადად სუფთა წყალია, არ არის ანიონური და კათიონური კომპონენტები. წყლის შთანთქმის ფისის შთანთქმის მამრავლი წყლის სხვადასხვა ხარისხში მნიშვნელოვნად განსხვავდება, თუ სუფთა წყალში შთანთქმის მამრავლი ნომინალური მნიშვნელობის 100%-ია; ონკანის წყალში - 40%-დან 60%-მდე (თითოეული ადგილმდებარეობის წყლის ხარისხის მიხედვით); ზღვის წყალში - 12%-მდე; მიწისქვეშა წყალი ან ღარის წყალი უფრო რთულია, შთანთქმის პროცენტის განსაზღვრა რთულია და მისი მნიშვნელობა ძალიან დაბალი იქნება. წყალგაუმტარი ეფექტისა და კაბელის სიცოცხლის ხანგრძლივობის უზრუნველსაყოფად, საუკეთესოა გამოიყენოთ წყალგაუმტარი ლენტი, რომლის შეშუპების სიმაღლე 10 მმ-ზე მეტია.
4.3ელექტრული თვისებები
ზოგადად, ოპტიკური კაბელი არ შეიცავს ლითონის მავთულის ელექტრული სიგნალების გადაცემას, ამიტომ არ გამოიყენება ნახევარგამტარი წინააღმდეგობის წყალგაუმტარი ლენტი, მხოლოდ 33 ვანგ ციანგი და ა.შ.: ოპტიკური კაბელის წყალგაუმტარი ლენტი.
ელექტრო კომპოზიტური კაბელი ელექტრული სიგნალების არსებობამდე, კონკრეტული მოთხოვნები კაბელის სტრუქტურის მიხედვით კონტრაქტით.
4.4 თერმული სტაბილურობა წყლის დამბლოკავი ლენტების უმეტესობა აკმაყოფილებს თერმული სტაბილურობის მოთხოვნებს: 90°C-ის ხანგრძლივი ტემპერატურული წინააღმდეგობა, 160°C-ის მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურა, 230°C-ის მყისიერი ტემპერატურული წინააღმდეგობა. წყლის დამბლოკავი ლენტის მახასიათებლები არ უნდა შეიცვალოს ამ ტემპერატურებზე გარკვეული დროის შემდეგ.
გელის სიმტკიცე უნდა იყოს შეშუპების საწინააღმდეგო მასალის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი, ხოლო გაფართოების სიჩქარე გამოიყენება მხოლოდ წყლის საწყისი შეღწევადობის ხანგრძლივობის შესაზღუდად (1 მ-ზე ნაკლები). კარგ გაფართოების მასალას უნდა ჰქონდეს სწორი გაფართოების სიჩქარე და მაღალი სიბლანტე. უხარისხო წყალგაუმტარი მასალას, თუნდაც მაღალი გაფართოების სიჩქარითა და დაბალი სიბლანტით, ექნება ცუდი წყალგაუმტარი თვისებები. ამის შემოწმება შესაძლებელია თერმული ციკლების რაოდენობასთან შედარებით. ჰიდროლიზურ პირობებში, გელი იშლება დაბალი სიბლანტის მქონე სითხედ, რაც აუარესებს მის ხარისხს. ეს მიიღწევა შეშუპების ფხვნილის შემცველი სუფთა წყლის სუსპენზიის 2 საათის განმავლობაში მორევით. შედეგად მიღებული გელი გამოყოფილია ჭარბი წყლისგან და მოთავსებულია მბრუნავ ვისკოზომეტრში, რათა გაზომოს სიბლანტე 95°C ტემპერატურაზე 24 საათის წინ და შემდეგ. გელის სტაბილურობაში განსხვავება შესამჩნევია. ეს ჩვეულებრივ კეთდება 8-საათიანი ციკლებით 20°C-დან 95°C-მდე და 8-საათიანი ციკლებით 95°C-დან 20°C-მდე. შესაბამისი გერმანული სტანდარტები მოითხოვს 8-საათიანი 126 ციკლის ჩატარებას.
4. 5 თავსებადობა წყლის ბარიერის თავსებადობა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ბოჭკოვანი კაბელის სიცოცხლის ხანგრძლივობასთან მიმართებაში და, შესაბამისად, უნდა იქნას გათვალისწინებული გამოყენებული ბოჭკოვანი კაბელის მასალებთან მიმართებაში. რადგან თავსებადობის გამოვლენას დიდი დრო სჭირდება, უნდა იქნას გამოყენებული დაჩქარებული დაბერების ტესტი, ანუ კაბელის მასალის ნიმუში უნდა გაიწმინდოს, შეიფუთოს მშრალი წყალგაუმტარი ლენტით და შეინახოს მუდმივი ტემპერატურის კამერაში 100°C ტემპერატურაზე 10 დღის განმავლობაში, რის შემდეგაც ხდება ხარისხის აწონვა. ტესტირების შემდეგ მასალის დაჭიმვის სიმტკიცე და წაგრძელება არ უნდა შეიცვალოს 20%-ზე მეტით.
გამოქვეყნების დრო: 22 ივლისი, 2022