Deniz kenarında veya açık deniz platformlarında, rüzgar tarafından fiber optik kablolar zarar görebilir mi?
Deniz kenarı veya açık deniz platformları gibi zorlu deniz ortamlarında, özel koruması olmayan çıplak fiber optikler veya sıradan iç mekan sivil jumper kabloları rüzgar tarafından kolayca hasar görebilir. Deniz rüzgarının fiber optik sistemlere verdiği zarar esas olarak mekanik dinamik yükler ile tuz sisi elektrolitik kimyasal korozyonunun ortak etkisiyle oluşur.
Bir. Deniz Rüzgarının Fiber Optiklere Verdiği Zararın Temel Fiziksel Mekanizması
1. Mekanik Dinamik Hasar (Rüzgar Direnci, Titreşim ve Aşınma)
- Aerodinamik Girdap Kaynaklı Titreşim ve Eğilme Yorgunluğu: Sıradan fiber optikler çok küçük bir çapa sahiptir (sadece 125\ \mu\text{m} kaplama kalınlığı). Sürekli ve güçlü deniz rüzgarının esmesi altında, rüzgar altı tarafında girdaplar ardışık olarak ayrılır, bu da yüksek frekanslı girdap kaynaklı titreşimlere (Vibration) ve düzensiz sallanmalara neden olur. Kuvars camı, izotropik ve kırılgan bir malzemedir; yüksek frekanslı ve değişen dinamik stres altında mikroskobik yorulma çatlaklarının yayılmasına ve ani kırılmaya yol açması çok kolaydır.
- Mikro ve Makro Bükülme Kaybında Büyük Artış: Güçlü rüzgarın neden olduğu sallanma, fiber optiğin yerel bükülme yarıçapının kritik bükülme yarıçapının altına düşmesine neden olarak tam yansıma koşulunu bozar, iletim ışık enerjisinin sızmasına ve sinyal zayıflamasının artmasına, hatta bağlantının kesilmesine neden olur.
- Rüzgar Kumu Erozyonu ve Kaplama Aşınması: Deniz rüzgarı genellikle ince kum parçacıkları ve aerosol partikülleri içerir. Yüksek hızlı çarpışmalar, standart fiber optiklerin dış polimer kaplamasına fiziksel aşınma ve soyulmaya neden olabilir.
2. Tuz Sisi Kimyasal Korozyonu ve Stres Korozyon Çatlaması (Stress Corrosion Cracking)
- Su Buharı Hidroliz Reaksiyonu: Silika ( \text{SiO}_2 ) ağı, sürekli mekanik gerilim (deniz rüzgarının çekme stresi) altındayken nemli su buharına maruz kalırsa, çatlak ucundaki bağ enerjisi azalır ve kimyasal hidroliz çatlaması meydana gelir:\equiv\text{Si}-\text{O}-\text{Si}\equiv + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\equiv\text{Si}-\text{OH}
- Yüksek Konsantrasyonlu Tuz Sisi ve Elektrolit Korozyonu: Deniz rüzgarı yüksek konsantrasyonda klorür iyonları ( \text{Cl}^- ) içerir. Standart akrilat kaplamalar belirli bir su buharı geçirgenliğine sahiptir ve nemli ve sıcak, yüksek tuzlu ortamlarda yaşlanması, kırılganlaşması ve çatlaması kolaydır, bu da koruyucu işlevini yitirmesine neden olur. Bu durum, silika yüzeyinde stres korozyonuna neden olarak, fiber optiklerin kırılma dayanımını birkaç ay içinde büyük ölçüde azaltır (statik yorulma ömrü önemli ölçüde kısalır).
İki. Deniz ve Sahil Platformları İçin Mühendislik Koruma Gereksinimleri
Deniz mühendisliğinde, fiber optikler çıplak olarak döşenmemelidir ve aşağıdaki koruma göstergelerini karşılamalıdır:
- Tuz Sisi Engelleme Performansı: Koruyucu katman, klorür iyonlarının ve su moleküllerinin fiber çekirdeği yapısıyla temasını önlemek için tamamen su buharı ve tuz sisi engelleme kabiliyetine sahip olmalıdır.
- Yüksek Çekme ve Rüzgar Yükü Dayanımı: Fiber optik kablo, denizdeki şiddetli rüzgarların veya tayfunların neden olduğu çekme ve kesme kuvvetlerine direnmek için sağlam bir boyuna taşıyıcı yapıya sahip olmalıdır.
- Yüksek Hava Koşullarına Dayanıklı Dış Kılıf: Dış katman, ultraviyole (UV) ışınlarına, deniz suyu korozyonuna ve aşınmaya karşı dayanıklı olmalıdır.
Üç. Resmi Çözümler ve İlgili Ürün Özellikleri
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), deniz, şiddetli rüzgar, yüksek nem ve yüksek tuz sisi gibi zorlu endüstriyel ortamlar için tasarlanmış, çoklu korumalı metal zırhlı fiber optik jumper serisi geliştirmiştir:
1. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Bu ürün, hava koşullarına dayanıklı polietilen (PE) dış kılıfı, yüksek mukavemetli paslanmaz çelik tel halat büküm yapısını ve dikişsiz paslanmaz çelik boruyu birleştirir:
- Yapı Katmanları: Dış PE (Su buharı ve tuz sisi önleyici kılıf) + 0.45\ \text{mm} paslanmaz çelik tel büküm çekme katmanı + 0.9\ \text{mm} dikişsiz paslanmaz çelik boru iç zırh + fiber optik.
- Çekme ve Basınç Göstergeleri: Çekme dayanımı > 1200\ \text{N} , basınç dayanımı > 200\ \text{MPa} .
- Korozyon Önleyici Özellikler: PE kılıf, dikişsiz paslanmaz çelik boru ile birlikte çift tam sızdırmazlık sağlayarak deniz suyunu, nemli ve sıcak havayı ve tuz sisinin aşındırıcı etkisini fiziksel olarak engeller. Denizdeki aşırı tayfunlara ve uzun yıllar süren güçlü hava akışı aşınmasına dayanabilir.
- Çalışma Sıcaklığı: -40\ ^{\circ}\text{C} ila 75\ ^{\circ}\text{C} .
2. OFSCN® 2.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Bu ürün, tamamen metal güçlendirilmiş zırhlı bir yapıya sahiptir:
- Yapı Katmanları: 0.6\ \text{mm} galvanizli çelik tel büküm çekme katmanı + 1.0\ \text{mm} dikişsiz paslanmaz çelik boru + fiber optik.
- Çekme ve Basınç Göstergeleri: Çekme dayanımı > 1500\ \text{N} , basınç dayanımı > 150\ \text{MPa} .
- Çalışma Sıcaklığı: -40\ ^{\circ}\text{C} ila 85\ ^{\circ}\text{C} .
