1. Uvod

Pri prenosu in obdelavi informacij imajo optični kabli (OFC) ključno vlogo. Veljajo za avtoceste telekomunikacij in telematike. Zato je izjemnega pomena, da vedno zagotavljajo varne povezave. Občasno pa lahko glodavci ogrozijo življenjsko dobo OFC-ja, na primer, ko so OFC-ji nameščeni v kanalih, ki so podganam zlahka dostopni. V takšnih okoljih je treba OFC-je zaščititi, saj imajo podgane naravno nagnjenost k glodanju in napadu OFC-jev, ko je njihov izhod v teh kanalih oviran.

Za optimalno zasnovo kabla proizvajalci kablov raje uporabljajo material, ki združuje ojačitvene lastnosti z zaščito pred glodavci. Prav tako želijo, da so OFC-ji fleksibilni in lahki ter da imajo majhen premer. Materiali za ojačitev dielektričnih OFC-jev so pretežno aramid in v manjši meri E-steklo. Uporaba aramida je zelo priljubljena in se hitro povečuje zaradi svoje neprekosljive kombinacije mehanskih in kemijskih lastnosti ter dobrih obdelovalnih lastnosti, kar ima za posledico zelo stroškovno učinkovite OFC-je z odlično zmogljivostjo in dolgoročno zanesljivostjo. Vendar se je pogosto postavljalo vprašanje, ali E-steklo in aramid zagotavljata zadostno zaščito pred glodavci. Od končnih uporabnikov OFC-jev je bilo težko dobiti jasen odgovor. Izkušnje končnih uporabnikov OFC-jev v Švici so na primer pokazale, da so podgane v nekaterih primerih tako kable iz E-stekla kot kable, ojačane z aramidom, tako močno poškodovale, da niso več pravilno delovali. Da bi razjasnili stanje glede zaščite pred glodavci in podprli proizvajalce dielektričnih kisikovih cevi (OFC), smo se v sodelovanju z eno od naših švicarskih strank odločili, da pokličemo neodvisni raziskovalni inštitut TNO (nizozemsko organizacijo za uporabne znanstvene raziskave), da izvede študijo v praktičnih pogojih za testiranje odpornosti več vrst OFC-jev na glodavce.

2. Eksperimentalno

Nastavitev testa

Za testiranje odpornosti kisikovih glivic (OFC) na glodavce je TNO uporabil podgane Sprague Dawley, nameščene v kletkah, posebej zasnovanih za to študijo. Te kletke so bile razdeljene na dva predelka s pregrado z okroglo odprtino za povezavo obeh predelkov (glej sliko 1). En od predelkov je bil osvetljen, drugi pa zatemnjen. Med poskusi je bil vhod v zatemnjen predel, v katerem se je nahajala hrana podgan, blokiran z OFC-ji, ki so bili na testiranju. Ker imajo glodavci raje temno okolje, bodo večji del svojega časa preživeli na temni strani. Tako sta obstajala dva dražljaja, da so podgane prišle v zatemnjen predel. Med celotnim testnim obdobjem so imele podgane prost dostop do vode. Ko so se podgane navadile na razmere v kletkah, so se začeli prvi poskusi.

Slika 1: Preskusna kletka razdeljena na dva predelka.

Na začetku poskusov so bile tri podgane nameščene v osvetljenih predelkih vsake kletke dva zaporedna dni, luknjo v predelni steni pa je med poskusom blokirala zasnova OFC (glej sliko 2). Po tem obdobju so bile podgane za štiri dni premeščene v druge kletke in nato za še dva dni vrnjene v testne kletke.

Slika 2: Luknjo v predelni steni so blokirali OFC-ji na preizkušnji.

Ocenjene zasnove OFC

Devet različnih modelov brezkislih ogljikovih hidratov (OFC) je bilo ocenjenih glede odpornosti proti glodavcem. Vsi ti modeli so del skupine modelov, ki predstavljajo največji del trga brezkislih ogljikovih hidratov (OFC). OFC lahko razdelimo v dve kategoriji:

1. Standardne izvedbe OFC z uporabo aramidne preje ali E-stekla (z impregnacijo ali brez nje) kot ojačitvenega materiala pod zunanjim PE plaščem (slike 3a do 3d).

2. Posebne zasnove iz brezkislinske jeklene pločevine (OFC) za odpornost proti napadom glodalcev, npr. dvoslojne konstrukcije ali konstrukcije s PA12 ali valovitim jeklom (slike 3e do 3i).

Slika 3a: Prečni prerez standardne zasnove OFC. Slika 3b: Prečni prerez standardne zasnove OFC.

Slika 3c: Prečni prerez standardne zasnove OFC.Slika 3d: Prečni prerez standardne zasnove OFC.

Slika 3e: Prečni prerez posebne zasnove OFC.Slika 3f: Prečni prerez posebne zasnove OFC.

Slika 3g: Prečni prerez posebne zasnove OFC.Slika 3h: Prečni prerez posebne zasnove OFC.

Slika 3i: Prečni prerez posebne zasnove OFC.

3. Rezultati in razprava

Po dveh testnih obdobjih, vsako po dva dni, so pregledali poškodbe zaradi napadov glodalcev. Na slikah 4a do 4i boste videli dve sliki vsake od testiranih izvedb kablov; zgornja slika prikazuje najmanj poškodovanega, spodnja pa najbolj poškodovanega brezkislinskega jekla (OFC). Rezultati makroskopskega pregleda kablov jasno kažejo razlike v poškodbah med devetimi izvedbami OFC. Toda kot lahko vidite na slikah, so vsi OFC-ji – z izjemo izvedbe iz valovitega jekla/aramida – poškodovani tako, da bi lahko pričakovali, da bodo dolgoročne prenosne lastnosti prizadete. To velja tudi za izvedbi OFC PE/impregnirano jekleno steklo/trak, ki blokira vodo (slika 4d) in PE/impregnirane pramene iz jeklenega stekla/PE/aramid (slika 4h), čeprav te izvedbe kažejo manj hude poškodbe. V praksi pa se soočamo z nedomačimi glodavci, kar lahko v primeru ujetja glodavca povzroči agresivnejše in vztrajnejše napade. Zato je treba na podlagi rezultatov testa TNO sklepati, da je od preizkušenih modelov le model iz valovitega jekla/aramida popolnoma odporen proti glodavcem.

Odpornost OFC-ja proti glodavcem je mogoče izboljšati tudi z uporabo zunanjih plaščev iz amorfnega poliamida ali poliamidnih kopolimerov z zelo visoko trdoto po Shoreu D. Zato predlagamo, da oblikovalci kablov izboljšajo odpornost OFC-jev proti glodavcem z uporabo valovitega jekla (npr. Zetabon) ali plaščev iz amorfnega poliamida ali poliamidnih kopolimerov (npr. Grilamid). Uporaba valovitega jekla se zdi optimalna izbira.

Predpostavka, da premer kabla vpliva na odpornost brezkislinskega kabla proti glodavcem – da se od določenega premera kabla naprej lahko pojavi pozitiven vpliv na odpornost proti glodavcem – je zanimiva in nadaljnje študije bi se lahko izkazale za koristne za oblikovalce kablov.

Slika 4a: Zasnova PE/aramidnega kabla po preizkusu; premer 13,5 mm.

Slika 4b: Zasnova kabla iz PE/impregniranega E-stekla po preizkusu; premer 11,8 mm.

Slika 4c: Zasnova kabla iz PE/E-stekla po preizkusu; premer 9,5 mm.

Slika 4d: Zasnova kabla iz PE/impregniranega E-stekla/vodoodpornega traku po preizkusu; premer 15,5 mm.

Slika 4e: Zasnova kabla iz PE/impregniranega E-stekla/PE/aramidnega stekla po preizkusu; premer 8,8 mm.

Slika 4f: Zasnova kabla PE/aramid/PE/aramid po preizkusu; premer 21 mm.

Slika 4g: Zasnova PE/PA12/aramidnega kabla po preizkusu; premer 8,5 mm.

Slika 4h: Zasnova kabla iz PE/impregniranih E-steklenih niti/PE/aramidnega kabla po preizkusu; premer 15,7 mm

Slika 4i: Zasnova kabla iz PE/valovitega jekla/PE/aramidnega jekla po preizkusu; premer 14,7 mm.

4. Zaključek

Na podlagi rezultatov poskusov je TNO ugotovil, da je od preizkušenih izvedb OFC samo izvedba iz valovitega jekla/aramida popolnoma odporna proti glodavcem. Vse druge izvedbe (ojačane z E-steklom z ali brez impregnacije ali aramida ali z oblogo iz PA12) niso bile dovolj odporne proti napadom glodalcev. Študija jasno kaže, da je treba pri zahtevani odpornosti proti glodavcem posebno pozornost nameniti zasnovi kabla.