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摘要：本文对光缆生产过程中对松套管造成压痕的各项影响因素进行分析。 本文从设备、材料、工艺等方面提出综合减轻压痕的方案，并对含有不同程度压痕的光缆进行性能实验对比，分析压痕对光缆性能的影响。对如何将压痕控制在合理范围以内提出有效的方法，有助于提高光缆的整体性能。 关键词：松套管；张力；壁厚；压痕 一、背景介绍 光缆二套是光缆第二道工序，也是对光纤的第一道机械保护层，套塑材料一般为聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），是光缆中最重要的材料之一，其具有良好的耐溶剂、耐油、耐化学腐蚀等特性，与纤膏和缆膏有很好的相容性。 光缆成缆是光缆第三道工序，是将外径相同的5～12根松套管（含可能有的填充绳）按规定的色谱顺序，以适当的绞合节距绞合在中心加强构件周围。绞层上以适当节距缠绕扎纱，以保证缆芯结构的稳定。光缆护套是光缆的第四道工序，也是对光纤的第二道机械保护层，套塑材料为PE，在200度以上高温下挤塑成型并包裹在缆芯周围。 理想状态下，松套管在护套完全去除护套保护层以后，其圆整情况应与二次套塑后情况一致。但实际情况下会有一定的压痕。扎痕过深会影响光缆的整体性能。 二、造成压痕因素分析 1、扎纱张力 扎纱在生产时起固定绞合后缆芯的作用，扎纱张力不得过大或过小，过小会造成套管绞合后回弹变形，缆芯扭曲，达不到设计的光缆效果。而过大则会扎伤套管，造成压痕。目前扎纱力值主要靠设备控制，设备的稳定性直接决定了扎纱张力的波动。 合适的扎纱张力下缆芯上扎纱应稳定紧实。  2、松套管 目前国内运营商所用光缆中松套管壁厚通常控制在0.3~0. 4mm（以常规1.9mm套管为例），此壁厚主要为了保证松套管抗侧压能力。PBT套管在生产时由于沿轴向形成晶链，导致松套管强度在轴向上表现较明显，而在径向上耐压力较差，需靠壁厚来弥补抗侧压力。按国标要求松套管抗侧压需达到800N。 3、套管放线张力及加强芯放线张力 绞合时由于松套管与加强芯（多为钢丝）之间为交叉缠绕，故若绞合张力大则会造成松套管与加强芯硬碰硬，极可能造成松套管压伤变形。 4、纱线收缩特性 目前光缆所使用聚酯纱为热收缩型，遇热时会收缩，当缆芯经过护套工序机头高温时，已捆绑缆芯的纱线遇热收缩，此时将必然会造成松套管受压。故纱线的收缩性能需严加选择。目前对于干热收缩型聚酯纱标准为GB/T 16604-2008规定：在177±1℃环境下预加为（0.05±0.001）cN/dtex的预张力，热处理10分钟后检测的收缩率，该标准要求超低收缩型聚酯纱干热收缩率小于1.5%。 5、扎纱交叉 目前的光缆工艺纱线在光缆上正反向双向交错成两股纱，用以固定缆芯结构，但由于双向扎纱则在扎纱重叠处松套管受力会双倍与其余位置，过护套工序后此点会更容易收缩压伤：  6、护套工艺 护套机头温度基本已达到PBT材料的熔点（210℃~230℃），生产时温度高或速度过慢会造成缆芯在经过机头加热时受到更大的热量，此热量即会造成扎纱收缩，另外会造成松套管材料的软化，在此时松套管更容易受应力而变形。如下表，在同样的缆芯及护套料的情况下，以不同的速度及挤出机温度生产的光缆,为更直观实验，成缆扎纱张力较大，将护套剥开后松套管变型情况差异较大。
三、避免压痕的注意要点 根据以上实验，在正常批量生产中松套管受力产生压痕必须控制，避免压痕过深对光缆性能造成影响。结合实际生产，避免压痕最应从以下三部分着手做起： 1、松套管抗侧压 松套管必须达到一定的抗侧压力才能不扎伤，而在实际生产中对抗侧压测试需特别注意。由于套管受压情况主要发生在成缆扎纱及护套工序过机头时，我们通常会加严要求，将松套管抗侧压测试样品取样放在最终成品中，即从成品缆中取出的松套管也要测试抗侧压力。但从缆中取出的松套管，其力学性能和外观已经发生很大的变化，需注意施加预张力，由于松套管在生产过程中已变形，不能完全参照松套管原材料检测方法，而是在检测时需先行施加一定的张力使整个样品与测试设备紧密结合，这样才能精确的测量出抗侧压值。除去施加预张力以外还需注意准确测量松套管内径，建议使用孔规或锥型规测量，尽量不要使用千分尺及游标卡尺。 2、聚酯扎纱热收缩性能 扎纱的热收缩性直接影响松套管回缩的程度。但现行的标准GB/T 16604-2008规定：在177±1℃环境下预加为（0.05±0.001）cN/dtex的预张力，热处理10分钟后检测的收缩率，该标准要求超低收缩型聚酯纱干热收缩率小于1.5%。 目前市面上大部分低收缩聚酯纱在以上条件下测试时干热收缩率非常小，仅有不到0.5%甚至不到0.1%，很难对比扎纱质量。建议在选用扎纱时加强扎纱检测标准，下面推荐一种：在与GB/T 16604-2008条款6.4相同的热处理条件下，不施加（0.05±0.001）cN/dtex的预张力，处理过后检测收缩率，在此测试条件下可以轻易甄别收缩率更低的聚酯纱，达到改善扎纱质量的目的。 3、合适的护套工艺 松套管在经过护套后软化以及扎纱回缩造成压痕，在正常生产中应合理设置挤出机温度，模具不宜过紧，使缆芯经过机头后能够更好的散热。降低高温收缩的可能性。 四、不同程度压痕的光缆性能对比 为探究不同程度的松套管压痕，特意在不同的工艺下制作了两盘同型号光缆并对此两盘光缆进行全套光缆性能实验：
由于正常生产时扎纱张力为7N左右，以上两根样品实验缆拨除表皮后均有扎痕：  样品1
 样品2
样品1、2均有扎伤，但样品2中套管扎伤更明显，且蓝管已变形。 1、光学性能： 针对以上两样品，下线后常温测试光学性能如下表：  经过衰减测试发现在常温下并未出现异常，光学性能与无压痕光缆几乎没有区别。 2、环境性能： 对此两样品进行温度循环测试，测试发现样品2在高温时多根光纤衰减曲线异常：  从曲线图观察，光纤在整段中多处受力，光纤状况不佳。 图形中显示整根光纤应该在多处受到侧应力形成“台阶”，多根纤出现上图中的情况。从衰减变化上看，样品1出现了整体增大的变化。 整体衰减明显上升：  与样品2相比，样品1经过两个循环后光学性能几乎没有任何变化，满足行业标准。 3、机械性能 对此两样品进行了机械性能测试，发现样品2在拉伸性能测试时有一根光纤光功率发生了变化：  而样品1则无任何变化，光功率、应变均合格。 随后对该两盘光缆进行了压扁、冲击、反复弯曲、扭转、卷绕实验。两样品全部合格。 五、结论 综上所述，光缆中松套管被轻微扎变形后是不会影响光缆性能的，在日常生产中需要做到的是避免异常情况造成的松套管严重扎伤，护套后松套管压痕的产生影响因素较多，为保证光缆性能，需从设备、工艺、原材料方面着手控制，只有有效的控制了以上影响因素，可以大幅度改善套管扎伤的情况，生产出合格有效的产品。 |
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