Карабины

В технических характеристиках карабинов используется масса стандартных обозначений, но это не очень хорошо изучено. Эта статья является попыткой прояснить некоторые распространенные маркировки, которые размещают на карабинах. Следует отметить, что существуют значительные отраслевые и международные различия в общем использовании терминов.

Направление стрелок

Это изображение с UIAA (http://www.theuiaa.org/upload_area/files/1/UIAA121-Connectors_2.jpg) демонстрирует методы тестирования, обычно проводимые на карабинах.

Обычно существует три направления стрелок, указывающих на направление нагрузки при испытаниях:

• Муфта закрыта, нагрузка на растяжение по главной оси (диаметр растягивающих валков 12мм)
• Муфта открыта, нагрузка на растяжение по главной оси (диаметр растягивающих валков 12мм)
• Муфта закрыта, нагрузка на растяжение поперек главной оси при вытягивании между 10-мм штифтами.

Указанные значения отражают действительность только в рамках этих условий испытаний, и они будут отличаться в сравнении с использованием стропа или другого оборудования.

30 кН

Такие значения, как 30 кН, указывают на нагрузку в кило-ньютонах (кН). Чаще всего это относится к MBS для определенного направления работы карабина. Пользователям часто легче преобразовать это значение силы в эквивалентное значение подвешенной статической массы. Для этого преобразуйте 30 кН в 30 000 Н. Учитывая соотношение Сила = Масса x Ускорение, деление 30 000 Н на 10 (приблизительно 9,81 м/с для ускорения под действием силы тяжести) производит статическую эквивалентную массу 3000 кг.

MBS и 3 сигмы

Minimum Breaking Strength (MBS) (прим. минимальная нагрузка на разрыв, такая маркировка, указывает минимальную разрушающую нагрузку, воздействие которой на элемент оборудования, может привести к его разрушению) является статистически полученным значением и плохо изучено.

Если 100 карабинов будут представлены на разрушительные испытания, измеренные прочности будут значительно отличаться. Несоответствия в производственном процессе могут привести к большим изменениям. Результаты пакетных испытаний могут быть построены на гистограмме, показывающей вероятность разрушения при определенных сильных сторонах, и эта кривая должна аппроксимировать «нормальное распределение» или «кривую колокола».

Ширина кривой характеризуется «стандартным отклонением» или σ (сигмой). 3σ для нормального распределения указывает на то, что 99,7% образцов должны находиться в диапазоне от (среднее - 3σ) до (среднее + 3σ). Меньшие значения для σ указывают на то, что выборки с большей вероятностью будут близки к среднему или среднему значению.

Многие производители карабинов утверждают, что они используют "3-сигма" для определения своих значений MBS. Это означает, что MBS на самом деле является средней прочностью на разрыв менее чем в 3 раза больше стандартного отклонения (3σ).

MBS = среднее - 3 сигма

По статистике, это также означает, что 0,3% образцов будут находиться за пределами этого диапазона, и поэтому половина из них (0,15% или 1,5 на каждую тысячу) может пробиться ниже MBS, проставленного на карабине.

Приведенные выше кривые показывают три сценария, каждый из которых имеет среднее проверенное значение 30 кН.

1. σ = 0,5 кН. MBS = среднее - 3σ = 30 кН - 3 x 0,5 кН = 28,5 кН
2. σ = 1,0 кН. MBS = среднее - 3σ = 30 кН - 3 x 1,0 кН = 27,0 кН
3. σ = 1,5 кН. MBS = среднее - 3σ = 30 кН - 3 x 1,5 кН = 25,5 кН

Несмотря на то, что среднее значение для всех тестов составляло 30 кН, MBS для каждой партии совершенно разное.

Поскольку все больше и больше людей проводят собственные испытания, важно признать, что измеренные значения значительно выше MBS не обязательно соответствуют хорошо изготовленному продукту. На самом деле 99,7% тестовых образцов должны пробиться выше MBS. Если испытательные образцы взяты из хорошо контролируемого производственного процесса с небольшим значением σ, то измеренные значения не могут быть намного выше MBS. Однако, если зарегистрированные значения значительно выше MBS, то это может указывать на большое значение σ и, следовательно, на консервативное MBS для покрытия плохого производственного процесса.

Максимально допустимая нагрузка при нормальных условиях эксплуатации

Поведение материала под нагрузкой обычно характеризуется кривой напряжения и деформации. Два термина, которые полезны при описании этого поведения, - это эластичная и пластическая деформация. Когда карабин испытывает нагрузки при растяжении вдоль главной оси, он начнет «растягиваться» при относительно низкой нагрузке. Если карабин возвращается к своей «нормальной» форме после снятия силы, мы можем описать это растяжение как «эластичную деформацию». По мере того, как напряжение становится все более значительным, это «растяжение» может достигать необратимых последствий, известный как «Пластичная деформация». На этом изображении показан карабин, который вышел из строя выше нагрузок MBS во время теста на растяжение. И хотя разрушение произошло в области шарнира закрывающего механизма необратимые деформации видны невооруженным взглядом.

Карабины не должны пробиваться ниже MBS, однако они могут быть подвергнуты необратимой деформации до достижения этих нагрузок. Кроме того, вполне разумно ожидать, что повторная тяжелая нагрузка добавит «усталости» материалу и приведет к возможному разрушению ниже цифр MBS.

Вопрос, который должен выйти из этой темы, заключается в следующем:

"Сколько мы можем нагрузить карабин, не приводя к пластической деформации или значительной усталости?"

Некоторые производители прямо затрагивают это в документации, заявляя, что рабочая нагрузка никогда не должна превышать 1/4 MBS.

Design Factor

Проектный фактор (DF) определяется проектировщиком или производителем, и он определяет коэффициент, применяемый к MBS для определения максимальной приемлемой нагрузки для компонента.

Safety Factor

Safety Factor (SF) или Factor of Safety (FoS), как правило, определяется индустрией, а не производителем. Он может значительно отличаться от DF. Например, конкретный карабин может иметь MBS 50 кН, производитель указал DF 4, но в отрасли указан SF 10 при использовании для конкретного применения.

WLL

Working Load Limit (WLL) (прим. по-русски звучит как предельная рабочая нагрузка) это термин, используемый производителями для обозначения максимальной нагрузки, которая должна быть приложена к карабину при нормальных условиях эксплуатации, независимо от отрасли. Отношение MBS к WLL называется проектным фактором (DF). Многие производители карабинов указывают DF 4, что подразумевает WLL в четверть MBS. Производители указывают WLL, чтобы предупредить использование карабина вне диапазона нормальных упругих деформаций и в значительной усталости.

WLL = MBS/DF

SWL

Safe Working Load (SWL) (прим. безопасная рабочая нагрузка, которая определяется в конкретных условиях, с учетом коэффициента прочности (SF)) - обычно определяется путем деления MBS карабина на коэффициент безопасности (SF), необходимый для конкретного использования. Как указано выше, возможно, что развлекательные парки могут рассчитать другой SWL для конкретного использования карабина, чем значение, определенное в спасательной службе.

SWL = MBS/SF

Пример

Конкретный стальной карабин имеет 3-сигма с номинальной осевой MBS по длинной оси 50 кН. Производитель указал DF =4 для этого соединительного элемента, независимо от использования.

Этот карабин имеет WLL 12,5 кН, и это значение никогда не должно превышаться при нормальном использовании - независимо от отрасли или применения. Если это значение превышено, оно не должно выходить из строя ниже MBS, однако затем оно должно быть отбраковано и исключено от использования.

Веревочный развлекательный парк в какой-то конкретной стране принимает SF=10 и, таким образом, определяет, что SWL этого карабина составляет 50kn/10 = 5kN.

А например спасатель МЧС, в другой стране применяет SF=5 к данному оборудованию и, таким образом, определяет SWL 50kn/5 = 10kN для идентичного карабина.

P.S. Источник: https://www.ropelab.com.au/carabiner-specifications/

Перевел для вас @Nikita_Putinkin специально для канала

https://t.me/fallarrestsystem

Подпишись!

#карабин #перевод #статья