חבלים

מבוא: חבלים לאורך ההיסטוריה

כבר בתחילת האנושות, לפני אלפי שנים, החבל היווה חלק מהשגרה היום יומית. האדם הקדמון, בדומה לקופים השתמש בענפים קטנים אשר לופפו יחד כדי לטפס על עצים או כדי להגיע למערות מסתור וכדי לעבור מעץ לעץ (כמו טרזן).

בשלב הבא הומצאו הכלים הראשונים – אבן ומקל אשר חוברו יחד בעזרת חבל כדי ליצור פטיש, חץ או חנית, וכן התפתחו שיטות הצייד, למשל ע"י רשתות שנארגו מחבלים.

בימים קדומים היו בידי האנשים חומרים טבעיים מסביבתם בלבד. החבלים הראשונים היו מחומרים אלה, שמקורם בצמחים ובחיות.

חבלים מסיבים טבעיים

חבלים מסיבים טבעיים יוצרו מחלקים שונים של צמחים: קליפה, עלים, קנוקנות וכו' או מחלקים שונים של בעלי חיים: גידים, רצועות עור או דפנות מעיים. אורך הסיבים תמיד מוגבל וקוטרם אינו אחיד ותלוי בשיטת הייצור וההפקה.

חבלים כאלה, בעיקר ממקור צמחי, רגישים ביותר לשינויי אקלים (רטיבות היוצרת עובש), חיות האוכלות אותם ומשתמשות בהם לבניית קינים (מכרסמים, ציפורים, חרקים ואוכלי עשב) ומפרקים (חיידקים וריקבון).

בעיה מרכזית בשימוש בחבלים מסיבים טבעיים היא היחס הנמוך בין חוזק למשקל. חבלים מסיבים טבעיים הם כבדים ביותר ביחס לחזקם. סיבה מרכזית לכך היא אורך הסיבים המרכיבים את החבל. כיוון שהחבלים עשויים מסיבים המופקים ממקור טבעי, עצים למשל, הרי שאורך מקור הסיבים, העץ, למשל, מגביל את אורך הסיבים המיוצרים ממנו. כדי ליצור חבל ארוך, יש צורך בהרבה סיבים קצרים מחוברים יחד. ניתן לחבר סיבים או על ידי קשירה או על ידי חיכוך. ברור שכל חיבור כזה הוא נקודה חלשה בחבל. כדי ליצור חבל חזק יש צורך בחיבור וליפוף של סיבים רבים מאוד שיוצרים בסופו של דבר חבל עבה ולא נוח לשימוש.

סיבים טבעיים המשמשים לייצור חבלים

באיזור שלנו: כותנה, קנביס (hemp), פשתה (חבלי פשתן), אגבה (סזאל), תמר מצוי, גומא הפרקים, גומא צפוף, סוף מצוי, מתנן שעיר, יוטה. קיימים צמחים רבים אחרים המשמשים לייצור חבלים באזורים אחרים בעולם.

שיטות מסורתיות לבניית חבלים

קיימות שתי שיטות לבניית חבלים: ליפוף ושזירה.

ליפוף

חבל מלופף (twisted rope או laid rope) נבנה על ידי פיתול כל אחד ממרכיבי החבל (סיב, גדיל או עיקר) סביב עצמו וסביב כל האחרים. יצירת החבל נעשית בשני שלבים: א. פיתול כל סיב סביב עצמו, בנפרד מהאחרים. ב. פיתול כל הסיבים יחד בחזרה (בכיוון ההפוך) כך שכולם מתלפפים סביב כל האחרים. בצורה זו ניתן ליצור ממספר סיבים גדיל, ממספר גדילים - עיקר ומספר עיקרים - חבל.

מספר הסיבים בכל גדיל יכול להיות גדול, אך לרוב, נוח ביותר לעבוד עם שלושה. בייצור עצמי ניתן להניח שלושה סיבים על כף יד אחת, לגלגל אותם לכיוון אחד בין שתי כפות הידיים ולתת להם להתפתל חזרה יחד. זה עובד מצויין עם סיבים של קליפה של מתנן שעיר.

וריאציה אחרת של שיטה זו היא בשימוש בשני סיבים: לוקחים סיב ארוך, מפתלים אותו ומקפלים לשניים. מתקבלים שני סיבים צמודים המנסים לחזור למצבם המקורי ומתפתלים זה סביב זה.

מצגת מעניינת על ליפוף חבלים מסיבים טבעיים של צמחים נפוצים בישראל הוכנה על ידי פרופ' אבינועם דנין מהמחלקה לאס"א באוניברסיטה העברית, ירושלים:

http://www.botanic.co.il/a/articls/StringsDaninHeb.files/frame.htm

שזירה

או קליעה, היא שיטה שונה המבוססת על שילוב חלקי החבל זה בזה, בדומה לקליעת צמות. בניגוד לצמה, שהיא שטוחה, כאן יוצרים חבל שזור (braided rope) בעל פרופיל עגול על ידי שימוש בארבעה עיקרים ושילובם זה בזה. אם נמספר את העיקרים על פי הסדר, 1 2 3 4, השזירה תיעשה בסדר : 1 3 2 4 1 3 וכו'. מתקבל חבל בעל פרופיל שבין עגול לריבועי. ניתן לקבל חבל עגול וחלק יותר בשיטה זו, אם משתמשים במספר רב של גדילים דקים ושזירתם כמעטפת סביב ליבה מלאה (כפי שמקובל בחבלי טיפוס) או ריקה (כמו בחבל פלזמה). (נראה כי ראוי להשתמש במונח אריגה כאשר מדובר במספר גדול של גדילים).

לשם השלמות נציין, כי גם בחבל שזור, העיקרים נעשים בדרך כלל בליפוף (מסיבים, או גדילים).

האיור הבא מראה את מבנה החבל הנוצר בפיתול ובשזירה.

חבלים מסיבים סינתטיים

ייצור הסיבים נעשה באקסטרוזיה (שיחול) מחומר מותך הנמשך דרך חריר קטן (דיזה) בקצב קבוע. גודל החריר ומהירות המשיכה של הסיב קובעים את קוטרו. בדרך זו ניתן לקבל סיבים בקוטר אחיד ביותר ובאורך בלתי מוגבל ולכן בחבלים סינתטיים (כשהם חדשים) כל סיב נפרש לכל אורך החבל, זאת בניגוד, כפי שהוזכר כבר, לסיבים טבעיים שאורכם מוגבל על ידי גודל הצמח ממנו הם מופקים.

שיטות מודרניות לבניית חבלים

השיטות המודרניות מבוססות על השיטות המסורתיות, אלא שבגלל אורך הסיבים והכמויות הגדולות הייצור נעשה על ידי מכונות. מקובל שילוב בין פיתול ושזירה כדי לחזק או להחליש תכונות מסויימות.

פיתול

בדומה לבניית החבל מסיבים טבעיים, ניתן להשתמש גם בסיבים סינתטיים לייצור חבלים מפותלים.

שזירה

החבלים בהם אנו משתמשים כיום

חבלים לטיפוס וגלישה

החבלים המשמשים לטיפוס, גלישה וחילוץ וגם למערנות (speleology, caving) וקניונינג (canyoning), בנויים על פי המודל שהוצג על ידי חברת Edelrid בשנת 1953. החבל החדש היה חזק, קל, נוח לשימוש, פחות פגיע ונפרם פחות בקצוות.

ניתן למצוא חבלים הבנויים על פי הדוגמה הזו (שתפורט בהמשך) הבנויים מחומרים שונים, משילובים של מספר חומרים, ועם תכונות שונות, על פי השימוש והצורך. כך למשם בכל טווח המתיחויות החל ממתיחות אפסית (כמעט כמו כבלי מתכת) וכלה בחבלים בעלי יכולת התארכות ומתיחות גדולות מאד (כמעט כמו חבלי בנג'י).

מבנה החבל

החבל שהוצג על ידי חברת Edelrid היה בנוי משני חלקים: ליבה, הנושאת את מרבית העומס (כ-70-80ֵ%) ומעטפת הארוגה באופן הדוק סביב הליבה, שתיהן עשויות ניילון. חבל במבנה כזה נקרא חבל ליבה/מעטפת או באנגלית חבל קרנמנטל (מגרמנית Kernmantel שמשמעותו: kern - גרעין, mantel - גלימה). חבלי ליבה/מעטפת בנויים ממספר גדול של סיבים דקים מאד. חבל סטאטי של 11מ"מ מכיל כ-30,000 וניתן לחשב מכאן כי קוטרם של הסיבים: כ- 60 מיקרון.

הליבה

הליבה במרבית החבלים האלה מורכבת ממספר גדול (עד 21) של עיקרים, שכל אחד מהם בנוי משני גדילים מלופפים. מחצית העיקרים מלופפים בכיוון אחד והמחצית האחרת בכיוון האחר, כך שייווצר חבל שהוא נייטראלי לפיתול. הליבה היא האלמנט העיקרי הנושא את העומס בחבל ליבה/מעטפת.

המעטפת

התפקיד העיקרי של המעטפת הוא להגן על הליבה. המעטפת שומרת על הליבה משחיקה על הסלע, מכניסה של אבק וחול ומצלה על הליבה ובכך מונעת מקרינת uv להגיע אליה.

הקשר בין מבנה החבל ותכונותיו

מכיוון שהעיקרים בתוך החבל בנויים בפיתול של מספר גדילים, הרי שכל סיב בליבה מתאר צורה מרחבית של ספירלה. מכאן, שהסיבים בתוך החבל ארוכים יותר מהחבל עצמו. ככל שהכריכות של הספירלה צפופות יותר (יותר כריכות ליחידת אורך חבל), הרי שהיחס בין אורך הסיב לאורך החבל גדול יותר. הסיבים עצמם, בהיותם דקים ביותר

מידת ההימתחות (דינאמיות) של החבל

סיבי הניילון הינם חזקים אך יכולת ההימתחות שלהם (של החומר) היא מועטה.

למרות תכונה זו של הסיב נדרש שלחבל תהיה מידה של אלסטיות כדי שיוכל לבלום נפילה. אפקט זה יוצרים ע"י ליפוף של הסיבים יחד, בדומה לפעולת של סחיטה של מגבת, אם מנסים למשוך את המגבת כאשר היא במצבה הטבעי אחוז ההימתחות של המגבת קטן יחסית אך כאשר מלפפים את המגבת אומנם מקצרים את אורכה אבל מגדילים את יכולת ההימתחות שלה. כך גם בחבלים. ככל שמלפפים יותר את הסיבים גדל אחוז ההימתחות של החבל. שיטה זו מאוד שיפרה את החבל אבל יצרה בעיה אחרת, כאשר מותחים את החבל החבל נוטה להסתובב ופורם את הליפופים ומאבד את הדינאמיות שלו. בעיה זו פתרו על ידי שיטה הנקראת: שיטת ה- s וה- z. זו שמה של שיטת השזירה של הגדילים אשר מרכיבים את הליבה של החבל ברוב החבלים כיום. ישנם גם חבלים קלועים אך הם בדרך כלל יותר סטאטיים ויותר יקרים מה שמביא אותם להיות יותר נדירים

חבלים סטאטיים ודינאמיים

נהוג לחלק את החבלים שאנו משתמשים בהם לשתי קבוצות עיקריות: חבלים סטאטיים וחבלים דינאמיים. הם נבדלים בתכונותיהם ובהתאם לכך גם בשימושיהם. שתי הקבוצות העיקריות אופיינו על ידי האיגוד האלפיני הבין לאומי (UIAA) והם נתנו הגדרה לקבוצות.

חבל אשר אחוז ההימתחות שלו נמוך מ 3% בעומס של 80 קילוגרם יקרא סטאטי.

חבל אשר אחוז ההימתחות שלו גבוה מ 3% ונמוך מ8% בעומס של 80 קילוגרם יקרא דינאמי.

שתי נקודות לתשומת לב:

1. חבל דינאמי מתאים להובלה רק אם עבר את כל הבדיקות לחבלים בדיקות הנוספות: מספר בדיקות הנפילה של UIAA, עמידות בפני קריעה על פינות חדות, הורדת כוח הבלימה מתחת לערך הקבוע בתקן וכו'.

2. ההפרדה בין חבלים שעשויים להתאים להובלה (דינאמיים) ובין כאלה שלא (כל השאר) היא כזו של ערך סף. ההפרדה בין חבל שיכול להתאים להובלה ובין כזה שלא היא על פי אחוז ההימתחות. כל המינוחים האחרים הנשמעים לעיתים (חבל חצי דינאמי, סופר דינאמי, אקסטרה סטאטי, סופר סטאטי) הם שמות מסחריים של דגמים ספציפיים של יצרנים שונים. אין בהם בשום אופן תיאור של תכונות החבל והתאמתו להובלה (חבל חצי דינאמי אינו מתאים לספיגת נפילות קטנות, כאלה שאורכן קטן מהחציון, למשל). זאת ועוד: כל הגדרה של 45% דינאמי 55% סטאטי היא שטות גמורה ומשמשת בפי אנשי מכירות כדי לשכנע בורים. חבל הובלה הוא חבל דינאמי בלבד.

השימוש בהם:

חבל סטאטי, כשמו כן הוא, משמש לעבודות סטאטיות, מצבים בהם לא נדרשת יכולה ספיגה של עומס דינאמי. מצבים כמו טיפוס בטופ-רופ טיולי גלישה ועבודות גובה בהם תלויים על החבל אך אין סיכוי לנפילה עליו הם מצבים סטאטיים כאלה. גם במצבים בהם נדרשת הרמה, כמו הולינג (hauling) במסלולים ארוכים או בסיטואציות של חילוץ, יעיל יותר להשתמש בחבלים סטאטיים שאז המתיחות של החבל אינה מעכבת את ההרמה אלא מתקבלת תגובה מיידית למשיכה. יש כאן גם אלמנט בטיחותי: חבל שיכול להימתח במידה ניכרת, "מנדנד" את העומס התלוי עליו מעלה-מטה בזמן ההרמה ואם הוא עובר על פינות חדות הוא עלול להישחק ולהיחתך. וגם אלמנט מעשי/כלכלי: חבלים סטאטיים לרוב זולים יותר ועמידים יותר בפני שחיקה, דבר שמאריך את תוחלת החיים שלהם בעבודה על מצוקים ובניינים.

חבלים דינאמיים משמשים לאיבטוח בטיפוס הובלה, סיטואציה שיש בה פוטנציאל לנפילה ונדרשת יכולתו של החבל להימתח בזמן הפעלת עומס.

מובאת כאן טבלה של חבלים של החברות "Edelrid" ו "Rivory joanny" מראה איזה קוטר וסוג של חבל וכמה קילוגרם הוא מסוגל לשאת על עצמו:

קוטר (מ"מ)	סוג החבל	עומס קריעה סטאטי מקסימלי
8.8	דינאמי	1780
9	דינאמי	2350
9	סופר סטאטי	2050
10	אקסטרה סטאטי	2600
10	דינאמי	2500
10.5	דינאמי	2600
10.5	סופט סטאטי	2750
11	אקסטרה סטאטי	3100
11	דינאמי	2750

חומרים המשמשים לייצור חבלים

כיום מיוצרים חבלים ממספר רב של חמרים. בטבלה הבאה מפורטות התכונות החשובות של החומרים הנפוצים:

חומר	נק' התכה (C°)	משקל סגולי	עמידות למים
ניילון 6	220	1.14	נחלש כ-30%
ניילון 6,6	250	1.14	נחלש כ-30%
פוליאסטר	270	1.38	נחלש
פוליפרופילן	160	0.89	לא נחלש
ארמיד	900(מתפורר)	1.44	נחלש קצת
HMPE(ספקטרה)	135	0.98	לא נחלש

ניילון

מידע כללי

ניילון הוא אחד מהחומרים המוכרים והנפוצים שמשמשים אותנו בחיי היום יום. ניתן למצוא אותו כמעט בכל מקום: שקיות בשוק ובסופרמרקטים, בגדים (גרבי ניילון ופליסים, למשל) וכמובן, לעניינינו, בטיפוס גלישה וחילוץ.

הניילון הומצא בשנת 1935 ע"י וואלאס קרותרס, כימאי במעבדות דופונט בדלוור, ארה"ב, והוטבל על ידו בשם "סיב 66" (Fiber 66). בשנת 1938 הופץ המוצר המסחרי הראשון שהיה בו ניילון: מברשת שיניים עם סיבי ניילון. המוצר השני, שזכה לפופולאריות רבה היה גרבי ניילון לנשים, שנמכרו בהמוניהן החל משנת 1940. השם שניתן לחומר ממנו יוצרו הגרביים היה שיבוש של No-Run, או בעברית: בלי רכבות... השם שונה כדי להימנע מתביעות במקרה שיהיו רכבות בגרביים למרות זאת.

יש אגדה הטוענת כי ניילון (NyLon) הוא ראשי תיבות של ניו-יורק+ לונדון, ושהחומר פותח במקביל בשתי הערים הללו. מידע נוסף ואגדות נוספות על השם ניילון, בלינק הבא:

http://www.snopes.com/business/names/nylon.htm

לקראת סוף מלחמת העולם השניה הופנו מרבית המפעלים לייצור כלי מלחמה. חלק ממפעלי הניילון הוסבו ליצירת מצנחים וחבלים, וחלקם למברשות שיניים עם סיבי ניילון כדי לחלק לחיילים.

מבנה כימי

הניילון או בשמו הנוסף פוליאמיד (PA), נקרא כך בשל קבוצת ה"אמיד" אשר מרכיבה את המולקולה שלו:

לקבוצת ה"אמיד" NHCo2 ישנה תכונה שהיא מאוד קוטבית כלומר הקבוצה נמשכת מאוד חזק לקבוצה זהה אחרת ויוצרת מבנה חזק.

ישנם שני סוגים של ניילון המשמשים לייצור חבלים ורצועות, והם נקראים פרלון 6, ופרלון 6.6. אין הבדל משמעותי בין שני החומרים הללו מבחינת השימוש. לחברת DuPoint יש פטנט על פרלון 6.6 ויצרנים אחרים משתמשים בפרלון 6. ההבדלים בין שני החומרים קטנים:

נקודת ההתכה שונה, פרלון 6 – C°220 ולפרלון 6.6- °C250,

גם המבנה המולקולרי שונה מעט:

פרלון 6.6

פרלון 6.6 נקרא כך מפני שיש לו תוספת של עוד 6 אטומי פחמן למולקולה אך השפעתם על תכונות החומר קטנה.

פרלון 6

תכונות

בשל קשרי המימן הקיימים בין המולקולה יש לו חולשה במגע עם מים, על כך נפרט בפרק פגיעות חבלים ועמידותם לחומרים שונים.

פוליאסטר

מידע כללי

בדומה לניילון, פוליאסטר (PET) הינו אחד החומרים הסינתטיים הותיקים וגם הוא נפוץ ביותר. גם פוליאסטר נמצא בבגדים (לייקרה - Lycra, למשל) הוא פותח באמצע שנות ה-40 בהסתמך על עבודתו של וואלאס קרות'רס, מפתח הניילון. חברה בריטית בשם "תעשיות כימיות של האימפריה" (ICI) המשיכה את המחקר וייצרה לראשונה סיב פולימרי המבוסס על אתילן טלפתלאט (ethylene terephthalate). הסיב שנוצר היה חזק כמו ניילון אך עמיד יותר בפני שחיקה ושפשוף, אינו מושפע ממים, עמיד בפני עובש ושומר היטב על צורתו בעיצוב בחום.

עם הזמן שיכללו את החומר בניסויים מורכבים ולבסוף הגיעו לחומר אשר אפשר ליצור מסיבים שלו גם חומרים פלסטיים וגם חומרים אלסטיים, עם נקודת התכה של 270°C אך בתהליך מאוד מסובך, גם מחומר זה מכינים חבלים לטג"ח אך תהליך הייצור שלו ארוך ולכן החבלים יותר יקרים.

�נוסחה:

הקבוצה האסטרית מחליפה את הקבוצה האמידית בניילון

פוליפרופילן

הפוליפרופילן הוא אחד מהחומרים שמשמשים אותנו בחיינו, תכונות החומר מאפשרות שימוש בחומר גם לתוצרים פלסטיים וגם כסיב אלסטי יותר, למשל ממנו מכינים את הכלים שניתן להכניס למדיח הכלים בשל נקודת ההתכה שלו והעמידות שלו במים הוא איננו נחלש כלל במגע עם מים (בניגוד לניילון). תחילה חשבו לעשות כלים מפוליאסטר אבל הם שינו מצב צבירה בטמפרטורת המים של מדיחי הכלים. ולכן יצרו את הפוליפרופילן.

פוליפרופילן הוא פתרון מצויין כסיב לייצור חבלים לעבודה במים. הוא אינו נחלש במגע עם מים ומשקלו הסגולי קטן מזה של המים (0.89) ולכן הוא צף גם בשהוא ספוג מים.

הפוליפרופילן מיוצר בשתי צורות דומות אך שונות במקצת, קיימות שתי מולקולות שמרכיבות את הסיב של החומר אחת סימטרית והשניה אסימטרית.

CH3 CH3

אסימטרי: ((-CH2-CH-CH2-CH-CH2-

CH3 סימטרי: (-CH2-CH-CH2-CH-CH2-) CH3

שתי המולקולות הללו יוצרות ביניהן גביש מאוד חזק אבל שונה זה מזה, אך החיבור הכימי הנוצר בינהן הוא מאוד אלסטי שיכול להגיע לרמת אלסטיות של גומי אך עם זאת הם קשרים די חלשים ולכן החבלים שיוצרים מהם יהיו בעלי כמות גדולה יותר של חומר ויותר עבים כדי שיוכלו לשאת באותו משקל וכמובן יותר יקרים.

לפוליפרופילן טמפרטורת התכה נמוכה (160°C) ולכן הוא מתאים לעבודה במים (שמקררים אותו) אך אינו מתאים לעבודה בסביבות יבשות וחמות, כמו מדבר יהודה או סיני. לקניונים יבשים, כמו אלה הנפוצים באזורנו הוא אינו מתאים.

אראמיד

גם האראמיד הוא ממשפחת הניילונים והוא כולל בתוכו את אותה שרשרת הפחמנים שכל המשפחה כוללים. לאראמיד יש שני צורות מופע שמוכרים בשוק "קבלר", "נומקס". מ"נומקס" מייצרים מוצר (בד), חסין אש שמשתמשים בו לכבאים וסרבלי טייסים כפפות וגם סרבלים למתחרי מרוצי מכוניות.

מקבלר מייצרים גם סיבים, הומצא על ידי החברה "Dupont" (שהמציאה גם את הניילון 6.6) יש לו כמה שימושים מכינים ממנו אפודי מגן נגד כדורים, ובנוסף מכינים ממנו חבלים לעבודות טג"ח וימאות.

לקבלר יש כמה יתרונות וכמובן כמה חסרונות, חסרון גדול שלו שמאוד קשה להשתמש בו במצבו הסיבי מפני שהסיב של החומר ניראה כצמר גפן (צהוב) וקריע, אבל כאשר מלפפים כמה סיבים יחד נוצר חבל דק אבל חזק להפליא, תוצאה זו נוצרת בשל המשיכה המאוד חזקה בין גבישי החומר הנוצרים כאשר מאחדים כמה סיבים לצרור אחד. לפוליאמידים יש שתי צורות אפשריות למולקולה, מזכיר במקצת סימטרי ואסימטרי אך בכל זאת שונה:

שתיהמולקולות דומות פרט לצורה שלהן. כל מולקולה יודעת להתהפך ולהתיישר, תהליך זה יוצר חיכוך עקב כך נוצרת אנרגיה מסוימת אשר משפיעה על חוזק הקשרים וגורמת לסיבים להיות מאוד חזקים, וזאת אפשר לראות בכך שכדי להפריד או לקרועה את הסיבים דרושה אנרגיה גבוהה יותר מאשר לקרוע את אחד מהחומרים שנכתב עליהם קודם. יתרון נוסף שיש לו על חומרים אחרים שאנו משתמשים בם ליצירת חבלים הוא טמפרטורת היתוך גבוהה של °C900 (יותר נכון שהחומר איננו ניתך אלא מתפורר) וכמובן שכאשר הוא במצב מפורר הוא כבר חסר תועלת לצורכי טג"ח מפני שאין הוא יכול לשאת משקל כלל.

חיסרון: חומר קשה מאוד ובכלל בכלל לא אלאסטי ולכן הוא כמעט ולא יכול לבלום אנרגיה מה שמסוכן למטפס סיבה נוספת שבגללה לא משתמשים בו גם לצורכי גלישת מצוקים כל כיפוף בחבל מחליש את החבל כל כך שהוא יורד מתחת לתקן השימוש (2200 קילוגרם על פי UIAA) אבל ניתן להשתמש בו לצורכי תעשייה או בניית אומגות וכתחליף לכבלי מתכת, צרכים שאינם מצריכים דינאמיות וכיפוף של החבל, עקב כך יש גם בעיה לקשור אותו.

מבחינת הנוסחא הכימית יש מספר סוגי ארמידים המשמשים לייצור סיבי חבלים:

Para-linked Aramid Fiber

TECHNORA : co-poly-(paraphenylene/3,4'-oxydiphenylene terephthalamide)

TWARON : poly-(paraphenylene terephthalamide) (PPTA)

Meta-linked Aramid Fiber

TEIJINCONEX : poly-(metaphenylene isophthalamide) (MPIA)

HMPE, דיינימה, ספקטרה וכו...

כל השמות (ויש עוד מספר כאלו) הם שמות מסחריים לחומרים מקבוצת ה- high modulus polyethylene) HMPE). חומר זה חזק ביותר והוא משמש למגוון צרכים, בין השאר (כמו בקוולר) צבאיים. בשל חוזקו של החומר משתמשים בו גם לייצור סיבים לחבלים ורצועות המחליפים את כבלי המתכת ברוקים והרצועות של הפרנדים.

נקודת ההתכה שלו היא 135°C לערך, הוא עמיד לסוגים שונים של חומצות ומראה חולשה די קטנה לחשיפה של קרינת U.V (שמש), אין לו רגישות למים כלל (לא נחלש) ומשקלו הסגולי 0.98 נמוך מזה של מים ולכן הוא גם צף. לHMPE ישנה בעיה הוא חומר מאוד חלק, כלומר סיביו יוצרים יחסית מאת חיכוך אחד עם השיני והם מחליקים, בעיה זו מתבטאת כאשר רוצים לקשור רצועה העשויה מHMPE בדיוק כמו שקושרים רצועה העשויה מניילון, אך דבר זה אינו אפשרי מפני שקשר ברצועת HMPE מחליק ויפרם בסופו של דבר וזה יכול להיות מצב מסוכן, ולכן אין לקשור את החומר אלה רק לתפור אותו ודבר זה נעשה בחברה בלבד או בעסק מורשה בעל תקן.

בשל חוזקו של החומר הוא מאוד סטאטי, אפילו אם נעמיס עליו כ-50% מהמשקל שהוא יכול לשאת אחוז המתיחה שלו יגיע ל-2%, מה שמשפיע על אופן השימוש בו, הוא יכול להחליף כבלים או לבוא במקומות שאינם דורשים דינאמיות, למשל ליפול על חבל HMPE בטיפוס הוא דבר מסוכן.

פגיעות חבלים ועמידותם לחומרים שונים

כמו לכל חומר שאנו מכירים על פני כדור הארץ גם לחומרים שמהם עשויים חבלים יש אורך חיים מסוים, חומרים שהם עמידים להם ואחרים שפוגעים בהם.

ישנם חומרים שכבר הוזכרו כאן, כדוגמא הניילון שנחלש בכ- 30% כאשר הוא בא במגע עם מים. זה קורה בשל קישרי המימן הרבים שמרכיבים את חומר הניילון, כידוע מולקולת המים, H2O, מורכבת משני אטומי מימן ואטום חמצן אחד. לכל אטום יש קוטביות מסוימת (משיכה) וכן גם לכל המולקולה. במים H-1 ו- O+2,כלומר קטביות המימן היא מינוס אחד וזו של החמצן היא פלוס שתיים. כל מולקולה בעיקרון תשאף להיות מאוזנת בשני הצדדים שלה מהסיבה שכל חומר שואף להיות מאוזן ושלם, כלומר דרושים שני מימנים כדי להשלים את החמצן ליצירת איזון במולקולה.

אז למה הניילון נחלש? קשרי המימן בניילון, קושרים בין הסיבים המרכיבים את החבל. אשר מחברים את היסודות בין המולקולות נמשכות על ידי מולקולות מים שהחבל בא במגע איתם, המולקולות שאינן מאוזנות שמרכיבות גם כן את המים רוצות להשלים את אטומי המימן החסרים ולכן הן משאילות את החסר מן הניילון. כתוצאה מכך מתפרקים חלק מן הקשרים בין סיבי הניילון ומחלישים אותו. תהליך זה חוזר לקדמותו כאשר החבל מתייבש כל המולקולות מסתדרות מחדש. מהמחקרים שנערכו עקב כך הוסק שחבל ניילון רטוב יכול לאבד עד כ 30% מחוזקו, כמובן שזה תלוי באיזו מידה החבל רטוב או כמה זמן הוא נטבל במים. אין זה אומר שאין להשתמש בחבל כאשר הוא רטוב.

ישנם תנאים בהם לא ניתן להשתמש בחבל ניילון בשל היכולת שלו לספוג מים, כגון בטיפוס או עבודת חילוץ בשלג/ קרח, כאשר החבל סופג מים והטמפרטורה בסביבה שלו הוא מתחת לאפס, המים אשר נמצאים בתוכו יהפכו לגבישים קטנים של קרח, במהלך העבודה הסיבים של החבל מתחככים ומשתפשפים זה בזה וכאשר יש גבישים של מים עליהם הם יקרעו את הסיבים מה שעלול לגרום לקריעתו של החבל. או שהחבל קופא ולא ניתן להשתמש בו.

מה ניתן לעשות כדי למנוע זאת? קיימים מספר חומרים שניתן לטפל בחבל איתם ועל ידי כך לאטום את המעטפת של החבל או כל סיב בניפרד ולמנוע ספיגה של מים בחבל. טפלון סוג של פלסטיק "דוחה" מים משתמשים בו לצפות מחבתות, לאיטום ברזים, וכמובן ציפוי חבלים.

חומר נוסף שמשתמשים בו הוא סיליקון, שכידוע משמש אתנו ביום יום לצרכי איתום מפני מים. מספר חסרונות יש עם שיטה זו התהליך אשר מתבצע במעבדה מאוד מייקר את החבלים. חיסרון נוסף הוא שלאחר שימוש רב בחבל השכבה האטומה נשחקת והחבל לא יוכל לשמש למטרות המיועדות לו.

ניתן גם לקנות חבל שמלכתחילה עשוי מחומר עמיד מפני מים כמו הפוליפרופילן.

אחד מהחוקים לפסילת חבלים הוא שכאשר חבל בא במגע עם חומרים כימים מכל סוג אין להשתמש בו יותר לצורכי טג"ח.

נערכו מספר ניסויים כדי לבדוק האם החוק נכון, מניסוי שנערך בשביל המאמר "life on a line " נבדקו שלושה חומרים שמהם מכינים חבלים וכיצד הם מגיבים לחומרים שונים:

התגובה לחומר מתחלקת לארבע דרגות: עמיד עמיד חלקית לא עמיד נפגע

מתוצאות הניסוי הועלה שרוב החומרים הכימיים בכלל לא כל כך משפיעים על החבלים. אך בכל זאת למען להסיר את הספק, אין להשתמש בחבל אשר בא במגע עם חומר כימי כלשהו, מפני שלא תמיד אנו יכולים לאבחן את החומר ולא כדאי לטעות. ממחקרים נוספים ונשנים על פגיעה של חומרים כימיים של חברת" Black Dimond" עלו אותן תוצאות בנוסף הם מדגישים שהניילון נחלש כ-50% כשהוא בא במגע עם חומצות.

נתון שאינו מופיע בניסוי זה אך כן מופיע בניסויים אחרים ומאוד פוגע בחבלים (בכולם) לכלוך, הסיבה לכך היא מאוד דומה למה שקורה כאשר קופאים מים בתוך החבל, את חדירת המים לחבל אפשר למנוע אך את לכלוך החבל אי אפשר למנוע, הגרגירים של הליכלוך חודרים אל בין הסיבים וכאשר מפעילים עומס על החבל או גורמים לו לחיכוך הגרגירים משפשפים את הסיבים וקורעים אותם.

כיצד אפשר למנוע או כיצד מנקים חבלים?

בגמר השימוש בחבל שהתלכלך, כאשר מחלצים מוואדיות שיש בהם מים או בוץ או עם החבל בא במגע עם חול רטוב, חשוב מאוד לשטוף ולנקות את החבל עד כמה שאפשר אם אפשר עד כמה שיותר קרוב למצבו ההתחלתי, אין לשטוף את החבל במים רותחים אלה במים פושרים, יש להבריש את החבל עם מברשת מיועדת לכך או בד כל שהו או להשתמש במכשיר מיוחד שמנקה חבלים, זאת על מנת להוציא כמה שיותר גרגירים ואבק מן החבל. לאחר מכן יש לייבש את החבל היטב, יש לעשות כן כאשר החבל במצב "מנוחה" כלומר לא למתוח אותו אלה רפוי לגמרי במקום מוצל (אין זה אומר שאם החבל אינו נפגע מקרינת השמש יש לייבשו בשמש, טיפות המים הן כמו זכוכית מגדלת והן ממקדות את קרני השמש וזה יכול לפגוע בחבל).

	ניילון	פוליפרופילן	קוולר	HMPE
נפט	עמיד	עמיד	עמיד	עמיד
סולר	עמיד	עמיד	עמיד	עמיד
WD40 (שמן)	עמיד	עמיד	עמיד	עמיד
חומצת גופרית	לא עמיד	עמיד חלקית	לא עמיד	עמיד חלקית
חומר בסיסי	עמיד חלקית	עמיד חלקית	עמיד	עמיד חלקית
קרינה UV	עמיד חלקית	עמיד חלקית	לא עמיד	עמיד חלקית
דם	עמיד חלקית	עמיד חלקית	עמיד	עמיד

קישורים

הסבר כללי, מבנה ותכונות:

http://spelean.com.au/BW/TM/BWtechdyn.html

החבלים שלנו חזקים ממה שאנו חושבים:

http://www.uiaa.ch/article.aspx?c=231&a=147

חיים על חבל, המדריך המחתרתי לעבודת חבלים:

http://www.draftlight.net/lifeonaline/

איך לבחור חבל:

http://www.myoan.net/climbart/rope1.html

ביבליוגרפיה

1. Mountaineering the freedom of the hills 5th' edition, Graydon/ Ropes

2. Life on a line, 2003/2002, Dr' D.F.Merchant /part 1/rops

part 3/ rope testing 

www.edelrid.com/ ropes types / rope testing .3 

4. מאמר דינמיקה של נפילות מאת דורון וארנון נצר.

5. ספר מערכי שיעור, טג"ח, ספטמבר 2001, חבלים.

6. עבודה של ליאון שופוטינסקי, מדור טג"ח, 2005.

---

תרמו לדף זה: מיכה יניב, ליאון שופוטינסקי, דורון נצר, ואחרים...