Redaktor: Otto Tromm | Data testu: 3 czerwca
Wprowadzenie
Co się dzieje, gdy tania lina polipropylenowa, przechowywana przez lata w magazynie, zostaje poddana testowi wytrzymałości na zerwanie?
Ta pomarańczowa lina polipropylenowa o średnicy 4 mm była przechowywana przez 7,5 roku, a wyniki testu ujawniły coś godnego uwagi.
Średnia wytrzymałość na zerwanie tej 7,5-letniej liny polipropylenowej 4 mm wyniosła 2,90 kN (296 kg), zmierzona w 5 próbach.
Po 7,5 roku lina ta nadal spełnia normę ISO, która określa minimum na poziomie 285 kg (2,80 kN).
Jest to spójne z wcześniejszym testem liny polipropylenowej 8 mm, która również spełniła normę po 10 latach. Przeczytaj ten test tutaj.
Czym jest lina polipropylenowa 4 mm?
Polipropylen (PP) jest najlżejszym syntetycznym materiałem liniarskim i jedynym, który z natury unosi się na wodzie. Lina ta ma klasyczną konstrukcję skręcaną z 3 skrętek: trzy wiązki włókien skręcone wokół siebie tworzą okrągłą, stabilną strukturę.
Taka konstrukcja ułatwia wykonywanie splotów i umożliwia stosowanie podstawowych węzłów, choć węzłowanie zmniejsza wytrzymałość na zerwanie.
Polipropylen jest najbardziej opłacalnym ekonomicznie syntetycznym włóknem stosowanym w linach. Jego wadą jest niższa odporność na promieniowanie UV w porównaniu z poliestrem lub nylonem oraz niższa wytrzymałość na zerwanie przy tej samej średnicy. PP nie jest ogólnie zalecany do zastosowań krytycznych dla bezpieczeństwa.
Jak mierzono wytrzymałość na zerwanie liny polipropylenowej 4 mm?
Testy przeprowadzono na uniwersalnej maszynie wytrzymałościowej wyposażonej w zaciski przeznaczone do cienkich lin skręcanych.
Prędkość testu wynosiła 20 mm/s, zgodnie ze standardową metodą dla lin o średnicy poniżej 12 mm.
Przeprowadzono 5 indywidualnych prób na tej samej linie, która w momencie testowania miała 7,5 roku.
Linę testowano bez wstępnego naprężenia: wolna długość między zaciskami była stopniowo doprowadzana do pozycji napiętej, jednak nie przykładano mierzalnego obciążenia wstępnego.
Jest to zgodne z praktyczną konfiguracją testową stosowaną w Prorope. Wyniki zapisywano jako szczytowe obciążenie w punkcie zerwania.
Ważne: pierwotna wytrzymałość na zerwanie tej konkretnej liny nie była znana. Bezpośrednie porównanie stanu nowego i po starzeniu jest zatem niemożliwe.
Wyniki testu porównano z normą ISO dla nowej liny polipropylenowej 4 mm, która określa minimum na poziomie 285 kg (2,80 kN).
Testy przeprowadzono zgodnie z normą ISO 2307:2019.
Wytrzymałość na zerwanie liny polipropylenowej 4 mm
5 prób dało następujące wyniki:
- Średnia wytrzymałość na zerwanie: 2,90 kN (296 kg)
- Najwyższa zmierzona wartość: 3,09 kN
- Najniższa zmierzona wartość: 2,74 kN
- Liczba prób: 5
Rozrzut między najwyższym (3,09 kN) a najniższym (2,74 kN) pomiarem wynosi 0,35 kN. Jest to stosunkowo wąski rozrzut jak na linę 7,5-letnią, co wskazuje na spójne właściwości materiału pomimo jego wieku.
Godny uwagi jest schemat punktów zerwania: w 4 z 5 prób najpierw zerwały się 2 skrętki, a trzecia pękła jako ostatnia. W 5. próbie wszystkie 3 skrętki zerwały się niemal jednocześnie.
Jest to spójne z konstrukcją skręcaną: skrętki nie zawsze równomiernie dzielą obciążenie, a drobne nieregularności w linie lub mocowaniu decydują o tym, która skrętka pęka jako pierwsza.
Najistotniejszy wynik: ta 7,5-letnia lina, ze średnią 2,90 kN (296 kg), nadal spełnia normę ISO, która dla nowej liny polipropylenowej 4 mm określa minimum na poziomie 285 kg (2,80 kN).
Nawet najniższa zmierzona wartość wynosząca 2,74 kN (280 kg) tylko nieznacznie przekracza tę normę poniżej. Fakt, że lina była przechowywana bez bezpośredniego narażenia na promieniowanie UV, wyjaśnia prawdopodobnie, dlaczego materiał zachował większość swojej wytrzymałości na rozciąganie.
Lina polipropylenowa 4 mm w porównaniu z innymi linami
Aby umieścić wyniki tej liny w kontekście, porównano je z innymi linami 4 mm testowanymi przez Prorope:
- HMPE pleciona 12-skrętkowa: 17,93 kN — 6,2× mocniejsza niż ta lina PP
- HMPE z oplotem: 6,70 kN — 2,3× mocniejsza
- HMPE: 5,59 kN — 1,9× mocniejsza
- Polipropylen 4 mm (ta lina, 7,5 roku): 2,90 kN (296 kg)
Różnica w stosunku do HMPE jest znaczna. HMPE ma najwyższy stosunek wytrzymałości do masy spośród wszystkich włókien syntetycznych: pleciona 12-skrętkowa HMPE o średnicy 4 mm osiąga 17,93 kN — ponad 6× więcej niż wytrzymałość na zerwanie tej liny polipropylenowej przy tej samej średnicy. Tam, gdzie wymagana jest bezwzględna wytrzymałość przy średnicy 4 mm, właściwym wyborem jest HMPE. Tam, gdzie potrzebny jest tani, lekki, pływający sznurek do zastosowań tymczasowych, polipropylen spełnia swoje zadanie.
Kiedy stosować linę polipropylenową 4 mm?
Lina ta najlepiej nadaje się do zastosowań, w których decydującymi czynnikami są niski koszt, mała masa i pływalność — a nie maksymalna wytrzymałość ani długotrwała odporność na warunki atmosferyczne.
- Tymczasowe oznakowanie i wygrodzenie: place budowy, pola, tereny imprez. Niski koszt wdrożenia, łatwa wymiana.
- Pakowanie i wiązanie: lekkie ładunki wewnątrz pomieszczeń lub w środowiskach osłoniętych, gdzie promieniowanie UV nie jest czynnikiem.
- Linki pływające i zastosowania wodne: polipropylen z natury unosi się na wodzie; dobrze nadaje się jako linka znakująca na wodzie.
- Przechowywanie w warunkach osłoniętych: jak wykazała ta lina, lina PP przechowywana bez bezpośredniego narażenia na promieniowanie UV zachowuje przez wiele lat dużą część swojej wytrzymałości na rozciąganie.
- Zastosowania rolnicze: tymczasowe mocowanie, uzupełnianie ogrodzeń, prowadniki roślin — zastosowania, w których regularna wymiana jest akceptowalna.
Dopuszczalne obciążenie robocze (WLL) tej liny zależy od wymaganego współczynnika bezpieczeństwa. Przy współczynniku bezpieczeństwa 5:1 (standardowym dla ogólnych zastosowań dźwignicowych) WLL obliczone na podstawie średniej zmierzonej wytrzymałości na zerwanie wynoszącej 2,90 kN wynosi około 0,58 kN (59 kg).
Zastosowania związane z osobami lub obciążeniami krytycznymi wymagają wyższego współczynnika bezpieczeństwa; lina ta nie nadaje się do takich celów.
Kiedy lina polipropylenowa nie jest odpowiednia?
Polipropylen ma ograniczenia istotne dla każdego zastosowania profesjonalnego:
- Długotrwałe narażenie na promieniowanie UV: PP degraduje się szybciej niż poliester lub nylon pod wpływem bezpośredniego światła słonecznego. Lina pozostawiona na zewnątrz bez ochrony może w ciągu jednego do dwóch sezonów utracić znaczną część wytrzymałości. Ta lina zachowała dobre właściwości dlatego, że była przechowywana w osłoniętym środowisku.
- Zastosowania krytyczne dla bezpieczeństwa: przy średniej wytrzymałości na zerwanie wynoszącej zaledwie 2,90 kN i stosunkowo niskiej odporności na ścieranie lina ta nie nadaje się do podnoszenia, lin asekuracyjnych, zastosowań wspinaczkowych ani żadnych sytuacji, w których awaria stwarza zagrożenie dla osób.
- Duże obciążenia rozciągające: w porównaniu z HMPE (17,93 kN przy tej samej średnicy) czy nawet poliestrem, PP zapewnia najniższą wytrzymałość na zerwanie na jednostkę średnicy spośród powszechnie stosowanych materiałów syntetycznych.
- Trwałe obciążenie statyczne w podwyższonych temperaturach: polipropylen wykazuje pełzanie (trwałe wydłużenie) pod trwałym obciążeniem w wyższych temperaturach. Nie należy stosować go w aplikacjach, w których lina pozostaje pod napięciem w bezpośrednim świetle słonecznym przez dłuższy czas.
- Obciążenia udarowe: niskie wydłużenie PP (niższe niż nylonu lub poliestru) sprawia, że jest mniej odpowiedni do zastosowań związanych z dynamicznym lub udarowym obciążeniem, takich jak liny holownicze lub kotwiczne.
Alternatywy dla liny polipropylenowej 4 mm
W zastosowaniach, w których polipropylen jest niewystarczający, dostępne są dwie bezpośrednie alternatywy: