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浅析PBT、不锈钢松套管的余长控制

时间:2017-12-12 16:53:22

  摘要:本文紧密结合光纤光缆生产、检测、使用的过程,针对目前常用PBT松套管、不锈钢松套管,就如何在生产过程中控制光纤余长进行简单阐述。

  关键词:余长、松套管、张力、弹性应变、塑性应变

  引言:光缆的主要功能就是信号传输,光纤余长的大小直接影响光缆的传输质量和使用寿命。产生余长的方式和光纤的松套结构密不可分,随着光纤光缆行业的不断发展,由于用途、使用环境等的不同,对光缆性能的要求也不尽相同。为了满足行业需求,光缆的制造技术也在不断发展更新,光缆的型号也越来越多,松套管的种类也逐渐增多,以下针对普遍使用的PBT和不锈钢松套管余长控制方法进行简单介绍。

一、不锈钢松套管余长控制

1、光纤放线张力对余长的影响。

光纤放线张力越大,余长越小;反之越大。但是光纤放线张力不能过大也不能过小,过大容易将光纤拉断,过小光纤容易下垂,在进入套管前容易造成断纤。根据不同产品需求,一般光纤的放线张力控制在30-80g之间。图片1.png

2、纤膏温度对光纤余长的影响。

生产过程中纤膏填充需要对纤膏进行加温,纤膏的温度越高产生的余长越大,反之越小;温度设定和纤膏的型号和生产厂家有所不同,一般控制在100℃左右。纤膏的粘度和其加热温度成反比,当温度提高时纤膏粘度降低,纤膏的粘度对松套管余长影响的范围较大。但纤膏粘度达到一定程度时,松套管余长就不可控,明显症状就是纤差变大。    图片2.png3、轮式牵引张力对余长的影响。

轮式牵引张力越大余长越大,反之越小;但张力不能过大,当张力太大时,不锈钢管的弹性应变小于塑性应变时,不锈钢管余长反而变小,且不锈钢管易出现形变。图片3.png 

4、不锈钢管复绕对余长的影响。

不锈钢管复绕主要是通过钢管二次形变调整余长大小。一是:使用专门的校直设备,通过对钢管进行纵向校正,使钢管的塑性应变大于弹性应变,让钢管发生轻微形变来增加余长;二是:通过适当调整钢管的放线张力,纵向改变钢管形变,减小余长,一般钢管放线不能超过正常生产收线张力的1.5倍,否者钢管容易发生严重变形。

5、影响不锈钢松套管余长的因素分析表:

图片4.png

 

二、PBT松套管

1、放线张力对余长的影响。

光纤放线张力越大,其光纤被拉伸的程度越大,相对在热水槽松套管的负余长越大,最终余长就越小。放线张力的稳定性也会影响松套管余长的稳定性,放线不稳会导致松套管中各个光纤的纤差较大。

2、水槽温度对余长的影响。

PBT松套管的余长主要靠热收缩法来控制,所以水温控制起到至关重要的作用。热水槽温度是调节松套管余长的主要工艺参数,通过热水和冷水温差调节来控制余长,在其他参数稳定不变的情况下,热水槽的温度越高,余长越大,反之越小。一般热水的设定温度≥40℃,由于PBT的结晶温度一般在40~50℃之间,如果热水的温度过低,PBT结晶不好会影响其松套管的性能,松套管后期收缩会很大,而热水和冷水的温度差是控制松套管余长的主要因素。冷水温度一般设定20℃,温差越大,其松套管收缩越大,余长越大,反之越小。图片5.png 

3、纤膏对余长的影响。

纤膏的性能也是影响余长稳定性的重要因素,而纤膏的粘度时决定余长大小的重要因素。纤膏的粘度和其加热温度成反比,当温度提高时纤膏粘度降低,纤膏的粘度对松套管余长影响的范围较大。但纤膏粘度达到一定程度时,松套管余长就不可控,导致各根光纤的纤差很大,一般纤膏温度70℃~90℃。

4、模具对余长的影响。

填充纤膏的充油针管和导纤针管对余长也有一定的影响,充油针管或导纤针管的大小,直接影响到纤膏的挤出稳定性,纤膏的挤出稳定相决定了光纤的运动轨迹,所以一般纤膏挤出不稳定,则表现在各光纤的余长相差很大。

5、影响PBT松套管余长的因素分析表

影响PBT松套管余长的主要因素

序号

因素

余长

1

影响余长大小的因素

光纤放线张力

2

余长牵引轮缠绕圈数

3

束管收线张力

4

水温差

5

影响余长一致性的因素

光纤放线张力

不一致

不一致

6

纤针规格

纤针大

不一致

7

设备中心线

不一致

不一致

8

影响后收缩的因素

热水槽水温

水温低

后收缩大

水温高于45度以上

后收缩小

9

色母料厂家

不同

不同

10

色母料配比

后收缩大

 

三、PBT、不锈钢松套管对余长的要求

光缆中的主要原材料的线膨胀系数和杨氏模量如下表:

原材料

线膨胀系数(K-1

杨氏模量(GPa)

二氧化硅光纤

0.55×10-6

70

11.7×10-6

190~200

聚乙烯

200×10-6

1~2

PBT

70×10-6

2.6

 

根据以上可以看出钢材的线膨胀系数约是光纤的20倍, PBT线膨胀系数约是光纤的100倍,所以不锈钢松套管和PBT松套管在生产时对余长要求也有所不同。验证光纤余长是否合格的方法,就是通过高低温和拉力试验,检测光缆各项指标来确定。

PBT松套管

不锈钢松套管

层绞式

中心式

层绞式

中心式

0.6~1.2

1.5~2.5

1.0~3.0

3.0~5.0

注:根据光缆型号、加工设备等的不同,余长大小也会有所不同。

 

四、PBT、不锈钢松套管的特点

不锈钢松套管余长受温度影响变化较小,主要适用于OPGW光缆、井用光缆和一些特殊环境下的新型光缆,和PBT松套管相比具有更好的抗拉、抗侧压性能、长期使用高温环境可达150℃以上;PBT松套管相对来说具有较好的弯曲性能。

五、 结束语

在光缆因温度或被拉伸时,光缆会收缩或被拉伸,而光纤在松套管内却可以自由调整位置,不使光纤受力而影响传输性能,(当光缆缩短时,光纤靠向外侧,而当光缆伸长时,光纤靠向内侧)。松套管内光纤自由调整幅度是由松套管的光纤余长来决定,所以松套管余长的稳定性至关重要。希望以上关于松套管光纤余长控制方法的介绍能给读者一定的参考价值。

 



  山东太平洋光纤光缆有限公司  冯建达 郭俊国 齐伟
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