Tests of the mechanical strength of selected climbing ropes used by the state fire service with respect to damage occurring during rescue operations

• Autorzy: Pieniak Daniel , Siwiec Sławomir , Walczak Agata , Piątek Piotr , Wąsik Wiktor , Naworol Ireneusz

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0015.8881

Warianty tytułu

PL

Badania wytrzymałości mechanicznej wybranych lin alpinistycznych wykorzystywanych w PSP ze względu na uszkodzenia powstające w działaniach ratowniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the issue of mechanical strength of climbing ropes. These ropes are exposed to the influence of exploitation factors both during training and in rescue operations. Among others, they may sustain mechanical, thermal and chemical damage. The study attempted to provide an evaluation of the effect this damage has on the mechanical strength and extensibility of ropes. The tests were carried out in laboratory conditions, and the courses of force in the function of deformation and impact of force on deformation were recorded. An unfavourable influence of some types of damage on the strength and extensibility of ropes was demonstrated. Mechanical and thermal stresses mainly cause damage to the rope sheath. Their effect on endurance is similar. The remaining strength of the rope is slightly above the minimum allowable tensile strength. On the other hand, the chemical treatment did not cause a noticeable decrease in the rope’s strength.

PL

W pracy podjęto problematykę wytrzymałości mechanicznej lin alpinistycznych. Line te narażone są na oddziaływanie czynników eksploatacyjnych w warunkach ćwiczeń i działań ratowniczych. Mogą powstawać m.in. uszkodzenia mechaniczne, termiczne i chemiczne. W pracy oceniono wpływ uszkodzeń na wytrzymałość mechaniczną i rozciągliwość lin. Badania wykonano w warunkach laboratoryjnych, rejestrowano przebiegi siły w funkcji odkształcenia oraz pracę siły na odkształceniu. Wykazano niekorzystny wpływ niektórych typów uszkodzeń na wytrzymałość i rozciągliwość lin. Narażenia mechaniczne i termiczne uszkadzają głównie oplot liny. Ich wpływ na wytrzymałość jest podobny. Pozostała wytrzymałość liny w niewielkim stopniu przewyższa minimalną dopuszczalną wytrzymałość na rozciąganie. Natomiast działanie środkiem chemicznym nie spowodowało zauważalnego spadku wytrzymałości liny.

Słowa kluczowe

EN

climbing ropes; strength; operational damage

PL

liny alpinistyczne; wytrzymałość; uszkodzenia eksploatacyjne

• Wydawca: Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 82
• Strony: 57--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pieniak Daniel

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0001-7807-3515

autor

Siwiec Sławomir

• Faculty of Security Engineering and Civil Protection, The Main School of Fire Service (student)

autor

Walczak Agata

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0002-0303-1748

autor

Piątek Piotr

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0001-8594-2889

autor

Wąsik Wiktor

• The Main School of Fire Service

• https://orcid.org/0000-0002-0934-3961

autor

Naworol Ireneusz

• The Main School of Fire Service

Bibliografia

• 1. Lwow A., Liny Alpinistyczne, Wydawnictwo Filar, Wrocław 1992.
• 2. Królikowski W., Polimerowe kompozyty konstrukcyjne, Wydawnictwo PWN, Warsaw 2012.
• 3. Leuthäusser U., The fracture of a climbing rope: a phenomenological approach, “Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P: Journal of Sports Engineering and Technology” 2018, 233 (2), pp. 193-201.
• 4. Miner M.A., Cumulative damage in fatigue, “J. Appl. Mech.” 1945, 12, pp. 159-164.
• 5. Rehak P., Liny alpinistyczne – testy. Negatywne wpływy samochodowych płynów eksploatacyjnych na liny alpinistyczne, “Jaskinie” 2012, 4(69), pp. 31-32.
• 6. Kane B., Cloyes M., Freilicher M., Ryan H.D., Damage Inflicted on Climbing Ropes by Handsaws, “Arboriculture & Urban Forestry” 2009, 35(6), pp. 305–310.
• 7. Galluzzi R., Feraco S., Zenerino E.C., Tonoli A., Bonfitto A., Hegde S., Fatigue monitoring of climbing ropes, “Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part P Journal of Sports Engineering and Technology” 2020, 234(4). pp. 328-336.
• 8. Materiały informacyjne firmy Tendon (catalogue).
• 9. Buchman K., Wspinaczka linowa - alpinizm przemysłowy”, Wrocław 2013.
• 10. EN 892:2016: Sprzęt alpinistyczny - Dynamiczne liny do wspinaczki - Wymagania bezpieczeństwa i metody badań (Mountaineering equipment - Dynamic mountaineering ropes - Safety requirements and test methods).
• 11. EN 1891:2002: Sprzęt ochrony indywidualnej zapobiegający upadkom z wysokości - Liny rdzeniowe w oplocie o małej rozciągliwości (Personal protective equipment for the prevention of falls from a height - Low stretch braided ropes).
• 12. Huber M.T., Stereomechanika Techniczna (Wytrzymałość Materiałów), Wydawnictwo PWN, Warsaw 1958.
• 13. Pieniak D., Walczak A., Oszust M., Przystupa K., Kamocka-Bronisz R., Piec R., Dzień G., Selech J., Ulbrich D., Influence of Thermal Shocks on Residual Static Strength, Impact Strength and Elasticity of Polymer-Composite Materials Used in Firefighting Helmets, “Materials” 2022, 15(1):57, pp. 2-21.
• 14. Glinicki M.A., Mechanizmy kruchości i trwałość kompozytów cementowych z włóknami szklanymi, Post-doctoral thesis. Wydawnictwo IPPT PAN, Warsaw 1999.
• 15. Mouhib N., Wahid A., Fatima S., Chakir H., Elghorba M., Experimental characterization and damage reliability analysis of central core strand extracted from steel wire rope, “Engineering Failure Analysis” 2021, 120, 105103.
• 16. Liny alpinistyczne i statyczne – informator, Tendon.
• 17. Zhan A., Xu M., Li B., Synergistic effects of sepiolite on the flame retardant properties and thermal degradation behaviors of polyamide 66/aluminum diethylphosphinate composites, “Polymer Degradation and Stability”, 2015, 117, pp. 66-74.
• 18. Zasady Organizacji Ratownictwa Wysokościowego w Krajowym Systemie Ratowniczo-Gaśniczym, Warsaw, September 2020.
• 19. McLaren A.J., Design and performance of ropes for climbing and sailing, “Proc. Inst. Mech. Eng. Pt. L-J. Mater.-Design Appl.” 2006, 220, pp. 1-12.
• 20. Leech C.M., The modelling of friction in polymer fibre ropes, “Int. J. Mech. Sci.” 2002, 44, pp. 621-643.
• 21. Leal A.A., Stämpfli R., Hufenus R., On the analysis of cut resistance in polymer-based climbing ropes: New testing methodology and resulting modes of failure, “Polymer Testing” 2017, 62, pp. 254-262.
• 22. Schubert P., Bezpieczeństwo i ryzyko w skale i lodzie, Volumes II and III, Wydawnictwo Sklepu Podróżnika, Warsaw 2014.
• 23. Szust A., Banas Z., Zak A., Experimental evaluation of climbing ropes under dynamic load, “Materials Today: Proceedings” 2017, 4(5), pp. 5963-5968.
• 24. Hearle J.W.S., Lomas B., Cooke W.D., Ropes, Atlas of Fibre Fracture and Damage to Textiles, CRC Press LLC, Boca Raton FL 1998), pp. 336-358.
• 25. Wejman M., Przybylski K., Identification of hazards in the workplaces professional firefighters, “Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Organizacja i Zarządzanie” 2013, 59, pp. 69-84.
• 26. Papa I., Langella A., Lopresto V., Russo P., Manufacturing and testing of single polymer polyamide 66 composites, “Composite Structures” 2021, 276, 114591.
• 27. Hine P.J., Ward I.M., Jordan N., Olley R.H., Bassett D.C., The hot compaction behaviour of woven oriented polypropylene fibres and tapes. I. Mechanical properties, “Polymer” 2003, 44, pp. 1117-1131.
• 28. Bayer R.K., Balta Calleja F.J., Kilian H.G., Crystal hardness and average distance between stable entanglements in melt crystallized polyethylene, “Colloid Polym Sci” 1997, 275, pp. 432-439.
• 29. Bełzowski A., A method for evaluating damage extent in polymer composites, “Kompozyty (Composites)” 2002, 2(4), pp. 253-258.
• 30. Ashby M.F., Shercliff H., Cebon D., Inżynieria materiałowa, Volume II, Wyd. Galaktyka, Warsaw 2010.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).