Объявленная прочность на разрыв

Величины объявленной прочности на разрыв, гарантируемые производителями, очень внушительны – от 1700 кг для 9–миллиметровой спелеоверевки "Interalp–Spelunca" до 3500 кг для 11–миллиметровой американской "Bluewater". То, на первый взгляд, создает впечатление едва ли не перестраховки при производстве веревки. Условия эксперимента, в котором определяется объявляемая прочность веревки, обычно существенно отличаются от условий, при которых веревка эксплуатируется в пещере. Поэтому из всех численных значений, определяющих технические характеристики любой динамической или статической веревки, нет более опасных успокаивающих данных, чем данные по прочности на разрыв. А это так, потому что:

– они относятся к предельной нагрузке, при которой веревка рвется, не будучи предварительно подверженной действию неблагоприятных факторов (наличие узлов, действие влаги, загрязнение глиной и т.д.);

– эти данные действительны только для новой веревки, и то в момент, когда она покидает заводской конвейер. Сразу же после этого под влиянием ряда факторов прочность на разрыв начинает постепенно уменьшаться и скоро значительно удаляется от первоначального значения.

Запомните:

– объявляемая прочность на разрыв не является показателем, по которому можно судить о надежности веревки;

– она относится только к ее первоначальному состоянию и к испытанию, при котором она была сухой, чистой и без узлов.

Чтобы получить более реальное представление об опасности, которой мы подверглись бы, если бы безоговорочно полагались на объявленную прочность, проследим подробнее, что происходит с веревкой после того, как она оказалась у нас в руках, и мы готовимся к спуску в очередной колодец.

Перегибание в узлах.

Когда веревку извлекают из транспортного мешка, на ней обязательно завязывают узел. Нужен ли этот узел, чтобы сделать петлю или связать одну веревку с другой, не имеет значения. Веревку невозможно использовать, пока на ней не завязан хотя бы один узел. Однако сразу же, как только на веревке завязан узел, ее прочность уменьшается вдвое. Например, при величине объявленной прочности 2350 кг после завязывания первой петли с узлом "восьмерка" прочность падает до 1290 кг. Или, если коэффициент надежности веревки (отношение прочности к номинальной нагрузке – в данном случае 100 кг, что приблизительно равно весу одного спелеолога с его личной экипировкой и несомым грузом) вначале равен 23, сразу после завязывания узла уменьшается до 13. Почему так получается?

Обычно силы, действующие на нагруженную веревку без узлов, распределяются равномерно по всему ее поперечному сечению, т.е. все нити, из которых она состоит, натягиваются одновременно (рис.1а).

Если веревка перегибается, как это происходит в петле любого узла, силы при нагружении распределяются неравномерно (рис.1б). Поэтому одни нити меньше натягиваются при нагружении веревки, чем другие. Часть нитей, находящихся на внешней стороне дуги, натягивается довольно сильно.

В зоне перегиба возникают и поперечные усилия, которые суммируются с продольными и дополнительно нагружают нити веревки (рис.1в). Вследствие комбинированного действия сил растяжения и сдвига веревка оказывается слабее там, где есть перегиб, чем на прямолинейных участках.

Чем сильнее она изогнута, тем в большей степени уменьшается ее прочность.

Поведение узлов при медленно нарастающей нагрузке до момента разрыва исследовалось много раз.

Рис. 1 Перегибание в узле.

На основе многократных испытаний опубликован ряд таблиц, которые показывают, на сколько процентов уменьшается прочность данной веревки при завязывании того или иного узла. Некоторое представление об этом можно получить из таблицы 3, составленной по данным испытания статической веревки.

Таблица 3

Вид узла	Уменьшение прочности в %
Узлы для привязывания к опоре
Девятка	30 %
Восьмерка	45 %
Двойной булинь	47 %
Одинарный булинь	48 %
Бабочка	49 %
Проводник	50 %
Узлы для связывания веревки и петли
Двойной ткацкий	44 %
Встречная восьмерка	53 %
Встречный проводник	59 %

Поведение узлов при динамическом нагружении различно. Поэтому с точки зрения безопасности подобные данные надо просто принимать к сведению.

Запомните:

– узлы различных видов уменьшают прочность на 30–60%;

- чем меньше радиус кривизны в месте изгиба и больше сдавливание веревки, тем сильнее уменьшается ее прочность;

– наличие узлов не меняет динамических свойств веревки.

Влияние воды и влажности

Поглощение воды полиамидными волокнами, из которых состоит веревка, используемая у нас, вообще говоря, значительно. Величина его зависит от соотношения групп CH2 и CONH в молекулах данного волокна. Поэтому для веревок, которые не произведены одной и той же фирмой или не из одной и той же серии, наблюдаются некоторые различия, но в данном случае они не имеют большого значения.

Хотя не во всякой шахте есть текущая вода, влажность воздуха высока и часто достигает 100%. Проведенные эксперименты показывают, что влажность воздуха действует на прочность веревки так же, как если веревка навешена в колодце прямо по воде. А когда она намокает, теряется еще несколько процентов ее прочности. Таблица 4 показывает результаты испытаний новых статических веревок.

Таблица 4

Вид узла	Состояние веревки	Прочность в % от объявленной
Проводник	сухая	50 %
мокрая	43 %
Восьмерка	сухая	55 %
мокрая	52 %
Девятка	сухая	74 %
мокрая	67 %

Запомните:

– когда веревка находится в колодце, всегда следует считать ее мокрой.