1 Introducción
Para garantizar el sellado longitudinal de los cables de fibra óptica y evitar que el agua y la humedad penetren en el cable o la caja de conexiones y corroan el metal y la fibra, lo que provoca daños por hidrógeno, rotura de la fibra y una fuerte caída en el rendimiento del aislamiento eléctrico, se utilizan comúnmente los siguientes métodos para prevenir el agua y la humedad:
1) Rellenar el interior del cable con grasa tixotrópica, incluyendo grasas hidrófobas, hidroexpansivas, termoexpansivas, etc. Este tipo de material es aceitoso, requiere una gran cantidad de relleno, es costoso, contamina fácilmente el medio ambiente, es difícil de limpiar (especialmente en empalmes de cables con solventes) y el peso del cable es excesivo.
2) En la cubierta interna y externa entre el uso del anillo de barrera de agua adhesivo termofusible, este método es ineficiente, proceso complejo, solo unos pocos fabricantes pueden lograr. 3) El uso de expansión en seco de materiales de bloqueo de agua (polvo de expansión absorbente de agua, cinta bloqueadora de agua, etc.). Este método requiere alta tecnología, consumo de material, alto costo, el peso propio del cable también es demasiado pesado. En los últimos años, la estructura de "núcleo seco" se ha introducido en el cable óptico y ha sido bien aplicada en el extranjero, especialmente en la solución del problema del peso propio pesado y el proceso complejo de empalme de un gran número de núcleos de cable óptico tiene ventajas incomparables. El material de bloqueo de agua utilizado en este cable de "núcleo seco" es hilo bloqueador de agua. El hilo bloqueador de agua puede absorber rápidamente el agua y hincharse para formar un gel, bloqueando el espacio del canal de agua del cable, logrando así el propósito de bloqueo de agua. Además, el hilo hidrófugo no contiene sustancias aceitosas, lo que reduce considerablemente el tiempo de preparación del empalme, sin necesidad de toallitas, disolventes ni limpiadores. Para lograr un proceso sencillo, una construcción práctica, un rendimiento fiable y materiales hidrófugos de bajo coste, desarrollamos un nuevo tipo de hilo hidrófugo para cables ópticos: el hilo hinchable hidrófugo.
2 Principio de bloqueo de agua y características del hilo bloqueador de agua
La función de bloqueo de agua del hilo hidrófugo consiste en utilizar el cuerpo principal de sus fibras para formar un gran volumen de gel (la absorción de agua puede alcanzar decenas de veces su propio volumen, por ejemplo, en el primer minuto, el agua puede expandirse rápidamente de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 5,0 mm de diámetro). La gran capacidad de retención de agua del gel previene eficazmente el crecimiento de la arborización, impidiendo así que el agua siga penetrando y extendiéndose, logrando así la resistencia al agua. Dado que los cables de fibra óptica deben soportar diversas condiciones ambientales durante su fabricación, pruebas, transporte, almacenamiento y uso, el hilo hidrófugo debe cumplir con las siguientes características para su uso en cables de fibra óptica:
1) Una apariencia limpia, un espesor uniforme y una textura suave;
2) Una cierta resistencia mecánica para cumplir con los requisitos de tensión durante la formación del cable;
3) hinchamiento rápido, buena estabilidad química y alta resistencia a la absorción de agua y formación de gel;
4) Buena estabilidad química, sin componentes corrosivos, resistente a bacterias y mohos;
5) Buena estabilidad térmica, buena resistencia a la intemperie, adaptable a diversos procesamientos y producciones posteriores y diversos entornos de uso;
6) Buena compatibilidad con otros materiales de cable de fibra óptica.
3 Hilo resistente al agua en la aplicación de cable de fibra óptica
3.1 El uso de hilos resistentes al agua en cables de fibra óptica
Los fabricantes de cables de fibra óptica pueden adoptar diferentes estructuras de cables en el proceso de producción para satisfacer las necesidades de los usuarios de acuerdo con su situación real y los requisitos de los usuarios:
1) Bloqueo longitudinal del agua de la funda exterior con hilos bloqueadores de agua.
En el blindaje con cinta de acero arrugada, la cubierta exterior debe ser impermeable longitudinalmente para evitar la entrada de humedad en el cable o la caja de conexiones. Para lograr la barrera de agua longitudinal de la cubierta exterior, se utilizan dos hilos de barrera: uno paralelo al núcleo del cable de la cubierta interior y el otro enrollado alrededor de este con una separación de 8 a 15 cm. Se recubre con cinta de acero arrugada y polietileno (PE). De esta manera, el hilo de barrera divide el espacio entre el núcleo del cable y la cinta de acero en un pequeño compartimento cerrado. El hilo de barrera se hincha y forma un gel en poco tiempo, impidiendo la entrada de agua en el cable y confinándola a unos pocos compartimentos cerca del punto de falla, logrando así la función de barrera de agua longitudinal, como se muestra en la Figura 1.
Figura 1: Uso típico de hilo bloqueador de agua en cables ópticos
2) Bloqueo longitudinal del agua del núcleo del cable con hilos bloqueadores de aguaEspañol:Se puede utilizar en el núcleo del cable de dos partes del hilo de bloqueo de agua, uno está en el núcleo del cable del alambre de acero reforzado, utilizando dos hilos de bloqueo de agua, por lo general un hilo de bloqueo de agua y alambre de acero reforzado colocados en paralelo, otro hilo de bloqueo de agua a un paso más grande envuelto alrededor del alambre, también hay dos hilos de bloqueo de agua y alambre de acero reforzado colocados en paralelo, el uso de hilo de bloqueo de agua de fuerte capacidad de expansión para bloquear el agua; el segundo está en la superficie de la carcasa suelta, antes de apretar la funda interior, el hilo de bloqueo de agua como un uso de hilo de amarre, dos hilos de bloqueo de agua en un paso más pequeño (1 ~ 2 cm) en la dirección opuesta alrededor, formando un contenedor de bloqueo denso y pequeño, para evitar la entrada de agua, hecho de estructura de "núcleo de cable seco".
3.2 Selección de hilos resistentes al agua
Para obtener una buena resistencia al agua y un rendimiento de procesamiento mecánico satisfactorio en el proceso de fabricación de cables de fibra óptica, se deben tener en cuenta los siguientes aspectos al seleccionar el hilo resistente al agua:
1) El grosor del hilo que bloquea el agua.
Para garantizar que la expansión del hilo hidrófugo llene el espacio en la sección transversal del cable, la elección de su grosor es crucial. Esto, por supuesto, depende del tamaño estructural del cable y de su tasa de expansión. En la estructura del cable, es fundamental minimizar los espacios, por ejemplo, utilizando un hilo hidrófugo de alta tasa de expansión. De esta manera, se puede reducir al mínimo su diámetro, logrando un rendimiento de impermeabilidad confiable y ahorrando costos.
2) Tasa de hinchamiento y resistencia del gel de los hilos que bloquean el agua
La prueba de penetración de agua IEC794-1-F5B se realiza en toda la sección transversal del cable de fibra óptica. Se añade 1 m de columna de agua a una muestra de 3 m de cable de fibra óptica, y se califica un periodo de 24 h sin fugas. Si la tasa de hinchamiento del hilo de bloqueo de agua no se mantiene al ritmo de la tasa de infiltración de agua, es posible que el agua haya pasado a través de la muestra a los pocos minutos de iniciar la prueba y que el hilo de bloqueo de agua aún no se haya hinchado completamente. Aunque después de un tiempo, el hilo de bloqueo de agua se hinchará completamente y bloqueará el agua, esto también es un fallo. Si la tasa de expansión es mayor y la resistencia del gel no es suficiente, no es suficiente para resistir la presión generada por la columna de agua de 1 m, y el bloqueo de agua también fallará.
3) Suavidad del hilo bloqueador de agua.
Como la suavidad del hilo bloqueador de agua afecta las propiedades mecánicas del cable, especialmente la presión lateral, la resistencia al impacto, etc., el impacto es más obvio, por lo que se debe intentar utilizar un hilo bloqueador de agua más suave.
4) La resistencia a la tracción, el alargamiento y la longitud del hilo bloqueador de agua.
En la producción de cada tramo de bandeja portacables, el hilo hidrófugo debe ser continuo e ininterrumpido. Esto requiere que tenga cierta resistencia a la tracción y elongación para evitar que se tire durante el proceso de producción y que el cable no se dañe al estirarse, doblarse o torcerse. La longitud del hilo hidrófugo depende principalmente de la longitud de la bandeja portacables. Para reducir el número de cambios de hilo en la producción continua, cuanto mayor sea la longitud del hilo hidrófugo, mejor.
5) La acidez y alcalinidad del hilo bloqueador de agua deben ser neutras, de lo contrario, el hilo bloqueador de agua reaccionará con el material del cable y precipitará hidrógeno.
6) Estabilidad de los hilos bloqueadores de agua
Tabla 2: Comparación de la estructura de bloqueo de agua de los hilos de bloqueo de agua con otros materiales de bloqueo de agua
| Comparar artículos | relleno de gelatina | Anillo de tapón de agua termofusible | Cinta bloqueadora de agua | Hilo bloqueador de agua |
| Resistencia al agua | Bien | Bien | Bien | Bien |
| Procesabilidad | Simple | Complicado | Más complejo | Simple |
| Propiedades mecánicas | Calificado | Calificado | Calificado | Calificado |
| Confiabilidad a largo plazo | Bien | Bien | Bien | Bien |
| Fuerza de unión de la vaina | Justo | Bien | Justo | Bien |
| Riesgo de conexión | Sí | No | No | No |
| Efectos de oxidación | Sí | No | No | No |
| Solvente | Sí | No | No | No |
| Masa por unidad de longitud del cable de fibra óptica | Pesado | Luz | Más pesado | Luz |
| Flujo de material no deseado | Posible | No | No | No |
| Limpieza en la producción | Pobre | Más pobres | Bien | Bien |
| Manejo de materiales | Tambores de hierro pesados | Simple | Simple | Simple |
| Inversión en equipos | Grande | Grande | Más grande | Pequeño |
| Costo del material | Más alto | Bajo | Más alto | Más bajo |
| Costos de producción | Más alto | Más alto | Más alto | Más bajo |
La estabilidad de los hilos de bloqueo de agua se mide principalmente por la estabilidad a corto y largo plazo. La estabilidad a corto plazo se considera principalmente el aumento de temperatura a corto plazo (temperatura del proceso de vaina de extrusión de hasta 220 ~ 240 ° C) en las propiedades de barrera de agua del hilo de barrera de agua y las propiedades mecánicas del impacto; la estabilidad a largo plazo, considerando principalmente el envejecimiento de la tasa de expansión del hilo de barrera de agua, la tasa de expansión, la resistencia y estabilidad del gel, la resistencia a la tracción y el alargamiento del impacto, el hilo de barrera de agua debe estar en toda la vida útil del cable (20 ~ 30 años) son resistencia al agua. Similar a la grasa y cinta bloqueadoras de agua, la resistencia del gel y la estabilidad del hilo bloqueador de agua es una característica importante. Un hilo bloqueador de agua con alta resistencia del gel y buena estabilidad puede mantener buenas propiedades de bloqueo de agua durante un período de tiempo considerable. Por el contrario, según las normas nacionales alemanas pertinentes, algunos materiales, bajo condiciones de hidrólisis, el gel se descompondrá en un material de bajo peso molecular muy móvil y no alcanzará el objetivo de resistencia al agua a largo plazo.
3.3 Aplicación de hilos bloqueadores de agua
El hilo bloqueador de agua como un excelente material bloqueador de agua para cables ópticos, está reemplazando la pasta de aceite, el anillo bloqueador de agua con adhesivo termofusible y la cinta bloqueadora de agua, etc. utilizados en grandes cantidades en la producción de cables ópticos. La Tabla 2 muestra algunas de las características de estos materiales bloqueadores de agua para comparación.
4 Conclusión
En resumen, el hilo bloqueador de agua es un excelente material bloqueador de agua adecuado para cables ópticos, tiene las características de construcción simple, rendimiento confiable, alta eficiencia de producción, fácil de usar; y el uso del material que llena el cable óptico tiene las ventajas de peso ligero, rendimiento confiable y bajo costo.
Hora de publicación: 16 de julio de 2022