Detaylı Açıklama
Neden Sarma Tamburunda Fiber?
Bir kömür terminalindeki staker/reclaimer'ın bom uzunluğu 40–60 metredir, stok sahası rayı boyunca 500–1 000 metrelik bir seyir mesafesi vardır ve makine hareket ettikçe kabloyu salan ve toplayan motorlu bir kablo sarma tamburuna sahiptir. Sarma tamburu, kabloyu çok katmanlı olarak 500–1 000 metre depolar. Bu kablonun her metresi şunları taşımalıdır:
- CCTV videosu — bom ve makine evi üzerindeki kameralardan operatör kabinine ve uzak kontrol odasına
- PLC'den PLC'ye iletişim — makinenin yerleşik kontrol sistemi ile terminalin merkezi kontrol sistemi arasında
- Ethernet verisi — terminal işletim sistemi (TOS) ve makine izleme için
- Güvenlik kilitlemeleri — acil durdurma, yangın algılama, bant hizasızlığı — kesintisiz çalışması gerekenler
Fiber optik sarma kablosu bu üç sorunu da çözer: EMI yok, toprak döngüsü yok ve eşdeğer bir bakır veri kablosundan metre başına daha hafiftir.
Paslanmaz Çelik vs PBT Gevşek Tüpler — Sarma İçin Neden Paslanmaz Çelik?
Optik fiberleri barındıran gevşek tüpler, tambura sarılan çok katmanlı kablonun basınç kuvvetine dayanmalıdır. Bir sarma tamburu, tambur çapına ve kablo uzunluğuna bağlı olarak 3, 5, 8 veya daha fazla katman halinde kablo depolar. En alt katman, üzerindeki tüm katmanların basınç kuvvetini yaşar — 100 mm kablo uzunluğu başına potansiyel olarak 500–1 000 N.
| Özellik | PBT Gevşek Tüp | Paslanmaz Çelik Gevşek Tüp |
|---|---|---|
| Ezilme direnci | 1 000 N/100 mm (tipik) | 4 000 N/100 mm (tipik) |
| Termal genleşme | Yüksek (α ≈ 1,3 × 10⁻⁴/K) | Düşük (α ≈ 1,7 × 10⁻⁵/K) — fiber ile eşleşik |
| Sıcaklık aralığı | –40°C ile +70°C arası | –50°C ile +85°C arası |
| Nem bariyeri | Jel dolgusuna bağlıdır | Metal tüp = mutlak nem bariyeri |
| Ağırlık | Daha hafif | Daha ağır |
| Maliyet | Daha düşük | Daha yüksek (+%30–50 prim) |
| Kemirgen direnci | Hassas | Dayanıklı |
İç mekân veya hafif hizmet sarma uygulamaları (kısa tambur, az katman, kontrollü ortam) için PBT gevşek tüpler kabul edilebilir. Dış mekân, ağır hizmet sarma için — staker/reclaimer'lar, STS vinçleri, madencilik ekipmanları — paslanmaz çelik gevşek tüpler standart spesifikasyondur. Maliyet primi, planlanmamış duruş saati başına $5 000–20 000 maliyeti olan bir makinede komple kablo değişimi gerektirecek tüp ezilme arızalarının ortadan kaldırılmasıyla haklı çıkar.
Su Blokajı — Üç Katmanlı Savunma
Dış mekân bir makinedeki sarma kablosu yağmura, kara, yoğuşmaya ve ara sıra suya dalmaya maruz kalır. Kabloya giren su, tüpler arasındaki boşluklardan geçer ve kablo boyunca ilerler. Fibere ulaştığında iki şey olur:
- Hidrojen kararması: Su, silika cam fiber yüzeyiyle reaksiyona girerek 1 383 nm'de zayıflamayı artıran hidroksil (OH⁻) absorpsiyon pikleri oluşturur
- Donma-çözülme hasarı: Kablonun içinde donan su yaklaşık %9 genleşir ve fiberler ile tüpler üzerinde mekanik stres oluşturur
- Katman 1 — Tüplerde jel: Tiksotropik jel, fiber ile her paslanmaz çelik tüpün iç duvarı arasındaki boşluğu doldurur. Jel hidrofobiktir — suyu iter ve fiberle temasını önler. Ayrıca kablo bükülürken fiber hareketini yağlar
- Katman 2 — Şişen bant: Paslanmaz çelik tüp grubunun etrafına sarmal olarak su şişen bir bant sarılır. Dış kılıf ve zırh delinecek olursa su bantla temas eder; bant şişerek boyuna su ilerlemesini bloke eden bir jel tıkaç oluşturur
- Katman 3 — Şişen iplikler: Su şişen aramid iplikler, tüpler arasındaki boşlukları ve zırh katmanının altını doldurur. Bu iplikler ek boyuna su blokajı sağlar ve ayrıca çekme dayanımı elemanları olarak işlev görür
Yichi Fiber Optik Sarma Kablosu Üretimi
- Paslanmaz çelik tüp kaynağı: Tüpler AISI 304 paslanmaz çelik şeritten oluşturulur, boyuna kaynaklanır ve son çapa kadar çekilir. Kaynak dikişi girdap akımıyla sürekli test edilir — herhangi bir kaynak kusuru, etkilenen tüp boyunun otomatik olarak reddedilmesini tetikler
- Fazla fiber uzunluğu (EFL) kontrolü: EFL, kablo üretiminden önce her tüpte OTDR ile ölçülür. Hedef %0,2–0,5'tir — sarma gerilimi altında kablo yapısının daha büyük uzamasına uyum sağlamak için festoon fiberinden (%0,1–0,3) biraz daha yüksektir
- Zırh kaplaması doğrulanır: Çelik tel zırh kaplaması optik olarak ölçülür — iç kılıf üzerinde minimum %90 kaplama. Zırhtaki boşluklar, iç kılıfın mekanik hasara maruz kaldığı zayıf noktalar oluşturur
- Zayıflama, kablo üretiminden önce ve sonra test edilir: Fiberler, kablo üretiminden önce (çıplak fiber), tüplendikten sonra (tüplerdeki fiberler) ve son kılıflamadan sonra (bitmiş kablo) zayıflama açısından test edilir. Herhangi bir aşamada 0,05 dB/km'den büyük bir artış araştırılır — bu, düzeltilmesi gereken bir üretim sorununa (aşırı gerilim, dar büküm, ezilmiş tüp) işaret eder