1 Sarrera
Azken hamarkadan komunikazio-teknologiak izan duen garapen azkarrarekin, zuntz optikoko kableen aplikazio-eremua zabaldu egin da. Zuntz optikoko kableen ingurumen-eskakizunak handitzen jarraitzen duten heinean, zuntz optikoko kableetan erabiltzen diren materialen kalitatearen eskakizunak ere handitzen dira. Zuntz optikoko kableen ur-blokeatzaile zinta zuntz optikoko kableen industrian erabiltzen den ur-blokeatzaile material arrunta da, zuntz optikoko kablean zigilatzeko, iragazgaiztasunerako, hezetasunerako eta buffer-babeserako eginkizuna oso aitortua izan da, eta haren aldaerak eta errendimendua etengabe hobetu eta hobetu dira zuntz optikoko kablearen garapenarekin. Azken urteotan, "nukleo lehorra" egitura sartu da kable optikoan. Kableen ur-hesi mota hau normalean zinta, hari edo estalduraren konbinazioa da, ura kablearen nukleora luzetara sartzea eragozteko. Zuntz optikoko kable lehorren onarpena gero eta handiagoa denez, nukleo lehorreko zuntz optikoko kableen materialak azkar ordezkatzen ari dira petrolio-gelatinan oinarritutako kableak betetzeko konposatu tradizionalak. Nukleo lehorreko materialak polimero bat erabiltzen du, ura azkar xurgatzen duena hidrogel bat osatzeko, eta hau puztu eta kablearen ur-sartze kanalak betetzen ditu. Gainera, nukleo lehorreko materialak ez duenez koipe itsaskorrik, ez da toailatxorik, disolbatzailerik edo garbitzailerik behar kablea lotzeko prestatzeko, eta kablea lotzeko denbora asko murrizten da. Kablearen pisu arina eta kanpoko indartze-hariaren eta zorroaren arteko atxikimendu ona ez dira murrizten, aukera ezaguna bihurtuz.
2 Urak kablean eta urarekiko erresistentzia mekanismoan duen eragina
Ura blokeatzeko hainbat neurri hartu behar diren arrazoi nagusia da kablean sartzen den ura hidrogeno eta O H- ioietan deskonposatuko dela, eta horrek zuntz optikoaren transmisio-galerak handituko dituela, zuntzaren errendimendua murriztuko duela eta kablearen bizitza laburtuko duela. Ura blokeatzeko neurri ohikoenak petrolio-pastarekin betetzea eta ura blokeatzeko zinta gehitzea dira, eta hauek kablearen nukleoaren eta zorroaren arteko hutsunea betetzen dute ura eta hezetasuna bertikalki hedatzea saihesteko, eta horrela ura blokeatzen laguntzen dutela.
Erretxina sintetikoak kantitate handitan erabiltzen direnean zuntz optikoko kableetan isolatzaile gisa (lehenik eta behin kableetan), isolatzaile-material hauek ere ez dira uraren sarreraren immuneak. Isolatzaile-materialean "ur-zuhaitzen" eraketa da transmisio-errendimenduan duen eraginaren arrazoi nagusia. Ur-zuhaitzek isolatzaile-materialari eragiten dioten mekanismoa honela azaltzen da normalean: eremu elektriko indartsuaren ondorioz (beste hipotesi bat da erretxinaren propietate kimikoak aldatzen direla elektroi azeleratuen deskarga oso ahulak), ur molekulak zuntz optikoko kablearen estaldura-materialean dauden mikroporo kopuru desberdinetatik sartzen dira. Ur molekulak kablearen estaldura-materialean dauden mikroporo kopuru desberdinetatik sartzen dira, "ur-zuhaitzak" eratuz, pixkanaka ur kantitate handia metatuz eta kablearen luzetarako norabidean zabalduz, eta kablearen errendimenduan eraginez. Nazioarteko ikerketa eta proba urteen ondoren, 1980ko hamarkadaren erdialdean, ur-zuhaitzak ekoizteko modurik onena ezabatzeko modu bat aurkitu zen, hau da, kablearen estrusioa ur-xurgapen geruza batean bildu eta ur-hesiaren hedapena geldiarazi aurretik, ur-zuhaitzen hazkundea inhibitzeko eta moteltzeko, kablearen barruko luzetarako hedapena blokeatuz; aldi berean, kanpoko kalteen eta uraren infiltrazioaren ondorioz, ur-hesiak ura azkar blokeatu dezake, kablearen luzetarako hedapena saihestuz.
3 Kablearen ur-hesiaren ikuspegi orokorra
3. 1 Zuntz optikoko kableen ur-hesien sailkapena
Kable optikoen ur-hesiak sailkatzeko modu asko daude, eta egituraren, kalitatearen eta lodieraren arabera sailka daitezke. Oro har, egituraren arabera sailka daitezke: alde bikoitzeko laminatuzko ur-hesia, alde bakarreko estalitako ur-hesia eta konpositezko film-ur-hesia. Ur-hesiaren ur-hesiaren funtzioa batez ere ur-xurgapen handiko materialari zor zaio (ur-hesia deritzona), eta material hori azkar puztu daiteke ur-hesiak urarekin topo egin ondoren, gel bolumen handia sortuz (ur-hesiak berak baino ehunka aldiz ur gehiago xurgatu dezake), eta horrela ur-zuhaitzaren hazkundea eragozten du eta uraren infiltrazio eta hedapen jarraitua eragozten du. Horien artean daude polisakarido naturalak eta kimikoki eraldatutakoak.
Ur-blokeatzaile natural edo erdi-natural hauek propietate onak badituzte ere, bi desabantaila larri dituzte:
1) biodegradagarriak dira eta 2) oso sukoiak dira. Horregatik, zaila da zuntz optikoko kableen materialetan erabiltzea. Ur-erresistentean dagoen beste material sintetiko mota poliakrilatoak dira, kable optikoetarako ur-erresistente gisa erabil daitezkeenak, baldintza hauek betetzen baitituzte: 1) lehor daudenean, kable optikoen fabrikazioan sortutako tentsioei aurre egin diezaiekete;
2) lehor daudenean, kable optikoen funtzionamendu-baldintzei (giro-tenperaturatik 90 °C-ra bitarteko ziklo termikoa) eutsi diezaiekete kablearen iraupenean eraginik izan gabe, eta tenperatura altuak ere jasan ditzakete denbora-tarte laburretan;
3) ura sartzen denean, azkar puztu eta hedapen-abiadura duen gel bat sor dezakete.
4) gel oso biskosoa sortzen dute, tenperatura altuetan ere gelaren biskositatea denbora luzez egonkorra da.
Ura uxatzeko agenteen sintesia, oro har, metodo kimiko tradizionaletan bana daiteke: alderantzizko faseko metodoa (olio-olioan ura polimerizazio-erretikulazio metodoa), beren erretikulazio polimerizazio metodoa - disko metodoa, irradiazio metodoa - "kobalto 60" γ-izpien metodoa. Erretikulazio metodoa "kobalto 60" γ-erradiazio metodoan oinarritzen da. Sintesi metodo desberdinek polimerizazio eta erretikulazio maila desberdinak dituzte eta, beraz, oso baldintza zorrotzak dituzte ur-blokeatzaile zintetan behar den ura blokeatzeko agenteari dagokionez. Oso poliakrilato gutxik betetzen dituzte goiko lau baldintzak; esperientzia praktikoaren arabera, ur-blokeatzaileak (ura xurgatzen duten erretxinak) ezin dira erabili sodio poliakrilato erretikulatuaren zati bakar baten lehengai gisa, baizik eta polimero anitzeko erretikulazio metodo batean erabili behar dira (hau da, erretikulatutako sodio poliakrilato nahasketaren zati anitz) ur xurgapen azkar eta handiko multiploak lortzeko. Oinarrizko eskakizunak hauek dira: uraren xurgapenaren multiploa 400 aldiz handiagoa izan daiteke, uraren xurgapen-tasa lehenengo minutuan ur-erresistenteak xurgatutako uraren % 75 xurgatzeko gai da; uraren erresistentziaren lehortze-egonkortasun termikoaren eskakizunak: 90 °C-ko tenperatura-erresistentzia luzea, 160 °C-ko lan-tenperatura maximoa, 230 °C-ko tenperatura-erresistentzia berehalakoa (bereziki garrantzitsua seinale elektrikoak dituzten kable konposatu fotoelektrikoetarako); gelaren eraketaren ondoren uraren xurgapenaren egonkortasun-eskakizunak: hainbat ziklo termiko egin ondoren (20 °C ~ 95 °C). Gelaren egonkortasunak uraren xurgapenaren ondoren honako hauek eskatzen ditu: biskositate handiko gelaren eta gelaren indarra hainbat ziklo termiko egin ondoren (20 °C-tik 95 °C-ra). Gelaren egonkortasuna nabarmen aldatzen da sintesi-metodoaren eta fabrikatzaileak erabilitako materialen arabera. Aldi berean, hedapen-tasa zenbat eta azkarragoa izan, orduan eta hobeto, produktu batzuek abiadura aldebakarreko bilaketa egiten dute, gehigarrien erabilerak ez du hidrogelaren egonkortasunerako laguntzen, ura atxikitzeko gaitasuna suntsitzen du, baina ez du uraren erresistentziaren efektua lortzen.
3. Ura blokeatzeko zintaren 3 ezaugarriak Kableak fabrikazioan, probak egiten, garraiatzen, biltegiratzen eta erabiltzen diren prozesuan ingurumen-probak jasateko duenez, kable optikoaren erabileraren ikuspegitik, kablearen ura blokeatzeko zintaren eskakizunak hauek dira:
1) itxura zuntz banaketa, delaminaziorik eta hautsik gabeko material konposatuak, erresistentzia mekaniko jakin batekin, kablearen beharretarako egokiak;
2) kalitate uniformea, errepikagarria eta egonkorra, kablearen eraketan ez da delaminatuko eta ez da sortuko
3) hedapen-presio handia, hedapen-abiadura azkarra, gelaren egonkortasun ona;
4) egonkortasun termiko ona, ondorengo hainbat prozesatzeko egokia;
5) egonkortasun kimiko handia, ez du osagai korrosiborik, bakterioen eta lizunaren higaduraren aurkako erresistentea;
6) kable optikoko beste material batzuekin bateragarritasun ona, oxidazioarekiko erresistentzia, etab.
4 Kable optikoen ur-hesiaren errendimendu-arauak
Ikerketa-emaitza askok erakusten dute kable bidezko transmisioaren errendimenduaren epe luzerako egonkortasunari aurre egiten dion urarekiko erresistentzia ez-kaltegarriak kalte handiak eragingo dituela. Kalte hori zaila da aurkitzen zuntz optikoko kablearen fabrikazio-prozesuan eta fabrika-ikuskapenean, baina pixkanaka agertuko da kablea erabili ondoren jartzeko prozesuan. Hori dela eta, premiazko zeregin bihurtu da proba-estandar integral eta zehatzak garaiz garatzea, alde guztiek onar dezaketen ebaluazio-oinarri bat aurkitzeko. Egileak ur-blokeatzaileen gerrikoei buruz egindako ikerketa, esplorazio eta esperimentu zabalek oinarri tekniko egokia eman dute ur-blokeatzaileen gerrikoetarako estandar teknikoak garatzeko. Zehaztu ur-hesiaren errendimendu-parametroak honako hauetan oinarrituta:
1) ur-geldigailurako kable optikoaren estandarraren eskakizunak (batez ere kable optikoaren estandarrean kable optikoaren materialaren eskakizunak);
2) ur-hesien fabrikazioan eta erabileran izandako esperientzia eta dagokion proben txostenak;
3) ura blokeatzeko zinten ezaugarriek zuntz optikozko kableen errendimenduan duten eraginari buruzko ikerketaren emaitzak.
4. 1 Itxura
Uraren aurkako zintaren itxura zuntz uniformeki banatuak izan behar da; gainazala laua eta zimurrik, tolesturarik eta urradurarik gabea izan behar da; zintaren zabaleran ez da pitzadurarik egon behar; material konposatuak ez du delaminaziorik izan behar; zinta ondo bilduta egon behar da eta eskuz eusten den zintaren ertzek ez dute "lastozko txapel formarik" izan behar.
4.2 Ur-gelaren erresistentzia mekanikoa
Ur-hesiaren trakzio-erresistentzia poliesterrezko ehundu gabeko zintaren fabrikazio-metodoaren araberakoa da; baldintza kuantitatibo berdinetan, biskosa-metodoa produktuaren ekoizpen-erresistentzia hobea da bero-ijezketako metodoa baino, eta lodiera ere meheagoa da. Ur-hesiaren zintaren trakzio-erresistentzia aldatu egiten da kablea bilduta edo kablearen inguruan bilduta dagoen moduaren arabera.
Hau bi ur-blokeatzaile gerrikoetarako adierazle gakoa da, eta proba-metodoa gailuarekin, likidoarekin eta proba-prozedurarekin bateratu behar da. Ur-blokeatzaile zintaren ur-blokeatzaile material nagusia sodio poliakrilato gurutzatua eta haren deribatuak dira, uraren kalitate-eskakizunen osaera eta izaerarekiko sentikorrak direnak. Ur-blokeatzaile zintaren puzte-altueraren estandarra bateratzeko, ur desionizatuaren erabilera nagusituko da (ur destilatua erabiltzen da arbitrajean), ez baitago osagai anionikorik eta kationikorik ur desionizatuan, hau da, funtsean ur purua. Ur-xurgapen erretxinaren xurgapen biderkatzailea ur-kalitate desberdinetan asko aldatzen da: ur puruan xurgapen biderkatzailea balio nominalaren % 100 bada; txorrotako uretan % 40tik % 60ra bitartekoa da (kokapen bakoitzaren uraren kalitatearen arabera); itsasoko uretan % 12koa da; lurpeko ura edo ubideetako ura konplexuagoa da, zaila da xurgapen ehunekoa zehaztea, eta bere balioa oso baxua izango da. Kablearen ur-hesi efektua eta bizitza erabilgarria bermatzeko, hobe da 10 mm-tik gorako puzte-altuera duen ur-hesi zinta bat erabiltzea.
4.3 Ezaugarri elektrikoak
Oro har, kable optikoak ez du metalezko hari bidezko seinale elektrikoen transmisiorik, beraz, ez du erdieroaleen erresistentziazko ur-zintarik erabiltzen, 33 Wang Qiang eta abar bakarrik: kable optikozko ur-erresistentziazko zinta
Seinale elektrikoen presentzia baino lehen kable konposatu elektrikoa, kontratuaren arabera kablearen egituraren araberako baldintza espezifikoak.
4.4 Egonkortasun termikoa Ura blokeatzeko zinta mota gehienek bete ditzakete egonkortasun termikoaren eskakizunak: 90 °C-ko tenperatura-erresistentzia luzea, 160 °C-ko lan-tenperatura maximoa, 230 °C-ko tenperatura-erresistentzia berehalakoa. Ura blokeatzeko zintaren errendimendua ez litzateke aldatu behar tenperatura horietan denbora-tarte jakin baten ondoren.
Gelaren indarra izan beharko litzateke material intumeszente baten ezaugarririk garrantzitsuena, hedapen-tasa, berriz, hasierako uraren sartzearen luzera mugatzeko bakarrik erabiltzen da (1 m baino gutxiago). Hedapen-material on batek hedapen-tasa egokia eta biskositate handia izan behar ditu. Ur-hesi material eskas batek, hedapen-tasa handia eta biskositate baxua izan arren, ur-hesi propietate eskasak izango ditu. Hori hainbat ziklo termikorekin alderatuta probatu daiteke. Baldintza hidrolitikoetan, gela biskositate baxuko likido batean hautsiko da, eta horrek bere kalitatea hondatuko du. Horretarako, hauts puzgarria duen ur-suspentsio puru bat 2 orduz nahastuz lortzen da. Ondoren, sortzen den gela gehiegizko uretatik bereizten da eta biskosimetro birakari batean jartzen da, 95 °C-tan 24 ordu lehenago eta ondoren biskositatea neurtzeko. Gelaren egonkortasunean dagoen aldea ikus daiteke. Hau normalean 8 orduko zikloetan egiten da 20 °C-tik 95 °C-ra eta 8 orduko zikloetan 95 °C-tik 20 °C-ra. Alemaniako arau garrantzitsuek 8 orduko 126 ziklo eskatzen dituzte.
4. 5 Bateragarritasuna Ur-hesiaren bateragarritasuna bereziki garrantzitsua den ezaugarria da zuntz optikoko kablearen bizitzari dagokionez, eta, beraz, orain arte erabilitako zuntz optikoko kablearen materialen arabera kontuan hartu behar da. Bateragarritasunak denbora asko behar duenez agerikoa izateko, zahartze azeleratuaren proba erabili behar da, hau da, kablearen materialaren lagina garbitu, urarekiko erresistentzia-zinta lehor batekin bildu eta 100 °C-ko tenperatura konstanteko ganbera batean gorde 10 egunez, eta ondoren kalitatea pisatu. Materialaren trakzio-erresistentzia eta luzapena ez dira % 20 baino gehiago aldatu behar probaren ondoren.
Argitaratze data: 2022ko uztailak 22