Продление срока службы оптоволоконных кабелей
Как обеспечить срок службы оптоволоконного кабеля более 20 лет
В системах оптической связи на большие расстояния характеристики волоконно-оптической передачи должны быть долговременной стабильностью, особенно в случае использования волоконно-оптического кабеля и подводных кабельных систем на большие расстояния, а также в связи с длительным сроком эксплуатации, предъявляемыми более высокими требованиями к оптоволоконному кабелю. Как правило, срок службы наземного кабеля и надежное использование более 20 лет, в то время как подводному кабелю требуется увеличить срок службы до 25 лет, а его среднее время наработки на отказ составляет 10 лет. Следовательно, как продлить срок службы кабеля, как правильно использовать оптоволоконный кабель, - это важные технические вопросы, которые волнуют людей, с точки зрения структуры кабеля, о которой идет речь, о том, как продлить срок службы кабеля. кабель.
Есть три фактора, влияющих на срок службы оптоволоконного кабеля
Оптическое волокно является одним из наиболее важных состав материала в волоконно-оптическом кабеле, для улучшения срока службы кабеля, наиболее важным является улучшение срока службы оптического волокна.
Основными факторами, влияющими на срок службы оптического волокна, являются:
1. Наличие и распространение микротрещин на поверхности волокна;
2. Атмосфера молекул водяного пара на поверхности волокна и травление;
3. Необоснованное напряжение прокладки кабеля, оставшееся от долговременного воздействия и т. Д.
По этим причинам из-за уменьшения механической прочности оптического волокна на основе кварцевого стекла затухание постепенно увеличивалось, в конечном итоге - до разрыва волокна - срока службы кабеля. Из-за поверхности волокна всегда будут возникать микротрещины, происходящие в атмосфере с медленным ростом трещин, трещина продолжает расширяться, происходит постепенное ухудшение механической прочности волокна. Например, кварцевое волокно диаметром 125 мкм, после трех лет медленных изменений в будущем, прочность на разрыв волокна от 180 кПси (эквивалентно 1530 г прочности на растяжение) упала на 60 кПси (эквивалентно 510 г прочности на растяжение). Такие медленные изменения, вызванные принципом снижения механической прочности волокна, заключаются в следующем: когда микротрещины (или дефекты) поверхности волокна под действием внешнего напряжения разрушаются не сразу, а только когда напряжение достигает критического значения трещины, волокно будет перерыв. волокна кварца подвергаются постоянному напряжению, меньшему, чем критическое значение, поверхность трещин будет медленно расширяться, глубина трещины трещины критическое значение, которое представляет собой процесс ухудшения механической прочности волокна. Ухудшение механической прочности кварцевого оптического волокна обусловлено напряжением воды и атмосферной среды при совместном действии молекул эрозии и водяного пара.
Способ продления срока службы оптического волокна
Когда волокно находится в вакуумной среде, поскольку нет молекул воды, так что при напряжении не возникает эрозия, усталостные параметры N являются максимальным значением, волокно также имеет наибольшую прочность, когда прочность является прочностью инертные волокна, называемые Si. Волокна в среде использования имеют срок службы ts и напряжение σ у инертных волокон имеют следующую зависимость между интенсивностью Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi, последние два являются приведенной выше формулой постоянной когда подвергается постоянному напряжению σ, срок службы волокна и усталость волокна ts только определяют параметр N. Чем больше значение N, у оптического волокна тем больше срок службы ts.
Поэтому улучшить срок службы оптического волокна можно двумя способами:
Во-первых, когда параметр усталости n является фиксированным, срок службы оптического волокна подвергается воздействию только напряжения σ, и, следовательно, уменьшение напряжения, оказываемого на оптическое волокно, должно улучшить срок службы способа оптического волокна. Когда люди делают оптическое волокно на поверхности волокна, чтобы сформировать сжимающее напряжение, чтобы бороться с растягивающим напряжением, уменьшите растягивающее напряжение до минимально возможного уровня, создавая тем самым сжимающее напряжение для технологии плакирующего слоя для производства оптических волокон.
Если установлено, чтобы выдерживать напряжение волокна σa, срок службы t1, когда оболочка волокна имеет сжимающее напряжение σR, срок службы волокна t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Из них, (σa-σR) для волокна, чтобы выдерживать реальное чистое напряжение. Предполагается, что: сжимающее напряжение оболочки оптического волокна, чем срок службы дольше. В последние годы некоторые люди делают поверхностный компрессионный слой из кварцевого волокна, легированного GeO2, это было сделано с помощью оболочки из легированного кварцем оптического волокна TiO2, прочность на разрыв самого волокна с 50 кПси увеличилась до 130 кПси (значительная прочность на растяжение увеличилась с 430 г до 1100 г), а также оптическое волокно статической усталости от n = 20 ～ 25 повышено до n = 130.
Во-вторых, чтобы улучшить параметр статической усталости n оптических волокон, чтобы улучшить срок службы волокна. Поэтому люди, занимающиеся изготовлением оптических волокон, сами кварцевые волокна пытаются отрезать атмосферу, чтобы из атмосферной среды возможное значение параметров n материала из окружающей среды в параметры самого волокнистого материала могло составить значение n. становится большим, в результате чего поверхность волокна «технологии покрытия уплотнения».
За последнее десятилетие использование «технологии нанесения герметизирующего покрытия» для производства оптического волокна достигло огромных успехов. Наносится металлическим материалом покрытия на оксиды металлов, неорганические карбиды, неорганические нитриды, карбиды, оксиды азота и CVD-осажденный аморфный углерод. Структура слоя покрытия слоя металлического покрытия одним слоем герметизирующего покрытия для разработки слоя органического покрытия объединяется со структурой слоя композитного покрытия, ценность волокна более практического применения, оптические свойства волокна, механические свойства и сопротивление усталости являются улучшенный.
Например:
1. Оптическое волокно с металлическим покрытием: Оптическое волокно с алюминиевым покрытием может выдержать стресс-тестирование в 1 Гпа (150 кпси), погруженное в воду при температуре использования 350 ℃, ожидаемая продолжительность жизни 10 лет.
2. Оксиды металлов и другие неорганические волокна, покрытые: с C4H10 и нанесенные на поверхность волокна SiH4 Si0.21O0.22C0.77, слой герметизирующего покрытия был покрыт органическим слоем, значение n волокна до 256.
3. Поскольку он герметизирован слоем покрытия из нитрида бора: 200 кПси может выдерживать растяжение, значение n можно увеличить до 100 или более. Другой пример покрыт герметизирующим волокном TIC 400 ~ 500 кПси с прочностью 100 ℃ водостойким.
4. Уплотнение оптического волокна с покрытием из аморфного углерода: неорганический материал покрытия, слой покрытия из аморфного углерода обладает не только оптическими свойствами волокна, а механическая прочность и эффект небольшого повреждения, а также показали отличные водостойкость и устойчивость к воздействию водорода. Эта технология пришла из промышленного производства. Типичная прочность на растяжение волокон достигала 500-600 кПси, динамическое значение n от 350 до 1000. Через 25 лет при комнатной температуре водород, проникающий через углеродное волокно, является только обычным волокном 1/10000; В оптоволоконном кабеле эти волокна могут допускать давление водорода в 100 раз выше, чем у обычного волокна. С помощью этого волоконно-оптического кабеля его можно соответствующим образом сократить до условий или в условиях более высоких температур.
Используя рост поверхности волокна «слой оболочки напряжения» и «метод герметизирующего покрытия», срок службы оптического волокна может быть введен по следующей формуле: t2 / t1 = 19,36 × 10IRσa7, σa - приложенное напряжение или напряжение. Σa, который можно рассчитать с помощью отношения t2 / t1. Срок службы таких волокон достигает 40 лет и может быть использован для подводных кабелей и военных коммуникаций.
Некоторые другие исследования также показали, что производство оптического волокна с использованием германия (GeO2) и фтора (F) в качестве легирующего агента и без фосфора (P2O5) в качестве легирующей добавки, поскольку фосфор «вода (H2O)» хорош, волокно подвержено воздействию влаги , в результате чего внутреннее затухание поглощения внутренней P-OH связи увеличивается, волокно медленно меняется. Столь долгий срок службы оптического волокна исключить при использовании фосфоросодержащих материалов.
В процессе производства обратите внимание на влагостойкий кабель, чтобы уменьшить остаточные напряжения. Во-первых, конструкция сердечника кабеля, убедитесь, что используется свободная структура, чтобы предотвратить оставление остаточных напряжений, Скрученный кабель, когда я хочу выбрать разумную длину волокна, но также может уменьшить эффект растягивающего напряжения; в сердечнике кабеля заправлен петролейный гель, предназначенный для стойкого, водостойкого, антиводородного соединения (загрязненная жидкость) травления; использование стали с пластиковым покрытием, алюминия и влаги, повышенная устойчивость кабеля к боковому давлению, предел прочности при растяжении; некоторые заводы в сердцевине кабеля с интервалом в один метр добавляют слой термоплавкого адгезива для предотвращения проникновения воды в сердечник кабеля; Выбор небольшого коэффициента линейного расширения материала для прочности элемента сердечника кабеля, целью которого является защита волокна, устранение внешнего напряжения. В заключение следует также отметить, что каждое изготовленное волокнистое сырье само должно иметь срок службы более 30 лет, должно обладать высокой стабильностью физических свойств и химических свойств. Только строго контролируя качество производственного процесса дороги, он может продлить срок службы кабеля.
