浅析蝶形引入光缆生产中出现的断纤原因及改善方案

■ 沈晓华 沈洪芬 詹学龙 高峰 张鑫元 （江苏亨通光电股份有限公司 苏州 吴江 215234）

浅析蝶形引入光缆生产中出现的断纤原因及改善方案

■ 沈晓华 沈洪芬 詹学龙 高峰 张鑫元 （江苏亨通光电股份有限公司 苏州 吴江 215234）

现阶段正是蝶形引入光缆飞速发展的时期，蝶形引入光缆在飞速发展的同时也出现了很多问题，尤其是在生产过程中出现的断纤问题，不仅影响了各制造商产能的提升，还会造成很多段长达不到客户要求，造成库存积压、无法利用等问题。关于蝶形引入光缆断纤的根本原因是什么？如何解决或改善这个问题？本文对此进行了探索，简要的分析了造成断纤的原因并根据不同的原因提出了相应的改善方案。

蝶形引入光缆 生产工艺 断纤分析

一 引言

随着光通信网络的发展，光纤接入的不断深入，FTTH网络建设逐年成倍增长，中国电信、中国联通、中国移动等对于蝶形引入光缆的需求量也在逐年增加，但由于该光缆结构的特殊性，生产工艺的特殊性，也给制造商造成了不少困扰，例如光纤衰减不良、光纤剥离偏松以及断纤事故频发等，本文着重分析了蝶形引入光缆断纤事故发生原因以及改善方案。

二 蝶形引入光缆介绍

蝶形引入光缆又称皮线光缆，蝶形引入光缆的结构是将单模或多模光纤放置在两根加强件中间后挤包一层阻燃聚乙烯护套(LSZH)。蝶形引入光缆中加强构件可分为金属加强构件（高强度镀铜钢丝或磷化钢丝）和非金属加强构件（常见为KFRP与GFRP）两种，常见结构分为自承式蝶形引入光缆与非自承式蝶形引入光缆。如图1为非自承式蝶形引入光缆结构示意图，图2为自承式蝶形引入光缆结构示意图。

图1 非自承式蝶形引入光缆结构示意图

图2 自承式蝶形引入光缆结构示意图

三 蝶形引入光缆的性能特点及产品参数

3.1 蝶形引入光缆的性能特点

1）光缆外径小、重量轻、成本低、施工成本低；

2）适宜使用冷接技术，接续速度快、灵活快捷；

3）光缆有很高的抗压扁力和抗张力，自承式结构能满足50米以内的飞跨架设；

4）光缆柔软、弯曲性能好，确保光缆弯曲半径符合接入网施工要求；

5）采用低烟无卤阻燃材料，达到光缆在室内使用对阻燃性能的要求；

6）光纤采用符合ITU-T G.657技术要求的抗弯曲光纤，具有优良的抗弯性能；

7）自承式光缆加强件采用高碳钢丝，具有优越的抗拉性能；

3.2 常规蝶形引入光缆产品参数

型号 芯数最小弯曲半径 适用温（℃）短暂 长期 短暂 长期 （mm）光缆规格(高×宽)（mm）拉伸力（N）压扁力（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 原因分析与改善措施

针对蝶形引入光缆断纤现象，我们通过在生产线上观察以及对断纤样品的分析，大致可以分为三大类：1、进模具前断纤；2、模具内断纤；3、测试断纤。

4.1 进模具前断纤

进模具前断纤是指光纤在生产放线过程中出现断纤的现象，除去人为操作因素，以及光纤本身存在质量问题等因素，大致原因可归纳为以下两点：

4.1.1 高速生产时光纤放线架剧烈抖动，光纤在放线过程中存在张力不稳或跳出放线导轮现象导致断纤。

通过对所有生产机台观察以及数据统计，发现光纤放线架抖动厉害的机台，测量光纤放线张力不稳定，抖动严重会使光纤跳出导轮，而光纤跳出导轮后发生断纤事故概率为100%。同时通过数据统计此类机台生产过程中出现断纤现象的几率约为光纤放线稳定机台的2-6倍。

针对此现象改善方法为对放线不稳、放线过程中抖动的光纤放线架进行维修、加固、问题较为严重的放线架进行换新处理。

4.1.2 光纤定位瓷眼以及模芯进纤孔外端存在粉尘堆积导致断纤。

蝶形引入光缆生产过程中需要对光纤、加强件等进行定位分离，确保光纤、加强件进入模具时能够平行进入模具孔内。传统的定位方法为使用特定尺寸的瓷眼（图1），使用瓷眼虽能对光纤、加强件起到很好的定位作用，但生产过程中由于光纤静电吸附空气中的粉尘，极易造成瓷眼内粉尘堆积（图2），一旦粘附在光纤或加强件上带到模具处就会造成粉尘在模具口堆积（图3），导致光纤被挤断或带入模具孔导致光纤在模具内摩擦阻力增大拉断光纤。

图1 瓷眼

图2 瓷眼粉尘堆积

图3 模具口粉尘堆积

针对此现象的改善方案为：

1）针对蝶形引入光缆护套料制定料屑含量检测标准，严格管控原材料内料屑含量；

2）针对高强度磷化钢丝磷粉含量制定检测标准，严格管控磷化钢丝上磷粉含量；

3）磷化钢丝在生产使用过程中增加磷粉擦除和收集装置，尽可能减少磷粉散落、飘散在空气中；

4）增加光纤除静电装置，减少光纤上由于静电而吸附空气中粉尘的可能性；

5）改进光纤、加强件定位装置，摒除使用瓷眼定位方式，使用可以自由滚动的定位导轮，导轮可随光纤、加强件移动而自由滚动，让光纤在移动至模具前没有死角，减少粉尘堆积。

4.2 模具内断纤

模具内断纤是指光纤断于模具孔内。导致光纤断于模具内的原因可归纳为以下两点：

4.2.1、模具光纤孔距离长、孔径较小，模具本身增加了光纤在模具内的摩擦，导致光纤受力断纤。

蝶形引入光缆的结构决定了该光缆的制造工艺只能使用挤压式工艺，为了预防光缆生产出来光纤出现壁厚不均匀现象，一般模具光纤孔的直径只比光纤直径大了0.1mm左右，而传统的蝶形引入光缆模具长度一般为90-120mm（图4），也就决定了光纤在模具内的行程为90-120mm，而行程越长光纤在模具内所受到的摩擦力就越大，就越容易造成光纤在模具内由于摩擦力过大被拉断。

图4 模具图

针对此现象的改善方案为：改进模具，尽可能减少光纤在模具内的行程，如图5所示，把模具中的光纤行程从原来的90-120mm减小到7.5mm，从而减少光纤与模具间的摩擦，有效地减少光纤断于模具内的几率。同时模具内过纤孔在不影响光缆壁厚偏芯的情况也可适当的增大。

图5 模具中光纤行程距离

4.2.2 有粉尘等粘附在光纤上被带入模具光纤孔内导致光纤所受阻力过大导致光纤断于模具内。

前面提到增加光纤除静电装置，减少光纤上由于静电而吸附空气中粉尘的可能性，但除静电装置想要覆盖整个光纤行走路线，无疑很难实现。光纤在经过除静电装置后粘附的粉尘想要去除，我们可以在光纤进入模具前增加吹气装置（图6）来吹落光纤上粘附的粉尘，此吹气装置使用的空气最好是通过油水分离的干燥空气，这样吹气装置才能发挥最佳效果。

图6 模具口的吹气装置

4.3 测试断纤

测试断纤顾名思义是指光缆已按指定段长生产完成，在测试产品衰减或通光性能时发现的断纤。此类断纤通过分析断纤样品，原因可归纳为以下两点：

4.3.1 护套原材料内有杂质。

此类杂质不能通过高温加热而达到熔融状态，在挤出被覆在光纤表面时压断光纤。若此类断纤事故较多应立即联系原材料厂家让其对原材料生产工艺进行改善，具体改善方法为在加工原材料时增加或替换目数大的滤网，增加滤网后还需让厂家定期对滤网进行更换，确保原材料内杂质不会被挤出至料粒内，进而流入光缆制造企业的生产线上。

4.3.2 光缆收于盘具上出现翻身、打扭现象。

此类问题可以通过对收线架装置进行优化和加强员工操作意识来进行改善。

五 试验验证

历经近半年的时间我们对25条蝶形光缆生产线进行了关于断纤问题的专项改善并对改善前后的断纤事故数据进行了对比，结果如图7所示。1月至3月为改善前每万芯公里断纤次数；4月至10月为逐步改善过程中每万芯公里断纤次数；11月至12月为专项改善完成后每万芯公里断纤次数。通过数据对比改善前后每万芯公里断纤次数下降约82%。

图7 断纤统计比对

六 结束语

当然关于蝶形引入光缆断纤还有其他方面因素，例如员工操作方式的正确与否和光纤的排线是否良好、光纤表面固化情况是否良好等，这些只能通过加强员工培训和购买质量好的光纤来解决。

蝶形引入光缆发展至今，虽经历了不断的完善改进，但仍存在一些待解决的问题，它生产过程中工艺品质的好坏直接影响了光缆的质量。光缆行业发展至今，降低光缆成本已是大势所趋，光缆企业只有在现有的原材料和设备的基础上不断提高工艺水平，尤其是改良生产工艺，提高操作人员的技术水平，减少生产过程中造成的浪费，才能提高光缆的品质，在激烈的市场竞争中获得生存。

沈晓华 男 江苏苏州人 2008年毕业于苏州职业大学计算机应用专业，2014年毕业于西南科技大学机械与自动化专业，现为亨通光电股份有限公司接入网制造部工艺工程师

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