W większości urządzeń UTB stosowane są liny stalowe. Aby odpowiednio dobrać linę do urządzenia i jego zastosowania, a przy tym wszystkim nie przepłacić, warto przyjrzeć się jej budowie oraz najważniejszym parametrom, które pozwolą nam ocenić jej wartości użytkowe.
Każda lina stalowa zbudowana jest z drutów skręconych w splotki i splotek skręconych na rdzeniu (szczegóły na zdjęciu: Budowa i skok liny).
O właściwościach liny decydują przede wszystkim: typ rdzenia, konstrukcja splotki, konstrukcja liny, czyli liczba splotek i liczba warstw, klasa liny związana z wytrzymałością drutów na rozciąganie, kierunek oraz skok zwicia i smarowanie, mówi Krzysztof Patalas z firmy Inter Rope.
Kilka słów o rdzeniu liny
Rdzenie lin najczęściej dzieli się na rdzenie organiczne (sizalowe i syntetyczne) oraz stalowe. Oznaczenia rdzeni organicznych zapisane w dokumentacjach technicznych oraz na certyfikatach to najczęściej (Ao, NFC, SFC), a oznaczenia rdzeni stalowych (At, SC, WSC, IWRC).
Większość konstrukcji lin z rdzeniami organicznymi, oferowanymi przez Inter Rope to rdzenie naturalne - sizalowe, ze względu na możliwość ich nasączenia smarem, który ma wpływ na późniejszą pracę i żywotność liny.
Rdzenie stalowe powodują, że lina traci na elastyczności. Rdzenie te mogą się składać z jednej splotki (WSC – Wire Steel Core) lub może nim być niezależna lina stalowa (IWRC– Independent Wire Rope Core). Te drugie polecane są przez firmę Inter Rope, gdyż zapewniają znacznie większą elastyczność. Rdzenie stalowe zwiększają dodatkowo przekrój metaliczny, a więc wytrzymałość liny na zerwanie oraz zapewniają większą odporność na naciski poprzeczne i na działanie wyższych temperatur.
Należy pamiętać, że w urządzeniach, w których lina nawijana jest wielowarstwowo i ma to wpływ na zgniatanie liny, powinno stosować się liny z rdzeniami stalowymi.
Konstrukcja standardowych lin stalowych
Liny standardowe możemy podzielić na:
- Liny ze splotek o krzyżowym styku drutów (6x19, 6x37)
- Liny ze splotek o liniowym styku drutów (S6x9 – Seale, WS6x36 – Warrington Seale, F6x25 – Filler).
W linach o krzyżowym styku drutów splotki wykonane są z minimum dwóch warstw drutów skręconych w tym samym kierunku, ale ze względu na różne skoki zwicia poszczególnych warstw, druty sąsiednich warstw krzyżują się między sobą i stykają punktowo. Splotki w takich linach składają się z drutów o takiej samej średnicy.
Liny o krzyżowym styku drutów (konstrukcje oznaczane: T6x7, T6x19 i T6x37) traktowane są jako liny ogólnego stosowania. Ze względu na mało wymagający proces produkcyjny i produkcję pod jedną średnicę liny tylko jednej średnicy drutu, liny te były powszechnie stosowane w przeszłości. W nowych urządzeniach dźwignicowych obecnie są praktycznie niespotykane, a w maszynach starszej generacji często zastępowane nowszymi rozwiązaniami. Przyczyną zanikania tych konstrukcji są przede wszystkim wady krzyżowego styku drutów. (zob. zdjęcie: Typy zwicia drutów w splotkach).
Obecnie najpopularniejsze liny stosowane w UTB to liny o konstrukcji dwuzwitej o liniowym styku drutów, w których splotkach druty skręcone są w jednej operacji produkcyjnej i w których druty poszczególnych warstw stykają się ze sobą na całej długości. Liny ze splotek o liniowym styku drutów, mają wyższe przekroje metaliczne (różne średnice drutów pozwalają na zmniejszenie wolnych przestrzeni w przekroju liny), a tym samym posiadają wyższe parametry wytrzymałościowe.
Większość aktualnie produkowanych lin jest odprężona, to znaczy, że deformacja splotek w linie, a następnie całej liny, wykonana na etapie produkcji zapewnia stabilność konstrukcji podczas przecinania liny (druty i splotki pozostają na swoich miejscach). Firma Inter Rope, na życzenie odbiorców, dodatkowo zabezpiecza końce lin, zgrzewając je trwale, co ułatwia montaż lin w urządzeniach dźwignicowych, mówi Krzysztof Patalas.
Przegląd aktualniej oferty lin o liniowym styku drutów
Przyjrzyjmy się linom dwuzwitym o liniowym styku drutów, które możemy aktualnie spotkać na rynku.
- Liny konstrukcji SEALE (oznaczenie S). W linach tych druty występują w splotkach w dwóch warstwach (1 rdzeń + 9 + 9). Mają różne średnice, a liczba drutów w warstwach jest taka sama. Druty zewnętrzne mają zawsze wyższe średnice.
- Liny konstrukcji WARRINGTON (oznaczenie W). Splotki tych lin zbudowane są z dwóch warstw (1 rdzeń + 6 + 6/6). Druty w warstwie zewnętrznej mają dwukrotnie wyższą liczbę niż w warstwie wewnętrznej. Druty w wewnętrznej warstwie mają wyższą średnicę, a w warstwie zewnętrznej występują naprzemiennie druty o wyższej i niższej średnicy.
- Liny konstrukcji WARRINGTON-SEALE (oznaczenie WS). Tutaj splotki zbudowane są z trzech warstw drutów. Druty w wewnętrznej warstwie wokół drutu rdzeniowego mają wyższą średnicę, w warstwie środkowej naprzemiennie druty o wyższej i niższej średnicy, a w warstwie zewnętrznej występują druty o wyższej średnicy np. 31W (1+6+6/6+12), 36W (1+7+7/7+14), 41W (1+8+8/8+16).
- Liny konstrukcji FILLER (oznaczenie F) - splotki zbudowane są z dwóch warstw drutów. Druty w warstwie zewnętrznej mają dwukrotnie wyższą liczbę niż w warstwie wewnętrznej. Druty zaliczane do przekroju metalicznego mają taką samą średnicę, ale w konstrukcji istnieją również druty wypełniające umieszczone w przestrzeniach między warstwami drutów np. 19F [25F] (1+6+6F+12).
Zob. zdjęcie: Konstrukcje splotek.
Co wpływa na elastyczność liny?
Jeśli zależy nam na zakupie liny, która będzie elastyczna, oprócz rodzaju rdzenia, musimy zwrócić uwagę na liczbę drutów w splotce oraz liczbę splotek w linie. Na rynku najczęściej spotkamy liny standardowe z sześcioma lub ośmioma splotkami. Im większa liczba drutów i splotek, tym większa elastyczność liny, wyjaśnia Krzysztof Patalas.
W linach standardowych bardzo duży wpływ na elastyczność ma typ splotki i liczba drutów w splotce. Według powszechnej opinii na elastyczność liny w bardzo dużym stopniu wpływa również wytrzymałość drutów na rozciąganie. W praktyce zgodnie z serią obowiązujących norm PN-EN 12385, każdy z producentów zobowiązany jest do podania na deklaracji zgodności klasy liny (1770, 1960 lub 2160), a nie wytrzymałości drutów. Wytrzymałość drutów w poszczególnych klasach podana w normie przedstawia się następująco:
- Klasa liny 1770 – zakres dla drutów od 1570 do 1960 N/mm2
- Klasa liny 1960 – zakres dla drutów od 1770 do 2160 N/mm2
- Klasa liny 2160 – zakres dla drutów od 1960 do 2160 N/mm2
Porównując wytrzymałość drutów w poszczególnych klasach, okazuje się, że lina wyprodukowana z drutów o wytrzymałości 1960 N/mm2 mogłaby być zakwalifikowana jako lina 1770 lub 1960, lub 2160, stąd oznaczenie to obecnie nie ma większego wpływu na elastyczność liny, ponieważ producent nie ma obowiązku podawania informacji o wytrzymałości drutów na deklaracjach zgodności.
Parametry drutów, takie jak minimalna wytrzymałość na zginanie i skręcanie, podane są w tabelach normy PN-EN 10264-2.
Wytrzymałość liny
Parametr wytrzymałości liny ma decydujące znaczenie przy prawidłowym doborze liny do danego urządzenia. Im wyższa klasa liny, tym wyższa minimalna siła zrywająca linę. Parametr ten oznaczany jest jako MBL (ang. Minimum Breaking Load), podany zazwyczaj w jednostkach kN lub tonach.
Firma Inter Rope poleca stosowanie lin standardowych w klasie 1960, a jedynie lin specjalistycznych o zmodyfikowanej budowie w klasie 2160. Parametr wytrzymałości liny ma decydujące znaczenie przy prawidłowym doborze liny do danego urządzenia.
Należy pamiętać, iż wiele typów zakończenia liny wpływa na zmniejszenie jej wytrzymałości, z uwagi na deformację liny podczas procesu zakuwania. Ze względów bezpieczeństwa, firma Inter Rope, kontroluje wytrzymałość lin po zakuciu, przeprowadzając badania niszczące dla każdej partii lin.
Zwróć uwagę na skok liny
Ogromny wpływ na parametry użytkowe liny ma skok liny, czyli odległość, o jaką na linie w linii prostej powtarza się ta sama splotka (zob. zdjęcie: Budowa i skok liny). Niestety, podczas podejmowania decyzji zakupowej parametr ten często jest pomijany.
Skok liny nie wpływa na jej wytrzymałość, ale jest zauważalny przy porównaniu wagi 1 metra liny dwóch różnych producentów. Im dłuższy skok liny, tym niższa waga 1 metra. Mniej stali w jednym metrze to sposób na obniżenie ceny i zwiększenie elastyczności. Należy jednak pamiętać, że wydłużenie skoku ma bardzo duży wpływ zmniejszenie parametru odporności na odkrętność liny. Liny lżejsze zaczną się obracać wokół własnej osi znacznie szybciej, co wpłynie na skręcanie zbloczy i może uniemożliwić płynną pracę przy wysokich podnoszeniach. Ta sama konstrukcja liny dwóch różnych producentów stosujących inne skoki zwicia może pracować zupełnie inaczej.
Kierunek skrętu liny również ma znaczenie
Druty w splotkach i splotki w linie mogą być skręcone w kierunku lewym lub prawym. W zależności od kierunków skrętu liny możemy podzielić na współzwite PRAWE (RHLL, zZ, Zz) lub LEWE (LHLL, sS, Ss) (druty w splotkach i splotki w linie skręcone są w tym samym kierunku) oraz przeciwzwite PRAWE (RHOL, RHRL, sZ, Zs) lub LEWE (LHOL, LHRL, zS, Sz) (druty w splotkach i splotki w linie skręcone są w przeciwnych kierunkach). Najbardziej popularne liny o splocie lewym lub prawym dostępne są stale z magazynu Inter Rope.
Kierunku skrętu lin standardowych nigdy nie należy zmieniać w urządzeniach, ponieważ dobór kierunku skrętu liny związany jest z kierunkami olinowania oraz bębnami, na który nawijana jest lina.
Często w dokumentacjach urządzeń brak informacji o kierunku zwicia zastosowanej liny, dlatego pomagamy w ustaleniu prawidłowego skrętu. Okres pracy błędnie dobranej liny będzie znacząco krótszy, a w niektórych przypadkach może zakłócać pracę samego urządzenia, wyjaśnia Krzysztof Patalas.
Liny współzwite 6- lub 8-splotkowe są linami bardziej elastycznymi i bardziej odpornymi na zgniatanie oraz posiadają wyższą wytrzymałość zmęczeniową, dlatego najczęściej stosuje się przy wielowarstwowym nawijaniu. Niestety wadą tych lin jest zwiększona tendencja do odkręcania się. (zob. zdjęcie: Kierunki skrętu).
Liny nieodkrętne – odporne na rotację
Osobną kategorią są liny odporne na rotację, nazywane często linami nieodkrętnymi. W linach odpornych na rotację często błędnie przyjmuje się, że współzwite liny są bardziej podatne na kręcenie.
Nic bardziej mylnego, ponieważ wielowarstwowa budowa i odwrotne kierunki skręcenia splotek w poszczególnych warstwach ograniczają obracanie się liny wokół własnej osi. Ponieważ liny odporne na rotację, w większości urządzeń, nawijane są wielowarstwowo, wskazanym jest stosowanie lin współzwitych, mówi Krzysztof Patalas.
Liny odporne na korozję
O odporności liny na korozję decyduje fakt, czy została ona wyprodukowana z drutów nieocynkowanych, czy ocynkowanych oraz, czy ich powierzchnia jest sucha, czy smarowana.
Rodzaj procesu cynkowania (ogniowy lub elektrolityczny) ma decydujący wpływ na odporność korozyjną. Liny oferowane przez Inter Rope produkowane są z drutów ocynkowanych ogniowo, charakteryzujących się znacznie wyższą odpornością na korozję. Liny mogą być również smarowane po zakończeniu produkcji. Ze względu na dokładność pokrycia smarem, również w przestrzeniach między drutami w splotkach, firma Inter Rope nakłada smar pod ciśnieniem za pomocą specjalnych głowic smarowniczych. Każdy ze smarów stanowi dodatkową osłonę antykorozyjną, ale jego rodzaj zależy od przeznaczenia liny (np. smary poślizgowe, smary cierne).
W aplikacjach, w których liny są bezpośrednio narażone na niekorzystne warunki pracy (przemysł morski, oczyszczalnie ścieków, przemysł chemiczny), stosuje się liny z drutów nierdzewnych.
Zgodność z normami zharmonizowanymi
Wszystkie liny stosowane w dźwignicach powinny spełniać wymagania norm serii PN-EN 12385-1-4, które opisują wymagania ogólne, parametry poszczególnych konstrukcji lin, klasyfikacje, tolerancje średnicy oraz wymagania dotyczące konserwacji, oraz Dyrektywy Maszynowej 2006/42/WE. Uszkodzenia i kryteria wycofania lin z eksploatacji opisuje dokładnie norma PN ISO 4309.