EoW May 2009

Техническая статья

больше, чем смог продемонстрировать кабель для глубоководных ДУПМ. Тем не менее, этот кабель, вероятнее всего, может подвергнуться ударному воздействию в подводных условиях, в которых любой расположенный под водой предмет при падении будет перемещаться с гораздо меньшей скоростью, и, следовательно, величина прилагаемого к кабелю усилия будет существенно ниже. 5.1.3 Предел прочности на растяжение Все три стандарта содержат требование, касающееся величины удельной растягивающей нагрузки. При этом требованиями стандартов ICEA-640 и GR-20 предусматривается самое высокое значение кратковременной растягивающей нагрузки, составляющее 2670 Н. Стандарт EN-187105 предусматривает приложение кратковременной растягивающей нагрузки с поправкой на вес кабеля. Диаметр оправки, используемой на испытательном стенде, был определен с учетом самых жестких требований, содержащихся в стандартах GR-20 и ICEA-640. В соответствии с указанными стандартами максимальный диаметр установлен в пределах 560 мм, а минимальный – в пределах 30-кратного значения диаметра кабеля. При проведении данных испытаний использовалась оправка диаметром 26 мм. Согласно требованиям стандартов ICEA-640 и GR-20, увеличение значения затухания более чем на 0,05 дБ при длине волны 1550 нм и (или) деформация волокна, составляющая или превышающая 60 % от допустимой величины его растяжения, свидетельствуют о нарушении целостности кабеля. Безусловно, в рамках данных испытаний использование указанных нагрузок не предусматривалось, поскольку модуль упругости кабеля находится в пределах всего 12 кгс. Instron® со встроенным тензометром для определения величины деформации растяжения кабеля. Настройка стенда для испытания на растяжение была произведена таким образом, чтобы обеспечить минимально возможную скорость выполнения тестов и регистрациюзначенийзатуханиявкабеле и деформации растяжения. Стенд Instron обеспечивал данные по нагрузке, тогда как тензометр фиксировал данные по деформации растяжения. Ввиду того, что избыточность длины волокна в данном кабеле была слишком незначительна, Для испытания растяжение данного кабеля на использовался соответствующий стенд

Количество ударов Момент силы (Н/м)

Δ затухания

Прошел/Не проше

1 1 1 1 1

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

0 0 0 0

Прошел Прошел Прошел Прошел

н/д

Не прошел

Таблица ▲ ▲ 3 : Результаты испытаний на стойкость к ударным нагрузкам

величина деформации растяжения кабеля и волокна была принята одинаковой. Принципиальная схема испытательного стенда представлена на рис. 9.

ресурса данного кабеля могла быть существенно выше уровня в 60 % от допустимой величины растяжения волокна. Нагрузка в 25 фунтов, судя по всему, является приемлемым вариантом. 5.1.4 Испытание на сохранение целостности при цикличном изменении температуры Стандартом EN-187105 установлено самое низкое значение температуры при проведении испытаний, равное -45 °C, тогда как стандарты GR-20 и ICEA-640 предусматривают самое высокое значение температуры при проведении испытаний, составляющее +70 °C. Было принято решение использовать модифицированный режим термоциклирования, при котором кабель подвергался бы циклическому термовоздействию при крайних значениях температуры для того, чтобы вызвать нарушение целостности кабеля. Эпюра цикличного изменения температурного режима, использованного при проведении данных испытаний, приведена на рис. 11.

Зажимное устройство

Зажимное устройство

Испытуемый отрезок кабеля

Тензодатчик

Тяговое устройство

Оборудование для измерения параметров волокна

Рис. 9. ▲ ▲ Схема испытаний на растяжение

Результаты испытаний кабеля и волокна на растяжение с соответствующими показаниями затухания наглядно представлены на рис. 10.

Δ затухания Деформациярастяженияволокна Деформациярастяжениякабеля

Δ (дБ)

Деформация растяжения (%)

Нагрузка (фунт.)

Рис. 10. ▲ ▲ Результаты испытаний на растяжение

Из приведенных результатов видно, что при нагрузке менее 30 фунтов существенного изменения величины затухания не наблюдается. Согласно требованиям всех стандартов на волоконно-оптические кабели, деформация растяжения волокна не должна превышать 60 % от допустимой величины его растяжения в условиях воздействия на кабель максимальной для него расчетной нагрузки. Указанная допустимая величина растяжения была получена по результатам исследования надежности волокна в течение 20-летнего срока его службы и, в частности, развития в указанный период времени возникающих под действием напряжений трещин. Кабель для глубоководных ДУПМ был рассчитан на использование в течение короткого промежутка времени до вывода его из эксплуатации, поэтому допустимая нагрузка с учетом ограниченного эксплуатационного

Температура (°C)

Продолжительность испытаний

Рис. 11. ▲ ▲

Эпюра

цикличного

изменения

температурного режима

Стандарт GR-20 устанавливает самые жесткие требования относительно величины затухания, согласно которым среднее значение увеличения затухания для всех волокон не должно превышать 0,05 дБ/км. Стандартом EN-187105 предусматриваются наиболее жесткие требования по значению увеличения затухания для отдельных волокон, которое не должно превышать 0,10 дБ/ км. При проведении испытаний была достигнута договоренность о том, что рост затухания для отдельных волокон не должен превышать 0,10 дБ/км, и что

75

EuroWire – май 2009 г.