Индийское предприятие Sterlite Technologies Limited, известное по выпуску оптоволокна, кабелей для ВОЛС, СКС, различных технических, программных средств для построения комплексов сотовой связи, представило новое видение изготовления волоконно-оптических кабелей. Классические материалы уступили место пластиковым стержням, для армирования которых использовано стекловолокно.
Технология производства
Методика выпуска усиленных пластиковых стержней построена на пропитке стекловолокна смоляной матрицей, эпоксидной или полиэфирной. После пропитки, волокна растягиваются в стержень, сечение которого одинаково по всей длине. Растягивание происходит под воздействием высокой температуры, детали резко охлаждаются, что стабилизирует их конфигурацию.
Помимо основных, могут использоваться дополнительные производственные манипуляции. Например, на их поверхности путем механической обработки формируется определенный рельеф, либо она покрывается материалом, улучшающим адгезионные, защитные характеристики.
Основная функция усиленных стержней – общее упрочнение конструкции оптоволоконного кабеля. Лини связи служат дольше, лучше выдерживают механические воздействия.
Особенности конструкции и применения
Стержни на основе стеклопластика универсальны, совместимы с различными оптоволоконными кабелями, однако, специфика их эксплуатации определяется структурой линии связи. Допустима установка как по центру, так и по диаметру кабеля. В первом случае применяются стержни без дополнительной обработки, так как отсутствует потребность в дополнительном сцеплении между деталью и оболочкой.
Во второй ситуации, как правило, применяются стержни не круглого, а плоского сечения, что позволяет плотнее соединить их друг с другом, сформировать “броню”, выдерживающую даже выраженные физические воздействия. Необходимость покрытия определяется индивидуально, но чаще оно используется, так как помогает улучшить сцепление между элементами конструкции кабеля.
Основа классического покрытия – этилен-акриловая кислота, с ее помощью материалы, различные по химическим, физическим свойствам, плотно сцепляются друг с другом. Например, этилен-акриловая кислота помогает обеспечить идеальную адгезию между полиэтиленом и стеклопластиком. Кабельная продукция, при выпуске которой использовано это вещество, проще в монтаже и укладке, допускает формирование линий сложной конфигурации.
Интеграция стеклопластиковых стержней в волоконно-оптические кабели
Показатель сцепления стержня из стеклопластика и полимерного материала определяется двумя моментами:
- Адгезия, обеспечиваемая химическим веществом, клеевым или подобным ему составом;
- Механическое трение, создаваемое характерным рельефом стержневого элемента.
Хорошего уровня химического сцепления можно достичь, если покрыть стержни этилен-акриловой кислотой. В некоторых случаях, однако, сцепление оказывается даже избыточным, не позволяющим добраться до стержней в процессе прокладки кабельных линий. Эта особенность делает востребованной механическую адгезию. Формирование на стержнях рельефа позволяет решить главные задачи, при этом, обеспечивает их легкодоступность при установке.
Особенности механического сцепления
Высокий уровень механической адгезии демонстрируют стержневые элементы, изготовленные из полиуретанакрилатной смолы. Сравнение с эпоксидными аналогами демонстрирует их большую гибкость и шероховатость поверхности, за счет которой и обеспечивается плотный механический контакт. Дополнительное химическое покрытие в таком случае не требуется.
Основные свойства кабеля и результаты тестов
В целях проверки стержней на основе стеклопластика был выпущен кабель, в конструкции которого присутствовали 72 волокна. Такая структура относится к разряду микромодульных, характеризуется увеличенной плотностью и разделением на самостоятельные микромодули. Световые волокна находятся внутри микромодулей, основа которых – технологичный полимерный материал, безопасный, устойчивый к термическому и физическому воздействию.
Одно из главных преимуществ микромодулей – толщина, на 55% меньшая, чем у трубок со свободным наложением. Это несколько ограничивает место, доступное для прокладки волокон, однако, облегчает кабель, упрощает его монтаж без существенного влияния на рабочие характеристики. Для лучшей защиты, микромодули находятся внутри общей оболочки, усиленной стержневыми элементами.
Указанный 72-волоконный кабель был проверен несколькими воздействиями:
- Нагрузка, направленная на растяжение и разрыв;
- Сдавливающая нагрузка;
- Скручивание с соблюдением требований ХРС;
- Имитация воздействий, характерных для окружающей среды.
Также специалисты испытательной лаборатории провели тесты, в ходе которых имитировались полевые эксплуатационные условия. Одна из самых жестких проверок предполагала 14-дневный нагрев до 70-градусной температуры с дальнейшей оценкой механических параметров.
Исследование показало, что даже после таких нагрузок кабель сохранил достаточные прочностные характеристики, на нем отсутствовали следы износа, повреждения, ухудшающие эксплуатационные показатели.
Была проверена и простота доступа к стержневым элементам после снятия верхнего изоляционного слоя. Тест показал, что проще всего извлечь стержни, сцепляющиеся с оболочкой за счет механического рения. Вскрытие изоляции проводилось по принципу “банановой кожуры”, после снятия удалось без лишних усилий вытащить стержни, причем на них не было никаких следов воздействия. Эта особенность упрощает прокладку линий связи, фиксацию концевых элементов.
Последняя проверка показала, что кабели устойчивы к “эффекту поршня”, за счет плотного сцепления стержней с оболочкой, удается исключить перемещение волокна внутри нее при перепадах температуры, сопровождающихся процессами расширения и сжатия.
Благодарность компании LANart lan-art.ru за предоставление материала.