[科普中国]-挤制过程

中心束管式光缆挤制过程。

众所周知，余长是决定光缆拉力性能和温度性能的最关键因素。余长的稳定是保证光缆质量的前提。光纤余长通常都是在套塑工序中进行调节和控制，后道工序只能是保持余长的稳定。

挤塑过程中余长的变化受到众多工艺参数的影响，包括了平行钢丝放线张力、套管放张力、套管外径、套管在纵包模具中的拉伸程度、套管在机头中的拉伸程度、套管放线环境温度等多个影响因素。

简介众所周知，余长是决定光缆拉力性能和温度性能的最关键因素。余长的稳定是保证光缆质量的前提。光纤余长通常都是在套塑工序中进行调节和控制，后道工序只能是保持余长的稳定。对于层绞式光缆而言，只要控制好成缆环境温度和套管放线张力，就能保证余长在成缆过程及以后的护套工序中不致发生大的变化，相对而言，作为中心束管式光缆，套塑光纤在护套挤制过程中受各种工艺参数的影响，余长比较容易发生大的变化，从而造成中心束管的质量控制比较困难。实际生产过程中，常出现的不合格情况有两种：

一是中心束管光缆的拉力性能不符合要求，受拉试验时，光纤几乎与光缆同步出现应变；

二是中心束管式光缆挤塑后，1550窗口衰减出现增大现象，低温性能不合格。以上两种情形，本质上都是反映了套塑纤余长在护套工序出现了严重变化，导致产品质量不合格。

这种挤塑过程的余长变化，通常意义上可称为“二次余长”。“二次余长”控制得好，可以起到弥补套塑余长不足的作用，但控制得不好，极可能造成产品的报废。1

二次余长的主要影响因素挤塑过程中余长的变化受到众多工艺参数的影响，包括了平行钢丝放线张力、套管放线张力、套管外径、套管在纵包模具中的拉伸程度、套管在机头中的拉伸程度、套管放线环境温度等多个影响因素。

对其中比较显著因素的讨论如下：

1、平行钢丝放线张力和套管放线张力

层绞式光缆通过套管缠绕于中心加强件周围的设计，使得套管在空间长度上要大于中心加强件，从而保证在光缆受拉时，中心加强件首先承受拉力。平行钢丝缆结构设计上的差异，决定了光缆生产时，必须采取钢丝“预张紧”技术，才能保证加强件的首先受力。

所谓的“预张紧”技术，就是指，生产过程平行钢丝的应变要大于或等于松套管的应变。这种技术在多个领域都得到广泛应用，如建筑业的混凝土预制板浇制前，加强钢筋必须“预张紧”(也可采用“电加热”方式)。

目前中心管式光缆生产过程中的钢丝“预张紧”，主要靠调节钢丝放线张力和套管放线张力来保证。

采用这一方式时，必须保证钢丝和套管放线张力在全过程保持恒定，尤其是不要因为钢丝和套管满盘/空盘状态的不同和力臂的变化，影响到放线张力。这就要求，套管放线和钢丝放线必须采用主动放出机构，最好具备PID调节功能，以尽量减少张力的波动。此外，有的企业使用火焰法烧除钢丝表面的油污，这种作法一定程度上加热了钢丝，等效于加大钢丝放线张力。同理，机头温度也起到加热和拉长钢丝的作用。从理论上讲，各种加大钢丝张力，拉长钢丝的因素，最终都会导致余长的增加(二次余长为正)；而加大套管张力，拉伸套管的因素则起到减小余长的作用。更进一步，与加大钢丝张力引起回缩增大余长一样，护套料PE和PBT材料的挤出后收缩效应也趋向于使余长增大。

2、钢带纵包和挤出机头的拉伸效应。

套管纵包钢带后，由缩径模和偏心压轮进行收紧和整形。通常这个整形过程的阻力较大，对套管的拉伸十分明显，在实际工艺控制时，是否使用偏心压轮整形，往往对余长变化有着较大的影响。(使用滚轮成型模具有利于减小这种阻力)同样，纵包好后的套管在挤出机头内通过时，由于塑料压力的关系，套管会出现进一步的拉伸(如同绝缘铜线在挤出机头被拉细)，导致余长的减小。

3、环境温度的影响

环境温度对套管余长的影响机理比较复杂，主要有两种效应：

（1）热胀冷缩效应

（2）PBT材料后收缩效应

热胀冷缩效应大约每10。C产生1.3%。的变化，如护套工序的放线单元没有空调环境，在夏季生产时，足以产生比较显著的影响。同样，PBT的后收缩也会对余长产生比较显著的影响，影响的大小，通常取决于两个因素：环境温度和存放时间。环境温度越高，后收缩越大(玻璃化温度40℃以下时，后收缩会停止)，时间越长，收缩越大(可用套管收线张力进行一定补偿)。1

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学