EoW May 2009

artículo técnico

Extremos de temperatura (°C)

Delta en frío (dB/km)

Delta en caliente (dB/km)

Ciclo

ΔAtenuación Deformaciónde lafibra Deformacióndelcable

1

0/+40

-0.003

0.003

2

-10/+50

-0.002

0.011

3

-20/+60

-0.002

0.010

Δ (dB)

4

-30/+70

-0.005

0.010

Deformación (%)

5

-40/+80

-0.004

0.007

Carga (lbs)

6

-50/+85

-0.003

0.005

Figura 10 ▲ ▲ : Resultados de la deformación

7

-60/+90

0.043

N/A

deformación de la fibra no sea superior al 60% del nivel máximo de la fibra, con el cable sometido a carga nominal máxima. Este valor de deformación máxima fue obtenida de un estudio sobre la fiabilidad de la fibra durante un ciclo de uso de 20 años, en particular la propagación de grietas debidas a tensión durante este período de tiempo. El cable para ROV de aguas profundas había sido pensado para trabajar durante un tiempo corto antes de ser retirado del servicio. Por lo tanto, debido al breve ciclo de uso de este cable, la carga aceptable podía ser mucho más alta que el 60% del valor de deformación máxima de la fibra. Una carga de 25 libras parece ser una solución aceptable. 5.1.4Resistencia a variación cíclica de la temperatura La norma EN-187105 requiere la temperatura de prueba más baja (-45ºC), mientras que la GR-20 y la ICEA-640 requieren la temperatura de prueba más alta (+70ºC). Se decidió seguir un perfil de los ciclos de temperatura modificado para someter los cables a variaciones de temperaturas extremas que causarían la rotura del cable. El perfil de variación cíclica de la temperatura utilizado en esta prueba está ilustrado en la Figura 11 .

Tabella 4 ▲ ▲ : Resultados de la prueba de variación cíclica de la temperatura

realizadas a temperaturas extremas y comparadas con las mediciones de base efectuadas a temperatura ambiente antes de la prueba. Se puede ver un esquema de la prueba en la Figura 12 .

Para la prueba se utilizaba un banco de torsión y un dispositivo de medición de las fibras. El cable fue hecho pasar a través del banco de torsión y luego conectado al equipo de prueba de las fibras por ambos extremos, como se puede ver en la Figura 14 .

Equipo para la prueba de retorcimiento

Cámara ambiente

Manivela

Mordaza

Cable probado

Carrete del cable

Equipo de medición de la fibra

Cable probado

Figura 14 ▲ ▲ : Diagrama de la prueba de retorcimiento

Equipo de medición de la fibra

La distancia entre la manivela y la mordaza fue establecida en un punto predeterminado. Tras determinar la distancia, el cable fue fijado a la mordaza y a la manivela. Luego, la mordaza fue desplazada dos tercios de la distancia hacia la manivela. Al mango de la manivela se le dió 10 vueltas a partir de cero. Después de darle las 10 vueltas, la mordaza fue puesta de nuevo en su posición. Durante el recorrido de retorno de la mordaza, el cable se retorció y se desenroscó. La fibra fue probada después de desenroscarse. Para esta prueba se adoptó el requisito de atenuación estándar. La norma establecía que el cambio de atenuación debía ser inferior a 0,05dB para el 90% de las fibras probadas e inferior a 0,15dB para el 100% de las fibras probadas. Si la fibra cumplía lo requisitos de cambio de atenuación, se repetía el procedimiento hasta que se produjera el fallo en la fibra. Los resultados muestran que el cable puede soportar una situación de retorcimiento extrema. Los resultados han superado ampliamente las expectativas, eclipsando los resultados de los diseños de cables anteriores. Con otros diseños de cable, un número previsible de torsiones causarían el retorcimiento del cable. Cuando se retorcía el cable, el fallo del cable era prácticamente seguro. En este caso el retorcimiento debía ir acompañado de una torsión excesiva para originar un fallo. Sin duda alguna, este cable era más robusto que cualquier otra versión anterior. 5.2 Pruebas de Oceaneering Inter- national Además de las pruebas de CommScope, Oceaneering realizó varias pruebas ideadas internamente para comprobar la fiabilidad del diseño del cable.

Los resultados de estas pruebas están ilustrados en la Figura 13 . El ciclo de temperatura está indicado en el eje X, mientras que la fluctuación de la atenuación está indicada en el eje Y. Estos valores representan el cambio de atenuación máximo de una sola fibra en cada valor extremo de temperatura. Figura 12 ▲ ▲ : Diagrama de la prueba de variación cíclica de temperatura

(dB/km)

Estos resultados muestran que el cable era capaz de soportar amplias variaciones de temperatura. Aunque el cable pueda resistir a -60ºC, muy probablemente no se encontrará nunca a esta temperatura dado que el agua del mar en la cual opera se congela a una temperatura justo por debajo de 0°C. Los datos están indicados en la Tabla 4 . 5.1.5Prueba de resistencia al retorci- miento Esta prueba fue creada para probar la resistencia al retorcimiento del cable para ROVs de aguas profundas. El retorcimiento se define como “(de una cuerda) torcimiento de una cosa dándole vueltas alrededor de sí misma. Se necesitaba un parámetro de referencia para verificar si variaciones del proceso de fabricación o de los materiales en el diseño podían mejorar los efectos del retorcimiento en el cable. Figura 13 ▲ ▲ : Resultados de la prueba de variación cíclica de la temperatura Temperatura (°C) Cambio máximo de atenuación

Temperatura (°C)

Horas de prueba

La norma GR-20 exige los requisitos de atenuación más severos para el aumento medio de atenuación de todas las fibras, es decir 0,05dB/km. La norma EN-187105 exige los requisitos de atenuación más estrictos para el aumento de atenuación de una fibra individual, es decir 0,10dB/km. Los técnicos decidieron adoptar un requisito modificado según el cual ninguna fibra debía tener un aumento de atenuación superior a 0,10dB/km, y el aumento de atenuación medio de todas las fibras no debía ser superior a 0,05dB/km. Se decidió también seguir los requisitos más estrictos de las normas ICEA-640 y GR-20 durante las mediciones de atenuación. Todas las mediciones de atenuación fueron Figura 11 ▲ ▲ : Perfil de variación cíclica de la temperatura

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EuroWire – Mayo de 2009