फाइबर ऑप्टिक केबल जल सूजन टेप

प्रौद्योगिकी प्रेस

फाइबर ऑप्टिक केबल जल सूजन टेप

1 परिचय

पिछले एक दशक में संचार प्रौद्योगिकी के तीव्र विकास के साथ, फाइबर ऑप्टिक केबलों के अनुप्रयोग का क्षेत्र लगातार विस्तृत हो रहा है। फाइबर ऑप्टिक केबलों के लिए पर्यावरणीय आवश्यकताएं लगातार बढ़ रही हैं, और इसके साथ ही इनमें प्रयुक्त सामग्रियों की गुणवत्ता की आवश्यकताएं भी बढ़ रही हैं। फाइबर ऑप्टिक केबल जल-अवरोधक टेप फाइबर ऑप्टिक केबल उद्योग में प्रयुक्त एक सामान्य जल-अवरोधक सामग्री है। फाइबर ऑप्टिक केबल में सीलिंग, जलरोधन, नमी और बफर सुरक्षा में इसकी भूमिका को व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है, और फाइबर ऑप्टिक केबल के विकास के साथ-साथ इसकी किस्मों और प्रदर्शन में लगातार सुधार और परिष्करण हुआ है। हाल के वर्षों में, ऑप्टिकल केबल में "ड्राई कोर" संरचना का परिचय हुआ है। इस प्रकार की केबल जल अवरोधक सामग्री आमतौर पर टेप, धागे या कोटिंग का संयोजन होती है जो पानी को केबल कोर में अनुदैर्ध्य रूप से प्रवेश करने से रोकती है। ड्राई कोर फाइबर ऑप्टिक केबलों की बढ़ती स्वीकार्यता के साथ, ड्राई कोर फाइबर ऑप्टिक केबल सामग्री तेजी से पारंपरिक पेट्रोलियम जेली-आधारित केबल फिलिंग यौगिकों का स्थान ले रही है। शुष्क कोर सामग्री में एक ऐसे पॉलीमर का उपयोग किया जाता है जो पानी को तेजी से अवशोषित करके हाइड्रोजेल बनाता है, जो फूलकर केबल के जल प्रवेश चैनलों को भर देता है। इसके अलावा, शुष्क कोर सामग्री में चिपचिपा ग्रीस नहीं होता है, इसलिए केबल को जोड़ने के लिए किसी वाइप, सॉल्वेंट या क्लीनर की आवश्यकता नहीं होती है, और केबल जोड़ने का समय काफी कम हो जाता है। केबल का हल्का वजन और बाहरी सुदृढ़ीकरण धागे तथा आवरण के बीच बेहतर आसंजन इसकी लोकप्रियता को कम नहीं करते हैं।

2. केबल पर पानी का प्रभाव और जल प्रतिरोधक तंत्र

केबल में पानी प्रवेश करने पर हाइड्रोजन और OH- आयनों में विघटित हो जाता है, जिससे ऑप्टिकल फाइबर का संचरण नुकसान बढ़ जाता है, फाइबर का प्रदर्शन कम हो जाता है और केबल का जीवनकाल छोटा हो जाता है। इस प्रकार जल अवरोधन के लिए विभिन्न उपाय अपनाए जाने चाहिए। जल अवरोधन के सबसे सामान्य उपायों में पेट्रोलियम पेस्ट भरना और जल अवरोधक टेप लगाना शामिल है। इन्हें केबल के कोर और शीथ के बीच के अंतराल में भरा जाता है ताकि पानी और नमी को लंबवत रूप से फैलने से रोका जा सके और इस प्रकार जल अवरोधन में भूमिका निभाई जा सके।

जब फाइबर ऑप्टिक केबलों (विशेष रूप से केबलों) में इन्सुलेटर के रूप में सिंथेटिक रेजिन का बड़ी मात्रा में उपयोग किया जाता है, तो ये इन्सुलेटिंग सामग्री भी जल प्रवेश से अप्रभावित नहीं रहती हैं। इन्सुलेटिंग सामग्री में "जल वृक्ष" का निर्माण संचरण प्रदर्शन पर प्रभाव का मुख्य कारण है। इन्सुलेटिंग सामग्री पर जल वृक्षों के प्रभाव की प्रक्रिया को आमतौर पर इस प्रकार समझाया जाता है: प्रबल विद्युत क्षेत्र के कारण (एक अन्य परिकल्पना यह है कि त्वरित इलेक्ट्रॉनों के बहुत कमजोर निर्वहन से रेजिन के रासायनिक गुण बदल जाते हैं), जल के अणु फाइबर ऑप्टिक केबल की आवरण सामग्री में मौजूद विभिन्न संख्या में सूक्ष्म छिद्रों से प्रवेश कर जाते हैं। जल के अणु केबल आवरण सामग्री में मौजूद विभिन्न संख्या में सूक्ष्म छिद्रों से प्रवेश करते हुए "जल वृक्ष" का निर्माण करते हैं, धीरे-धीरे बड़ी मात्रा में जल जमा करते हैं और केबल की अनुदैर्ध्य दिशा में फैलते हैं, जिससे केबल के प्रदर्शन पर प्रभाव पड़ता है। कई वर्षों के अंतर्राष्ट्रीय शोध और परीक्षण के बाद, 1980 के दशक के मध्य में, जल वृक्षों के उत्पादन को रोकने का सबसे अच्छा तरीका खोजा गया, अर्थात्, केबल को एक्सट्रूड करने से पहले जल-अवशोषण और विस्तार अवरोधक की एक परत में लपेटना, जो जल वृक्षों की वृद्धि को रोके और धीमा करे, जिससे केबल के भीतर पानी का फैलाव अवरुद्ध हो जाए; साथ ही, बाहरी क्षति और पानी के रिसाव के कारण, जल अवरोधक पानी को तेजी से रोक सकता है, जिससे केबल का फैलाव अवरुद्ध न हो।

3. केबल जल अवरोधक का अवलोकन

3.1 फाइबर ऑप्टिक केबल जल अवरोधकों का वर्गीकरण
ऑप्टिकल केबल वॉटर बैरियर को कई तरीकों से वर्गीकृत किया जा सकता है, जो उनकी संरचना, गुणवत्ता और मोटाई के आधार पर होते हैं। सामान्य तौर पर, इन्हें संरचना के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है: दो तरफा लैमिनेटेड वॉटरस्टॉप, एक तरफा कोटेड वॉटरस्टॉप और कंपोजिट फिल्म वॉटरस्टॉप। वॉटर बैरियर का जलरोधक कार्य मुख्य रूप से उच्च जल अवशोषण क्षमता वाले पदार्थ (जिसे वॉटर बैरियर कहा जाता है) के कारण होता है, जो पानी के संपर्क में आने पर तेजी से फूलकर एक बड़ी मात्रा में जेल बना लेता है (वॉटर बैरियर अपने से सैकड़ों गुना अधिक पानी अवशोषित कर सकता है), जिससे जल रिसाव को रोका जा सकता है और पानी के निरंतर रिसाव और फैलाव को रोका जा सकता है। इनमें प्राकृतिक और रासायनिक रूप से संशोधित पॉलीसेकेराइड दोनों शामिल हैं।
हालांकि इन प्राकृतिक या अर्ध-प्राकृतिक जल अवरोधकों में अच्छे गुण होते हैं, लेकिन इनमें दो घातक कमियां हैं:
1) वे जैवअपघटनीय हैं और 2) वे अत्यधिक ज्वलनशील हैं। इस कारण फाइबर ऑप्टिक केबल सामग्री में उनका उपयोग होने की संभावना कम है। जल प्रतिरोधी में अन्य प्रकार की सिंथेटिक सामग्री पॉलीएक्रिलेट्स द्वारा दर्शायी जाती है, जिनका उपयोग ऑप्टिकल केबलों के लिए जल प्रतिरोधी के रूप में किया जा सकता है क्योंकि वे निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करते हैं: 1) सूखने पर, वे ऑप्टिकल केबलों के निर्माण के दौरान उत्पन्न तनावों का प्रतिकार कर सकते हैं;
2) सूखे होने पर, वे केबल के जीवनकाल को प्रभावित किए बिना ऑप्टिकल केबलों की परिचालन स्थितियों (कमरे के तापमान से 90 डिग्री सेल्सियस तक थर्मल साइक्लिंग) का सामना कर सकते हैं, और थोड़े समय के लिए उच्च तापमान का भी सामना कर सकते हैं;
3) जब पानी प्रवेश करता है, तो वे तेजी से फूल सकते हैं और विस्तार की गति के साथ एक जेल बना सकते हैं।
4) अत्यधिक चिपचिपा जेल उत्पन्न करता है, उच्च तापमान पर भी जेल की चिपचिपाहट लंबे समय तक स्थिर रहती है।

जल-विकर्षक पदार्थों के संश्लेषण को व्यापक रूप से तीन विधियों में विभाजित किया जा सकता है: पारंपरिक रासायनिक विधियाँ – रिवर्स-फेज़ विधि (जल-इन-तेल बहुलकीकरण क्रॉस-लिंकिंग विधि), स्वयं की क्रॉस-लिंकिंग बहुलकीकरण विधि – डिस्क विधि, और विकिरण विधि – “कोबाल्ट 60” गामा-किरण विधि। क्रॉस-लिंकिंग विधि “कोबाल्ट 60” गामा-विकिरण विधि पर आधारित है। विभिन्न संश्लेषण विधियों में बहुलकीकरण और क्रॉस-लिंकिंग की डिग्री भिन्न-भिन्न होती है, इसलिए जल-विकर्षक टेपों में आवश्यक जल-विकर्षक एजेंट के लिए बहुत सख्त आवश्यकताएँ होती हैं। व्यावहारिक अनुभव के अनुसार, बहुत कम पॉलीएक्रिलेट ही उपरोक्त चार आवश्यकताओं को पूरा कर पाते हैं। जल-विकर्षक एजेंट (जल-अवशोषक रेजिन) को क्रॉस-लिंक्ड सोडियम पॉलीएक्रिलेट के एक भाग के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है; तीव्र और उच्च जल अवशोषण गुणकों के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए इन्हें बहु-पॉलिमर क्रॉस-लिंकिंग विधि (अर्थात क्रॉस-लिंक्ड सोडियम पॉलीएक्रिलेट के विभिन्न भागों का मिश्रण) में उपयोग किया जाना चाहिए। बुनियादी आवश्यकताएं इस प्रकार हैं: जल अवशोषण क्षमता लगभग 400 गुना तक पहुंच सकती है, जल अवशोषण दर पहले मिनट में 75% जल को अवशोषित करने में सक्षम होनी चाहिए; जल प्रतिरोध की सुखाने की ऊष्मीय स्थिरता आवश्यकताएं: 90°C का दीर्घकालिक तापमान प्रतिरोध, 160°C का अधिकतम कार्य तापमान, 230°C का तात्कालिक तापमान प्रतिरोध (विशेष रूप से विद्युत संकेतों वाले फोटोइलेक्ट्रिक कंपोजिट केबल के लिए महत्वपूर्ण); जेल बनने के बाद जल अवशोषण स्थिरता आवश्यकताएं: कई ऊष्मीय चक्रों (20°C ~ 95°C) के बाद जेल की स्थिरता के लिए आवश्यक है: कई ऊष्मीय चक्रों (20°C से 95°C) के बाद उच्च चिपचिपाहट वाला जेल और जेल की मजबूती। जेल की स्थिरता संश्लेषण विधि और निर्माता द्वारा उपयोग की जाने वाली सामग्री के आधार पर काफी भिन्न होती है। साथ ही, विस्तार दर जितनी तेज होगी, उतना बेहतर नहीं होगा; कुछ उत्पाद गति पर ही केंद्रित होते हैं, योजक पदार्थों का उपयोग हाइड्रोजेल की स्थिरता के लिए अनुकूल नहीं होता, बल्कि जल धारण क्षमता को नष्ट कर देता है, और जल प्रतिरोध का प्रभाव प्राप्त नहीं कर पाता।

3.3 जल अवरोधक टेप की विशेषताएं: चूंकि केबल निर्माण, परीक्षण, परिवहन, भंडारण और उपयोग की प्रक्रिया में पर्यावरणीय परीक्षणों का सामना करने के लिए आवश्यक है, इसलिए ऑप्टिकल केबल के उपयोग के दृष्टिकोण से, केबल जल अवरोधक टेप की आवश्यकताएं इस प्रकार हैं:
1) दिखावट फाइबर वितरण, बिना परतदारपन और पाउडर के मिश्रित सामग्री, एक निश्चित यांत्रिक शक्ति के साथ, केबल की जरूरतों के लिए उपयुक्त;
2) एकसमान, दोहराने योग्य, स्थिर गुणवत्ता, केबल के निर्माण में परतें अलग नहीं होंगी और कोई समस्या उत्पन्न नहीं होगी।
3) उच्च विस्तार दबाव, तीव्र विस्तार गति, अच्छी जेल स्थिरता;
4) अच्छी तापीय स्थिरता, विभिन्न प्रकार की बाद की प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त;
5) उच्च रासायनिक स्थिरता, इसमें कोई संक्षारक घटक नहीं होते, जीवाणु और फफूंद से होने वाले क्षरण के प्रति प्रतिरोधी;
6) ऑप्टिकल केबल की अन्य सामग्रियों के साथ अच्छी अनुकूलता, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, आदि।

4 ऑप्टिकल केबल जल अवरोधक प्रदर्शन मानक

अनेक शोध परिणामों से पता चलता है कि अपर्याप्त जलरोधक क्षमता केबल संचरण प्रदर्शन की दीर्घकालिक स्थिरता को गंभीर रूप से प्रभावित करती है। ऑप्टिकल फाइबर केबल के निर्माण प्रक्रिया और कारखाने के निरीक्षण में इस नुकसान का पता लगाना कठिन है, लेकिन केबल बिछाने के बाद उपयोग में आने पर यह धीरे-धीरे प्रकट होता है। इसलिए, सभी पक्षों द्वारा स्वीकार्य मूल्यांकन के लिए एक आधार खोजने हेतु व्यापक और सटीक परीक्षण मानकों का समय पर विकास करना एक अत्यावश्यक कार्य बन गया है। जलरोधक बेल्ट पर लेखक के व्यापक शोध, अन्वेषण और प्रयोगों ने जलरोधक बेल्ट के लिए तकनीकी मानकों के विकास हेतु पर्याप्त तकनीकी आधार प्रदान किया है। जलरोधक क्षमता के प्रदर्शन मापदंडों का निर्धारण निम्नलिखित के आधार पर किया जाता है:
1) वॉटरस्टॉप के लिए ऑप्टिकल केबल मानक की आवश्यकताएं (मुख्य रूप से ऑप्टिकल केबल मानक में ऑप्टिकल केबल सामग्री की आवश्यकताएं);
2) जल अवरोधकों के निर्माण और उपयोग में अनुभव और संबंधित परीक्षण रिपोर्ट;
3) जल अवरोधक टेपों की विशेषताओं के ऑप्टिकल फाइबर केबलों के प्रदर्शन पर पड़ने वाले प्रभाव के बारे में शोध परिणाम।

4. 1 दिखावट
जलरोधक टेप की दिखावट ऐसी होनी चाहिए कि उसके रेशे समान रूप से वितरित हों; सतह समतल हो और उस पर झुर्रियाँ, सिलवटें या दरारें न हों; टेप की चौड़ाई में कोई दरार न हो; मिश्रित सामग्री में परतें अलग न हों; टेप कसकर लिपटा हो और हाथ से पकड़े जाने पर उसके किनारे "तिनके की टोपी" के आकार के न हों।

4.2 वॉटरस्टॉप की यांत्रिक शक्ति
पॉलिएस्टर नॉन-वोवन टेप की तन्यता शक्ति उसके निर्माण की विधि पर निर्भर करती है। समान मात्रा में, विस्कोस विधि से निर्मित उत्पाद की तन्यता शक्ति हॉट-रोल्ड विधि से निर्मित उत्पाद की तुलना में बेहतर होती है, और मोटाई भी कम होती है। केबल को लपेटने या उसके चारों ओर लपेटने के तरीके के अनुसार भी जलरोधक टेप की तन्यता शक्ति बदलती रहती है।
यह दो जल-अवरोधक बेल्टों के लिए एक प्रमुख संकेतक है, जिसके लिए परीक्षण विधि को उपकरण, तरल और परीक्षण प्रक्रिया के साथ एकीकृत किया जाना चाहिए। जल-अवरोधक टेप में मुख्य जल-अवरोधक सामग्री आंशिक रूप से क्रॉस-लिंक्ड सोडियम पॉलीएक्रिलेट और इसके व्युत्पन्न हैं, जो जल गुणवत्ता आवश्यकताओं की संरचना और प्रकृति के प्रति संवेदनशील होते हैं। जल-अवरोधक टेप की सूजन ऊंचाई के मानक को एकीकृत करने के लिए, विआयनीकृत जल का उपयोग सर्वोपरि है (आसुत परिस्थितियों में आसुत जल का उपयोग किया जाता है), क्योंकि विआयनीकृत जल में कोई ऋणायनिक और धनायनिक घटक नहीं होते हैं, जो मूल रूप से शुद्ध जल है। विभिन्न जल गुणवत्ता में जल अवशोषण राल का अवशोषण गुणक बहुत भिन्न होता है। यदि शुद्ध जल में अवशोषण गुणक नाममात्र मान का 100% है; नल के पानी में यह 40% से 60% तक होता है (प्रत्येक स्थान की जल गुणवत्ता के आधार पर); समुद्री जल में यह 12% होता है; भूमिगत जल या नाली के पानी का मामला अधिक जटिल है, अवशोषण प्रतिशत निर्धारित करना कठिन है, और इसका मान बहुत कम होगा। केबल की जलरोधी क्षमता और जीवनकाल सुनिश्चित करने के लिए, 10 मिमी से अधिक की सूजन ऊंचाई वाली जलरोधी टेप का उपयोग करना सबसे अच्छा है।

4.3 विद्युत गुणधर्म
सामान्यतः, ऑप्टिकल केबल में विद्युत संकेतों के संचरण के लिए धातु के तार का उपयोग नहीं होता है, इसलिए इसमें अर्धचालक प्रतिरोधक जलरोधी टेप की आवश्यकता नहीं होती है। केवल 33 वांग कियांग आदि: ऑप्टिकल केबल जलरोधी टेप
विद्युत संकेतों की उपस्थिति से पहले विद्युत मिश्रित केबल के लिए, अनुबंध द्वारा केबल की संरचना के अनुसार विशिष्ट आवश्यकताओं का निर्धारण किया जाता है।

4.4 ऊष्मीय स्थिरता अधिकांश प्रकार के जल अवरोधक टेप ऊष्मीय स्थिरता की आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं: 90°C का दीर्घकालिक तापमान प्रतिरोध, 160°C का अधिकतम कार्य तापमान और 230°C का तात्कालिक तापमान प्रतिरोध। इन तापमानों पर एक निश्चित अवधि के बाद जल अवरोधक टेप के प्रदर्शन में कोई परिवर्तन नहीं होना चाहिए।

किसी भी फूलने वाले पदार्थ की सबसे महत्वपूर्ण विशेषता उसकी जेल जैसी मजबूती होनी चाहिए, जबकि फैलाव दर का उपयोग केवल प्रारंभिक जल प्रवेश की लंबाई (1 मीटर से कम) को सीमित करने के लिए किया जाता है। एक अच्छे फैलाव वाले पदार्थ में उचित फैलाव दर और उच्च श्यानता होनी चाहिए। एक खराब जल अवरोधक पदार्थ, उच्च फैलाव दर और कम श्यानता के बावजूद, खराब जल अवरोधक गुण प्रदर्शित करेगा। इसका परीक्षण कई ऊष्मीय चक्रों की तुलना करके किया जा सकता है। जल अपघटन की स्थिति में, जेल कम श्यानता वाले तरल में टूट जाएगा जिससे उसकी गुणवत्ता खराब हो जाएगी। यह प्रक्रिया फूलने वाले पाउडर युक्त शुद्ध जल के घोल को 2 घंटे तक हिलाकर की जाती है। परिणामी जेल को अतिरिक्त पानी से अलग करके एक घूर्णनशील विस्कोमीटर में रखा जाता है ताकि 95°C पर 24 घंटे पहले और बाद में श्यानता को मापा जा सके। जेल की स्थिरता में अंतर देखा जा सकता है। यह प्रक्रिया आमतौर पर 20°C से 95°C तक 8 घंटे और 95°C से 20°C तक 8 घंटे के चक्रों में की जाती है। संबंधित जर्मन मानकों के अनुसार 8 घंटे के 126 चक्रों की आवश्यकता होती है।

4.5 अनुकूलता: फाइबर ऑप्टिक केबल के जीवनकाल के संबंध में जल अवरोधक की अनुकूलता एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण विशेषता है और इसलिए अब तक उपयोग किए गए फाइबर ऑप्टिक केबल सामग्रियों के संदर्भ में इस पर विचार किया जाना चाहिए। चूंकि अनुकूलता स्पष्ट होने में लंबा समय लगता है, इसलिए त्वरित एजिंग परीक्षण का उपयोग किया जाना चाहिए, अर्थात् केबल सामग्री के नमूने को साफ करके, सूखी जल-प्रतिरोधी टेप की एक परत से लपेटकर 10 दिनों के लिए 100°C के स्थिर तापमान कक्ष में रखा जाता है, जिसके बाद उसकी गुणवत्ता का मूल्यांकन किया जाता है। परीक्षण के बाद सामग्री की तन्यता शक्ति और बढ़ाव में 20% से अधिक परिवर्तन नहीं होना चाहिए।


पोस्ट करने का समय: 22 जुलाई 2022