Forum Eksploracyjne

Dawniej sztolnie.fora.pl
Dzisiaj jest 20 kwie 2018, 4:58

Strefa czasowa UTC+02:00




Nowy temat  Odpowiedz w temacie  [ Posty: 1 ] 
Autor Wiadomość
Post: 10 lut 2018, 16:32 
Offline
Awatar użytkownika

Rejestracja: 27 lip 2015, 18:08
Posty: 42
Autor: Kobi, temat odtworzony z 11 Mar 2009

Kilka słów na temat materiałów z których zrobione są nasze „sznurki” – nie jest to może wiedza absolutnie niezbędna jednak warto orientować się w różnicach między pewnymi parametrami syntetycznych materiałów współczesnych lin, chociażby po to, żeby wiedzieć na jakie maksymalne temperatury możemy je wystawić etc.

Historia współczesnych lin rozpoczyna się w 1953 roku kiedy to opatentowano „kernmantle construction” czyli rdzeniowo-oplotową technikę wytwarzania lin. Jej zastosowanie nie byłoby możliwe gdyby nie możliwość wykorzystania polimerów (a zwłaszcza faktu, że możliwe jest tworzenie włókien dowolnej długości, odpowiadających długości liny). Wcześniej liny wytwarzano najczęściej z sizalu - twardego włókna otrzymywane ze specjalnego gatunku agawy – lub z manili – włókna wytwarzanego z pochew liściowych banana manilskiego. Współczesne, zbudowane z rdzenia i oplotu liny wytwarzane są najczęściej z nylonu (poliamid), poliestru lub polipropylenu, chociaż liny przeznaczone do użytkowania w specyficznym środowisku (np. wysoka temperatura) mogą też wykorzystywać inne materiały. Rdzeń liny jest tą jej częścią która najbardziej „pracuje”, pochłaniając energię wiszącego na niej ciała. Jednak jest on bardzo podatny na ścieranie, dla jego osłony więc niezbędne jest zastosowanie oplotu. Aby linę można było określać mianem „kernmantle rope” (na użytek tematu przetłumaczę to jako linę rdzeniowo – oplotową ale jeżeli ktoś ma właściwszą nazwę to bez krępacji Smile rdzeń musi stanowić minimum 50% masy całej liny.

Liny semistatyczne jak i dynamiczne wykonywane są z tych samych materiałów – większą elastyczność liny dynamicznej uzyskuje się poprzez termiczną obróbkę włókien rdzenia co powoduje ich kurczenie się. Pod wpływem siły na powrót rozciągają się.

Nylon

Nylon 6.6 to najpopularniejszy materiał używany do produkcji lin. Jest to poliamid i tak właśnie niektórzy producenci (np. Mammut) określają swoje liny. Granica temperatury w której nylon 6.6 mięknie (tracąc tym samym swoje właściwości nośne) to 230 st. C. A najwyższą bezpieczną temperaturę w której materiał ten jest jeszcze stabilny określa się na 100 st. C. Jest wrażliwy na mocne kwasy, odporny natomiast na alkalia (mocne zasady). Jest także odporny na najpopularniejsze rozpuszczalniki organiczne, ale łatwo rozpuszcza się w kwasie mrówkowym i fenolu. Jest podatny na uszkodzenia spowodowane promieniowaniem UV i może pochłonąć do 7% wody. Dzięki wysokiej gęstości tonie w wodzie.

Polipropylen

Mięknie w temperaturze 165 st. C. Odporny na kwasy i zasady, z wyjątkiem kwasów utleniających. Nierozpuszczalny w większości organicznych rozpuszczalników do 80 st. C. Podobnie jak nylon jest stosunkowo podatny na promieniowanie UV. Absorbcja wody polipropylenu jest niewielka – tylko do 0,03% tak więc nawet gdy jest mokry, zachowuje swoje statystyki użytkowe w o wiele większym stopniu niż nylon. Unosi się na wodzie. Używany jest do wyrobu niektórych oplotów lin (np. lina KM2 firmy New England ).

Dyneema/Spectra

Obie są nazwami handlowymi polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (UHMPE z ang. Ultra high molecular weight polyethylene). "Dyneema" jest nazwą handlową wykorzystywaną przez DSM High Performance Fibres w Holandii, a "Spectra" jest używany przez Allied Signal Inc (USA). Hoechst Celanise również produkuje włókna HMPE pod nazwą "Certran". W dalszej części wszystkie te materiały będę określał wspólnym mianem „HMPE”.

HMPE to jedna z nowych grup „polimerowych substytutów metalu” – statystyki ich włókien są podobne do statystyk stalowego drutu o tej samej średnicy. Wagowo HMPE są około dziesięć razy wytrzymalsze niż ich stalowe zamienniki, temperatura topnienia wynosi około 135 st. C. HMPE są odporne na kwasy i zasady oraz wykazują niewielką wrażliwość na promieniowanie UV. Materiał ten nie pochłania wody i nie zmniejsza swojej wytrzymałości kiedy jest mokry – ze względu na niską gęstość unosi się na wodzie i dlatego jest przydatnym materiałem wykorzystywanym w systemach ratownictwa morskiego. W interesującej nas dziedzinie materiał ten wykorzystywany jest np. w produkcji pętli, taśm etc. jednak nie w samej produkcji lin – powodem tego jest jego niewiarygodnie niski współczynnik sprężystości – nawet przy obciążeniu równym 50% obciążenia maksymalnego włókna HMPE rozciągną się tylko o około 2%. Jest to więc materiał idealny do rozwiązań przemysłowych, jednak jego zastosowanie w sportach linowych przy najmniejszych nawet odpadnięciach mogłoby być fatalne w skutkach. Ze względu na brak rozciągliwości cała siła przekazywana byłaby na karabinki i inne elementy stanowiskowe – a nawet jeżeli te wytrzymałyby to i tak skutki dla delikwenta byłyby bardzo przykre. Krótko pisząc jest to jeden z tych przykładów kiedy to stworzony materiał jest niemal zbyt doskonały : ).

HMPE cierpi jednak na proces zwany "pełzaniem", gdzie włókna bardzo powoli i stopniowo
wydłużają się w wyniku trwałego obciążenia. Sam proces rozciągania materiału jest dość skomplikowany i składają się na niego 4 fazy.

Efekt rozciągania w HMPE (na podstawie badań Instytutu Technologii w Eindhoven dla DSM):

1. Rozciąganie konstrukcyjne – wstępne i nieodwracalne wydłużenie spowodowane dopasowywaniem się i układaniem włókien. Występuje tylko podczas pierwszego obciążenia liny i wynosi około 2-6% jej długości.

2. Odkształcenie sprężyste – ‘normalne’ i natychmiastowe elastyczne rozciągnięcie włókien w wyniku obciążenia. Jest w pełni odwracalne i wynosi zazwyczaj od 0,2 do 1% długości liny w przypadku jej obciążenia ciężarem poniżej 50% ciężaru maksymalnego.

3. Deformacja opóźniona – powolne i stopniowe rozciąganie się włókien pod wpływem obciążenia, zazwyczaj identyczne z odkształceniem sprężystym i w pełni odwracalne. Występuje podczas każdego obciążenia materiału.

4. Pełzanie – stałe i nieodwracalne rozciągnięcie materiału, następuje bardzo powoli i tylko podczas długotrwałego obciążenia liny. Następuje szybciej przy większym obciążeniu i w wyższych temperaturach, poniżej pewnego limitu obciążenia materiału „pełzanie” nie występuje.

HMPE jest także bardzo śliskim materiałem co utrudnia wiązanie na nim skutecznych węzłów. Pod obciążeniem lina czy taśma "wyśliznęłaby" się po pewnym czasie z węzła (czyli raczej np. odpadają nie zszywane a wiązane węzłem taśmowym pętle z dyneemy).

Aramidy


Armidy to polimery, zalicza się do nich Kevlar (nazwa handlowa zastrzeżona dla Dupont), Technora (Teijin) oraz Twaron (Azko). Tworzywo znane z wykorzystania w osłonach balistycznych, podobnie jak HMPE posiada dużą wytrzymałość i odporność na ścieranie. Minusem jest to, że w wypadku krzyżowania lin czy taśm aramidowych mają one tendencję do przecinania się nawzajem. Są jeszcze mniej elastyczne niż HMPE. Kevlar przy tej samej masie jest 5-krotnie bardziej wytrzymały na rozciąganie niż stal. Włókna aramidowe łatwo rozpoznać dzięki charakterystycznemu żółto-beżowemu kolorowi (niemożliwy do zafarbowania). Minusem jest także spora "śliskość" materiału. Pod wpływem temperatury nie topi się ale zwęgla przy mniej więcej 450 st. C. Ze względu na dużą gęstość tonie w wodzie.

Vectran

Sztuczne włókno otrzymywane z ciekłokrystalicznego polimeru, wynalezione przez Celanese Acetate LLC. Chemicznie jest to aromatyczny poliester. Vectran (LCAP) jest wytrzymałym tworzywem opornym chemicznie, zachowuje trwałość w wyższych temperaturach. Stopniowo traci swoją wytrzymałość od temperatury 220°C aż 330°C, kiedy topnieje. Włókna z Vectranu pokrywa się warstwą poliuretanu, by zwiększyć jego odporność na promieniowanie ultrafioletowe. Podobny w wyglądzie do aramidu jednak nie tak mocno żółty (bardziej złoty). Ze względu na dużą gęstość tonie w wodzie. W tym materiale wyeliminowano już problem wzajemnego przecinania się vectranowych elementów ekwipunku.



Przykład liny wykorzystującej różne tworzywa dla oplotu i rdzenia

Teflon (PTFE)

Wykorzystywany nie tyle do produkcji lin co do ich ochrony poprzez naniesienie warstwy Teflonu. Przykładem są liny firmy Tendon:


Wiadomo, że generalnie kontaktu naszego szpeju z wszelkimi chemikaliami trzeba unikać jak ognia ale jeżeli już się zdarzyło to warto wiedzieć jakie mogą być tego konsekwencje : ).

O – materiał odporny na środek chemiczny
OO – ograniczona odporność na środek chemiczny (po potraktowaniu materiał wykazuje niewielkie straty wytrzymałości)
U – środek powodujący uszkodzenie materiału (straty w wytrzymałości znaczące dla przyszłego wykorzystania materiału)
WU – środek powodujący wielkie uszkodzenie materiału
? – efekt nieznany lub sprzeczne wyniki badań

Testy Black Diamond wykazały, że lina zamoczona w urynie może stracić w dalszych testach wytrzymałościowych aż do 50% swojej wytrzymałości!

Jak sprawdzić z czego zrobiona jest nasza lina?

Najłatwiejszy sposób to uciąć jej kawałek po czym podpalić włókna z których się składa : ). Musimy jednak pamiętać o tym, że:
1) Testujemy (palimy) odseparowane włókna a nie linę jako taką : )

2) Rdzeń i oplot mogą być zrobione z innych materiałów dlatego testujemy ich włókna oddzielnie

3) Płomień którym podpalamy włókna powinien być bezbarwny i czysty (palnik gazowy – ok., ale już płomień świecy - nie)

Pierwszym krokiem powinno być jednak zbadanie czy materiał unosi się na wodzie. Potem możemy bawić się w palenie (a wtedy wodę warto mieć nadal pod ręką : ).

O ile rynek przyrządów wykorzystywanych w technikach linowych jest rynkiem wiecznie obfitującym w nowości i bardzo dynamicznym, o tyle w kwestii samych lin niewiele zmieniło się od czasów przejścia na syntetyczną ich produkcję. Nawet pojawienie się lin aramidowych czy dyneemy nie wpłynęło znacząco na realia wiszenia ze wzgledu na ich superstatyczność i inne mankamenty, w rezultacie limitujące ich przydatność do repów i taśm. PARALOC firmy Mammutec to całkowicie nowa technologia tworzenia lin która ma szansę stać się kolejnym małym "przełomem". Przede wszystkim rewolucyjne jest tutaj odejście od techniki rdzeń-oplot na rzecz trzycześciowej budowy rdzeń-oplot wewnętrzny-oplot zewnętrzny których włókna w dodatku przenikają się nawzajem (w stosunku 90% do 10%).

Główne różnice wynikające z takiej budowy to zerowy posów oplotu, znacząco wyższa odporność na przecinanie i otarcie i co najważniejsze dobra absorbcja sił. Jak dotąd technologia ta jest opatentowana i stosowana wyłącznie przez Mamutec, ciężko jest więc określić ile w tej rewolucji jest reklamy, tym niemniej informacje od nabywców zdają się potwierdzać wysokie osiągi.

Kto wie, może to tylko ciekawostka, a może za 10-15 lat wszyscy bedziemy śmigać na takich linach


Źródła: korzystałem głównie z "Life on a line", katalogów producentów lin i internetu.


Zgłoś ten post
Na górę
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Nowy temat  Odpowiedz w temacie  [ Posty: 1 ] 

Strefa czasowa UTC+02:00


Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość


Nie możesz tworzyć nowych tematów
Nie możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników

Szukaj:
Przejdź do:  
cron
Technologię dostarcza phpBB® Forum Software © phpBB Limited
Polski pakiet językowy dostarcza phpBB.pl