淺析蝶形引入光纜生產(chǎn)中出現(xiàn)的斷纖原因及改善方案

■ 沈曉華 沈洪芬 詹學(xué)龍 高峰 張鑫元 （江蘇亨通光電股份有限公司 蘇州 吳江 215234）

淺析蝶形引入光纜生產(chǎn)中出現(xiàn)的斷纖原因及改善方案

■ 沈曉華 沈洪芬 詹學(xué)龍 高峰 張鑫元 （江蘇亨通光電股份有限公司 蘇州 吳江 215234）

現(xiàn)階段正是蝶形引入光纜飛速發(fā)展的時期，蝶形引入光纜在飛速發(fā)展的同時也出現(xiàn)了很多問題，尤其是在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的斷纖問題，不僅影響了各制造商產(chǎn)能的提升，還會造成很多段長達不到客戶要求，造成庫存積壓、無法利用等問題。關(guān)于蝶形引入光纜斷纖的根本原因是什么？如何解決或改善這個問題？本文對此進行了探索，簡要的分析了造成斷纖的原因并根據(jù)不同的原因提出了相應(yīng)的改善方案。

蝶形引入光纜 生產(chǎn)工藝 斷纖分析

一 引言

隨著光通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，光纖接入的不斷深入，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)逐年成倍增長，中國電信、中國聯(lián)通、中國移動等對于蝶形引入光纜的需求量也在逐年增加，但由于該光纜結(jié)構(gòu)的特殊性，生產(chǎn)工藝的特殊性，也給制造商造成了不少困擾，例如光纖衰減不良、光纖剝離偏松以及斷纖事故頻發(fā)等，本文著重分析了蝶形引入光纜斷纖事故發(fā)生原因以及改善方案。

二 蝶形引入光纜介紹

蝶形引入光纜又稱皮線光纜，蝶形引入光纜的結(jié)構(gòu)是將單?；蚨嗄９饫w放置在兩根加強件中間后擠包一層阻燃聚乙烯護套(LSZH)。蝶形引入光纜中加強構(gòu)件可分為金屬加強構(gòu)件（高強度鍍銅鋼絲或磷化鋼絲）和非金屬加強構(gòu)件（常見為KFRP與GFRP）兩種，常見結(jié)構(gòu)分為自承式蝶形引入光纜與非自承式蝶形引入光纜。如圖1為非自承式蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為自承式蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 非自承式蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 自承式蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)示意圖

三 蝶形引入光纜的性能特點及產(chǎn)品參數(shù)

3.1 蝶形引入光纜的性能特點

1）光纜外徑小、重量輕、成本低、施工成本低；

2）適宜使用冷接技術(shù)，接續(xù)速度快、靈活快捷；

3）光纜有很高的抗壓扁力和抗張力，自承式結(jié)構(gòu)能滿足50米以內(nèi)的飛跨架設(shè)；

4）光纜柔軟、彎曲性能好，確保光纜彎曲半徑符合接入網(wǎng)施工要求；

5）采用低煙無鹵阻燃材料，達到光纜在室內(nèi)使用對阻燃性能的要求；

6）光纖采用符合ITU-T G.657技術(shù)要求的抗彎曲光纖，具有優(yōu)良的抗彎性能；

7）自承式光纜加強件采用高碳鋼絲，具有優(yōu)越的抗拉性能；

3.2 常規(guī)蝶形引入光纜產(chǎn)品參數(shù)

型號 芯數(shù)最小彎曲半徑 適用溫（℃）短暫 長期 短暫 長期 （mm）光纜規(guī)格(高×寬)（mm）拉伸力（N）壓扁力（N/100mm）GJXFH 1 3.0×2.0 80 40 1000 500 15 GJYXFCH 1 5.2×2.0 600 300 2200 1000 120 GJXFH 2 3.0×2.0 80 40 1000 500 15 GJYXFCH 2 5.2×2.0 600 300 2200 1000 120 GJXFH 4 3.0×2.0 80 40 1000 500 15 GJYXFCH 4 5.2×2.0 600 300 2200 1000 120 -20～+70

四 原因分析與改善措施

針對蝶形引入光纜斷纖現(xiàn)象，我們通過在生產(chǎn)線上觀察以及對斷纖樣品的分析，大致可以分為三大類：1、進模具前斷纖；2、模具內(nèi)斷纖；3、測試斷纖。

4.1 進模具前斷纖

進模具前斷纖是指光纖在生產(chǎn)放線過程中出現(xiàn)斷纖的現(xiàn)象，除去人為操作因素，以及光纖本身存在質(zhì)量問題等因素，大致原因可歸納為以下兩點：

4.1.1 高速生產(chǎn)時光纖放線架劇烈抖動，光纖在放線過程中存在張力不穩(wěn)或跳出放線導(dǎo)輪現(xiàn)象導(dǎo)致斷纖。

通過對所有生產(chǎn)機臺觀察以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)光纖放線架抖動厲害的機臺，測量光纖放線張力不穩(wěn)定，抖動嚴重會使光纖跳出導(dǎo)輪，而光纖跳出導(dǎo)輪后發(fā)生斷纖事故概率為100%。同時通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計此類機臺生產(chǎn)過程中出現(xiàn)斷纖現(xiàn)象的幾率約為光纖放線穩(wěn)定機臺的2-6倍。

針對此現(xiàn)象改善方法為對放線不穩(wěn)、放線過程中抖動的光纖放線架進行維修、加固、問題較為嚴重的放線架進行換新處理。

4.1.2 光纖定位瓷眼以及模芯進纖孔外端存在粉塵堆積導(dǎo)致斷纖。

蝶形引入光纜生產(chǎn)過程中需要對光纖、加強件等進行定位分離，確保光纖、加強件進入模具時能夠平行進入模具孔內(nèi)。傳統(tǒng)的定位方法為使用特定尺寸的瓷眼（圖1），使用瓷眼雖能對光纖、加強件起到很好的定位作用，但生產(chǎn)過程中由于光纖靜電吸附空氣中的粉塵，極易造成瓷眼內(nèi)粉塵堆積（圖2），一旦粘附在光纖或加強件上帶到模具處就會造成粉塵在模具口堆積（圖3），導(dǎo)致光纖被擠斷或帶入模具孔導(dǎo)致光纖在模具內(nèi)摩擦阻力增大拉斷光纖。

圖1 瓷眼

圖2 瓷眼粉塵堆積

圖3 模具口粉塵堆積

針對此現(xiàn)象的改善方案為：

1）針對蝶形引入光纜護套料制定料屑含量檢測標準，嚴格管控原材料內(nèi)料屑含量；

2）針對高強度磷化鋼絲磷粉含量制定檢測標準，嚴格管控磷化鋼絲上磷粉含量；

3）磷化鋼絲在生產(chǎn)使用過程中增加磷粉擦除和收集裝置，盡可能減少磷粉散落、飄散在空氣中；

4）增加光纖除靜電裝置，減少光纖上由于靜電而吸附空氣中粉塵的可能性；

5）改進光纖、加強件定位裝置，摒除使用瓷眼定位方式，使用可以自由滾動的定位導(dǎo)輪，導(dǎo)輪可隨光纖、加強件移動而自由滾動，讓光纖在移動至模具前沒有死角，減少粉塵堆積。

4.2 模具內(nèi)斷纖

模具內(nèi)斷纖是指光纖斷于模具孔內(nèi)。導(dǎo)致光纖斷于模具內(nèi)的原因可歸納為以下兩點：

4.2.1、模具光纖孔距離長、孔徑較小，模具本身增加了光纖在模具內(nèi)的摩擦，導(dǎo)致光纖受力斷纖。

蝶形引入光纜的結(jié)構(gòu)決定了該光纜的制造工藝只能使用擠壓式工藝，為了預(yù)防光纜生產(chǎn)出來光纖出現(xiàn)壁厚不均勻現(xiàn)象，一般模具光纖孔的直徑只比光纖直徑大了0.1mm左右，而傳統(tǒng)的蝶形引入光纜模具長度一般為90-120mm（圖4），也就決定了光纖在模具內(nèi)的行程為90-120mm，而行程越長光纖在模具內(nèi)所受到的摩擦力就越大，就越容易造成光纖在模具內(nèi)由于摩擦力過大被拉斷。

圖4 模具圖

針對此現(xiàn)象的改善方案為：改進模具，盡可能減少光纖在模具內(nèi)的行程，如圖5所示，把模具中的光纖行程從原來的90-120mm減小到7.5mm，從而減少光纖與模具間的摩擦，有效地減少光纖斷于模具內(nèi)的幾率。同時模具內(nèi)過纖孔在不影響光纜壁厚偏芯的情況也可適當(dāng)?shù)脑龃蟆?/p>

圖5 模具中光纖行程距離

4.2.2 有粉塵等粘附在光纖上被帶入模具光纖孔內(nèi)導(dǎo)致光纖所受阻力過大導(dǎo)致光纖斷于模具內(nèi)。

前面提到增加光纖除靜電裝置，減少光纖上由于靜電而吸附空氣中粉塵的可能性，但除靜電裝置想要覆蓋整個光纖行走路線，無疑很難實現(xiàn)。光纖在經(jīng)過除靜電裝置后粘附的粉塵想要去除，我們可以在光纖進入模具前增加吹氣裝置（圖6）來吹落光纖上粘附的粉塵，此吹氣裝置使用的空氣最好是通過油水分離的干燥空氣，這樣吹氣裝置才能發(fā)揮最佳效果。

圖6 模具口的吹氣裝置

4.3 測試斷纖

測試斷纖顧名思義是指光纜已按指定段長生產(chǎn)完成，在測試產(chǎn)品衰減或通光性能時發(fā)現(xiàn)的斷纖。此類斷纖通過分析斷纖樣品，原因可歸納為以下兩點：

4.3.1 護套原材料內(nèi)有雜質(zhì)。

此類雜質(zhì)不能通過高溫加熱而達到熔融狀態(tài)，在擠出被覆在光纖表面時壓斷光纖。若此類斷纖事故較多應(yīng)立即聯(lián)系原材料廠家讓其對原材料生產(chǎn)工藝進行改善，具體改善方法為在加工原材料時增加或替換目數(shù)大的濾網(wǎng)，增加濾網(wǎng)后還需讓廠家定期對濾網(wǎng)進行更換，確保原材料內(nèi)雜質(zhì)不會被擠出至料粒內(nèi)，進而流入光纜制造企業(yè)的生產(chǎn)線上。

4.3.2 光纜收于盤具上出現(xiàn)翻身、打扭現(xiàn)象。

此類問題可以通過對收線架裝置進行優(yōu)化和加強員工操作意識來進行改善。

五 試驗驗證

歷經(jīng)近半年的時間我們對25條蝶形光纜生產(chǎn)線進行了關(guān)于斷纖問題的專項改善并對改善前后的斷纖事故數(shù)據(jù)進行了對比，結(jié)果如圖7所示。1月至3月為改善前每萬芯公里斷纖次數(shù)；4月至10月為逐步改善過程中每萬芯公里斷纖次數(shù)；11月至12月為專項改善完成后每萬芯公里斷纖次數(shù)。通過數(shù)據(jù)對比改善前后每萬芯公里斷纖次數(shù)下降約82%。

圖7 斷纖統(tǒng)計比對

六 結(jié)束語

當(dāng)然關(guān)于蝶形引入光纜斷纖還有其他方面因素，例如員工操作方式的正確與否和光纖的排線是否良好、光纖表面固化情況是否良好等，這些只能通過加強員工培訓(xùn)和購買質(zhì)量好的光纖來解決。

蝶形引入光纜發(fā)展至今，雖經(jīng)歷了不斷的完善改進，但仍存在一些待解決的問題，它生產(chǎn)過程中工藝品質(zhì)的好壞直接影響了光纜的質(zhì)量。光纜行業(yè)發(fā)展至今，降低光纜成本已是大勢所趨，光纜企業(yè)只有在現(xiàn)有的原材料和設(shè)備的基礎(chǔ)上不斷提高工藝水平，尤其是改良生產(chǎn)工藝，提高操作人員的技術(shù)水平，減少生產(chǎn)過程中造成的浪費，才能提高光纜的品質(zhì)，在激烈的市場競爭中獲得生存。

沈曉華 男 江蘇蘇州人 2008年畢業(yè)于蘇州職業(yè)大學(xué)計算機應(yīng)用專業(yè)，2014年畢業(yè)于西南科技大學(xué)機械與自動化專業(yè)，現(xiàn)為亨通光電股份有限公司接入網(wǎng)制造部工藝工程師

At this stage, it is a period of rapid development of the Bow-type optical fiber cable. However, many problems have arisen during its development. The fiber breakage problems are in particular in the production process. This not only affects the improvement of the manufacturer's production capacity, but also makes the section length cannot meet the customer's requirements, which brings the problems such as goods overstocking and cannot be used for other issues. What is the root reason for the breakage of the bow-type optical fiber cable? How to solve or improve the problem? In this paper, the reasons for the breakage of the bow-type optical fiber cable are analyzed and the corresponding improvement schemes are put forward accordingly.

Bow-type optical fiber cable; production process;fiber breakage analysis;

10.3969/j.issn.1673-5137.2016.06.004