ऑप्टिकल केबलसाठी धातू आणि अधातू मजबुतीकरणाची निवड आणि फायद्यांची तुलना

१. स्टील वायर
केबल टाकताना आणि लावताना ती पुरेसा अक्षीय ताण सहन करू शकेल याची खात्री करण्यासाठी, केबलमध्ये भार सहन करू शकणारे धातू आणि अधातू घटक असणे आवश्यक आहे. मजबुतीकरण भाग म्हणून उच्च-शक्तीच्या स्टील वायरचा वापर केला जातो, ज्यामुळे केबलला उत्कृष्ट बाजूकडील दाब प्रतिरोध आणि आघात प्रतिरोध मिळतो. तसेच, केबलच्या आतील आणि बाहेरील आवरणांमध्ये संरक्षक कवच म्हणून स्टील वायरचा वापर केला जातो. कार्बनच्या प्रमाणानुसार, केबलचे उच्च कार्बन स्टील वायर आणि कमी कार्बन स्टील वायर असे वर्गीकरण केले जाऊ शकते.
(1) उच्च कार्बन स्टील वायर
उच्च कार्बन स्टील वायरने GB699 उच्च-गुणवत्तेच्या कार्बन स्टीलच्या तांत्रिक आवश्यकता पूर्ण केल्या पाहिजेत, त्यात सल्फर आणि फॉस्फरसचे प्रमाण सुमारे ०.०३% असते. वेगवेगळ्या पृष्ठभागावरील प्रक्रियेनुसार त्याचे गॅल्वनाइज्ड स्टील वायर आणि फॉस्फेटिंग स्टील वायरमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. गॅल्वनाइज्ड स्टील वायरसाठी जस्ताचा थर एकसमान, गुळगुळीत आणि घट्ट चिकटलेला असणे आवश्यक आहे, तसेच स्टील वायरचा पृष्ठभाग स्वच्छ, तेल, पाणी किंवा डागविरहित असावा; फॉस्फेटिंग वायरचा फॉस्फेटिंग थर एकसमान आणि चमकदार असावा, आणि वायरचा पृष्ठभाग तेल, पाणी, गंज आणि ओरखड्यांपासून मुक्त असावा. हायड्रोजन उत्सर्जनाचे प्रमाण कमी असल्यामुळे, सध्या फॉस्फेटिंग स्टील वायरचा वापर अधिक सामान्य आहे.
(2) कमी कार्बन स्टील वायर
आर्मर्ड केबलसाठी सामान्यतः कमी कार्बन स्टील वायर वापरली जाते, स्टील वायरच्या पृष्ठभागावर जस्तचा एकसमान आणि सलग थर चढवलेला असावा, जस्तच्या थरावर भेगा किंवा खुणा नसाव्यात, गुंडाळणी चाचणीनंतर, उघड्या बोटांनी पुसता येण्याजोग्या भेगा, स्तररचना आणि थर गळून पडलेला नसावा.

२. स्टील स्ट्रँड
केबलच्या विकासामुळे आणि त्यातील कोअरची संख्या वाढल्यामुळे, केबलचे वजन वाढते आणि मजबुतीकरणाला सहन करावा लागणारा ताणही वाढतो. ऑप्टिकल केबल टाकताना आणि वापरताना निर्माण होणाऱ्या भार सहन करण्याच्या आणि अक्षीय ताणाला प्रतिकार करण्याच्या क्षमतेत सुधारणा करण्यासाठी, ऑप्टिकल केबलचा मजबुतीकरण भाग म्हणून स्टील स्ट्रँड सर्वात योग्य आहे आणि त्यात एक विशिष्ट लवचिकता असते. स्टील स्ट्रँड हा स्टीलच्या तारांना पिळून अनेक पदर एकत्र करून बनवला जातो, आणि त्याच्या सेक्शन रचनेनुसार त्याचे साधारणपणे 1×3, 1×7, 1×19 अशा तीन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण केले जाते. केबलच्या मजबुतीकरणासाठी सामान्यतः 1×7 स्टील स्ट्रँड वापरला जातो. स्टील स्ट्रँडचे नाममात्र ताणशक्तीनुसार 175, 1270, 1370, 1470 आणि 1570 MPa अशा पाच ग्रेडमध्ये वर्गीकरण केले जाते, तसेच स्टील स्ट्रँडचा इलास्टिक मॉड्युलस 180 GPa पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. स्टील स्ट्रँडसाठी वापरण्यात येणारे स्टील हे GB699 “उच्च-गुणवत्तेच्या कार्बन स्टील संरचनेसाठी तांत्रिक अटी” च्या आवश्यकता पूर्ण करणारे असावे, आणि स्टील स्ट्रँडसाठी वापरण्यात येणाऱ्या गॅल्वनाइज्ड स्टील वायरच्या पृष्ठभागावर जस्ताचा एकसमान आणि सलग थर चढवलेला असावा, तसेच त्यावर कोणतेही डाग, भेगा किंवा जस्ताचा थर नसलेली ठिकाणे नसावीत. स्ट्रँड वायरचा व्यास आणि जोडणीचे अंतर एकसमान असावे, आणि कापल्यानंतर ते सैल नसावे, तसेच स्ट्रँड वायरमधील स्टीलच्या तारा एकमेकांना घट्ट चिकटलेल्या असाव्यात, त्या एकमेकांना छेदणाऱ्या, तुटलेल्या किंवा वाकलेल्या नसाव्यात.

3.एफआरपी
एफआरपी (FRP) हे 'फायबर रीइन्फोर्स्ड प्लास्टिक' (fiber reinforced plastic) या इंग्रजी शब्दाच्या पहिल्या अक्षराचे संक्षिप्त रूप आहे. हे एक अधातू पदार्थ आहे, ज्याचा पृष्ठभाग गुळगुळीत आणि बाह्य व्यास एकसमान असतो. हे ग्लास फायबरच्या अनेक तारांच्या पृष्ठभागावर लाईट क्युरिंग रेझिनचा (light curing resin) लेप देऊन मिळवले जाते आणि ऑप्टिकल केबलमध्ये मजबुतीकरणाची भूमिका बजावते. एफआरपी हा अधातू पदार्थ असल्यामुळे, धातूच्या मजबुतीकरणाच्या तुलनेत त्याचे खालील फायदे आहेत: (१) अधातू पदार्थ विजेच्या धक्क्यासाठी संवेदनशील नसतात आणि ऑप्टिकल केबल वीजप्रवण क्षेत्रांसाठी योग्य आहे; (२) एफआरपी आर्द्रतेसोबत विद्युत रासायनिक अभिक्रिया करत नाही, हानिकारक वायू आणि इतर घटक तयार करत नाही आणि पावसाळी, उष्ण व दमट हवामान असलेल्या क्षेत्रांसाठी योग्य आहे; (३) इंडक्शन करंट निर्माण करत नाही, उच्च-व्होल्टेज लाईनवर स्थापित केले जाऊ शकते; (४) एफआरपीमध्ये हलके वजन हे वैशिष्ट्य आहे, ज्यामुळे केबलचे वजन लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते. एफआरपीचा पृष्ठभाग गुळगुळीत असावा, त्यातील गोलाकारपणा कमी असावा, व्यास एकसमान असावा आणि मानक डिस्कच्या लांबीमध्ये कोणताही जोड नसावा.

4. अरामिड
अरामिड (पॉलीप-बेंझॉयल अमाइड फायबर) हा उच्च शक्ती आणि उच्च मॉड्युलस असलेला एक प्रकारचा विशेष फायबर आहे. तो पी-अमिनोबेंझोइक ॲसिडला मोनोमर म्हणून वापरून, उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत, NMP-LiCl प्रणालीमध्ये, सोल्युशन कंडेन्सेशन पॉलिमरायझेशनद्वारे आणि नंतर वेट स्पिनिंग व उच्च तणाव उष्णता उपचाराने बनवला जातो. सध्या, प्रामुख्याने अमेरिकेतील ड्युपॉन्टद्वारे उत्पादित केव्हलार४९ (KEVLAR49) आणि नेदरलँड्समधील ॲक्झोनोबेलद्वारे उत्पादित ट्वारॉन (Twaron) ही उत्पादने वापरली जातात. त्याच्या उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोधकतेमुळे आणि थर्मल ऑक्सिडेशन प्रतिरोधकतेमुळे, त्याचा उपयोग ऑल-मीडियम सेल्फ-सपोर्टिंग (ADSS) ऑप्टिकल केबलच्या मजबुतीकरणाच्या निर्मितीमध्ये केला जातो.

5. ग्लास फायबर धागा
ग्लास फायबर यार्न हे एक अधातू साहित्य आहे जे सामान्यतः ऑप्टिकल केबलच्या मजबुतीकरणात वापरले जाते आणि ते ग्लास फायबरच्या अनेक पदरांपासून बनलेले असते. यात उत्कृष्ट इन्सुलेशन आणि गंज-प्रतिरोधकता, तसेच उच्च तन्यता आणि कमी लवचिकता असते, ज्यामुळे ते ऑप्टिकल केबल्समधील अधातू मजबुतीकरणासाठी आदर्श ठरते. धातूच्या साहित्याच्या तुलनेत, ग्लास फायबर यार्न वजनाने हलके असते आणि प्रेरित विद्युत प्रवाह निर्माण करत नाही, त्यामुळे ते विशेषतः उच्च-व्होल्टेज लाईन्स आणि दमट वातावरणातील ऑप्टिकल केबलच्या वापरासाठी योग्य आहे. याव्यतिरिक्त, ग्लास फायबर यार्न वापरादरम्यान चांगली झीज-प्रतिरोधकता आणि हवामान-प्रतिरोधकता दर्शवते, ज्यामुळे विविध वातावरणात केबलची दीर्घकालीन स्थिरता सुनिश्चित होते.