Надежность статической веревки

Как уже говорилось выше, для того чтобы получить представление о практической прочности веревки, надо определить значение силы, при которой рвется веревка с узлами, мокрая, грязная и пр. Но и этого недостаточно для определения ее надежности, если она статическая. С точки зрения безопасности тот факт, что она бы выдержала, не порвавшись, трех – или трехсоткратную стандартную нагрузку при падении, не имеет никакого значения, если в то же самое время пиковая динамическая нагрузка достигает величин, превышающих способность выдержать эту нагрузку какого–либо звена страховочной цепи или спелеолога. С другой стороны, и относительно высокая на первый взгляд прочность не помешает ей порваться, если ее динамические характеристики окажутся столь низкими, что при падении ПДН превысит статическую прочность.

Поэтому надежность статической веревки не зависит от практической прочности как отдельно взятой величины, а определяется:

1. Соотношением между величиной силы, способной порвать веревку с узлами, перегибами, глиной, влагой и пр., и величиной максимальной силы динамического удара при остановке падения; или, другими словами, от соотношения между практической прочностью на разрыв и пиковой динамической нагрузкой (рис. 6). А это означает, что при срыве величина пиковой нагрузки всегда должна быть меньше практической прочности. Если допустить обратное, веревка рвется;

2. Условием, что пиковая динамическая нагрузка никогда не должна превышать способности каждого звена страховочной цепи, включая тело спелеолога, выдержать ее. ПДН зависит, прежде всего, от способности веревки удлиняться и величины фактора падения. Способность любой веревки удлиняться – определенная величина. Ее надо знать, но ее нельзя изменить. Она указана в технической характеристике веревки и может быть больше или меньше в зависимости от типа веревки, а также от степени износа. Спелеолог, однако, может влиять на величину фактора падения, а через нее и на величину пиковой динамической нагрузки (2.2.4.).

Рис. 6. Надежность веревки:

1 – практическая прочность на разрыв; 2 – ПДН при амортизации удара;

а – энергия падения, поглощенная веревкой; б – энергия, необходимая для разрыва веревки с узлами, мокрой, грязной и т.д.; в – зона надежности веревки. Чем больше значение ПДН (2) приближается к практической прочности (1), тем больше сужается эта зона, т.е. уменьшается надежность веревки, и наоборот

Поэтому при провешивании колодцев, учитывая сравнительно ограниченные возможности удлинения статической веревки, надо сделать так, чтобы величина фактора внезапного падения не вышла за пределы динамических свойств веревки (пп. 4.3., 4.4. и 4.9.). Это необходимо, чтобы при срыве величина ПДН всегда оставалась в пределах практической прочности на разрыв, т.е. чтобы гарантировать надежность веревки.

Запомните:

– чистая иллюзия рассчитывать на надежность статической веревки только потому, что исходные данные по ее практической прочности в два, три или больше раз выше максимального ожидаемого усилия, если у вас нет никакого понятия о ее динамических характеристиках.

Часть II.

Конструкция

Конструкция современных веревок – кабельного типа. Впервые ее применила фирма "Edelrid" в 1953 г. Такая веревка имеет несущую сердцевину и защитную оплетку (рис. 7). Сердцевина состоит из нескольких десятков тысяч синтетических нитей. Они распределены в два, три или более прямых, плетеных или крученых жгута, в зависимости от конкретной конструкции и требуемых эксплуатационных характеристик. Например, сердцевина динамической веревки типа "Classic" производства "Edelrid" состоит из 50400 нитей толщиной 0.025 мм, а ее защитная оплетка из 27000 нитей.

Оплетка предохраняет веревку от механических повреждений и прямого действия ультрафиолетовых лучей, придает веревке необходимую гибкость и удобство в обращении. Она участвует и в восприятии различных нагрузок. На ее долю приходится около 40 % прочности веревки. Защитная оплетка альпинистских веревок обычно окрашена. Цвета могут быть самые разные, но всегда яркие, что создает удобство при работе с двумя и более веревками. Оплетка большинства спелеоверевок белая.

Рис. 7. Кабельная конструкция

Толщина

Диаметр динамических и статических веревок, производимых большинством специализированных фирм, лежит чаще всего в пределах от 9 до 11 мм. Конкретный диаметр веревки данного типа рассчитывается еще на стадии проектирования в зависимости от желаемых динамических и эксплуатационных характеристик. Поэтому считается, что толщина любой веревки достаточна для нагрузок и целей, предусмотренных производителем.

Запомните:

– в практической работе толщина веревки имеет отношение только к удобству обращения, общему весу, гибкости и т.п. и не является показателем надежности веревки.

Вес

Вес веревки зависит от ее толщины. Его величина, выражаемая в граммах на метр, измеряется в стандартных условиях (влажность воздуха 65 %, температура 20 градусов Цельсия) и указывается производителем в паспорте веревки. Обычно вес составляет от 52 до 77 г/м в зависимости от толщины и конструкции. Веревка, не относящаяся к типам "Drylonglife", "Everdry", "Superdry" (импрегнированная), при ее намокании в пещере впитывает много воды, которая может временно увеличить вес веревки на величину до 40 % от ее первоначального веса.

Удлинение

Кроме большой прочности при низкой плотности синтетические волокна имеют еще одно ценное свойство – способность удлиняться под нагрузкой, на которой, по сути, основаны амортизационные свойства веревки.

Не вдаваясь в подробности, при первом рассмотрении можно выделить два вида удлинения: эластичное (упругое), при котором после снятия нагрузки веревка восстанавливает свою первоначальную длину, и пластическое (неупругое), при котором приобретенное под нагрузкой удлинение сохраняется после ее снятия. При слабых нагрузках веревка поглощает энергию в основном за счет упругой деформации, а при более сильных появляются необратимые деформации.

Удлинение выражается в процентах к начальной длине веревки.