Приложение Д (обязательное). Методика оценки соответствия оптических кабелей требованиям к надежности

Приложение Д
(обязательное)

Методика оценки соответствия оптических кабелей требованиям к надежности

Д.1 Общие положения

Д.1.1 Настоящая методика оценки соответствия ОК требованиям к надежности учитывает положения [22] и распространяется на ОК длительного непрерывного применения, которые по характеру основных процессов, определяющих переход в предельное состояние, относятся к стареющим изделиям.

Д.1.2 К предельному состоянию ОК относят необратимое увеличение коэффициента затухания сверх установленных в НД на конкретные ОК (для периода эксплуатации и хранения) значений и видимые невооруженным глазом повреждения испытуемого ОК.

Примечание - У ОК с ТПЖ к предельному состоянию относят также необратимое снижение сопротивления изоляции ТПЖ ниже нормированных значений и/или увеличение сопротивления ТПЖ выше значений, установленных в НД на конкретные ОК.

Д.1.3 В соответствии с настоящей методикой контролируют соответствие испытуемого ОК требованиям к следующим показателям надежности (долговечности и сохраняемости):

- гамма-процентный срок службы;

- гамма-процентный срок сохраняемости.

Д.1.4 Конкретный метод оценки соответствия испытуемого ОК требованиям сохраняемости и долговечности устанавливают в НД на конкретный ОК.

Д.1.5 В НД или программах и методиках испытаний на конкретный ОК должны быть указаны типовой режим эксплуатации и типовой режим хранения испытуемого ОК, включающие:

- температурные режимы эксплуатации и хранения и продолжительность их воздействия;

- минимальный радиус барабана (катушки, кассеты), на котором(ых) осуществляется хранение испытуемого ОК;

- эксплуатационный радиус изгиба и количество изгибов;

- значение растягивающей нагрузки и продолжительность ее воздействия;

- параметры других механических воздействий (при их наличии).

Д.1.6 Параметрами - критериями годности испытуемых ОК являются:

- внешний вид;

- оптическая целостность ОВ;

- коэффициент затухания;

- деформация ОВ в испытуемом ОК (только для одномодовых ОВ, при необходимости);

- усилие снятия акрилового первичного защитного покрытия ОВ;

- электрическое сопротивление изоляции ТПЖ (при наличии);

- электрическое сопротивление ТПЖ (при наличии).

В обоснованных случаях в НД на конкретный ОК могут быть установлены дополнительные параметры - критерии годности испытуемого ОК.

Д.1.7 Испытания проводят на самостоятельных выборках кабеля, прошедшего приемо-сдаточные испытания.

Д.1.8 При проведении испытаний допускается последовательно соединять однотипные ОВ друг с другом с помощью сварки в шлейф.

Д.1.9 Оптическая длина образцов ОК, подвергаемых испытаниям, должна быть не менее 1000 м.

Д.1.10 Количество испытуемых образцов n определяют в зависимости от требуемой вероятности , установленной в НД на конкретные ОК, в соответствии с таблицей Д.1.

Таблица Д.1 - Количество испытуемых образцов в зависимости от вероятности

Вероятность , %	Количество испытуемых образцов n o, шт.
90-96	3
97-98	4
99	10
99,5	20

Д.2 Порядок проведения испытаний

Д.2.1 Образцы ОК до начала испытаний выдерживают не менее 4 ч в НКУ (по 9.1.1).

Д.2.2 Контроль параметров - критериев годности проводят по окончании предварительной выдержки (начальное значение), после каждого цикла испытаний и по окончании испытаний.

Примечание - Контроль усилия снятия акрилового первичного защитного покрытия проводят только после полного завершения испытаний.

Д.2.3 Контроль внешнего вида испытуемого ОК проводят в соответствии с ГОСТ 12177 визуальным осмотром, без применения увеличительных средств.

ОК считают выдержавшим испытания, если отсутствуют видимые невооруженным глазом повреждения испытуемого ОК.

Контроль внешнего вида оптических модулей и акрилового защитного покрытия ОВ проводят по ГОСТ 12177 визуальным осмотром, с применением увеличительных средств, обеспечивающих пятикратное увеличение.

ОК считают выдержавшим испытание, если оптические модули и акриловое защитное покрытие ОВ не имеют отслоений, трещин и иных дефектов.

Д.2.4 Контроль оптической целостности ОВ проводят путем введения оптического сигнала (видимого спектра) оптическим дефектоскопом в один конец ОВ и контроля выхода оптического сигнала с противоположного конца ОВ.

ОВ считают выдержавшим испытания, если оптический сигнал, введенный в один конец ОВ, наблюдается на другом конце этого ОВ.

Допускается контролировать оптическую целостность методом измерения оптических потерь по методу В ГОСТ Р 60793-1-40. ОВ считают целым, если сигнал от источника излучения, введенный в один конец ОВ, регистрируется приемником на другом конце ОВ. Конкретное значение оптических потерь при этом не регистрируют.

Д.2.5 Контроль коэффициента затухания в ОВ, размещенных в испытуемом ОК, проводят методом обратного рассеяния в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60793-1-40.

Длину волны оптического излучения, на которой проводят измерение коэффициента затухания, устанавливают в соответствии с рабочей длиной волны, указанной в НД на конкретный ОК.

Для ОК с одномодовыми ОВ измерения проводят на всех рабочих длинах волн, установленных в НД на конкретный ОК, из перечня 1310, 1550 и 1625 нм.

Для ОК с многомодовым ОВ измерения проводят на длине волны 1300 нм.

ОК считают выдержавшим испытания, если коэффициент затухания на рабочих длинах волн не превышает значения, указанного в НД на конкретный ОК для периода эксплуатации и хранения.

Д.2.6 Контроль деформации ОВ в испытуемом ОК проводят с помощью анализатора вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна (далее - анализатор), позволяющего получить распределение частоты вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна (далее - ВРМБ) по длине волокна.

Д.2.6.1 Деформацию ОВ определяют путем измерения изменения характерной частоты ВРМБ при опорном значении натяжения волокна (), МГц, ОВ, вычисляемой по формуле

,

(Д.1)

где n - показатель преломления;

- скорость акустической волны, м/с;

- длина волны излучения накачки в вакууме, мкм.

Д.2.6.2 Для определения частоты ВРМБ (, Т _НКУ) ОВ, использованного в контролируемом ОК, образец ОВ от той же партии, из которой изготовлен контролируемый ОК, длиной не менее 1000 м сматывают с транспортной катушки в бухту свободной укладки ( = 0) со средним диаметром не менее 30 см.

Примечание - Если строительная длина ОК в соответствии с НД на конкретный ОК составляет менее 1000 м, для испытаний отбирают образец ОВ длиной, равной строительной длине ОК.

После выдержки образца в НКУ не менее 2 ч его подключают к анализатору и производят измерение значения (, Т _НКУ), среднего по длине образца ОВ.

Перед измерением (, Т _НКУ) необходимо определить температуру окружающей среды с точностью до  2 °С.

Д.2.6.3 Контролируемые образцы ОК, намотанные на барабан или смотанные в бухту (если такой способ хранения и поставки предусмотрен в НД на конкретный ОК), длиной не менее 1000 м каждый, выдерживают в НКУ не менее 24 ч, после чего испытуемый образец ОК подключают к анализатору и измеряют частоту ВРМБ (, T) ОК аналогично Д.2.6.2, при таком же значении окружающей температуры -  2 °С, как и при измерении (, Т _НКУ).

Примечание - Если строительная длина ОК в соответствии с НД на конкретный ОК составляет менее 1000 м, для испытаний отбирают образец ОК длиной, равной строительной длине.

Д.2.6.4 Используя измеренные значения частот, вычисляют деформацию ОВ в ОК по формуле

,

(Д.2)

где - изменение деформации ОВ в ОК относительно начального значения (деформации свободного ОВ), %;

- деформация отсутствует;

- изменение частоты при испытании, МГц;

- частота ОВ в ОК при Т _НКУ, МГц;

- частота свободного ОВ при Т _НКУ, МГц;

- скорость изменения частоты при опорном значении температуры, МГц/%.

Примечание - Значение коэффициента является ориентировочным, т.к. может отличаться для ОВ разных типов.

Д.2.6.5 Результаты измерений должны быть оформлены протоколами, в которых должна быть указана следующая информация:

- дата, место и точная температура окружающей среды при проведении измерений;

- обозначение марки испытуемого ОК;

- перечень использованного оборудования для входного контроля и измерения деформации;

- количество, тип и производитель ОВ, использованного в ОК с указанием значения параметра , необходимого для расчета деформации;

- результаты измерения частоты ВРМБ в свободном ОВ и ОВ в испытуемом ОК;

- результаты расчета деформации ОВ в испытуемом ОК.

В случае наличия неоднородностей деформации по длине в измеряемых ОВ контролируемого ОК результаты должны быть дополнены графиком зависимости деформации от длины.

Пример распределения деформации по длине представлен на рисунке Д.1.

1 - ОВ имеет незначительное локальное натяжение; 2 - ОВ без натяжения; 3 - ОВ неоднородно натянуто по длине кабеля, деформация значительная

Рисунок Д.1 - Пример распределения деформации по длине ОК

Д.2.6.6 ОК считают выдержавшим испытания, если значение деформации ОВ в испытуемом ОК не превышает значения, установленного в конкретном методе испытаний.

Д.2.7 Контроль усилия снятия акрилового первичного защитного покрытия с ОВ проводят при испытаниях на сохраняемость по ГОСТ Р МЭК 60793-1-32. ОК считают выдержавшим испытание, если усилие снятия:

- акрилового первичного защитного покрытия соответствует установленному в 6.2.1.2;

- буферного защитного покрытия находится в диапазоне от 1,3 до 13,3 Н.

Д.2.8 Контроль электрического сопротивления изоляции ТПЖ при их наличии в составе ОК проводят по ГОСТ 3345.

ОК считают выдержавшим испытания, если электрическое сопротивление изоляции ТПЖ соответствует значению, указанному в НД на конкретный ОК.

Д.2.9 Контроль электрического сопротивления ТПЖ при их наличии в составе ОК проводят по ГОСТ 7229.

ОК считают выдержавшим испытания, если электрическое сопротивление ТПЖ соответствует значению, указанному в НД на конкретный ОК.

Д.2.10 Результаты испытаний ОК на соответствие требованиям надежности оформляют протоколом. В протоколе указывают:

- объект испытаний;

- марку, заводской номер, дату изготовления, количество испытуемых образцов ОК и их длины;

- наименование предприятия-изготовителя;

- наименования средств измерений и их заводские номера;

- наименование испытательного оборудования и его заводской или инвентарный номер;

- срок действия свидетельства поверки (аттестации) использованных средств измерений и испытательного оборудования;

- значения внешних воздействующих факторов;

- длину волны оптического излучения, на которой проводили измерения коэффициента затухания;

- зарегистрированные значения параметров - критериев годности.

При измерении деформации ОВ в протоколе дополнительно указывают информацию в соответствии с Д.2.6.5.

Д.3 Методы оценки соответствия оптического кабеля требованиям сохраняемости

Д.3.1 Оценка соответствия оптического кабеля требованиям сохраняемости методом длительного хранения

Д.3.1.1 Оценку соответствия требованиям сохраняемости испытуемых ОК методом длительного хранения начинают проводить в течение первого года выпуска при серийном производстве или при нахождении изделий в опытном производстве более двух лет.

При изменении конструкции ОК, технологии их изготовления или применяемых материалов, которые могут повлиять на сохраняемость, производят закладку на испытания новых выборок, а испытания предыдущих прекращают.

Д.3.1.2 Испытания ОК проводят в помещении (на складе), в котором поддерживают условия, соответствующие условиям хранения ОК, установленным в НД.

Д.3.1.3 В целях сокращения объема испытаний необходимо группировать при закладке на хранение ОК различных типов, типономиналов, имеющих одну базовую конструкцию и близких по технологическим процессам изготовления, а также по применяемым материалам и функциональному назначению.

Д.3.1.4 К каждой выборке ОК, закладываемой на испытания, должен прилагаться сопроводительный лист с указанием:

- условных обозначений ОК;

- обозначения ТУ на ОК;

- предприятия-изготовителя;

- месяца, года изготовления;

- объема выборки;

- условий испытания;

- измеряемых параметров - критериев годности;

- отметки об очередной проверке изделий.

Д.3.1.5 Во время испытаний с периодичностью один раз в год и после завершения испытаний контролируют параметры - критерии годности.

Д.3.2 Оценка соответствия оптического кабеля требованиям сохраняемости по данным о сохраняемости аналогов

Д.3.2.1 Соответствие испытуемого ОК требованиям сохраняемости подтверждают результатами естественного хранения (по Д.3.1) конструктивных аналогов испытуемого ОК, близких по технологическим процессам изготовления, а также по применяемым материалам и области применения или функциональному назначению.

Д.3.2.2 Соответствие испытуемого ОК требованиям сохраняемости считают подтвержденным, когда значения коэффициента затухания аналогов после их испытаний на сохраняемость в течение требуемого гамма-процентного срока сохраняемости находятся в пределах значений, установленных в НД на конкретные ОК для периода эксплуатации и хранения.

Примечание - Допускается учитывать положительные результаты испытаний на сохраняемость аналогов, естественное хранение которых осуществлялось в течение времени, составляющего не менее 2/3 от срока хранения, установленного в НД на контролируемый ОК.

Д.3.3 Оценка соответствия оптического кабеля требованиям сохраняемости расчетно-экспериментальным методом

Оценку соответствия испытуемого ОК требованиям сохраняемости допускается проводить расчетно-экспериментальным методом в том случае, когда параметр усталостной прочности ОВ, используемых в испытуемом ОК, определяемый в соответствии с ГОСТ Р МЭК 60793-1-33, имеет значение более 20.

Примечание - Соответствие ОВ конкретной марки, применяемого в конкретном ОК, требованию к параметру усталостной прочности должно быть подтверждено протоколом испытаний в испытательном центре (лаборатории), аккредитованном(ой) в установленном порядке.

Оценку соответствия испытуемого ОК требованиям сохраняемости проводят путем сравнения бриллюэновских частот в соответствии с методом, указанным в Д.2.6, в ОВ, идентичном тому, из которого изготовлен испытуемый ОК, и в ОВ, размещенном в ОК. Соответствие испытуемого ОК требованиям сохраняемости считают подтвержденным, если полученное в соответствии с Д.2.6 значение деформации ОВ в испытуемом ОК не превышает 0,1 %.

Д.4 Методы оценки соответствия оптического кабеля требованиям долговечности

Д.4.1 Общие положения по проведению испытаний оптического кабеля на соответствие требованиям долговечности

Д.4.1.1 В начале испытаний по оценке соответствия требованиям к гамма-процентному сроку службы проверяют стойкость испытуемого ОК к воздействию механических нагрузок, имитирующих условия прокладки.

Испытания, имитирующие условия прокладки испытуемого ОК, состоят из его перемотки с отдающего устройства (барабан, катушка) на приемное устройство через систему роликов, обеспечивающих изгибы ОК, имитирующие изгибы ОК, возникающие при монтаже и прокладке испытуемого ОК.

Схема установки для испытаний ОК на перемотку через систему роликов приведена на рисунке Д.2.

Расположение роликов друг относительно друга должно соответствовать изображенному на рисунке Д.2. Допускается два типа расположения (варианты А и Б рисунка Д.2).

Диаметр роликов должен быть равным двум минимально допустимым радиусам изгиба при монтаже. Допустимое отклонение диаметра роликов - не более 5 %.

Линейная скорость перемотки должна быть не более 20 м/мин.

Нагружаемая длина ОК должна составлять не менее 25 м.

Количество циклов перемоток - не менее 5, если в НД на конкретный ОК не установлено иное.

Примечание - За цикл принимают прохождение всего испытуемого (нагружаемой части) отрезка ОК через систему роликов.

После испытания оценивают параметры - критерии годности испытуемого ОК в соответствии с Д.2.3 и Д.2.5.

1 - отдающее устройство; 2 - приемное устройство; 3 - ролики

Рисунок Д.2 - Схема установки для перемотки ОК через систему роликов

Д.4.1.2 После испытаний по Д.4.1.1 испытуемые образцы ОК должны быть намотаны на кабельный барабан (катушку) или смотаны в бухты с внутренним диаметром не менее двух допустимых эксплуатационных радиусов изгиба, установленных в НД на конкретные ОК.

Д.4.1.3 Последующие испытания проводят на подготовленных в соответствии с Д.4.1.2 образцах в условиях внешних воздействий по Д.4.1.4 - Д.4.1.6, учитывающих типовой режим, установленный в НД на конкретные ОК.

Д.4.1.4 Испытуемые образцы ОК подвергают воздействию минимальной пониженной температуры в соответствии с методом 203-1 ГОСТ 20.57.406.

Образцы ОК помещают в камеру холода, при этом концы испытуемого ОК выводят наружу или герметизируют, в камере устанавливают температуру, соответствующую минимальному значению пониженной температуры окружающей среды при эксплуатации, указанной в НД на конкретные ОК. После достижения теплового равновесия выдерживают испытуемый ОК при заданной температуре в течение времени, указанного в таблице Д.2, затем повышают температуру в камере до нормальной и извлекают испытуемый ОК из камеры или переходят к следующему виду испытаний.

Таблица Д.2 - Продолжительность воздействия внешних факторов в течение одного цикла испытаний

Наименование воздействующего фактора, ч	ОК для умеренного климата	Холодостойкий ОК	ОК тропического исполнения
Продолжительность воздействия минимальной температуры	40	196	6
Продолжительность воздействия максимальной температуры	216	100	320
Повышенная относительная влажность	72 (при температуре 35 °С) или 36 (при температуре 50 °С)	36 (при температуре 35 °С) или 18 (при температуре 50 °С)	120 (при температуре 35 °С) или 60 (при температуре 50 °С)

Д.4.1.5 Испытуемые образцы ОК подвергают воздействию максимальной повышенной температуры в соответствии с методом 201-1.1 ГОСТ 20.57.406.

Образцы ОК помещают в камеру тепла, при этом концы испытуемого ОК выводят наружу или герметизируют, в камере устанавливают температуру, соответствующую максимальному значению повышенной температуры окружающей среды при эксплуатации, указанной в НД на конкретные ОК, после достижения теплового равновесия выдерживают испытуемый ОК при этой температуре в течение времени, указанного в таблице Д.2, затем понижают температуру в камере до нормальной и извлекают испытуемый ОК из камеры или переходят к следующему виду испытаний.

Д.4.1.6 Испытуемые образцы ОК подвергают воздействию повышенной влажности в соответствии с методом 208-2 ГОСТ 20.57.406 с учетом уточнений, указанных в данном разделе.

Образцы ОК помещают в камеру влаги, при этом концы испытуемого ОК выводят наружу или герметизируют, в камере устанавливают температуру (35   3) °С или (50  3) °С и выдерживают при этой температуре в течение суток. Затем относительную влажность повышают до (93  3) %, после чего температуру и влажность в камере поддерживают постоянными в течение времени, указанного в таблице Д.2 для соответствующей температуры. Далее температуру и влажность в камере снижают до НКУ и извлекают испытуемый ОК из камеры или переходят к следующему виду испытаний.

Д.4.1.7 Подвесные ОК подгрупп В, ВГ, ВД, ВФ после каждого цикла подвергают воздействию растягивающей нагрузки в соответствии с 9.6.1 со значением, соответствующим значению среднеэксплуатационной нагрузки, установленной в НД на конкретный ОК. Время воздействия - 10 мин.

Примечание - Контроль параметров - критериев годности, за исключением внешнего вида и относительного удлинения ОВ по ГОСТ Р МЭК 60793-1-22, измеряемого во время приложения растягивающего усилия, не проводят.

Д.4.1.8 Испытуемые образцы ОК выдерживают в НКУ в течение 24 ч, после чего осуществляют контроль параметров - критериев годности.

Д.4.2 Порядок проведения испытаний на долговечность расчетно-экспериментальным методом

Д.4.2.1 Испытания на долговечность проводят расчетно-экспериментальным методом путем выдержки в условиях повышенной влажности и при максимальной повышенной и минимальной пониженной температурах эксплуатации, установленных в НД на конкретные ОК, с учетом Д.4.1.

Д.4.2.2 Испытания по подтверждению гамма-процентного срока службы должны состоять не менее чем из 10 циклов. Один цикл принимается эквивалентным 876 ч эксплуатации.

Д.4.2.3 Продолжительность воздействия повышенной относительной влажности, минимальной пониженной и максимальной повышенной температур эксплуатации в одном цикле устанавливают пропорциональными продолжительности их воздействия в типовом режиме эксплуатации в соответствии с данными, приведенными в таблице Д.2, если иной типовой режим не установлен в НД на конкретный ОК.

Д.4.2.4 Используя значения коэффициента затухания испытуемого ОК и электрического сопротивления изоляции ТПЖ (для комбинированных ОК), измеренные после каждого цикла испытаний, строят график зависимости этих параметров от срока службы. Полученная зависимость экстраполируется до значений, соответствующих требуемому значению гамма-процентного срока службы испытуемого ОК.

Д.4.2.5 Соответствие испытуемого ОК требованиям к гамма-процентному сроку службы считают подтвержденным, если после каждого цикла параметры - критерии годности испытуемого ОК будут соответствовать требованиям, установленным в настоящем стандарте и в НД на конкретный ОК, а значения коэффициента затухания и электрического сопротивления изоляции ТПЖ (для комбинированных ОК), полученные расчетно-экспериментальным путем для требуемого гамма-процентного срока службы , останутся в пределах значений, установленных для периода эксплуатации и хранения в НД на конкретный ОК.

Примечание - При наличии технической возможности рекомендуется после каждого цикла испытаний ОК с одномодовыми ОВ контролировать деформацию ОВ в соответствии с Д.2.6. ОК можно считать соответствующим требованию к гамма-процентному сроку службы, если значение деформации, полученное расчетно-экспериментальным путем для требуемого гамма-процентного срока службы (к концу срока службы), будет не более 0,5 %.