Ontworpen voor de oceaan: het structurele ontwerp van optische glasvezelkabels voor onder water

Technologiepers

Ontworpen voor de oceaan: het structurele ontwerp van optische glasvezelkabels voor onder water

Maritieme glasvezelkabels zijn speciaal ontworpen voor gebruik in de oceaan en bieden een stabiele en betrouwbare gegevensoverdracht. Ze worden niet alleen gebruikt voor interne communicatie aan boord van schepen, maar ook veelvuldig toegepast in transoceanische communicatie en gegevensoverdracht voor offshore olie- en gasplatformen, en spelen een cruciale rol in moderne maritieme communicatiesystemen. Om de stabiliteit van offshore-activiteiten te garanderen, zijn maritieme glasvezelkabels waterdicht, drukbestendig, corrosiebestendig, mechanisch robuust en zeer flexibel.

Over het algemeen bestaat de structuur van glasvezelkabels voor maritiem gebruik uit ten minste een vezel, een mantel, een pantseringslaag en een buitenmantel. Voor speciale ontwerpen of toepassingen kan de pantseringslaag van glasvezelkabels voor maritiem gebruik worden weggelaten en kunnen in plaats daarvan slijtvastere materialen of speciale buitenmantels worden gebruikt. Daarnaast kunnen glasvezelkabels voor maritiem gebruik, om zich aan te passen aan verschillende omgevingen, ook brandwerende lagen, centrale/versterkende elementen en extra waterdichtingselementen bevatten.

Zeeglasvezelkabels

(1) Optische vezeleenheid

De vezelunit is het kernonderdeel van optische glasvezelkabels voor maritiem gebruik en bevat een of meer optische vezels.
Optische vezels vormen het kernonderdeel van de kabel en bestaan ​​doorgaans uit een kern, een mantel en een coating, met een concentrische cirkelvormige structuur. De kern, gemaakt van zeer zuiver siliciumdioxide, is verantwoordelijk voor de overdracht van optische signalen. De mantel, eveneens gemaakt van zeer zuiver siliciumdioxide, omhult de kern en zorgt voor een reflecterend oppervlak, optische isolatie en mechanische bescherming. De coating, de buitenste laag van de vezel, is gemaakt van materialen zoals acrylaat, siliconenrubber en nylon en beschermt de vezel tegen vocht en mechanische beschadiging.

Zeeglasvezelkabels

Optische vezels worden over het algemeen ingedeeld in single-mode vezels (bijv. G.655, G652D) en multi-mode vezels (bijv. OM1-OM4), met verschillende transmissie-eigenschappen. Belangrijke transmissie-eigenschappen zijn onder andere maximale demping, minimale bandbreedte, effectieve brekingsindex, numerieke apertuur en maximale dispersiecoëfficiënt, die de efficiëntie en afstand van signaaloverdracht bepalen.

De vezels worden omgeven door losse of strakke bufferbuizen om interferentie tussen de vezels en invloeden van buitenaf te verminderen. Het ontwerp van de vezelunit zorgt voor een efficiënte gegevensoverdracht, waardoor het het meest fundamentele en cruciale onderdeel is van optische glasvezelkabels voor maritiem gebruik.

(2) Schede

De vezelmantel is een essentieel onderdeel van de kabel en beschermt de optische vezels. Op basis van de structuur kan deze worden onderverdeeld in strakke en losse bufferbuizen.

Nauwsluitende bufferbuizen worden doorgaans gemaakt van materialen zoals polypropyleenhars (PP), polyvinylchloride (PVC) en halogeenvrij vlamvertragend polyethyleen (HFFR PE). Nauwsluitende bufferbuizen sluiten nauw aan op het vezeloppervlak, waardoor er geen noemenswaardige openingen ontstaan ​​en vezelbeweging tot een minimum wordt beperkt. Deze nauwe bedekking biedt directe bescherming aan de vezels, voorkomt het binnendringen van vocht en zorgt voor een hoge mechanische sterkte en weerstand tegen externe invloeden.

Zeeglasvezelkabels

Losse bufferbuizen zijn meestal gemaakt van materiaal met een hoge modulus.PBTKunststof, gevuld met een waterafstotende gel voor demping en bescherming. Losse bufferbuizen bieden uitstekende flexibiliteit en weerstand tegen zijdelingse druk. De waterafstotende gel zorgt ervoor dat de vezels vrij in de buis kunnen bewegen, waardoor het verwijderen en onderhouden van de vezels wordt vergemakkelijkt. Het biedt ook extra bescherming tegen beschadiging en vochtindringing, waardoor de stabiliteit en veiligheid van de kabel in vochtige of onderwateromgevingen worden gewaarborgd.

(3) Pantserlaag

Zeeglasvezelkabels

De pantseringslaag bevindt zich in de buitenmantel en biedt extra mechanische bescherming, waardoor fysieke schade aan de glasvezelkabel voor maritiem gebruik wordt voorkomen. De pantseringslaag is doorgaans gemaakt van gegalvaniseerd staaldraadvlechtwerk (GSWB). De gevlochten structuur bedekt de kabel met gegalvaniseerde staaldraden, meestal met een dekkingsgraad van minimaal 80%. De pantseringsstructuur biedt een extreem hoge mechanische bescherming en treksterkte, terwijl het gevlochten ontwerp zorgt voor flexibiliteit en een kleinere buigradius (de dynamisch toelaatbare buigradius voor glasvezelkabels voor maritiem gebruik is 20D). Dit maakt de kabel geschikt voor toepassingen die frequente beweging of buiging vereisen. Bovendien biedt het gegalvaniseerde staal extra corrosiebestendigheid, waardoor de kabel ideaal is voor gebruik in vochtige omgevingen of omgevingen met zoutnevel.

(4) Buitenjas

Zeeglasvezelkabels

De buitenmantel is de directe beschermlaag van glasvezelkabels voor maritiem gebruik en is ontworpen om bestand te zijn tegen zonlicht, regen, erosie door zeewater, biologische schade, fysieke impact en UV-straling. De buitenmantel is doorgaans gemaakt van milieubestendige materialen zoals polyvinylchloride (PVC) en rookarme, halogeenvrije glasvezels.LSZH) polyolefine, dat uitstekende UV-bestendigheid, weersbestendigheid, chemische bestendigheid en brandvertragendheid biedt. Dit zorgt ervoor dat de kabel stabiel en betrouwbaar blijft onder zware maritieme omstandigheden. Om veiligheidsredenen maken de meeste glasvezelkabels voor maritieme toepassingen tegenwoordig gebruik van LSZH-materialen, zoals LSZH-SHF1, LSZH-SHF2 en LSZH-SHF2 MUD. LSZH-materialen produceren een zeer lage rookdichtheid en bevatten geen halogenen (fluor, chloor, broom, enz.), waardoor de uitstoot van giftige gassen tijdens verbranding wordt voorkomen. Van deze materialen is LSZH-SHF1 het meest gebruikt.

(5) Brandwerende laag

Zeeglasvezelkabels

In kritieke gebieden, om de continuïteit en betrouwbaarheid van communicatiesystemen te waarborgen (bijvoorbeeld voor brandalarmen, verlichting en communicatie tijdens noodsituaties), bevatten sommige glasvezelkabels voor maritieme toepassingen een brandwerende laag. Losse bufferbuiskabels vereisen vaak de toevoeging van micatape om de brandwerendheid te verhogen. Brandwerende kabels kunnen de communicatiemogelijkheden gedurende een bepaalde periode tijdens een brand in stand houden, wat cruciaal is voor de veiligheid van het schip.

(6) Versterkende elementen

Zeeglasvezelkabels

Om de mechanische sterkte van glasvezelkabels voor maritiem gebruik te vergroten, worden centrale verstevigingselementen gebruikt, zoals gefosfateerde staaldraden of vezelversterkte kunststof (FRP) worden toegevoegd. Deze verhogen de sterkte en treksterkte van de kabel, waardoor stabiliteit tijdens installatie en gebruik wordt gewaarborgd. Daarnaast kunnen extra versterkende elementen zoals aramidegaren worden toegevoegd om de sterkte en chemische corrosiebestendigheid van de kabel te verbeteren.

(7) Structurele verbeteringen

Zeeglasvezelkabels

Door technologische vooruitgang evolueren de structuur en materialen van glasvezelkabels voor maritieme toepassingen voortdurend. Zo maken volledig droge losse buiskabels bijvoorbeeld geen gebruik meer van traditionele waterafstotende gels, maar van droge waterafstotende materialen in zowel de losse buizen als de kabelkern. Dit biedt milieuvoordelen, een lager gewicht en de voordelen van gelvrije kabels. Een ander voorbeeld is het gebruik van thermoplastisch polyurethaanelastomeer (TPU) als buitenmantelmateriaal. Dit materiaal biedt een breder temperatuurbereik, oliebestendigheid, zuurbestendigheid, alkalibestendigheid, een lager gewicht en neemt minder ruimte in beslag. Deze innovaties tonen de voortdurende verbeteringen in het ontwerp van glasvezelkabels voor maritieme toepassingen aan.

(8) Samenvatting

Het structurele ontwerp van glasvezelkabels voor maritieme toepassingen houdt rekening met de specifieke eisen van de oceaanomgeving, waaronder waterdichtheid, drukbestendigheid, corrosiebestendigheid en mechanische sterkte. De hoge prestaties en betrouwbaarheid van glasvezelkabels voor maritieme toepassingen maken ze een onmisbaar onderdeel van moderne maritieme communicatiesystemen. Naarmate de maritieme technologie zich verder ontwikkelt, blijven de structuur en materialen van glasvezelkabels voor maritieme toepassingen evolueren om te voldoen aan de eisen van diepere oceaanverkenning en complexere communicatiebehoeften.

Over ONE WORLD (OW Cable)

ONE WORLD (OW Cable) is een toonaangevende wereldwijde leverancier van hoogwaardige grondstoffen voor de draad- en kabelindustrie. Ons productportfolio omvat vezelversterkte kunststof (FRP), rookarme, halogeenvrije (LSZH) materialen, halogeenvrij vlamvertragend polyethyleen (HFFR PE) en andere geavanceerde materialen die zijn ontworpen om te voldoen aan de strenge eisen van moderne kabeltoepassingen. Met een focus op innovatie, kwaliteit en duurzaamheid is ONE WORLD (OW Cable) uitgegroeid tot een betrouwbare partner voor kabelproducenten wereldwijd. Of het nu gaat om glasvezelkabels voor maritieme toepassingen, stroomkabels, communicatiekabels of andere specialistische toepassingen, wij leveren de grondstoffen en expertise die nodig zijn om superieure prestaties en betrouwbaarheid te garanderen.


Geplaatst op: 14 maart 2025