Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ kéo cáp?

Điều kiện ống dẫn và ma sát: Ràng buộc chính làm giảm tốc độ kéo cáp

Độ nhám bề mặt, nhiễm bẩn và tích tụ bụi bẩn làm tăng lực cản khi kéo

Khi các ống dẫn có những điểm gồ ghề bên trong, bị đóng cặn khoáng chất hoặc đơn giản là tích tụ bụi bẩn thông thường, chúng sẽ tạo ra lực ma sát lớn hơn nhiều khi kéo cáp qua chúng. Loại tình trạng bẩn này thực sự làm chậm tiến độ công việc — đôi khi giảm một nửa tốc độ kéo so với khi kéo qua các ống dẫn sạch sẽ, thông thoáng. Các nghiên cứu cũng xác nhận điều này: các nghiên cứu phát hiện ngay cả lượng bụi và hạt nhỏ nhất cũng gây ảnh hưởng đáng kể. Ví dụ, chỉ cần lớp trầm tích dày 0,5 mm đã làm tăng lực kéo yêu cầu khoảng 15%. Nước làm tình hình trở nên nghiêm trọng hơn vì nó khiến các tạp chất dính kết lại với nhau, đặc biệt trong các ống cũ nơi gỉ sét đã tạo thành những bề mặt mài mòn vi mô. Tất cả những yếu tố này cộng lại quyết định tốc độ an toàn tối đa mà chúng ta có thể kéo cáp qua ống dẫn. Việc vượt quá giới hạn này sẽ làm tăng nguy cơ mài mòn lớp vỏ bọc cáp và thậm chí có thể gây hư hại đến các lõi dẫn điện. Để tránh các vấn đề nêu trên, phần lớn kỹ thuật viên trước tiên sử dụng bàn chải cơ học hoặc thổi khí nén vào bên trong ống dẫn. Một thực hành tốt là sau đó sử dụng camera kiểm tra ống dẫn để xác minh xem mọi thứ đã sẵn sàng cho việc lắp đặt chưa.

Đánh giá độ nguyên vẹn của ống dẫn: xác định các chướng ngại vật, biến dạng và các mối nối lệch trục trước khi kéo cáp

Các cuộc kiểm tra kỹ lưỡng trước khi lắp đặt là điều thiết yếu nhằm tránh các sự cố xảy ra giữa quá trình kéo cáp. Kỹ thuật viên cần lập bản đồ tuyến ống dẫn bằng các công cụ đo hình dạng để phát hiện ba vấn đề quan trọng sau:

• Biến dạng : Các đoạn bị nén ép vượt quá 10% mức giảm đường kính
• Lệch trục : Độ lệch của các mối nối gây ra góc lệch ≥ 5°
• Chướng ngại vật : Các vật thể lạ làm giảm khoảng thông thủy bên trong xuống dưới 50%

Nghiên cứu ngành cho thấy khoảng 73% các vấn đề lắp đặt bắt nguồn từ những khuyết tật không dễ nhận ra ngay bằng mắt thường. Khi kỹ thuật viên theo dõi mức độ căng dây cáp trong thời gian thực trong quá trình kéo thử, họ thu được các giá trị cơ sở quan trọng. Bất kỳ thay đổi đột ngột nào thường cho thấy có điều gì đó bất thường nằm sâu bên trong. Việc khắc phục những vấn đề này trước khi chúng gây ra hậu quả nghiêm trọng hơn đòi hỏi phải sử dụng các công cụ như thiết bị phun nước áp lực cao (hydro-jetting) hoặc máy cắt robot. Điều này giúp duy trì mức độ ma sát ở ngưỡng phù hợp và đảm bảo tốc độ kéo luôn nằm trong giới hạn do nhà sản xuất khuyến nghị. Việc lưu trữ hồ sơ về thời điểm phát hiện khuyết tật cũng như cách thức xử lý chúng sẽ tạo ra các mốc tham chiếu quý giá cho công tác bảo trì về sau.

Hình học đường đi của cáp và các ràng buộc cơ học trong quá trình kéo cáp

Bán kính uốn, số lần xoay và sự thay đổi độ cao: mô hình hóa mức độ giảm tốc theo từng độ và ảnh hưởng tích lũy

Khi cáp đi vòng quanh các góc nhọn, lực kéo tăng mạnh. Mỗi lần rẽ góc 90 độ, tốc độ giảm từ khoảng 15% đến 30% do áp lực tăng đáng kể lên thành ống dẫn. Hầu hết các hướng dẫn kỹ thuật trong ngành thực tế đều quy định cụ thể bán kính tối thiểu cho các đoạn cong này, thường tương đương từ 10 đến 20 lần đường kính cáp. Điều này giúp tránh làm biến dạng lớp vỏ bọc bên ngoài và bảo vệ các sợi quang mỏng manh bên trong. Việc kéo cáp trở nên phức tạp hơn nữa khi có sự thay đổi độ cao: theo các mô hình cơ học đã được quan sát, việc kéo cáp lên dốc đòi hỏi lực kéo gần gấp đôi so với trên mặt phẳng ngang. Một điểm đáng lưu ý khác là hệ thống giám sát của chúng tôi cho thấy khi tổng góc xoay vượt quá 270 độ, hầu hết các thiết bị kéo hiện đại sẽ tự động giảm tốc — nhằm đảm bảo lực căng không vượt quá khoảng 25 pound (tương đương 11,3 kg) đối với cáp quang, mức được coi là an toàn cho các vật liệu nhạy cảm này.

Tỷ lệ lấp đầy ống dẫn và đường kính cáp: áp dụng quy tắc 40% để duy trì tốc độ kéo cáp an toàn và hiệu quả

Hầu hết thợ điện tuân theo hướng dẫn độ đầy ống luồn dây là 40% khi xác định tốc độ tối đa có thể kéo cáp qua ống. Vượt ngưỡng này, việc kéo cáp sẽ trở nên rất khó khăn do cáp bắt đầu cọ sát vào thành ống, gây ra lực ma sát tăng đáng kể. Một số thử nghiệm sử dụng hệ số lực cản cho thấy lực ma sát có thể tăng lên tới ba lần so với mức bình thường. Khi làm việc với cáp mỏng hơn (ví dụ: đường kính 6 mm) thay vì cáp dày hơn (12 mm), thợ lắp đặt thường thấy rằng họ có thể kéo cáp qua cùng một loại ống luồn dây nhanh hơn khoảng 25%. Điều này xảy ra đơn giản vì diện tích bề mặt tiếp xúc với thành ống nhỏ hơn. Đối với các công trình có độ đầy ống dưới 35%, tốc độ kéo cáp ở mức khoảng 1,5 mét mỗi giây là khá phổ biến và không cần bôi trơn đặc biệt. Tuy nhiên, một khi độ đầy ống đạt 50% hoặc cao hơn, phần lớn kỹ thuật viên sẽ cần hỗ trợ cơ học để đảm bảo an toàn trong quá trình lắp đặt, thậm chí chỉ để duy trì tốc độ kéo ổn định ở mức 0,5 mét mỗi giây.

Độ căng, bôi trơn và độ nguyên vẹn của cáp: Cân bằng giữa tốc độ và an toàn trong quá trình kéo cáp

Lựa chọn và cách thức áp dụng chất bôi trơn: Độ nhớt, khả năng phủ bề mặt và tính tương thích như thế nào giúp tăng tốc độ kéo cáp

Bôi trơn tốt có thể giảm ma sát khoảng 60 phần trăm, điều này đồng nghĩa với việc cáp được kéo qua nhanh hơn và an toàn hơn nhiều trong quá trình lắp đặt. Các loại chất bôi trơn có độ nhớt cao phát huy hiệu quả tốt nhất khi làm việc với các ống luồn cáp thô ráp hoặc bị hư hỏng, bởi chúng duy trì được lớp màng bảo vệ ngay cả dưới tác động của lực cắt lớn. Các sản phẩm có độ nhớt trung bình thường phù hợp cho các tuyến cáp thông thường, sạch sẽ, nơi không chịu nhiều mài mòn. Tuy nhiên, việc đảm bảo phủ đều lên toàn bộ bề mặt là vô cùng quan trọng. Nếu một số vị trí bị bỏ sót, những điểm đó sẽ trở thành các vùng nóng do ma sát, làm tăng lực cản ở mức từ 35 đến khoảng 50 phần trăm. Trước khi áp dụng bất kỳ chất bôi trơn nào, cần kiểm tra khả năng tương thích của nó với các loại vỏ bọc cáp khác nhau như LSZH, PVC hoặc polyethylene, vì một số tổ hợp có thể làm suy giảm dần lớp cách điện theo thời gian. Việc bôi trơn đúng cách giúp kỹ thuật viên đạt tốc độ kéo cáp nhanh hơn khoảng 25–40 phần trăm trong khi vẫn đảm bảo giới hạn an toàn, do đó đây rõ ràng là một giải pháp thực tiễn để nâng cao năng suất mà không tốn kém nhiều chi phí.

Giới hạn tải kéo và giám sát lực căng theo thời gian thực: ngăn ngừa hư hại sợi quang khi tối ưu hóa tốc độ kéo cáp

Sợi thực tế có thể bị hư hại vĩnh viễn ở mức độ giãn dài khoảng 0,5%, điều này xảy ra sớm hơn nhiều so với khi người ta nhận thấy bất kỳ dấu hiệu căng giãn nào trên sợi. Các hệ thống giám sát lực căng giúp ngăn ngừa loại hư hại này bằng cách cảnh báo công nhân khi lực kéo bắt đầu tiến gần đến mức nguy hiểm — thường nằm trong khoảng từ 60% đến 75% giá trị cường độ chịu kéo tối đa do nhà sản xuất quy định. Những cảm biến đã được hiệu chuẩn dọc theo đường dây cung cấp các chỉ số liên tục về lực đang được áp dụng trong quá trình kéo, nhờ đó người vận hành có thể điều chỉnh tốc độ cho phù hợp. Việc duy trì lực căng trong giới hạn an toàn giúp bảo toàn nguyên vẹn cáp và cho phép vận hành ở tốc độ tối đa mà không làm lãng phí thời gian. Nếu chúng ta giảm lực kéo quá mức chỉ vì lo ngại về hư hại, năng suất sẽ giảm khoảng 30%. Tầm quan trọng của việc xác định chính xác những con số này trở nên rõ ràng hơn nữa khi làm việc tại các đoạn cong trên lộ trình đi dây cáp; tại những vị trí này, lực căng có thể tăng gấp đôi so với mức bình thường ở các đoạn thẳng, khiến việc giám sát chính xác trở nên tuyệt đối thiết yếu.

Câu hỏi thường gặp

• Những yếu tố nào góp phần làm tăng ma sát trong ống dẫn?
  Ma sát tăng có thể do độ nhám bề mặt, nhiễm bẩn, tích tụ mảnh vụn, các điểm gồ ghề bên trong, tích tụ khoáng chất và bụi bẩn.
• Làm thế nào để đánh giá độ nguyên vẹn của ống dẫn trước khi kéo cáp?
  Độ nguyên vẹn của ống dẫn có thể được đánh giá bằng cách lập bản đồ tuyến ống dẫn bằng các công cụ đo hình dạng (profilometry) nhằm phát hiện biến dạng, lệch trục và vật cản.
• Ý nghĩa của quy tắc 40% đối với tỷ lệ lấp đầy ống dẫn là gì?
  Quy tắc 40% giúp duy trì tốc độ kéo cáp an toàn và hiệu quả; việc vượt quá tỷ lệ này có thể làm tăng đáng kể lực ma sát.
• Độ nhớt của chất bôi trơn ảnh hưởng như thế nào đến tốc độ kéo cáp?
  Chất bôi trơn có độ nhớt cao hơn giúp giảm ma sát trong các ống dẫn gồ ghề hoặc bị hư hỏng, trong khi chất bôi trơn có độ nhớt trung bình phù hợp cho các lần kéo thông thường trên ống dẫn sạch.
• Tại sao việc giám sát lực căng theo thời gian thực lại quan trọng trong quá trình kéo cáp?
  Giám sát theo thời gian thực giúp ngăn ngừa hư hại sợi quang bằng cách cảnh báo về các mức lực kéo nguy hiểm và cho phép điều chỉnh tốc độ kéo tương ứng.