СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ СТОЙКОСТИ ОПТИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ ДЕЙСТВИЮ ЗАМЕРЗАЮЩЕЙ ВОДЫ В ЗАЩИТНОМ ПОЛИМЕРНОМ ТРУБОПРОВОДЕ
METHOD OF TESTING RESISTANCE OF OPTICAL CABLE TO FROZEN WATER IN PROTECTIVE POLYMER PIPE

Изобретение относится к технике волоконно-оптической связи и может быть использовано испытания стойкости оптического кабеля (ОК), предназначенного для прокладки в защитном полимерном трубопроводе (ЗПТ), к действию замерзающей воды в ЗПТ.
Известен способ [1] испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды в ЗПТ, заключающийся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка ЗПТ так, чтобы концы ОК выходили из ЗПТ, ЗПТ по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой ЗПТ помещают в климатическую камеру, температуру в которой опускают ниже минус пяти градусов по Цельсию, выдерживают при этой температуре до полного замерзания воды в ЗПТ, контролируют затухание ОВ и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения. Однако, при отсутствии внешней нагрузки на ЗПТ для данного способа невозможно адекватно моделировать условия, при которых на ОК действует замерзающая вода в ЗПТ, проложенном в грунте.
Известен способ [2] испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды, заключающейся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка стальной трубы так, чтобы концы ОК выходили из стальной трубы, стальную трубу по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе помещают в климатическую камеру, через шлюз которой выводят концы образца ОК, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, температуру в климатической камере изменяют в соответствии с графиком, согласно которому выдерживают образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе при низкой отрицательной температуре до полного замерзания воды в стальной трубе, контролируют затухание ОВ в процессе испытаний и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения. Данный способ не предусматривает испытаний ОК действию замерзающей воды в ЗПТ. При этом данный способ не позволяет регулировать нагрузку, создаваемую при замерзании воды в стальной трубе. Как показали исследования [3, 4], нагрузки при замерзании воды в стальной или асбоцементной трубе диаметром 100 мм достигают 60-84 МПа и более. Вместе с тем, известно, что даже в самых тяжелых условиях вечной мерзлоты нагрузка при промерзании грунта на глубине до 2 м не превышает 5,6 МПа [5]. Таким образом, нагрузки создаваемые в стальной трубе при замерзании воды значительно превышают удельные нагрузки при замерзании воды в грунтах, что при отсутствии возможности регулирования давления замерзающей воды в стальной трубе не позволяет адекватно моделировать нагрузки в промерзающем грунте.
Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.
Эта сущность достигается тем, что согласно способу испытаний стойкости ОК действию замерзающей воды, заключающемуся в том, что образец ОК прокладывают внутри отрезка стальной трубы так, чтобы концы ОК выходили из стальной трубы, стальную трубу по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, затем образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе помещают в климатическую камеру, через шлюз которой выводят концы образца ОК, к оптическим волокнам (ОВ) подключают средство измерений и контролируют их затухание, температуру в климатической камере изменяют в соответствии с графиком, согласно которому выдерживают образец ОК в заполненной дистиллированной водой стальной трубе при низкой отрицательной температуре до полного замерзания воды в стальной трубе, контролируют затухание ОВ в процессе испытаний и полагают, что образец ОК выдержал испытания, если изменения затухания ОВ не превышает заданного порогового значения, согласно изобретению образец ОК предварительно прокладывают в ЗПТ так, чтобы концы ОК выходили из ЗПТ, концы ЗПТ герметизируют и ЗПТ заполняют дистиллированной водой, образец ОК в заполненном водой ЗПТ прокладывают внутри отрезка стальной трубы так, чтобы концы ОК выходили из стальной трубы, внутри стальной трубы поверх ЗПТ укладывают герметизированные по концам демпфирующие полимерные трубки, стальную трубу по концам герметизируют и заполняют дистиллированной водой, образец ОК в заполненных дистиллированной водой ЗПТ и стальной трубе помещают в климатическую камеру, температуру в климатической камере изменяют в соответствии с графиком, согласно которому выдерживают образец ОК в заполненных дистиллированной водой ЗПТ и стальной трубе при низкой отрицательной температуре до полного замерзания воды в стальной трубе и ЗПТ, при этом суммарное сечение герметизированных демпфирующие полимерных трубок выбирают так, чтобы создаваемую при замерзании воды в стальной трубе нагрузку на ЗПТ снизить до заданного значения.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.
Устройство содержит образец ОК 1, проложенный в отрезке ЗПТ 2, герметизированные по концам демпфирующие полимерные трубки 3, проложенные в стальной трубе 4 вместе с ЗПТ 2 с образцом ОК 1, концы ЗПТ 2 и стальной трубы 4 герметизированы, ЗПТ 2 и стальная труба 4 заполнены дистиллированной водой 5, при этом образец ОК в заполненных дистиллированной водой 5 ЗПТ 2 и стальной трубе 4 помещен в климатическую камеру 6, концы образца ОК 1 выходят из ЗПТ 2 и стальной трубы 4 и выведены через шлюз 7 климатической камеры 6, а ОВ 8 образца OK 1 подключены к средству измерений 9, а суммарное сечение герметизированных демпфирующих полимерных трубок 3 выбрано так, чтобы нагрузку на ЗПТ 2, создаваемую при замерзании дистиллированной воды 5 в стальной трубе 4 снизить до заданного значения.
Способ осуществляется следующим образом.
Изменяя температуру в климатической камере и выдерживая образец ОК 1 в ЗПТ 2 и стальной трубе 4, заполненных дистиллированной водой при низкой отрицательной температуре обеспечивают полное промерзание дистиллированной воды 5 в ЗПТ 2 и стальной трубе 4. При замерзании дистиллированная вода 5 в стальной трубе 4 создает нагрузку на ЗПТ, а дистиллированная вода 5 в ЗПТ 3 создает нагрузку на ОК 1 и стенки ЗПТ 2. При этом герметизированные по концам демпфирующие полимерные трубки 3 снижают нагрузку на ЗПТ до заданных значений, соответствующих нагрузкам в замерзающем грунте. Контролируя с помощью средства измерений 9 изменения затухания ОВ 8 образца ОК 1, оценивают способность образца ОК 1 выдерживать действие замерзающей воды в ЗПТ 2.
По сравнению с прототипом в предлагаемом способе испытаниям подвергается образец ОК в заполненном водой ЗПТ и нагрузка на ЗПТ при замерзании воды в стальной регулируется за счет прокладки герметизированных по концам демпфирующих полимерных трубок. Это позволяет моделировать условия, близкие к условиям прокладки ОК в ЗПТ в промерзающем грунте. Таким образом, предлагаемый способ расширяет область применения по сравнению с прототипом.
ЛИТЕРАТУРА
1. Калягин A.M. Исследование линии оптического кабеля, проложенного в защитной пластмассовой трубе в многолетнемерзлых грунтах // Электросвязь, 2006, №12. - c.11-15.
2. EIA/TIA-455-98A-1990. FOTP-98. Fiber optic cable external freezing test.
3. Ляхович И.Ф., Рак С.М., Поляков С.Т. Защита кабелей от повреждений замерзающей водой // Вестник связи, 1985, N9, с.30-31
4. Зотов Г.А. Эксплуатация скважин в неустойчивых коллекторах // М.: Недра, 1987. - 173 с.
5. Киселев М.Ф. Предупреждение деформации грунтов от морозного пучения // Л.: Стройиздат, 1985. - 130 с.