წყალგამტარი შეშუპებადი ძაფი ბოჭკოვანი კაბელისთვის

1 შესავალი

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების გრძივი დალუქვის უზრუნველსაყოფად და წყლისა და ტენიანობის კაბელში ან შემაერთებელ ყუთში შეღწევისა და ლითონისა და ბოჭკოს კოროზიის თავიდან ასაცილებლად, რაც იწვევს წყალბადის დაზიანებას, ბოჭკოს გაწყვეტას და ელექტრო იზოლაციის მახასიათებლების მკვეთრ ვარდნას, წყლისა და ტენიანობის თავიდან ასაცილებლად ჩვეულებრივ გამოიყენება შემდეგი მეთოდები:

1) კაბელის შიდა ზედაპირის შევსება თიქსოტროპული ცხიმით, მათ შორის წყალგაუმტარი (ჰიდროფობიური), წყლის შეშუპების და თერმული გაფართოების ტიპის და ა.შ. ამ ტიპის მასალები ზეთოვანია, დიდი რაოდენობით ავსებს, მაღალი ფასი აქვს, ადვილად აბინძურებს გარემოს, ძნელად იწმინდება (განსაკუთრებით გამხსნელით შეერთებისას) და კაბელის საკუთარი წონა ძალიან მძიმეა.

2) შიდა და გარე გარსებს შორის ცხელი დნობის წებოვანი წყლის ბარიერის რგოლის გამოყენება არაეფექტური და რთული პროცესია, რომლის მიღწევაც მხოლოდ რამდენიმე მწარმოებელს შეუძლია. 3) წყლის დამბლოკავი მასალების მშრალი გაფართოების გამოყენება (წყლის შთამნთქმელი გაფართოების ფხვნილი, წყლის დამბლოკავი ლენტი და ა.შ.). ეს მეთოდი მოითხოვს მაღალ ტექნოლოგიას, მასალის მოხმარებას, მაღალ ფასს, კაბელის საკუთარი წონაც ძალიან მძიმეა. ბოლო წლებში ოპტიკურ კაბელში დანერგეს „მშრალი ბირთვის“ სტრუქტურა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება საზღვარგარეთ, განსაკუთრებით დიდი რაოდენობით ოპტიკური კაბელის მძიმე საკუთარი წონის და რთული შეერთების პროცესის პრობლემის გადაჭრაში, რომელსაც შეუდარებელი უპირატესობები აქვს. ამ „მშრალი ბირთვის“ კაბელში გამოყენებული წყლის დამბლოკავი მასალა არის წყლის დამბლოკავი ძაფი. წყლის დამბლოკავ ძაფს შეუძლია სწრაფად შეიწოვოს წყალი და შეშუპდეს გელის წარმოქმნით, ბლოკავს კაბელის წყლის არხის სივრცეს, რითაც მიიღწევა წყლის დაბლოკვის მიზანი. გარდა ამისა, წყლის დამბლოკავი ძაფი არ შეიცავს ზეთოვან ნივთიერებებს და შეერთების მომზადებისთვის საჭირო დრო შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს ხელსახოცების, გამხსნელების და საწმენდი საშუალებების საჭიროების გარეშე. მარტივი პროცესის, მოსახერხებელი კონსტრუქციის, საიმედო მუშაობისა და დაბალი ღირებულების წყლის დამბლოკავი მასალების მისაღებად, ჩვენ შევიმუშავეთ ოპტიკური კაბელის წყლის დამბლოკავი ძაფის - წყლის დამბლოკავი შეშუპებადი ძაფის ახალი ტიპი.

2. წყლის ბლოკირების პრინციპი და წყლის ბლოკირების ძაფის მახასიათებლები

წყლის დამბლოკავი ძაფის წყლის დამბლოკავი ფუნქცია გულისხმობს წყლის დამბლოკავი ძაფის ბოჭკოების ძირითადი ნაწილის გამოყენებას დიდი მოცულობის გელის წარმოსაქმნელად (წყლის შთანთქმამ შეიძლება ათობითჯერ გადააჭარბოს საკუთარ მოცულობას, მაგალითად, პირველ წუთში წყალი შეიძლება სწრაფად გაფართოვდეს დაახლოებით 0.5 მმ-დან დაახლოებით 5.0 მმ დიამეტრამდე), ხოლო გელის წყლის შეკავების უნარი საკმაოდ ძლიერია, რაც ეფექტურად უშლის ხელს წყლის ხის ზრდას, რითაც ხელს უშლის წყლის შეღწევას და გავრცელებას, რაც წყალგამძლეობის მიზნის მიღწევას უწყობს ხელს. ვინაიდან ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელი უნდა უძლებდეს სხვადასხვა გარემო პირობებს წარმოების, ტესტირების, ტრანსპორტირების, შენახვისა და გამოყენების დროს, წყლის დამბლოკავ ძაფს უნდა ჰქონდეს შემდეგი მახასიათებლები ბოჭკოვან-ბოჭკოვანი კაბელში გამოსაყენებლად:

1) სუფთა იერსახე, ერთგვაროვანი სისქე და რბილი ტექსტურა;
2) გარკვეული მექანიკური სიმტკიცე კაბელის ფორმირებისას დაჭიმულობის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად;
3) სწრაფი შეშუპება, კარგი ქიმიური სტაბილურობა და მაღალი სიმტკიცე წყლის შთანთქმისა და გელის ფორმირებისთვის;
4) კარგი ქიმიური სტაბილურობა, კოროზიული კომპონენტების არარსებობა, ბაქტერიებისა და ობის მიმართ მდგრადი;
5) კარგი თერმული სტაბილურობა, კარგი ამინდის წინააღმდეგობა, ადაპტირება სხვადასხვა შემდგომი დამუშავებისა და წარმოებისა და სხვადასხვა გამოყენების გარემოში;
6) კარგი თავსებადობა ბოჭკოვანი კაბელის სხვა მასალებთან.

3 წყალგაუმტარი ძაფი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის გამოყენებაში

3.1 წყალგამძლე ძაფების გამოყენება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების წარმოებაში

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის მწარმოებლებს შეუძლიათ წარმოების პროცესში გამოიყენონ სხვადასხვა საკაბელო სტრუქტურა, რათა დააკმაყოფილონ მომხმარებლების საჭიროებები მათი რეალური სიტუაციისა და მომხმარებლების მოთხოვნების შესაბამისად:

1) გარეთა გარსის გრძივი წყლის ბლოკირება წყლის ბლოკირების ძაფებით
დანაოჭებული ფოლადის ლენტის არმირებისას, გარე გარსი გრძივად წყალგაუმტარი უნდა იყოს, რათა თავიდან აიცილოს ტენიანობისა და ნესტის შეღწევა კაბელში ან შემაერთებელ ყუთში. გარე გარსის გრძივი წყლის ბარიერის მისაღწევად გამოიყენება ორი წყლის ბარიერის ძაფი, რომელთაგან ერთი მოთავსებულია შიდა გარსის კაბელის ბირთვის პარალელურად, ხოლო მეორე შემოხვეულია კაბელის ბირთვზე გარკვეული დახრით (8-დან 15 სმ-მდე), დაფარულია დანაოჭებული ფოლადის ლენტით და PE (პოლიეთილენით), ისე, რომ წყლის ბარიერის ძაფი კაბელის ბირთვსა და ფოლადის ლენტს შორის არსებულ ნაპრალს პატარა დახურულ განყოფილებად ყოფს. წყლის ბარიერის ძაფი მოკლე დროში შეშუპდება და გელის ფორმას შექმნის, რაც ხელს შეუშლის წყლის კაბელში შეღწევას და შეზღუდავს წყალს რღვევის წერტილთან ახლოს რამდენიმე პატარა განყოფილებაში, რითაც მიიღწევა გრძივი წყლის ბარიერის დანიშნულება, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში.

სურათი 1: წყლის დამბლოკავი ძაფის ტიპიური გამოყენება ოპტიკურ კაბელში

2) კაბელის ბირთვის გრძივი წყლის ბლოკირება წყლის ბლოკირების ძაფებითკაბელის ბირთვში შეიძლება გამოყენებულ იქნას წყლის დამბლოკავი ძაფის ორი ნაწილი, ერთი კაბელის ბირთვში არის გამაგრებული ფოლადის მავთული, ორი წყლის დამბლოკავი ძაფის გამოყენებით, როგორც წესი, წყლის დამბლოკავი ძაფი და გამაგრებული ფოლადის მავთული პარალელურად არის განთავსებული, მეორე წყლის დამბლოკავი ძაფი უფრო დიდი სიგრძით არის შემოხვეული მავთულის გარშემო, ასევე პარალელურად არის განთავსებული ორი წყლის დამბლოკავი ძაფი და გამაგრებული ფოლადის მავთული, წყლის დაბლოკვისთვის გამოიყენება ძლიერი გაფართოების უნარის მქონე წყლის დამბლოკავი ძაფი; მეორე არის ფხვიერი გარსის ზედაპირი, შიდა გარსის შეკუმშვამდე, წყლის დამბლოკავი ძაფი გამოიყენება როგორც შემაკავშირებელი ძაფი, ორი წყლის დამბლოკავი ძაფი უფრო მცირე სიგრძით (1-2 სმ) საპირისპირო მიმართულებით, ქმნის მკვრივ და პატარა დაბლოკვის კონტეინერს, წყლის შეღწევის თავიდან ასაცილებლად, დამზადებულია „მშრალი კაბელის ბირთვის“ სტრუქტურისგან.

3.2 წყალგამძლე ძაფების შერჩევა

ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის წარმოების პროცესში როგორც კარგი წყალგამძლეობის, ასევე დამაკმაყოფილებელი მექანიკური დამუშავების მახასიათებლების მისაღწევად, წყალგამძლე ძაფის არჩევისას უნდა გაითვალისწინოთ შემდეგი ასპექტები:

1) წყლის ბლოკირების ძაფის სისქე
იმისათვის, რომ უზრუნველყოფილი იყოს, რომ წყლის დამბლოკავი ძაფის გაფართოებამ შეავსოს კაბელის განივი ჭრილი, წყლის დამბლოკავი ძაფის სისქის არჩევა გადამწყვეტია, რა თქმა უნდა, ეს დაკავშირებულია კაბელის სტრუქტურულ ზომასთან და წყლის დამბლოკავი ძაფის გაფართოების სიჩქარესთან. კაბელის სტრუქტურაში მინიმუმამდე უნდა იქნას დაყვანილი ხარვეზების არსებობა, მაგალითად, წყლის დამბლოკავი ძაფის მაღალი გაფართოების სიჩქარის გამოყენებით, რათა წყლის დამბლოკავი ძაფის დიამეტრი შემცირდეს მინიმუმამდე, რათა მიღწეულ იქნას საიმედო წყლის დამბლოკავი შესრულება და ასევე დაზოგოს ხარჯები.

2) წყლის ბლოკირების ძაფების შეშუპების სიჩქარე და გელის სიმტკიცე
IEC794-1-F5B წყლის შეღწევადობის ტესტი ტარდება ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელის სრულ განივი კვეთაზე. 3 მეტრიან ნიმუშს ემატება 1 მეტრი წყლის სვეტი, 24 საათიანი გაჟონვის გარეშე ჩაითვლება დადასტურებულად. თუ წყლის დამბლოკავი ძაფის შეშუპების სიჩქარე არ შეესაბამება წყლის ინფილტრაციის სიჩქარეს, შესაძლებელია, რომ წყალი ტესტის დაწყებიდან რამდენიმე წუთში გაიარა ნიმუშში და წყლის დამბლოკავი ძაფი ჯერ კიდევ ბოლომდე არ შეშუპებულა, თუმცა გარკვეული პერიოდის შემდეგ წყლის დამბლოკავი ძაფი სრულად შეშუპდება და წყალს დაბლოკავს, მაგრამ ესეც წარუმატებლობაა. თუ გაფართოების სიჩქარე უფრო სწრაფია და გელის სიმტკიცე საკმარისი არ არის, ის საკმარისი არ არის 1 მეტრიანი წყლის სვეტის მიერ წარმოქმნილი წნევის წინააღმდეგ გასაწევად და წყლის დამბლოკავიც ჩაიშლება.

3) წყლის დამბლოკავი ძაფის რბილობა
რადგან წყლის დამბლოკავი ძაფის რბილობა გავლენას ახდენს კაბელის მექანიკურ თვისებებზე, განსაკუთრებით გვერდითი წნევაზე, დარტყმისადმი მდგრადობაზე და ა.შ., ზემოქმედება უფრო აშკარაა, ამიტომ უნდა ეცადოთ გამოიყენოთ უფრო რბილი წყლის დამბლოკავი ძაფი.

4) წყლის დამბლოკავი ძაფის დაჭიმვის სიმტკიცე, წაგრძელება და სიგრძე
თითოეული სიგრძის საკაბელო უჯრის წარმოებისას, წყლის დამბლოკავი ძაფი უნდა იყოს უწყვეტი და შეუფერხებელი, რაც მოითხოვს, რომ წყლის დამბლოკავ ძაფს ჰქონდეს გარკვეული დაჭიმვის სიმტკიცე და წაგრძელება, რათა უზრუნველყოფილ იქნას, რომ წარმოების პროცესში წყლის დამბლოკავი ძაფი არ დაიჭიმოს და კაბელი არ დაზიანდეს წყლის დამბლოკავი ძაფის გაჭიმვის, მოხრის ან დაგრეხვის შემთხვევაში. წყლის დამბლოკავი ძაფის სიგრძე ძირითადად დამოკიდებულია საკაბელო უჯრის სიგრძეზე, რათა შემცირდეს ძაფის შეცვლის რაოდენობა უწყვეტი წარმოების დროს, რაც უფრო გრძელია წყლის დამბლოკავი ძაფის სიგრძე, მით უკეთესი.

5) წყლის დამბლოკავი ძაფის მჟავიანობა და ტუტეობა ნეიტრალური უნდა იყოს, წინააღმდეგ შემთხვევაში წყლის დამბლოკავი ძაფი რეაქციაში შევა კაბელის მასალასთან და წყალბადს გამოიმუშავებს.

6) წყლის ბლოკირების ძაფების სტაბილურობა

ცხრილი 2: წყლის დამბლოკავი ძაფების წყლის დამბლოკავი სტრუქტურის შედარება სხვა წყლის დამბლოკავ მასალებთან

ნივთების შედარება	ჟელეს შიგთავსი	ცხელი დნობის წყლის საცობი რგოლი	წყლის დამცავი ლენტი	წყლის დამბლოკავი ძაფი
წყლის წინააღმდეგობა	კარგი	კარგი	კარგი	კარგი
დამუშავებადობა	მარტივი	რთული	უფრო რთული	მარტივი
მექანიკური თვისებები	კვალიფიციური	კვალიფიციური	კვალიფიციური	კვალიფიციური
გრძელვადიანი საიმედოობა	კარგი	კარგი	კარგი	კარგი
გარსის შეერთების ძალა	სამართლიანი	კარგი	სამართლიანი	კარგი
კავშირის რისკი	დიახ	No	No	No
დაჟანგვის ეფექტები	დიახ	No	No	No
გამხსნელი	დიახ	No	No	No
ბოჭკოვანი კაბელის მასა ერთეულ სიგრძეზე	მძიმე	სინათლე	უფრო მძიმე	სინათლე
არასასურველი მასალის ნაკადი	შესაძლებელია	No	No	No
სისუფთავე წარმოებაში	ღარიბი	უფრო ღარიბი	კარგი	კარგი
მასალების დამუშავება	მძიმე რკინის დოლები	მარტივი	მარტივი	მარტივი
ინვესტიცია აღჭურვილობაში	დიდი	დიდი	უფრო დიდი	პატარა
მასალის ღირებულება	უფრო მაღალი	დაბალი	უფრო მაღალი	ქვედა
წარმოების ხარჯები	უფრო მაღალი	უფრო მაღალი	უფრო მაღალი	ქვედა

წყლის დამბლოკავი ძაფების სტაბილურობა ძირითადად იზომება მოკლევადიანი და გრძელვადიანი სტაბილურობით. მოკლევადიანი სტაბილურობა ძირითადად განიხილება წყლის დამბლოკავი ძაფის მოკლევადიანი ტემპერატურის მატებით (ექსტრუზიის პროცესის ტემპერატურა 220 ~ 240 °C-მდე) წყლის დამბლოკავი თვისებებით და დარტყმის მექანიკური თვისებებით; გრძელვადიანი სტაბილურობა ძირითადად ითვალისწინებს წყლის დამბლოკავი ძაფის გაფართოების სიჩქარეს, გაფართოების სიჩქარეს, გელის სიმტკიცესა და სტაბილურობას, დაჭიმვის სიმტკიცეს და დაჭიმვის სიმტკიცეს და დარტყმის წაგრძელებას, წყლის დამბლოკავი ძაფი კაბელის მთელი სიცოცხლის განმავლობაში (20 ~ 30 წელი) უნდა იყოს წყალგამძლე. წყლის დამბლოკავი ცხიმისა და წყლის დამბლოკავი ლენტის მსგავსად, წყლის დამბლოკავი ძაფის გელის სიმტკიცე და სტაბილურობა მნიშვნელოვანი მახასიათებელია. მაღალი გელის სიმტკიცით და კარგი სტაბილურობით წყლის დამბლოკავ ძაფს შეუძლია შეინარჩუნოს კარგი წყლის დამბლოკავი თვისებები მნიშვნელოვანი პერიოდის განმავლობაში. პირიქით, შესაბამისი გერმანიის ეროვნული სტანდარტების თანახმად, ზოგიერთი მასალის ჰიდროლიზის პირობებში, გელი იშლება ძალიან მოძრავ დაბალმოლეკულურ მასალად და ვერ მიაღწევს წყლისადმი ხანგრძლივი წინააღმდეგობის მიზანს.

3.3 წყლის დამბლოკავი ძაფების გამოყენება
წყლის დამბლოკავი ძაფი, როგორც ოპტიკური კაბელის წყლის დამბლოკავი შესანიშნავი მასალა, ცვლის ზეთოვან პასტას, ცხელი დნობის წებოვან წყლის დამბლოკავ რგოლს და წყლის დამბლოკავ ლენტს და ა.შ., რომლებიც დიდი რაოდენობით გამოიყენება ოპტიკური კაბელის წარმოებაში. შედარებისთვის, ცხრილი 2 ასახავს ამ წყლის დამბლოკავი მასალების ზოგიერთ მახასიათებელს.

4 დასკვნა

შეჯამებისთვის, წყლის დამბლოკავი ძაფი წარმოადგენს შესანიშნავ წყლის დამბლოკავ მასალას, რომელიც შესაფერისია ოპტიკური კაბელისთვის, მას ახასიათებს მარტივი კონსტრუქცია, საიმედო მუშაობა, მაღალი წარმოების ეფექტურობა და გამოყენების სიმარტივე; ხოლო ოპტიკური კაბელის შესავსებად მასალის გამოყენებას აქვს მსუბუქი წონის, საიმედო მუშაობის და დაბალი ღირებულების უპირატესობები.

გამოქვეყნების დრო: 2022 წლის 16 ივლისი