הצגת המקור של הדף "13. כבלי פלדה"

==שאלה==
כבלי פלדה הנם שימושיים למדי ב[[אבני עיגון]] (Chocks, Nuts), אבל מעט מאד ידוע לציבור המטפסים על חוזקם ועל נקודות התורפה של כבלי פלדה אלה, וכדאי להבהיר קצת מה תכונותיהם. שני קצוות הכבל, למשל, מחוברים זה לזה בסה"כ בעזרת מהדק-כבלים העשוי מתכת רכה; האין סכנה שהחיבור ייפתח תחת מתח?

==תשובה==
נתחיל בכמה מילות רקע. הכבל הסטנדרטי בנוי מליבה ועיקרים, וכל 'עיקר' בנוי מסיבי פלדה מלופפים. בכל הכבלים הדקים, ובסוגים רבים של כבלים יותר עבים, סיבי הפלדה מלופפים בכיוון הפוך לזה של העיקרים סביב הליבה. ישנם כמה סוגי פלדה השימושיים בכבלים, אך כבלים שעוביים אינו עולה על 5 מ"מ בנויים בדרך כלל מפלדת פחמן (מגולוונת, למרות שהחוזק יורד אז בכ- 10%) כשהליבה גם כן מפלדה, שלא ככבלים עבים יותר, שליבתם עשויה כותנה, אסבסט או חומר סיבי אחר. כבלים עם ליבת פלדה יותר חזקים (בממוצע ב- 7.5%) מכבלים בעלי ליבה אל-מתכתית. ייתכן שבעתיד הלא רחוק תיכנס לשימוש ליבת קבלר, וכלל זה עשוי להשתנות.
<div align=center>
<div><ul> 
<li style="display: inline-block;"> [[תמונה: 13.1.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.1]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[תמונה: 13.2.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.2]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[תמונה: 13.3.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.3]] </li>
</ul></div>
<div align=right>
כבלים מסווגים על ידי שני מספרים שהשמאלי ביניהם מציין את מספר העיקרים, והימני את מספר סיבי הפלדה שבכל עיקר. כבל ההגאים של מטוס, למשל, הוא בדרך כלל 6x7 ועוד ליבה. העיקרים של הכבלים הדקים בנויים על פי רוב מ-7 או מ-19 סיבי פלדה (ציורים 13.1, 13.2). סוג נוסף שגם הוא די מקובל בנוי מ- 25 או 31 סיבי פלדה בעלי שני עוביים שונים (ציור 13.3). סוג הכבל המקובל ביותר בעוגני טיפוס הוא 1x19, כלומר כבל שכולו עיקר אחד, בעל 19 סיבי פלדה, המסודר כסיב מרכזי ושתי קליפות של 6 ו- 12 סיבים כל אחת (ציור 13.2).

בכבל מסוג זה קיים יחס פשוט בין כוח הקריעה שלו k (ק"ג) לבין קוטרו D (מ"מ):
<math>K=71.5 \cdot D^2</math>
<math>D^2</math>

לדוגמה, אם קוטרו <math>D=3</math>
 מ"מ, יהיה מתח הקריעה שלו <math>K=644</math>
ק"ג.

<div align=center>
<div><ul> 
<li style="display: inline-block;"> [[תמונה: 13.4.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.4]] </li>
<li style="display: inline-block;"> [[תמונה: 13.5.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.5]] </li>
</ul></div>
<div align=right>


יש לזכור שהקוטר D של כבל נחשב לקוטר המקסימלי (מה שעונה על השאלה: לתוך איזה צינור אפשר להשחיל אותו?), ולכן כשמודדים אותו בעזרת קליבר צריך להקפיד על נקודת המגע (כמו בציור 13.4, ולא כמו בציור 13.5).

מידת ההתארכות של כבלים תחת מתח כה קטנה בהשוואה לזו של כל שאר הרכיבים במערכת (חבלי [[ניילון|פרלון]], [[רצועות|סלינגים]], [[רתמות|רתמה]]), שנהוג להזניחה בכל החישובים הדינאמיים הקשורים לבעיות טיפוס, ולהניח שהתארכותו של כבל היא אפס. קשיחותו של הכבל לכיפוף, לעומת זאת, תלויה במבנה של הכבל (פוחתת ככל שרב מספר הסיבים הכולל) ולכן ניתן להשיג כבלים קשיחים או נוחים לכיפוף בהתאם לצורך.

עד כאן בקשר לחוזקם וגמישותם של כבלי פלדה, אבל אסור לשכוח שמתחי הקריעה המובאים לעיל מתייחסים לכבל ישר (ללא כיפוף) וחופשי מכוחות נוספים (כגון גזירה), ואילו שימושם של כבלי פלדה, עד כמה שזה נוגע למטפסים, בא בעיקר בעוגנים (ציור 13.6), ובהם תנאים אלה לא מתקיימים. בכבלי פלדה בעוגנים ישנן, כפי שמצוין גם בשאלה, מספר נקודות תורפה. שתי נקודות תורפה אופייניות הן: ראש העוגן (נקודה A בציור 13.6), והחיבור לטבעת (נקודה C בציור 13.6). מיד נביא דוגמאות של בדיקות מבוקרות בנושא זה, אך תחילה נתייחס לחיבור של קצוות החבל (נקודה B בציור 13.6), שיכול לגרום דאגה מיוחדת למי שלא מכיר את המצב לאשורו.

[[תמונה: 13.6.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.6]]

נכון שקצוות החבל מחוברים בסך הכל על ידי הידוקם במהדק מתכת, אבל א' - המתכת אינה יותר מדי רכה, וב' - תפקידו של המהדק אינו לספוג את המתח אלא לשמור על כך ששני קטעי החבל המהודקים (הסמוכים לקצוות) יישארו צמודים זה לזה. כדי להשתכנע שזה אמנם מספיק, אפשר לקחת שתי פצירות זהות (זהות בצפיפות החריצים שבהן), להצמיד אותן זו לזו ולהדק אותן זו לזו בחוט דק ולא חזק ביותר או אפילו בגומייה משרדית רגילה. ממצב זה קל להיווכח כמה קשה להפריד ביניהן על ידי החלקתן זו על גבי זו אף בהפעלת כוחות גדולים למדי, וקל להשתכנע שאותו העיקרון שמונע החלקה בין שתי פצירות, או בין הבורג לאום, ימנע גם החלקה בין שני כבלים צמודים והדוקים.

ובאותו נושא, מדוע שיטת הקליעה שונה בכבלי פלדה מאשר בחבלים שזורים? פשוט מאד: כי אילו העברנו את הקליעה בכיוון נגדי לעיקרים (כמו שנהוג לעשות בחבל) לא היינו מנצלים את החיכוך המצוין שנוצר בין שני כבלים זהים, מקבילים וצמודים זה לזה.

נזכיר ש[[ספלייסינג|קליעה (splice)]] היא חיבור של חבל (שזור, קלוע או מלופף) ע"י פתיחת העיקרים שלו ושילובם בעיקרים של מקום החיבור. קליעות ירדו משימושן עם הופעת חבלי 'ליבה ושרוול'.

לפני שנים מספר הזמין המועדון האלפיני הקנדי, ה-CAC, בדיקות חוזק של כמה עוגנים, אצל שני מטפסים מנוסים ומוכרים, ששניהם יודעים היטב איך להניח עוגנים למיניהם. את בדיקותיהם ביצעו השניים (Kevin O'Connel ו- Chris Guest) בסדקים אנכיים באזור גרניט צפונית לעיר מונטריאל, על ידי כך שהעלו בהדרגה את העומס הסטאטי על העוגנים הנבדקים עד לקריעתם. בחלק מהמקרים העוגן נשלף מהסדק לפני שהכבל נקרע, תוך כדי כך שנחרטו בו חריצים על ידי בליטות הגרניט הקטנות, ובמקרים אלה נרשם העומס הזה. הניסויים הצביעו על שתי נקודות התורפה שהוזכרו לעיל: בראש העוגן (נקודה A בציור 13.3), אך בעיקר בחיבור לטבעת (נקודה C בציור 13.3). באף מקרה מכל המקרים שנבדקו לא קרה שנפתח החיבור של קצוות הכבל (נקודה B בציור 13.3).

להלן תוצאות בדיקותיהם של קריס וקווין ב- רוקים ובעוגני RP (טבלאות 13.1 ו - 13.2). תוצאות אלה יכלו להיות יותר משמעותיות אילו רשמו השניים גם את קוטרו של כל כבל שנבדק, שהרי שני רוקים מאותו הגודל יכולים לבוא עם כבלים בעלי עוביים שונים. למרות זאת יש ערך לעבודתם והרי תוצאות בדיקותיהם לידיעת המטפסים בארץ:


{| class="wikitable"
|+טבלה 13.1: רוקים
|מס'||עומס [ק"ג]||מקום קריעה||סיבה אחרת
|-
|1||886||ראש העוגן|| 
|-
|1||633|| ||נשלף
|-
|1||937||חיבור לטבעת||
|-
|2||1469||חיבור לטבעת||
|-
|2||1266||ראש העוגן|| 
|-
|3||1266||ראש העוגן|| 
|-
|3||1621||חיבור לטבעת|| 
|-
|4||1519||חיבור לטבעת|| 
|-
|4||1519||חיבור לטבעת|| 
|-
|5||1392||חיבור לטבעת|| 
|-
|5||1317||חיבור לטבעת|| 
|-
|6||1519||חיבור לטבעת|| 
|-
|6||1570||חיבור לטבעת|| 
|-
|7||1570||חיבור לטבעת|| 
|-
|7||1595||חיבור לטבעת|| 
|-
|8||1646||חיבור לטבעת|| 
|-
|8||1772||חיבור לטבעת|| 
|-
|9||1849||חיבור לטבעת|| 
|-
|9||1671||חיבור לטבעת|| 
|}

{| class="wikitable"
|+טבלה 13.2: RP's
|מס'||עומס [ק"ג]||מקום קריעה||סיבה אחרת
|-
|0||329||חיבור לטבעת||
|-
|0||329|| ||נשלף
|-
|0||355||חיבור לטבעת||
|-
|0||253||חיבור לטבעת||
|-
|1||506||חיבור לטבעת|| 
|-
|1||506||חיבור לטבעת|| 
|-
|1||506||חיבור לטבעת|| 
|-
|1||380|| ||נשלף 
|-
|2||734||חיבור לטבעת|| 
|-
|2||506|| ||נשלף 
|-
|2||709|| ||נשלף 
|-
|3||684|| ||נשלף 
|-
|3||633||חיבור לטבעת|| 
|-
|3||810||חיבור לטבעת|| 
|-
|4||937||חיבור לטבעת|| 
|-
|4||1063||חיבור לטבעת|| 
|-
|5||988||חיבור לטבעת|| 
|-
|5||1012|| ||נשלף 
|}
כצפוי, שליפה ברוקים היא אירוע יותר נדיר מאשר שליפה בעוגני RP הקטנים מהם, וגם אז רק ברוקים בעלי מידה קטנה. אפשר גם לראות שבעוגני RP אין אף מקרה של כבל שנקרע בראש העוגן (נקודה A) אלא רק בחיבור לטבעת (נקודה C בציור 13.3), ללמדנו שהפטנט של RP באמת עובד. כמו כן רואים שנרשמו בסך הכל 3 קריעות כבל בראש העוגן לעומת 26 קריעות כבל בחיבור לטבעת. זה הבדל בהחלט משמעותי המצביע בבירור על נקודה C כנקודת התורפה העיקרית. יש מטפסים שמחברים באופן שיגרתי שתי טבעות במקביל בכל מקרה של כבל דק במיוחד, כדי להגדיל את רדיוס העקמומיות ולהקטין בכך את סכנת הקריעה.

כהערת אגב לממצאים אלה, מתבקשות כאן כמה מילים על כך שהחוליה החלשה בעגינה אינה הטבעת, שהרי טבעות סטנדרטיות באות בחוזק של 2,000 ק"ג ומעלה. מסקנה: אם החלטת להוציא מחיר קצת יותר גבוה על טבעות יקרות מהסטנדרטיות, אין תועלת רבה בחיפוש אחרי טבעות המסוגלות להחזיק עומסים גדולים (3,750 או 3,500 ק"ג למשל). לעומת זאת עשויה להיות תועלת לא מבוטלת בטבעות החלולות אשר יצאו לשוק בסביבות שנת 1970 ומשום מה לא נקלטו היטב בקרב ציבור המטפסים. טבעת חלולה עבה יותר מטבעת סטנדרטית בעלת אותו חוזק ואותו משקל עצמי, ולכן רדיוס העקמומיות בכבל יהיה גדול יותר, ריכוז המאמצים ירד, וסיכויי הקריעה יפחתו בהתאם.

[[תמונה: 13.7.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.7]]

ישנו היבט שעשוי לעניין את אותם המטפסים שמתקינים בעצמם את הכבלים לעוגניהם: על מנת לבטל את נקודת התורפה C, אפשר היה לחבר את קצוות הכבל בחיבור כפול (ציור 13.7), כשהקטע שבין שני החיבורים, בהיותו כפליים יותר עבה, מיועד לבוא בצד התחתון, הבא במגע עם הטבעת, ולבטל את נקודת התורפה C. מצד שני, חיבור הקצוות במהדק הכבל B יוצא תמיד גדול מדי, בולט, מסורבל, ובסופו של דבר מפריע בהנחת העוגן או בהעברתו בסדקים. ומי ירצה שני חיבורים כאלה בעוגניו?

ניתן לפתור את הבעיה בצורה הבאה: קח כבל שחוזקו כשליש מהחוזק הדרוש (כבל מעצורים של אופניים, למשל) והעבר אותו שלוש פעמים דרך ראש העוגן תוך כדי ליפופו סביב עצמו (ציור 13.8) בדומה לסידור בקליעה. במצב זה, כמעט אין צורך בחיבור הקצוות (סיכוי קטן ששלוש ההעברות יחליקו זו על גבי זו שלוש פעמים והכבל יפתח). ברור שבכל זאת אין לקחת סיכון מיותר וחובה לחבר את הקצוות, אבל נפחו של כל חיבור יהיה עכשיו בסה"כ פי <math>3^\frac{3}{2}=5.2</math> יותר קטן ולא יבלוט כל כך, ולכן גם לא יפריע בהנחת העוגן. סידור טוב, בטיחותי, נוח, וב- 33% יותר חזק בנקודה הקריטית C. למה לא לנצל את האפשרות הזאת?

[[תמונה: 13.8.jpg|שמאל|ממוזער| 120px |ציור 13.8]]

קריס וקוין בדקו גם פרנדים אשר היו בהם רצועות ולא כבל פלדה, ולכן חלק זה בבדיקותיהם כביכול איננו רלוונטי לנושא הכבלים, אבל לשם השלמות והעניין הכללי שבתוצאות אלה, הריהן מובאות להלן כמידע נוסף (טבלה 13.3).

{| class="wikitable"
|+טבלה 13.3: פרנדים
|- 
|מס'||עומס [ק"ג]||מקום קריעה||סיבה אחרת
|-
|1||684||פין התכופף|| - 
|-
|1|| |886|| - ||החליק
|-
|1|| 1190 || - ||החליק
|-
|1|| 506 || - ||החליק
|-
|1|| 810 || - ||החליק
|-
|2|| 810 || - ||החליק
|-
|2|| 1266 ||סלינג נקרע|| -
|-
|2|| 1595 ||סלינג נקרע|| -
|-
|3|| 1570 ||סלינג נקרע|| -
|-
|3|| 1266 |||פין התכופף|| -
|-
|4|| 1266|| - ||החליק
|-
|4|| 1266|| סלינג נקרע|| -
|-
|4|| 1560 ||סלינג נקרע|| -
|}
יש לקוות שדברים אלה יעזרו לקורא:

א. להעריך נכונה את הסיכון שבטבעות יותר מדי דקות, העשויות 'לחתוך' כבלים, סלינגים וחבלים, מתוך ריכוז המאמצים.

ב. להימנע מחסכונות מיותרים, ולחבר שתי טבעות במקביל במקרה של כבלים דקים במיוחד.

ולהשתדל בכל זאת לא ליפול על 0-RP!.

==קריאה נוספת==
* [[כבלים]]
* [[רוקים]]

----
'''המשך [[14. רצועות SA|לפרק הבא...]]'''

'''חזור [[על חבלים וקשרים#תוכן העניינים:|לתוכן העניינים...]]'''
----
תרמו לדף זה: [[אנדריאה ענתי]], [[משתמש: מיכה יניב|מיכה יניב]] ואחרים...

[[קטגוריה:ציוד]] [[קטגוריה:מאמרים מתורגמים ומקוריים]] [[קטגוריה: טיפוס]]