EoW May 2009

articolo tecnico

5.1.1Resistenza alla rottura da com- pressione La norma Telcordia GR-20 era la più rigorosa delle tre norme sopra citate, poiché richiedeva una pressione di 44N/mm nell’arco di un minuto e 22N/mm di pressione in dieci minuti. Un test analogo è stato adottato applicando un carico specifico per un periodo di dieci minuti, e quindi valutando l’attenuazione del cavo alla fine del tempo previsto mentre il cavo era ancora sotto carico. La norma GR-20 presentava i requisiti più rigorosi per qualsiasi aumento di attenuazione; pertanto è stata adottata come linea direttiva. La norma stabiliva che il cambio di attenuazione dovrebbe restare inferiore a 0,05dB per il 90% delle fibre testate ed inferiore a 0,15dB per il 100% delle fibre testate. Il cavo è stato schiacciato utilizzando una piastra d’acciaio di 25mm con bordi arrotondati ed un raggio di 10mm. Si veda la Figura 7 per il grafico della configurazione di prova. Ad ogni risultato positivo, il carico veniva aumentato. Questa procedura è stata seguita fino ad ottenere il cedimento del cavo. I risultati di queste prove sono illustrati nella Tabella 2 . Come evidenziato dai risultati, le prestazioni del cavo sono state sorprendentemente buone, considerando che il requisito per un cavo per installazione esterna standard è di 44N/mm. Ciascuna pressione è stata esercitata due volte al fine di assicurare un risultato positivo o negativo. Le prestazioni di questa struttura di cavo sotto un carico compressibile possono essere associate al fluido incompressibile all’interno del cavo. 5.1.2Resistenza alla rottura causata da urto La norma EN-187105 richiedeva l’applicazione di una forza d’impatto specifica su tre diverse sezioni del cavo. La norma EN-640 richiedeva l’applicazione di una forza d’impatto specifica due volte su tre diverse sezioni del cavo. La norma EN-20 richiedeva l’applicazione di una forza d’impatto specifica 20 volte in un punto del cavo. In un contesto sottomarino reale, un impatto si verificherebbemolto probabilmente una sola volta in un unico punto; pertanto è stata adottata la procedura di prova della norma GR-20. La norma GR-20 presentava i requisiti più rigorosi per qualsiasi aumento di attenuazione ed è stata quindi adottata come linea direttiva. Ancora, la norma stabiliva che il cambio di attenuazione restasse inferiore a 0,05dB per il 90% delle fibre testate ed inferiore a 0,15dB per il 100% delle fibre sottoposte alla prova. Si veda la Figura 8 per il grafico della configurazione di prova. Figura 7 ▲ ▲ : Diagramma test di compressione Macchina di frantumazione Cavo sottoposto a prova Equipaggiamento per la misurazione delle fibre

Pressione (N/mm)

Delta (dB)

Positivo/Negativo

Positivo Positivo Positivo Positivo Negativo

10 15 20 25 30

0,00 0,08 0,03 0,11 0,70

Tabella 2 ▲ ▲ : Risultati della prova di compressione

Numero di urti

Forza (Nm)

Δ Attenuazione Positivo/Negativo

Positivo Positivo Positivo Positivo Negativo

1 1 1 1 1

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

0 0 0 0

N/A

Tabella ▲ ▲ 3 : Risultati della prova d’urto

Gli operatori utilizzarono per questa prova un mandrino del diametro di 26mm. Secondo le norme ICEA-640 e GR-20, il cedimento di un cavo comporta un aumento dell’attenuazione superiore a 0,05dB ad una lunghezza d’onda di 1550nm e/o una deformazione della fibra superiore o uguale al 60% del valore di deformazione massima della fibra. Ovviamente, questa prova non si avvicinerebbe ai carichi specificati, poiché il cavo presenta un modulo di elasticità nell’ordine di solo 12kgf. Gli operatori incaricati delle prove utilizzarono un banco Instron® per prove di trazione con estensimetro incorporato per sottoporre il cavo alla prova di deformazione. Il banco per prove di trazione fu allestito in modo da funzionare il più lentamente possibile, per consentire di registrare l’attenuazione e la deformazione del cavo. Il banco di prova Instron fornì i dati di carico, mentre l’estensimetro fornì i dati di deformazione. Essendo la lunghezza aggiuntiva della fibra in questo cavo così insignificante, si suppose che la deformazione del cavo e la deformazione della fibra fossero uguali. Si veda la Figura 9 per il grafico della configurazione di prova.

Macchina per prova d’urto

Cavo sottoposto a prova

Equipaggiamento per la misurazione delle fibre

Figura 8 ▲ ▲ : Diagramma prova d’urto

Il cavo di prova fu sottoposto ad un impatto con una forza specifica per la durata di un ciclo. Una volta completato l’impatto, fu testata l’attenuazione del cavo. Questa procedura fu ripetuta fino ad ottenere il cedimento del cavo. I risultati di queste prove sono illustrati nella Tabella 3 . Questi risultati evidenziano che il valore 0,4Nm rappresenta la massima forza d’impatto che il cavo potrebbe sopportare. A 0,5Nm il cavo risultava completamente appiattito con la fibra danneggiata che sporgeva dalla parte laterale del rivestimento. Come riferimento, le installazioni esterne standard, richiedono la resistenza ad una forza d’impatto di 4,4Nm, un valore di gran lunga superiore al valore che si poteva ottenere con il cavo ROV per alte profondità. Tuttavia, è più probabile che questo cavo subisca degli urti sott’acqua; qualsiasi oggetto che precipita sott’acqua si muove con una velocità di gran lunga inferiore, e pertanto la forza esercitata sul cavo sarà di gran lunga inferiore. 5.1.3 Resistenza alla trazione Tutte e tre le norme richiedono un carico di trazione specifico mentre le norme ICEA-640 e GR-20 prevedono il carico di trazione a breve termine più elevato di 2670N. La norma EN-187105 richiede un carico di trazione a breve termine che costituisce un fattore del peso del cavo. Per quanto riguarda il diametro del mandrino utilizzato sul banco di prova, le norme GR-20 e ICEA-640 erano le più severe. Queste norme specificano un diametro massimo di 560mm ed un minimo di 30 volte il diametro del cavo.

Equipaggiamento di trazione

Dispositivo di fissaggio Lunghezzadicavo sottopostoaprova

Cella di carico

Equipaggiamento per la misurazione delle fibre

Figura 9 ▲ ▲ : Diagramma test di trazione

I risultati della deformazione del cavo e della deformazione della fibra con le corrispondenti letture dell’attenuazione sono illustrate nella Figura 10 . I risultati evidenziano che l’attenuazione non presenta variazioni significative al di sotto di 30 libbre. Tutte le norme relative ai cavi a fibre ottiche richiedono che la deformazione della fibra non superi il 60% del valore di prova massimo della fibra con il cavo sottoposto al carico nominale massimo.

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EuroWire – Maggio 2009