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延伸天康天康光缆天康光缆使用寿命的方法

标签:延伸,光缆,使用,使用寿命,寿命,方法 时间:2019年11月05日 阅读49次
  

  在远程天康光缆通讯体系中,天康天康光缆必中彩票登陆传输特征应是长期稳固的,尤其是远程干线直埋天康光缆和海底天康光缆体系,对天康光缆的长寿命提出了更高的要求。一样平常对陆地天康光缆的使用寿命,盼望有20年以上的安全使用期,而对海底天康光缆,则要求其使用寿命进步到25年以上,其故障间隔时间平均要求为10年。因此,如何延伸天康光缆的使用寿命,怎样精确的使用天康光缆,都是人们关心的紧张技术课题,下面从天康光缆的结构方面谈谈如何延伸天康光缆的使用寿命。

  影响天康光缆中天康天康光缆寿命的三大因素

  天康天康光缆是天康光缆中最紧张的组成材料之一,要进步天康光缆的使用寿命,最根本的是要进步天康天康光缆的使用寿命。影响天康天康光缆使用寿命的缘故原由重要有:①天康天康光缆外观的微裂纹的存在和扩大;②大气环境中的水和水蒸气分子对天康天康光缆外观的浸蚀;③不合理敷设天康光缆时残留下来的应力长期作用等。因为上述缘故原由,使得以石英玻璃为基础的天康天康光缆机械强度渐渐降低,衰耗慢慢增大,最后使天康天康光缆断裂,停止了天康光缆的使用寿命。

  因为在纤维外观上总是会存在着微裂纹,在大气环境中发生慢裂纹生长,使裂纹赓续地扩大,使天康天康光缆的机械强度渐渐退化。例如,一根125μm直径的石英天康天康光缆,经过3年的慢转变以后,使天康天康光缆的抗拉强度从180kpsi(相称于1530g抗拉强度),降到了60kpsi(相称于510g抗拉强度)。天康天康光缆这种慢转变而引起机械强度降低的原理是:当天康天康光缆外观有微裂纹(或缺陷)时,在受到外来应力的作用时,并不会立即断裂,只有施加应力达到裂纹的临界值时,纤维才会断裂。而石英纤维承受到一个小于临界值的恒定应力时,外观裂纹会发生缓慢的扩大,使裂纹的深度达到断裂的临界值,这就是纤维机械强度退化的过程。石英天康天康光缆机械强度的退化是因为承受到的应力与大气环境中的水和水蒸气分子浸蚀的联合作用造成的。

  延伸天康天康光缆使用寿命的方法

  当纤维在真空环境中,因为没有水分子存在,所以不会发生应力浸蚀,其委靡参数n为最大值,天康天康光缆也具有最高的强度,这时的强度就是纤维的惰性强度,称之为Si。天康天康光缆在使用环境中所具有的使用寿命ts与它所承受的应力σ和纤维的惰性强度Si之间有如下关系:lgts=-nlgσ+lgB+(n-2)lgSi上式中后面两项皆为常数,所以当承受到的应力σ恒准时,纤维的使用寿命ts只与纤维的委靡参数n值有关。n值愈大,天康天康光缆的寿命ts也愈长。

  因此,进步天康天康光缆的使用寿命有两种方法:

必中彩票登陆   第一,当委靡参数n肯定时,纤维的寿命ts只与所承受到的应力σ有关,因此,减小纤维承受到的应力是进步天康天康光缆使用寿命的一种方法。当人们制造天康天康光缆时,在天康天康光缆外观上形成一种压缩应力以对抗所承受到的张应力,使张应力减到尽可能小的程度,由此就产生了压应力包层技术来制造天康天康光缆。

  若设天康天康光缆承受到的应力为σa,寿命为t1,当天康天康光缆具有压应力σR包层时,天康天康光缆的寿命为t2:t2=t1[(σa-σR)/σa]-n其中,(σa-σR)为天康天康光缆真正承受到的净应力。由此注解:具有压应力包层的天康天康光缆比一样平常天康天康光缆的寿命长得多。近年来就有人用掺GeO2石英做天康天康光缆外观的压缩层,也有人用掺TiO2石英做天康天康光缆的外包层使天康天康光缆自己的抗拉强度从50kpsi进步到130kpsi(相称抗拉强度从430g进步到1100g),也使天康天康光缆的静态委靡参数从n=20~25进步到n=130。

  第二,进步天康天康光缆的静态委靡参数n来进步天康天康光缆的使用寿命。因此,人们在制造天康天康光缆时,设法把石英纤维自己与大气环境隔绝开来,使之不受大气环境的影响,尽可能地把n值由环境材料参数变化为天康天康光缆材料自己的参数,就可以使n值变得很大,由此产生了在天康天康光缆外观的“密封被覆技术”。

  近十年来,使用“密封被覆技术”来制造天康天康光缆取得了伟大进展。被覆材料由金属类扩展到金属氧化物、无机碳化物、无机氮化物、碳化物、氮氧化物和CVD沉积无定型碳。被覆层结构由单一的金属被覆层发展到密封被覆层与有机被覆层相结合的复合被覆层结构,使天康天康光缆更具有现实应用的价值,纤维的光学性能、机械性能和抗委靡性能都有进步。

  例如:①金属被覆天康天康光缆:铝被覆天康天康光缆可承受1Gpa(150kpsi)的应力,浸没在水中实验,在350℃温度下使用,寿命在10年以上。②金属氧化物和其它无机物被覆的天康天康光缆:用C4H10与SiH4在纤维外观沉积成Si0.21O0.22C0.77的密封被覆层,并涂上有机层,纤维的n值可达到256。③用氮化硼做密封被覆层的天康天康光缆:可承受200kpsi的拉力,n值可进步到100以上。又如用TIC密封被覆的天康天康光缆具有400~500kpsi的强度,可耐100℃的水。④无定形碳密封被覆天康天康光缆:在无机被覆材料中,无定形碳被覆层不仅对天康天康光缆的光学性能和机械强度很少有损害作用,而且体现出优秀的抗水性能及抗氢性能。此项技术已经走向工业化生产。这种纤维的典型抗拉强度已达到500~600kpsi,动态n值为350~1000。在室温下25年后,碳密封被覆天康天康光缆中渗入的氢只有通俗天康天康光缆的1/10000;在天康光缆中,此类纤维可允许的氢压力比一样平常天康天康光缆高100倍。用此天康天康光缆可适当地降低成缆条件或在更高温度条件下使用。

  使用纤维外观生长“压应力包层”和“密封被覆技术”后,天康天康光缆的寿命可用下式推出:t2/t1=19.36×10IRσa7式中,σa是施加的应力或使用应力。由此可算出σa与t2/t1的关系。这类天康天康光缆的使用寿命可达40年,可望用于海底天康光缆和军用通讯。

必中彩票登陆   另有一些研究还注解,制造天康天康光缆时宁可用锗(GeO2)和氟(F)作掺杂剂,也不用磷(P2O5)作掺杂剂,因磷的“亲水(H2O)”性好,使天康天康光缆易受潮湿,引起纤芯内部P-OH键吸取衰耗增大,使天康天康光缆缓慢转变。所以长使用寿命的天康天康光缆杜绝用磷作掺杂材料。

  在制造天康光缆工艺中细致防潮防水,削减残存的应力。首先是缆芯结构设计,肯定要用松结构,防止留下残存的应力,绞合天康光缆时要选择合理的天康天康光缆余长,也能减小张应力的作用;在缆芯内添补石油凝胶,目的是为了防潮、防水、防含氢化合物(污染液体)的浸蚀;使用涂塑钢带、铝带也是为了防潮,增长天康光缆的抗侧压、抗张力的能力;有些工厂在缆芯内每隔一米就加一个热熔胶的阻水层,防止缆芯纵向水的渗透;选用线膨胀系数小的材料作缆芯的强度元件,目的也是珍爱天康天康光缆,免除外张力的影响。最后还要指出的一点,就是制造天康光缆的每一种原材料,自己必须有30年以上的寿命,必须有高稳固性的物理性能和化学性能。只有严酷控制上述各道制造工艺的质量,才可以延伸天康光缆的使用寿命。

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