WYTRZYMAŁOŚĆ NA ZERWANIE 3 MM HMPE Z OPLOTEM: 4.03 kN — ale z istotnym zastrzeżeniem
Pięć testów wytrzymałości na rozciąganie liny 3 mm HMPE z czarnym oplotem poliestrowym. Średnia jest wysoka, rozrzut także — a zachowanie przy zerwaniu odbiega od typowego.
Lina 3 mm HMPE z czarnym oplotem poliestrowym zerwała się przy średniej wartości 4.03 kN (410 kg) — jednak przy rozrzucie 1.20 kN między najniższym a najwyższym pomiarem, ta średnia jest punktem wyjścia, a nie gwarancją.
Założenie jest zrozumiałe: lina z rdzeniem i oplotem zrywa się czysto, przewidywalnie i z niewielką zmiennością między pomiarami. Oplot chroni rdzeń, rdzeń przenosi obciążenie, a system zawodzi jako całość. W przypadku tej liny 3 mm HMPE z czarnym oplotem poliestrowym ten obraz nie sprawdził się w żadnym z pięciu testów — a średnia 4.03 kN opowiada tylko połowę historii.
W pięciu pomiarach wytrzymałość na zerwanie wahała się od 3.56 kN do 4.76 kN — rozrzut wynoszący 1.20 kN, czyli około 30% średniej. To znaczna wartość dla liny o tej średnicy.
Charakter zerwania również był nietypowy: od około 3 kN krzywa obciążenia stała się nieregularna, a we wszystkich pięciu testach lina zrywała się w dwóch etapach.
Czym jest lina 3 mm HMPE z czarnym oplotem poliestrowym?
Ta lina łączy rdzeń z włókien HMPE (High-Modulus Polyethylene, znany również jako Dyneema lub Spectra) z plecionym czarnym oplotem poliestrowym.
Rdzeń zapewnia wytrzymałość na rozciąganie; oplot chroni przed promieniowaniem UV i ścieraniem. Konstrukcja to oplot ze skręcanym rdzeniem — hybryda między liną plecioną a skręcaną.
HMPE jako materiał ma najwyższy stosunek wytrzymałości do masy spośród powszechnie stosowanych włókien linowych, wydłużenie przy zerwaniu poniżej 4% i nie wchłania wody.
Oplot poliestrowy dodaje odporność na UV i ochronę mechaniczną bez znaczącego wzrostu masy.
Ta lina jest częścią naszej kolekcji lina HMPE.
Jak testujemy
Testy wytrzymałości na zerwanie są przeprowadzane wewnętrznie przez Otto Tromma na uniwersalnej maszynie testowej o pojemności 50 kN.
Dla tej maszyny dostępne są dwa zestawy specjalnie zaprojektowanych zacisków do lin, dobierane w zależności od średnicy i materiału liny. Zaciski te pozwalają na testowanie liny bez konieczności wcześniejszego wykonania splotu.
Wszystkie testy przeprowadzane są zgodnie z wytycznymi normy ISO 2307:2019. Obejmuje to pięciokrotne testowanie oraz prędkość testu wynoszącą 20 mm na minutę.
Każda lina jest zamocowana tak, aby była napięta przed rozpoczęciem testu. Nie stosuje się wstępnego naprężenia, ponieważ wydłużenie nie jest przedmiotem tych testów.
Każdy test jest filmowany z dwóch kątów przy użyciu kamery Sony na statywie. Dokładny przebieg krzywej obciążenia jest również rejestrowany osobno na wideo.
Dzięki temu krzywą naprężenia i zachowanie przy zerwaniu można precyzyjnie dopasować do danych z maszyny testowej. Dla każdego z pięciu testów tester zapisuje obserwacje, odnotowując stopień wydłużenia, sposób zerwania liny oraz intensywność trzasku w miejscu zerwania.
Od około 3 kN zerwanie stało się nieregularne — a we wszystkich pięciu testach spontanicznie następowało drugie zerwanie, bez dodatkowego obciążenia.— z obserwacji testowych
Wyniki testów: średnia 4.03 kN, ale zwróć uwagę na rozrzut
Pięć pomiarów dało średnią wytrzymałość na zerwanie 4.03 kN (410 kg). Najwyższy pomiar wyniósł 4.76 kN, najniższy 3.56 kN. Rozrzut 1.20 kN — około 30% średniej — jest duży dla liny o średnicy 3 mm. W zastosowaniach, w których wytrzymałość na zerwanie determinuje margines bezpieczeństwa, to najniższa zmierzona wartość jest najbardziej istotną liczbą, a nie średnia.
Zachowanie przy zerwaniu odbiegało od oczekiwanego dla konstrukcji rdzeń-oplot we wszystkich pięciu testach. Przy obciążeniu około 3 kN krzywa obciążenia wykazywała nieregularny charakter. W każdym pomiarze po pierwszym zerwaniu spontanicznie następowało drugie, bez dodatkowego działania.
Sugeruje to, że rdzeń i oplot nie zawiodły jako całość — istotna kwestia w zastosowaniach wymagających kontrolowanego zachowania przy zerwaniu. Wytrzymałość na zerwanie wynosząca 4.03 kN jest zatem średnią z metodologicznym zastrzeżeniem: nie jest to czysta wartość pojedynczego zerwania.
Porównanie z innymi linami 3 mm
W tym porównaniu uwzględniono cztery liny o średnicy 3 mm. Różnice w wytrzymałości na zerwanie są znaczne, nawet między produktami o tej samej średnicy.
Kevlar pleciony 8-skrętkowy bez rdzenia osiąga najwyższy wynik 5.85 kN. Dyneema SK78 znajduje się na drugim miejscu z wynikiem 5.16 kN. Testowana lina 3 mm HMPE z czarnym oplotem osiąga 4.03 kN. Nylonowa pleciona bez rdzenia zamyka porównanie z wynikiem 2.90 kN.
Różnica między HMPE z oplotem a nylonem wynosi 1.13 kN (około 115 kg) — istotna w zastosowaniach, gdzie liczy się zarówno waga, jak i wytrzymałość.
Kiedy ta lina jest odpowiednia — a kiedy nie?
Średnia wytrzymałość na zerwanie 4.03 kN przy rozrzucie 1.20 kN określa zakres zastosowań. Oplot poliestrowy sprawia, że ta lina jest ogólnie odpowiednia do środowisk zewnętrznych i wilgotnych; duża zmienność między pomiarami wymaga ostrożności w zastosowaniach krytycznych dla bezpieczeństwa.
✓ Odpowiednia do
- Żeglarstwa i sportów wodnych — HMPE pływa, nie wchłania wody i zachowuje pełną wytrzymałość w stanie mokrym; nadaje się jako fał, linka mocująca lub cuma przy niskim obciążeniu dynamicznym.
- Mocowań i zabezpieczeń (niekrytycznych) — do mocowania plandek, sprzętu lub lekkich ładunków, gdzie możliwy jest współczynnik bezpieczeństwa co najmniej 5:1 w stosunku do najniższej zmierzonej wartości (3.56 kN).
- Zastosowań zewnętrznych narażonych na UV — czarny oplot poliestrowy zapewnia odpowiednią ochronę przed UV przy długotrwałym użytkowaniu na zewnątrz, w przeciwieństwie do niezabezpieczonego HMPE.
- Zastosowań krytycznych pod względem wagi — HMPE ma najwyższy stosunek wytrzymałości do masy spośród powszechnie stosowanych włókien syntetycznych; lina 3 mm zapewnia ponad 400 kg przy minimalnej masie.
✕ Nieodpowiednia do
- Zastosowań związanych z bezpieczeństwem życia — rozrzut 30% oraz nietypowe dwuetapowe zachowanie przy zerwaniu sprawiają, że ta lina nie nadaje się do wspinaczki, prac na wysokości ani ochrony przed upadkiem.
- Długotrwałego obciążenia statycznego w podwyższonej temperaturze — HMPE wykazuje pełzanie powyżej 60°C; nie nadaje się do stałych mocowań w ciepłym środowisku.
- Obciążeń udarowych — przy wydłużeniu przy zerwaniu poniżej 4% ta lina praktycznie nie pochłania energii; dynamiczne obciążenia udarowe są przenoszone bezpośrednio na punkty mocowania.
- Zastosowań wymagających przewidywalnego zachowania przy zerwaniu — obserwowane we wszystkich pięciu testach dwuetapowe zachowanie przy zerwaniu sprawia, że ta lina jest niewiarygodna tam, gdzie oczekuje się kontrolowanego, pojedynczego zerwania.
-
Alternatywy i produkty powiązane
Podsumowanie: mocna jak na 3 mm, ale przy projektowaniu przyjmij najniższą wartość
Lina 3 mm HMPE z czarnym oplotem poliestrowym osiąga średnią wytrzymałość na zerwanie 4.03 kN (410 kg) — znacznie powyżej porównywalnej pleciony liny nylonowej o tej samej średnicy (2.90 kN).
Połączenie rdzenia HMPE z oplotem poliestrowym sprawia, że ta lina nadaje się do środowisk wilgotnych i narażonych na UV, takich jak takielunek morski i zewnętrzny. Duży rozrzut 1.20 kN oraz nietypowe dwuetapowe zachowanie przy zerwaniu to czynniki, które należy potraktować poważnie.
Przy doborze do zastosowania należy przyjąć najniższą zmierzoną wartość 3.56 kN, zastosować współczynnik bezpieczeństwa odpowiedni dla danego zastosowania i nie używać tej liny w sytuacjach, w których bezpieczeństwo ludzi zależy od wytrzymałości na zerwanie.
Otto Tromm zerwał tę linę pięć razy, za każdym razem w dwóch etapach, i odnotował to metodycznie jako „nietypowe”, zamiast obwiniać maszynę testową. Swoją kawę pije zresztą również w dwóch łykach.