Комплекс испытаний устойчивости к внешним воздействиям

Технические средства испытаний, прежде всего, должны обеспечивать практическую выполнимость измерительных операций для декларируемых предприятием значений показателей устойчивости к внешним механическим и климатическим воздействиям, контролируемых в процессе разработки и периодических испытаний. 

Существенное значение, ограничивающее применимость испытательного оборудования для оценки стойкости кабеля к растягивающим нагрузкам, помимо потенциальных возможностей силовой системы с точки зрения прикладываемых нагрузок, имеют следующие параметры испытательного стенда:
1. Протяженность рабочей зоны стенда, минимальное значение которой ограничено точностью измерительных приборов, регистрирующих прирост коэффициента оптического затухания в волокнах нагружаемой зоны кабеля.
В частности, для регистрации прироста коэффициента оптического затухания 0,01 дБ/км (допустимая точность при традиционном требовании на ограничение прироста значением 0,05 дб/км), при использовании оптического тестера, имеющего разрешающую способность 0,01дБ, длина оптического тракта в нагруженной зоне кабеля должна быть не менее 1,0 км, что может быть обеспечено, например, измерениями в шлейфе оптических волокон (24 ОВ при длине нагружаемой части более 41,7 м). При этом следует учитывать, что использование тестера с более высокой разрешающей способностью полностью не снимает проблему корректной регистрации, так как анализу должно подвергаться не интегральное значение прироста в оптическом тракте, а только в нагруженной его части. В силу возможных влияний зон испытываемого кабеля, расположенных на натяжном шкиве, для корректировки результатов практически применяется оптический рефлектометр. При этом разрешающая способность типовых оптических рефлектометров для получения пространственно распределенной зависимости оптического затухания также вносит однозначные ограничения на минимальную длину нагружаемой зоны не менее 50 м.
2. Размеры барабанов (или натяжных шкивов), используемых для закрепления кабеля при испытаниях, минимальное значение диаметра которых ограничено отношением значения прикладываемой растягивающей нагрузки к значению максимальной раздавливающей нагрузки.

В частности, при испытаниях кабеля, имеющего значение допустимой раздавливающей нагрузки 0,8 кН/см, на стойкость к декларируемой растягивающей нагрузке 80 кН, диаметр барабанов должен быть не менее 2,0 м. В противном случае, корректность оценки значения прироста коэффициента затухания в растягиваемой части, в силу искажения результатов из-за деформации кабеля от раздавливающей нагрузки на барабанах, (вплоть до внесения затухания превышающего динамический диапазон системы регистрации и механического разрушения в местах схода с барабана), а значит, и корректность испытаний однозначно ставится под сомнение.

Действующий в составе испытательного центра ООО «ОКС 01» комплекс специальных стендов для проведения испытаний кабелей на стойкость к механическим воздействиям, включает:
 

1. Специализированные   стенды   для   проведения   испытаний   на   стойкость   оптических   кабелей   к   растягивающим   нагрузкам,   включая испытания   кабелей   совместно   с   оптическими   муфтами:

  • стенд с гидравлическим приводом для проведения испытаний на стойкость к растягивающим нагрузкам в интервале от 1,5 кН до 600 кН, с рабочей зоной по растяжению – 85 метров, с системой металлических барабанов (натяжных шкивов) диаметрами 1,0 м и 3,0 м, комплектуемый взаимозаменяемыми датчиками силы, с погрешностью измерений не более ±1,0% от измеряемой величины, системой измерения деформации, с погрешностью измерений не более ±0,1% от измеряемой величины. Указанные характеристики, с учетом представленных выше ограничивающих факторов, позволяют практически проводить испытания кабелей со значением максимальной допустимой растягивающей нагрузки 250 кН и выше, т.е. во всем диапазоне значений длительных допустимых растягивающих нагрузок выпускаемой ООО «ОКС 01» продукции, включая подводные оптические кабели для прибрежных участков;
     

  •  стенд с электромеханическим приводом для проведения испытаний кабелей на стойкость к растягивающим нагрузкам в интервале от  50,0 Н до 50 кН, с рабочей зоной по растяжению – 50 метров, с системой барабанов диаметром 0,8 м, в комплекте с взаимозаменяемыми датчиками силы, с точностью измерений ±1,0% от измеряемой величины, системой измерения деформации, с точностью измерений ±0,1% от измеряемой величины. В силу указанных ограничивающих факторов, данное оборудование практически используется для испытаний кабелей со значением максимальной допустимой растягивающей нагрузки, ограниченного величиной 20 кН.       

При этом использование в процессе испытаний бриллюэновского рефлектометра позволяет контролировать значение механического напряжения оптических волокон и, соответственно, корректно оценивать параметры устойчивости кабеля с точки зрения обеспечения его срока службы.

2. Испытательный стенд на стойкость к внешнему гидростатическому давлению и определение продольной водопроницаемости
кабелей оптических для морской глубоководной и морской прибрежной прокладки.

Стенд разработан и изготовлен с учетом особенностей, которые предъявляются международными стандартами при проведении испытаний кабелей предназначенных для морской прокладки.

Отличительной особенностью стенда является возможность проведения испытаний как самих кабелей на стойкость к внешнему (радиальному) гидростатическому давлению, так и кабеля смонтированного с подводной оптической муфтой.

Так же особенностью стенда являются специально разработанные узлы гермитизации, позволяющие вывести концы испытываемого кабеля наружу, с целью проведения необходимых оптических и электрических измерений параметров кабеля при воздействии гидростатического давления соответствующего глубине прокладки и эксплуатации подводной ВОЛП.
Конструкция узла гермитизации стенда обеспечивает возможность в проведении испытаний, связанных с определением проникновения воды кабеле в случае его повреждения на морских глубинах.
Технические возможности стенда позволяют создавать рабочее давление воды внутри него соответствующее глубинам до 10000 метров.

3. Испытательная установка для проведения испытаний оптических кабелей на стойкость к раздавливающим нагрузкам в диапазоне от 0,1 кН/см до 2,5 кН/см реализована на базе испытательной универсальной машины H25K-S фирмы “Tinius Olsen Ltd.”, Великобритания.
Регулируемая скорость перемещения сдавливающей пластины,  локальный терминал управления и подключаемая удаленная система управления, а также входящие в комплект взаимозаменяемые датчики силы для контроля значений прикладываемых нагрузок сжатия в диапазоне от 5,0 Н до 25,0 кН с разрешающей способностью 0,008 Н, точностью измерений ±0,5% от измеряемой величины, частотой измерения 200 Гц, а также реализованная на базе автоматизированной системы измерений программа испытаний, обеспечивающая ступенчатое приложение воздействующей нагрузки и ее поддержание в течение требуемого времени воздействия, позволяют проводить испытания в соответствии с требованиями НТД.


Контроль  прироста   оптического   затухания   проводится   с  помощью   оптического   тестера   производства ЛОНИИР с   разрешающей способностью 0,01 дБ с обязательным контролем опорного сигнала.

 

 

 
4. Измерительный комплекс для испытаний кабелей на стойкость к динамическим изгибам, осевому кручению, удару, продольной водопроницаемости включает в свой состав:

 
 

            - испытательную установку с электромеханическим приводом для выполнения заданного цикла изгибов кабеля, с комплектом шаблонов, определяющих радиус изгиба кабеля, размещаемую в камере тепла и холода производства фирмы «Climats» (Франция) при заданной в НТД температуре;

            - испытательную установку с электромеханическим приводом для выполнения заданного цикла кручений кабеля, размещаемую в камере тепла и холода производства фирмы «Climats» (Франция) при заданной в НТД температуре;

            - испытательную ударную установку механического действия с комплектом ударных грузов, определяющих энергию удара в соответствии с НТД;

             - испытательную установку для контроля продольной водопроницаемости, заполняемую подкрашенным раствором цветовой идентификации, обеспечивающую требуемую в соответствии с НТД высоту водяного столба, снабженную комплектном переходных фитингов для кабелей различного диаметра.           

 

 

            Для  проведения  испытаний  кабелей  на   стойкость   к   климатическим   воздействиям   в   диапазоне   температур   от   минус   70°С   до   100°С   применяется   камера   тепла  и  холода   производства   фирмы   «Climats»  (Франция),  с   автоматизированной   системой   управления   заданными   временными   циклами,   с  отображением  результатов   контроля   температуры   в   рабочей   области.    Рабочий   объем   холодильной   установки  –  6 м3,   что   обеспечивает   установку   в   зону   загрузки   кабельного   барабана   до  18-го  включительно,   с   массой   брутто   до   4 т.

                        Контроль прироста коэффициента оптического затухания в шлейфе оптических волокон проводится на выведенном из камеры конце кабеля с помощью оптического рефлектометра фирм «ANRITSU» или «YOKOGAWA» (Япония), с погрешностью измерений, не превышающей 0,01 дБ/км.