1 Pendahuluan
Untuk memastikan penyegelan memanjang kabel serat optik dan mencegah air dan kelembapan menembus kabel atau kotak sambungan serta menyebabkan korosi pada logam dan serat, yang mengakibatkan kerusakan hidrogen, putusnya serat, dan penurunan tajam kinerja isolasi listrik, metode berikut umumnya digunakan untuk mencegah air dan kelembapan:
1) Mengisi bagian dalam kabel dengan gemuk thixotropic, termasuk jenis anti air (hidrofobik), jenis mengembang karena air, dan jenis ekspansi panas, dan sebagainya. Jenis material ini adalah material berminyak, pengisian dalam jumlah besar, biaya tinggi, mudah mencemari lingkungan, sulit dibersihkan (terutama pada penyambungan kabel dengan pelarut untuk membersihkan), dan berat kabel sendiri terlalu berat.
2) Pada selubung dalam dan luar, penggunaan cincin penghalang air perekat leleh panas tidak efisien, prosesnya kompleks, dan hanya beberapa produsen yang dapat melakukannya. 3) Penggunaan bahan penghambat air dengan ekspansi kering (bubuk ekspansi penyerap air, pita penghambat air, dll.). Metode ini membutuhkan teknologi tinggi, konsumsi material tinggi, biaya tinggi, dan berat kabel juga terlalu berat. Dalam beberapa tahun terakhir, struktur "inti kering" telah diperkenalkan ke dalam kabel optik, dan telah diterapkan dengan baik di luar negeri, terutama dalam memecahkan masalah berat dan proses penyambungan yang kompleks dari kabel optik dengan jumlah inti yang besar, memiliki keunggulan yang tak tertandingi. Bahan penghambat air yang digunakan dalam kabel "inti kering" ini adalah benang penghambat air. Benang penghambat air dapat dengan cepat menyerap air dan mengembang membentuk gel, menghalangi ruang saluran air kabel, sehingga mencapai tujuan penghambatan air. Selain itu, benang penahan air tidak mengandung zat berminyak dan waktu yang dibutuhkan untuk menyiapkan sambungan dapat dikurangi secara signifikan tanpa perlu lap, pelarut, dan pembersih. Untuk mendapatkan proses yang sederhana, konstruksi yang mudah, kinerja yang andal, dan bahan penahan air berbiaya rendah, kami mengembangkan jenis baru benang penahan air kabel optik—benang penahan air yang dapat mengembang.
2 Prinsip pemblokiran air dan karakteristik benang pemblokiran air
Fungsi penahan air dari benang penahan air adalah dengan menggunakan serat utama benang penahan air untuk membentuk gel bervolume besar (penyerapan air dapat mencapai puluhan kali volumenya sendiri, misalnya dalam menit pertama air dapat dengan cepat mengembang dari sekitar 0,5 mm menjadi sekitar 5,0 mm diameter), dan kapasitas penahanan air gel cukup kuat, dapat secara efektif mencegah pertumbuhan pohon air, sehingga mencegah air terus menembus dan menyebar, untuk mencapai tujuan tahan air. Karena kabel serat optik harus tahan terhadap berbagai kondisi lingkungan selama pembuatan, pengujian, pengangkutan, penyimpanan, dan penggunaan, benang penahan air harus memiliki karakteristik berikut untuk digunakan dalam kabel serat optik:
1) Tampilan bersih, ketebalan seragam, dan tekstur lembut;
2) Kekuatan mekanik tertentu untuk memenuhi persyaratan tegangan saat pembentukan kabel;
3) cepat mengembang, stabilitas kimia yang baik, dan kekuatan tinggi untuk penyerapan air dan pembentukan gel;
4) Stabilitas kimia yang baik, tidak mengandung komponen korosif, tahan terhadap bakteri dan jamur;
5) Stabilitas termal yang baik, ketahanan cuaca yang baik, dapat beradaptasi dengan berbagai proses dan produksi selanjutnya serta berbagai lingkungan penggunaan;
6) Kompatibilitas yang baik dengan material kabel serat optik lainnya.
3. Benang tahan air dalam aplikasi kabel serat optik
3.1 Penggunaan benang tahan air pada kabel serat optik
Produsen kabel serat optik dapat mengadopsi berbagai struktur kabel dalam proses produksi untuk memenuhi kebutuhan pengguna sesuai dengan situasi aktual dan persyaratan pengguna:
1) Pemblokiran air memanjang pada selubung luar dengan benang kedap air
Pada pelindung kabel dengan pita baja berkerut, selubung luar harus kedap air secara memanjang untuk mencegah masuknya kelembapan dan uap air ke dalam kabel atau kotak konektor. Untuk mencapai penghalang air memanjang pada selubung luar, digunakan dua benang penghalang air, satu ditempatkan sejajar dengan inti kabel selubung dalam, dan yang lainnya dililitkan di sekitar inti kabel dengan jarak tertentu (8 hingga 15 cm), ditutupi dengan pita baja berkerut dan PE (polietilen), sehingga benang penghalang air membagi celah antara inti kabel dan pita baja menjadi kompartemen tertutup kecil. Benang penghalang air akan mengembang dan membentuk gel dalam waktu singkat, mencegah air masuk ke dalam kabel dan membatasi air ke beberapa kompartemen kecil di dekat titik kerusakan, sehingga mencapai tujuan penghalang air memanjang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1: Penggunaan umum benang penahan air pada kabel optik
2) Pemblokiran air memanjang pada inti kabel dengan benang penghambat airBenang penahan air dapat digunakan pada inti kabel yang terdiri dari dua bagian. Pertama, pada inti kabel yang diperkuat kawat baja, menggunakan dua benang penahan air, biasanya satu benang penahan air dan kawat baja penguat ditempatkan sejajar, benang penahan air lainnya dililitkan di sekitar kawat dengan jarak yang lebih besar. Ada juga dua benang penahan air dan kawat baja penguat yang ditempatkan sejajar, menggunakan benang penahan air dengan kapasitas ekspansi yang kuat untuk menahan air. Kedua, pada permukaan selubung yang longgar, sebelum selubung bagian dalam ditekan, benang penahan air digunakan sebagai benang pengikat, dua benang penahan air dililitkan dengan jarak yang lebih kecil (1-2 cm) berlawanan arah, membentuk wadah penahan yang rapat dan kecil, untuk mencegah masuknya air, sehingga membentuk struktur "inti kabel kering".
3.2 Pemilihan benang tahan air
Untuk mendapatkan ketahanan air yang baik dan kinerja pemrosesan mekanis yang memuaskan dalam proses pembuatan kabel serat optik, aspek-aspek berikut perlu diperhatikan saat memilih benang tahan air:
1) Ketebalan benang penahan air
Untuk memastikan bahwa pemuaian benang penahan air dapat mengisi celah pada penampang kabel, pemilihan ketebalan benang penahan air sangat penting. Tentu saja, ini berkaitan dengan ukuran struktur kabel dan laju pemuaian benang penahan air. Dalam struktur kabel, keberadaan celah harus diminimalkan, misalnya dengan menggunakan benang penahan air dengan laju pemuaian tinggi, maka diameter benang penahan air dapat dikurangi seminimal mungkin, sehingga dapat diperoleh kinerja penahan air yang andal, dan juga menghemat biaya.
2) Tingkat pembengkakan dan kekuatan gel benang penahan air
Uji penetrasi air IEC794-1-F5B dilakukan pada seluruh penampang kabel serat optik. Kolom air setinggi 1 m ditambahkan ke sampel kabel serat optik sepanjang 3 m, dan uji ini memenuhi syarat karena tidak bocor selama 24 jam. Jika laju pembengkakan benang penahan air tidak seimbang dengan laju infiltrasi air, ada kemungkinan air telah menembus sampel dalam beberapa menit setelah pengujian dimulai dan benang penahan air belum sepenuhnya membengkak. Meskipun setelah beberapa waktu benang penahan air akan sepenuhnya membengkak dan menahan air, ini juga merupakan kegagalan. Jika laju ekspansi lebih cepat dan kekuatan gel tidak cukup, maka tidak cukup untuk menahan tekanan yang dihasilkan oleh kolom air setinggi 1 m, dan penahan air juga akan gagal.
3) Kelembutan benang penahan air
Karena kelembutan benang penahan air berpengaruh pada sifat mekanik kabel, terutama tekanan lateral, ketahanan benturan, dll., dampaknya lebih terlihat, maka sebaiknya gunakan benang penahan air yang lebih lembut.
4) Kekuatan tarik, perpanjangan, dan panjang benang penahan air
Dalam produksi setiap panjang baki kabel, benang penahan air harus kontinu dan tidak terputus, yang mengharuskan benang penahan air memiliki kekuatan tarik dan elongasi tertentu, untuk memastikan bahwa benang penahan air tidak tertarik selama proses produksi, dan kabel tidak rusak jika terjadi peregangan, pembengkokan, atau puntiran. Panjang benang penahan air terutama bergantung pada panjang baki kabel, untuk mengurangi jumlah penggantian benang dalam produksi kontinu, semakin panjang benang penahan air semakin baik.
5) Keasaman dan kebasaan benang penahan air harus netral, jika tidak, benang penahan air akan bereaksi dengan bahan kabel dan mengendapkan hidrogen.
6) Stabilitas benang tahan air
Tabel 2: Perbandingan struktur penahan air benang penahan air dengan bahan penahan air lainnya
| Bandingkan item | Isian jeli | Cincin penutup air leleh panas | Pita anti air | Benang tahan air |
| Tahan air | Bagus | Bagus | Bagus | Bagus |
| Kemampuan pemrosesan | Sederhana | Rumit | Lebih kompleks | Sederhana |
| Sifat mekanik | Memenuhi syarat | Memenuhi syarat | Memenuhi syarat | Memenuhi syarat |
| Keandalan jangka panjang | Bagus | Bagus | Bagus | Bagus |
| gaya ikatan selubung | Adil | Bagus | Adil | Bagus |
| Risiko koneksi | Ya | No | No | No |
| Efek oksidasi | Ya | No | No | No |
| Pelarut | Ya | No | No | No |
| Massa per satuan panjang kabel serat optik | Berat | Lampu | Lebih berat | Lampu |
| Aliran material yang tidak diinginkan | Mungkin | No | No | No |
| Kebersihan dalam produksi | Miskin | Lebih miskin | Bagus | Bagus |
| Penanganan material | Drum besi berat | Sederhana | Sederhana | Sederhana |
| Investasi pada peralatan | Besar | Besar | Lebih besar | Kecil |
| Biaya material | Lebih tinggi | Rendah | Lebih tinggi | Lebih rendah |
| Biaya produksi | Lebih tinggi | Lebih tinggi | Lebih tinggi | Lebih rendah |
Stabilitas benang penahan air terutama diukur berdasarkan stabilitas jangka pendek dan stabilitas jangka panjang. Stabilitas jangka pendek terutama mempertimbangkan kenaikan suhu jangka pendek (suhu proses ekstrusi selubung hingga 220 ~ 240 °C) pada sifat penahan air benang penahan air dan dampak sifat mekanik; stabilitas jangka panjang, terutama mempertimbangkan penuaan benang penahan air, laju ekspansi, kekuatan gel dan stabilitas, kekuatan tarik dan elongasi dampak, benang penahan air harus tahan air selama seluruh masa pakai kabel (20 ~ 30 tahun). Mirip dengan gemuk penahan air dan pita penahan air, kekuatan gel dan stabilitas benang penahan air merupakan karakteristik penting. Benang penahan air dengan kekuatan gel tinggi dan stabilitas yang baik dapat mempertahankan sifat penahan air yang baik untuk jangka waktu yang cukup lama. Sebaliknya, menurut standar nasional Jerman yang relevan, beberapa material dalam kondisi hidrolisis, gel akan terurai menjadi material dengan berat molekul rendah yang sangat mudah bergerak, dan tidak akan mencapai tujuan ketahanan air jangka panjang.
3.3 Penerapan benang tahan air
Benang penyekat air, sebagai bahan penyekat air kabel optik yang sangat baik, menggantikan pasta minyak, cincin penyekat air perekat leleh panas, dan pita penyekat air, dll., yang banyak digunakan dalam produksi kabel optik. Tabel 2 menyajikan beberapa karakteristik bahan penyekat air tersebut untuk perbandingan.
4 Kesimpulan
Singkatnya, benang penyekat air adalah bahan penyekat air yang sangat baik dan cocok untuk kabel optik, memiliki karakteristik konstruksi sederhana, kinerja andal, efisiensi produksi tinggi, dan mudah digunakan; serta penggunaan bahan pengisi kabel optik memiliki keunggulan ringan, kinerja andal, dan biaya rendah.
Waktu posting: 16 Juli 2022