Сравнение петель из нейлона и Дайнимы
Стропы из разных материалов. Немного уставшие.
Разбираемся в стропах. Из чего их делают, чем одни лучше других и почему все они рвутся. Видео, фотографии, ссылки.
Я написал статью для блога Альплагеря Туюк-Су. Пока писал, нашёл много информации, которой не знал сам. Думаю что здесь она тоже вызовет интерес.
Видео длинное и на английском, но я очень рекомендую посмотреть его. Таблица с результатами в конце статьи.
Петли делают из нейлона, Дайнимы и Спектры (Dyneema® / Spectra®). Спектра и Дайнима это разные названия одного материала, поэтому для удобства буду подразумевать оба, а говорить о Дайниме.
Дайнима на разрыв прочнее, чем стальной прут того же сечения. В сравнении с нейлоном она меньше впитывает влагу, плохо поддаётся химическому воздействию, не портится на солнце и медленно перетирается. Ширина такой стропы 8–10 мм. Прелесть, а не материал.
Нейлоновые стропы шире (16–26 мм) и тяжелее, но имеют одно преимущество — они тянутся. Ну… как тянутся. Совсем чуть-чуть. Источники в интернете указывают цифры от 5 до 30%, но никто не даёт ссылок на конкретные исследования.
Тянутся и ладно, скажете вы. Но не торопитесь. Нам очень важно как материал поглощает энергию рывка. От этого зависит какая нагрузка достанется точкам страховки и станции, которая держит нас на горе́.
Павел Грязнов уверен в динамических свойствах верёвке на стене Замин-Карора
Стропа из Дайнимы в сравнении с нейлоновой почти не тянется. Если человек весом 80 кг встанет на самостраховку из Дайнимы длиной 60 см и упадёт на эти же 60 см, то он создаст нагрузку в 16,7 кН. Этого хватит чтобы разлетелся тросик на закладке. Самая большая закладка в наборе BD Stoppers держит 10 КН, а Rock Empire — 12 кН. Но вы ведь не встаёте на самостраховку в одну точку, верно?
Если стропа нейлоновая, то при прочих равных условиях нагрузка на точку будет 11,6 кН. Закладка выдержит! Если вы хорошо её положили.
Фактор рывка формируется из отношения глубины падения к длине верёвки в страховочной системе.
Пример: вы отошли от станции на 3 метра не положив ни одной закладки и сорвались. Вы пролетите 6 метров — 3 до станции, и 3 ниже неё. Свободной верёвки у вас 3 метра. В итоге получится фактор рывка 2 (6 метров полёта / 3 метра верёвки = 2). Это очень плохо. Зато фактор 2 — это предел. Больше не сможете. Впрочем, может уже и не придётся.
Компания DMM провела исследование, сделала ролик (он в начале статьи), а все данные записала в табличку (она в конце). В нём показали, что узел на стропе из Дайнимы ослабляет её вдвое и она рвётся при факторе рывка 1. Вот и Black Diamond в паспорте к петлям пишет, что не нужно вязать на них узлов.
В то же время узел на стропе из нейлона служит амортизатором. Затягиваясь он поглощает часть энергии рывка. Но потом стропа всё равно рвётся по узлу, не обольщайтесь.
Такая стропа порвётся при нагрузке 11,1 кН.
А такая при 14 кН.
Зря пугаешь, я не вяжу узлов на стропах!
А как обычно крепят петлю к обвязке? Правильно, полусхватывающим узлом. Согласно книжке Climbing Self Resue (Tyson & Loomis) узел «проводник», который использовали в опытах ДММ ослабляет стропу на 32–42%. По данным той же книги «полусхватывающий» узел съедает 30–60% прочности. Можно спастись пристёгивая стропу карабином. Ни разу не видел, чтобы кто-нибудь (включая меня) так делал.
Безопасный способ соединения строп. Карабин, конечно, лучше с муфтой.
Постойте, не выбрасывайте красивые тонкие петли. Всё не так плохо. Если вы используете их как оттяжки и нагрузка приходит к ним через динамическую верёвку, если на них нет узлов и они «ещё ничего», то пользуйтесь смело. Однако в ситуациях, когда рывок придётся непосредственно на петлю, лучше используйте нейлоновые аналоги или верёвку.
Обязательно посмотрите видео в начале статьи. Оно заставляет задуматься о том, из чего можно делать самостраховки, а из чего нет. В таблице цифрами (22,4 и подобными) обозначена нагрузка, которая досталась точке закрепления стропы.
Если вы прокрутили страницу не читая текст, то вот главная идея:
Не используйте петли из Спектры и Дайнимы для самостраховки. Не вяжите узлов на стропах.
О некоторых вещах нужно напоминать регулярно.
Добавь, пожалуйста, пост в рубрику "Безопасность в горах". Спасибо.
А потом окажется, что в момент рывка карабин встал боком и порвался на 8 kN... Безопасная самостраховка - основой или из куска веревки, если нужна отдельная.
И да, полностью согласен, что для самостраховки лучше использовать основную верёвку.
Сам при этом хожу с самостраховкой, сшитой из колечек.
Про кусок основной верёвки полностью с вами согласен.
Стоит сказать, что у меня бахман скрученный из нейлоновой стропы выдержал около пяти рывков, скрученный вокруг суперстатической деревянной веревки, фактор чуть больше единицы, чурка - твердый камень. Он не порвался, его начал перерезать тросик, которым лента была прикреплена к камню.
То есть, тут как придется, а используемые материалы должны быть изучены как минимум, и должны изучаться периодически.
Я никогда не использую репшнур для прусиков, на который не кидал чурку.
что-то призадумался...
http://mountschool.ru/index.php/services/92-ostupilsya-upal-ochnulsya-gips
Здесь "сферический конь", но выводы легко экстраполируются.
Неужели это кто-то не знает??
Как по мне, так всю красоту стропы портит амортизатор рывка, который крупнее узлов.
ЗЫ: про самостраховку из стропы. Люди идут на это из нескольких соображений:
1) Нет самостраховки, а срочно нужно сделать. Делают из петли, или даже просто из оттяжки.
2) Занимает меньше места и весит легче чем веревка
3) Удобнее регулируется (здесь идет речь о дейзиках и клифах, которые вообще держат 400 кг)
Главный минус таких самостраховок, что они не рассчитаны на сильный рывок.
НО всегда нужно помнить: самостраховка из веревки - это не панацея. Помимо самостраховки на сильный рывок в страховочной цепи не рассчитан, например, сам альпинист. Поэтому, в первую очередь надо делать так, чтобы жесткий рывок на самостраховку был невозможен (или вы правда верите в динамические свойства 1 м веревки?). Если вы не стоите выше станции, и ваша самостраховка укорочена до нужного расстояния, а не свисает петлей вниз, то 400 кг вам будет за глаза).
вы про фактор падения не слышали? какая разница сколько метров?
Но на коротких веревках увеличивается доля энергии поглощенной на затягивание узлов в системе, в веревке, в станции. Сама по себе эта энергия не велика, на больших длинах ей можно пренебречь, но на расстояниях до метра играет ощутимую роль, сильно смягчая рывок. А на стропах узлов нет.
Когда-то я ее оценивал, но цифры уже не помню.
Не со всем согласен. Утверждение справедливо в случае выполнения ряда условий:
1) Конец веревки жестко закреплен. (в случае самостраха выполняется, в случае длинной веревки - редко)
2) Направление веревки вертикальное или близко к вертикали.
В реальной ситуации падение при срыве может произойти на тот же метр (до крайней точки), а участвует в поглощении энергии вся веревка, вплоть до точки жесткого закрепления, либо до точки страховки. Соответственно поглощаемая энергия больше.
Но на коротких веревках увеличивается доля энергии поглощенной на затягивание узлов в системе, в веревке, в станции.
Я правильно понял что увеличивается именно из-за более сильного рывка? Но тогда по сути это штука "одноразовая", при повторном рывке того же порядка узлы сильнее не затянутся
Например:
При пролете в 10 метров (веревка 5 метров) тело в 80 кг набирает 8000 Дж энергии. Соответственно страховочная веревка поглощает 7600 Дж, а узлы 400 Дж. При этом каждый метр веревки должен поглотить 1520 Дж.
При пролете в 2 метра (веревка 1 метр) тело набирает 1600 Дж, а в узлах поглощается те же 400 Дж. На веревку приходится 1200 Дж. Доля энергии, поглощенной в узлах сильно больше.
А здесь каждый метр веревки должен поглотить 1200 Дж. Т.е. рывок будет немного мягче.
Еще можно накинуть пару сотен джоулей на затягивание узлов в страховочной системе и на "упругость" человеческого тела и рывок станет еще чуточку мягче.
Ускорение при торможении (перегрузка) зависит от скорости (прямо) и расстояния торможения (обратно), равного растяжению верёвки и протравливанию её в узлах. А величина растяжения верёвки -- от импульса тела, полученного в результате падения (пропорционально расстоянию). Так вот получается, что ускорение при торможении прямо зависит от расстояния падения (через импульс) и обратно -- от длины верёвки, поэтому и говорят о факторе рывка (строго -- коэффициенте падения): одноимённая величина сокращается (в числителе -- глубина падения, в знаменателе -- длина верёвки) и остаётся один упомянутый коэффициент.
Так вот, касательно узлов следовало бы рассуждать немного по-другому: при пролёте в 10 метров верёвка длиной 5 метров под некоей нагрузкой растянется, скажем, на 20% (1 метр) и протравится в узлах на 0,03 м, итого узлы увеличат расстояние торможения на 3%.
При пролёте в 2 метра верёвка длиной 1 метр растянется при падении того же тела на те же 20% (0,2 м) а узлы протравятся примерно на те же 0,03 м, итого узлы увеличат расстояние торможения на 15%.
Звучит примерно так;
- Кувалда массой 20 кг поднята на высоту 1,2 м и свободно падает на наковальню. -- Какова средняя сила удара кувалды о наковальню, если удар неупругий, а продолжительность удара 0,005 с?
-
1) Найти имупльс кувалды при подлете к наковальне
2)Этот импульс должен быть погашен средней силой в течении времени удара: P=F* tau
То есть, длинная динамическая веревка и короткая динамическая веревка противопоставят импульсу рывка одну и ту же силу, но время будет различное, у длинной больше, а у короткой меньше.
Именно по этому считается, что динамическая веревка ограничит рывок от падения 80-ти килограммового тела до 560 килограмм сил, к примеру, вне зависимости от глубины падения. Все правильно, чем дольше лететь, тем дольше веревка будет останавливать и гасить рывок.
В случае с жесткими стропами остановка происходит гораздо быстрее, за неимением эластичности, следовательно резко растет сила, гасящая импульс рывка (времени меньше, силы больше). Это видно из формулы, это видно из таблиц стендовых испытаний в посте.
При глубине срыва в несколько метров все это не принципиально, но вот ровнять срыв с фактором 2 на глубину 1 и 50 метров не стоит.
Безусловно так. Если сложилось впечатление что я пытаюсь это опровергнуть - отнюдь. Я напротив пытаюсь сказать, что падение с фактором 2 на небольшую глубину (скажем менее метра), да еще и на динамическую самостраховку с 2-мя узлами, не стоит так уж драматизировать.
а на большую длину - за счёт большого удлиннения динамики,
то где-то между должна быть длина с наименее безопасной длиной падения.
Без подковырок, действительно интересно: в каких пределах находится эта наименее безопасная длина, на Ваш взгляд?
Интересует конечно с одинаковым фактором рывка. Например, 1.
Vlasenko, 07.02.2015 19:07
Вообще то разница есть. Во первых, зависимость силы рывка от фактора перестает зависеть от глубины падения лишь после некоторой критической глубины (а до нее сила уменьшается по экспоненте с уменьшением глубины), конкретные значения критической глубины различны для разных веревок, нигде не указанны, и для современных веревок невелики.
Будем ждать его ответа.
Ваша информация также ценна, спасибо.
коэф.упругости веревки близок к константе в некоторых пределах усилий
Вопрос как раз об этих пределах. Сравните результаты для одного фактора и разной глубины в данном видео в качестве иллюстрации. Для конкретных веревок даже результаты есть с указанием критической глубины (5 м. - но исследование довольно старое, сейчас наверняка меньше). К сожалению материалы в бумажном виде, и совсем не под рукой.
Что, впрочем, не меняет общего вывода - чем меньше глубина, тем меньше рывок при одинаковом факторе - но без количественных подробностей, которые и были бы интересны.
ЗЫ: о каком видео речь?
Сомневаюсь, учитывая что это тестовый стенд, и стальная чушка на стальных карабинах. Стропа и веревка в плане упругости безусловно обладают разными свойствами (в количественном отношении), но качественная картина возможно схожая. Опять же значения, 7,4 существенно ниже того, что обычно приводят на 10мм веревках в качестве максимального усилия (а фактор в тесте уиаа все таки меньше 2). Если вместо стальной чушки у вас человек в системе и два узла на самострахе (причем второй - не особо затянутое стремя, а первый - двойной булинь или восьмерка, тоже не особо затянутые) то величина 7,4 (уже, кстати не такая уж критичная) еще существенно снизится. Я это ни к тому что надо прыгать на динамических самострахах с фактором 2 от нечего делать, а к тому что при срыве с фактором 2 на короткий динамический самострах - скорее всего ничего особо страшного не будет (хотя если постараться можно и при 4 KN получить травму), в то же время при аналогичном срыве на петлю, есть хорошие шансы огрести рывок больше 8 KN с угрозой компрессионных повреждений.
Речь о том, что нелинейность упругости стропы существует при существенно меньших нагрузках, чем полторы тонны (как в этих испытаниях). А деформация сталь.карабинов(которую наблюдал при подъеме грузов), нпр, не так уж незаметна и на метре глубины падения может иметь некоторое значение.
Впрочем, всё это мелочи и на выводы это не влияет - использование самостраховки из динамики дает гораздо больший шанс даже при большом факторе.
Кстати, тоже нелишне сказать о блокировке станций - популярные удобные станционные петли существенно(особо дайнима) увеличивают нагрузку(при рывке) на точки по сравнению с куском динамики, примерно в тех же пропорциях, как и в истории с самостраховками;
поэтому производители петель придумывают особые способы блокировки из дайнимы с протравливанием на стременах.
Лех, ты что такое несешь-то? =)) Напился, что ли, пьяный?
Кроме позвоночника и прочности петли есть ещё станция, которая "жёсткий рывок" должна, вроде как, выдержать.
Зачем?
Но зато, гиря - твердая чурка, дает максимальные показатели, абсолютные, я бы сказал.
На счет станций;
Сколько просматриваю литературы, включая некоторую старую, на станцию падать не рекомендуют и советуют всячески избегать подобных падений, рекомендуют использовать ближайшие к станции точки при возможности срыва около станции.
1. Уходя со станции первым - сделайте надёжную точку повыше станции не снимаясь с неё...и не допуская при этом фактора рывка >1.
2. Не допускайте перехода с точки на точку во время сложного ито ситуации когда ваша самостраховка из дейзика, петли, стропы или репшнура или оттяжки - окажется вщёлкнута в нижнюю точку когда вы уже грузите телом только что поставленную новую - в данной ситуации весь рывок очень даже может прийтись не на прощёлкнутую верёвку - а на вашу петлю, оттяжку и т.д.
3. Не стоит забывать что органы внутри тела - отрываются, при нагрузке в основном чуть более 4кн))) при этом вы можете спокойно повиснуть на своей стропе но уже с оторваной к примеру почкой)
да и ещё огромное количество всяких там нюансов. Рассматривать все эти нагрузки в качестве таблиц и делать выводы по цифрам - не совсем полная картина)) - человеку вполне достаточно нагрузки на органы > 400кг. А при этом вся страховочная цепь может спокойно выдержать. Просто есть ещё некоторые правила - которые позволяют минимизировать факторы риска таких вот рывков и нагрузок.
По статике и влиянию узлов, из прошлогоднего архива.
Они выдерживали падение почти 100 килограммовой каменюки с метра, при факторе около единицы (всего пара рывков, до очень тугой затяжки узлов), на очень статическую веревку. Но как только затянулись узлы, с ними начало происходить это, с первого же рывка
Есть у меня готовая петцеловская с двумя усами из динамки, все петли сшиты. Ничего резать не надо.
Картинку сейчас перезалью, в меньшем разрешении.
Вот
http://s11.postimg.org/iovumjgw3/20150203_192406.jpg
Извините, но я не могу испытывать что-то на чьей либо спине. ;)))
Могу рвать и ломать, дербанить что-то из материального, не шибко дорогого.
Я не в альплагере, я у себя дома. Все, что у меня есть, я купил за копейки, и для меня не за малые, ни с завода оптом, с магазинов без скидок.
На днях по кидаю камень на динамику, уничтожу ещё один собачий карабин. Отпишу здесь.
Умеренно использованные оттяжечные петли из дайнемы (выглядят хорошо) - 17 кН, из нейлона (выглядят ужасно, использовались нещадно) - тоже около 17 кН.
Карабины, даже затёртые, своё держат. Уроненные с высоты - по разному, закономерности нет.
Подробнее и больше цифр: http://activelife.dp.ua/gear/o-testirovanii-prochnosti-alpinistskogo-snaryazheniya.html
DMM, судя по видео, тоже о ней не знает.
http://www.beal-planet.com/2014/anglais/anneaux.html
Носить на себе тонкие петли удобно, но хотелось бы поглядеть, как она в сравнении с нейлоном при динамическом нагружении через острый край.
Пользуюсь, конечно, но стараюсь избегать описанной ситуации.