MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA Ústav lesnické a dřevařské techniky Opotřebení textilních lan při soustřeďování dříví metodou sběrného lana - návrh metodiky DIPLOMOVÁ PRÁCE Brno 2011 Bc. Jan Vokurka
2
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Opotřebení textilních lan při soustřeďování dříví metodou sběrného lana - návrh metodiky zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor diplomové práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne: Podpis: 3
Poděkování: Rád bych poděkoval vedoucímu diplomové práce Ing. Pavlu Nevrklovi za odborné vedení a cenné rady. Velký dík zaslouží také pan Radek Boháček za ochotu a spolupráci při terénních měřeních. 4
Jméno: Bc. Jan Vokurka Název: Opotřebení textilních lan při soustřeďování dříví metodou sběrného lana Abstrakt: Cílem práce je dlouhodobé zkoušení textilního lana Stratos Winch při přibližování dříví metodou sběrného lana, jsou sledovány jeho vlastnosti, poškození, zjišťována jeho životnost a jeho následné srovnání s lanem ocelovým. Pro tato měření je vypracována podrobná metodika aplikovatelná na ostatní typy textilních lan. Dále je navržen alternativní způsob přibližování dříví metodou sběrného lana pomocí textilních lan a speciální silonové kluzné spony. Je i měřeno a vyhodnoceno několik fyzikálních veličin pro testované lano. Klíčová slova: textilní lano, přibližování dříví, kluzná spona Name: Bc. Jan Vokurka Title: Wear of textile ropes during wood logging by cable assembly method Abstract: The goal of this work is a long-term testing of the textile rope Stratos Winch by wood logging using ropes and to monitor the main characteristics of damages, durability and it s comparison with a steel rope. For these measurements was a detailed methodology carried out also applicable to other types of textile ropes. It is also proposed an alternative way of wood logging by using textile ropes and special nylon sliding buckle. There were also measured and evaluated several physical parameters for the test line. Key words: textile rope, wood logging, sliding buckle 5
Obsah 1.ÚVOD...7 2.CÍLE...8 3.VŠEOBECNÝ PŘEHLED PROBLEMATIKY TEXTILNÍCH LAN...9 3.1.Stručná historie výroby lan...9 3.2.Využití v současnosti...10 3.2.1.Užití textilních lan pro stromolezectví...11 3.2.2.Užití při přibližování...12 3.2.3.Využití textilních lan u lesních lanovek...12 3.3.Společná ustanovení pro textiní lana dle normy ČSN EN ISO 9554...13 3.3.1.Předmět normy...13 3.3.2.Výroba lan...13 3.3.3.Konstrukce a struktura...14 3.3.4.Zpracování...14 3.3.5.Provedení...15 3.3.6.Požadavky...16 3.3.7.Vady a rozdíly zjišťované při vizuální kontrole lan dle přílohy B normy ČSN EN ISO 9554...16 3.4.Slovník vybranných pojmů dle normy ČSN EN ISO 1968...18 3.5.Materiály používané k výrobě lan...19 3.5.1.Syntetické materiály:...19 3.5.2.Speciální syntetická vlákna:...22 3.5.3.Přírodní materiály:...24 3.5.4.Textilní lana z přírodních materiálů:...25 3.5.5.Ocelová lana:...25 3.6.Výrobci textilních lan...25 3.7.Nepříznivé podmínky pro textilní lana...26 3.7.1.Mechanické poškození...27 3.7.2.Chemické poškození...27 3.7.3.Vlhkost a mráz...28 3.7.4.UV záření...28 4.METODIKA...29 4.1.Vyklizování dříví metodou sběrného lana...29 4.2.Zkoušení textilních lan...30 4.2.1.Průměr lana D postup zkoušení...30 4.2.2.Uzlování lana K postup zkoušení...31 4.2.3.Prodloužení lana E postup zkoušení...31 4.3.Určení životnosti textilního lana...32 4.4.Metodika ekonomického zhodnocení...33 4.5.Metodika měření koeficientu tření...33 4.6.Využití textilních lan při přibližování...35 4.6.1.Koncování lana...35 4.6.2.Výroba kluzné spony...39 4.6.3.Připevnění kmene pomocí úvazku...39 5.VÝSLEDKY...40 5.1.Parametry testovaného lana...40 5.2.Množství přiblíženého dříví...41 6
5.3.Výsledky laboratorních testů lana Stratos Winch...41 5.3.1.Výsledky měření průměru lana D...41 5.3.2.Výsledky měření uzlování lana K...42 5.3.3.Výsledky měření prodloužení lana E...42 5.4.Výsledky odhadu životnosti lana...42 5.5.Výsledky ekonomického zhodnocení...43 5.6.Výsledky měření koeficientu tření...44 6.Diskuse...45 6.1.Přibližování dříví...45 6.2.Použití alternativní metody při přibližování...47 6.3.Odhad životnosti...47 6.4.Srovnání s měřením výrobce...49 6.5.Laboratorní zkoušení lana...49 6.6.Ekonomické zhodnocení...50 6.7.Určení koeficientu tření...51 7.ZÁVĚR...52 8.SUMMARY...54 9.LITERATURA...57 10.PŘÍLOHY...58 7
1. ÚVOD Na území ČR v pahorkatinách a horských oblastech je k přibližování dříví používán především UKT či SLKT s navijákem a ocelovými lany. Pro lesní dělníky je to velice namáhavá a nebezpečná práce, protože ocelová lana jsou těžká a tak může snadno dojít k úrazům. Velmi nebezpečný je především zpětný vrh, kdy při přetržení lana jsou oba jeho konce vymrštěny do prostoru a mohou zasáhnout poblíž stojící osoby. Velmi nepříjemným zraněním bývá také zapíchnutí otřepů do ruky pracovníka. Nicméně ocelová lana jsou v českém lesnictví používána v téměř 100% případů. (Vokurka, 2009) Alternativou by mohlo být použití lan textilních namísto běžně používaných lan ocelových. Statická textilní lana vynikají velice nízkou průtažností, jež výše zmiňovaný zpětný vrh minimalizují. Práce s nimi je i díky jejich nízké hmotnosti (5 8x nižší než u lan ocelových o stejné pevnosti) ergonomičtější. Podstatou této práce je dlouhodobé zkoušení textilního lana Stratos Winch při přibližování dříví metodou sběrného lana na ŠLP Křtiny, zjišťování hlavních příčin poškození, ověření některých vlastností deklarovaných výrobcem a jeho následné porovnání s lany ocelovými. Při krátkodobém testování prováděném v rámci bakalářské práce se textilní lano jevilo jako vhodná alternativa lan ocelových, kde nevýhodou tohoto lana byla pouze jeho vysoká cena. Avšak dlouhodobějším testováním bylo zjištěno více negativních jevů spojených s použitím tohoto lana. Především jeho životnost, která dosahuje pouze poloviny životnosti běžně používaného ocelového lana, což se výrazně promítlo do ekonomické neefektivnosti lana. Byla navržena modifikace některých pomůcek při přibližování dříví metodou sběrného lana, které by měly značně snížit poškození samotného lana a tím výrazně zvýšit jeho životnost. 8
2. CÍLE Cílem práce je především dlouhodobé zkoušení textilního lana Stratos Winch při přibližování dříví metodou sběrného lana, určení jeho životnosti a porovnání s lany ocelovými. Dále budou provedena některá měření, která ověří hodnoty deklarované výrobcem, firmou Teufelberger. Součástí práce bude navržení alternativních pomůcek a postupů při přibližování dříví metodou sběrného lana pomocí textilních lan. Bude provedeno jednoduché ekonomické zhodnocení textilního lana a jeho srovnání s lany ocelovými. Nakonec budou provedena měření potřebná ke stanovení třecího koeficientu mezi textilním lanem a různými materiály. 9
3. VŠEOBECNÝ PŘEHLED PROBLEMATIKY TEXTILNÍCH LAN 3.1. Stručná historie výroby lan Použití lan pro lov, tahání, připevňování, spojování, k dopravě, zvedání, šplhání a pro nespočet dalších využití je datováno až do dob pravěkých a jeho výroba patřila mezi první základní lidské dovednosti. Výroba a délka nejstarších lan však byla limitována délkou jednotlivých rostlinných vláken. Mezi prvními byla použita vlákna vinné révy. Následovaly první pokusy tato vlákna různě kroutit a splétat do sebe. Postupně se tato lana a provazy začaly podobat těm dnešním. V jeskyni Lascaux v jihozápadní Francii byly nalezeny fosilní pozůstatky třípramenného lana o průměru 7mm staré přibližně 17 000 let. Starověcí Egypťané byli pravděpodobně první civilizací, jež vynalezla nástroj na výrobu lan. Lana zde začala být vyráběna z rákosových vláken někdy kolem roku 3500 př. n. l. Další lana ve starověku byla vyráběna z vláken datlovníku, lnu, různých travin, papyrusu, kůže nebo zvířecí srsti. Většina těchto lan sloužila tisícům egyptských otroků k tahání obrovských kamenných kvádrů při stavbě pyramid. Kolem roku 2800 př. n. l. začali Číňané vyrábět lana z vláken juty a konopí. Lana a umění jejich výroby se pak během několika staletí začaly šířit přes Asii, Indii až do Evropy. (Turner, Griend, 1996) Ve středověku ( v období mezi 13. a 18. stoletím) byla lana po celé Evropě vyráběna ve speciálních manufakturách. Byly to dlouhé budovy, kde byla jednotlivá vlákna pomocí technologie složitého zavěšení splétána v lana. Délka lana zde však byla omezena délkou budovy manufaktury. Tyto manufaktury dovolovaly splétat lana do délek něco málo přes 300 yardů (téměř 300 m). Jednotlivá lana se však dala splétat a naplétat, aby byla použitelná i na dlouhé lodě, které potřebovaly lana mnohem delší a robustnější. Nejpevnějším spojem bylo takzvané krátké zaplétání, ovšem nevýhodou bylo, že v délce zapletení byl průměr lana dvojnásobný. To způsobovalo problémy při použití těchto lan na různých přezkách či kladkách. Leonardo da Vinci vytvořil nákres stroje na výrobu lan, ovšem, stejně jako většina jeho vynálezů, nebyl stroj nikdy vyroben. Nicméně bez použití moderních 10
technologií, pouze za pomoci 900 mužů, 75 koní, několika kladek a samozřejmě soustavy lan postavil v roce 1586 Domenico Fontana 327 tun vážící obelisk na náměstí Svatého Petra v Římě. V pozdější době, asi po roce 1700, byla sestrojena a patentována spousta dalších pomůcek, nástrojů a strojů na výrobu provazů a lan. Některé přírodní materiály se na výrobu lan používají dodnes, ale většinu z nich v současnosti nahrazují syntetická vlákna, jež se stala velice populární v 50. letech minulého století. (Vokurka, 2009) 3.2. Využití v současnosti Hlavní využití textilních lan, co se do objemu výroby týče je u lodní dopravy, kde jsou textilní lana nepostradatelnou součástí. Hlavně i díky tomu, že bylo zapotřebí vyrobit lana z takových materiálů, které nepodléhají snadnému znehodnocení vnějšími přírodními vlivy, začalo se k jejich výrobě používat syntetických materiálů, které svým postupným vývojem značně předčily vlastnosti dlouho používaných přírodních látek a dokonce v současnosti i kovů. Dalším odvětvím, které by se bez použití textilních lan za žádnou cenu neobešlo, je horolezectví. Současné materiálové možnosti pro výrobu horolezeckého vybavení poskytují jeho uživatelům vyšší míru bezpečí a komfortu, než tomu bylo kdy dříve. Úzce s horolezectvím souvisí další odvětví lidské činnosti, a to výškové práce. Dalo by se říci, že jde o jakési komerční využití modifikovaných horolezeckých technik. V lesnictví se jedná především o arboristiku. Pro jištění pracovníků, bezpečné spouštění odřezaných větví a různých kotveních arboristi využívají textilní lana. Další využití lze hledat v těžbě, kdy se osvědčilo využití textilních lan při přibližování dříví. A to jak při běžných soustřeďovacích pracích pomocí UKT či SLKT, tak již i při použití textilních lan u lanovkových systémů. 3.2.1. Užití textilních lan pro stromolezectví Lana se dle Cacha (2010) dají rozdělit podle své průtažnosti, a to na lana dynamická (určená pro horolezce) a lana s nízkou průtažností, tzv. statická (minimální průtažnost, maximální pevnost), která jsou určena pro pracovní využití (práce ve výškách, záchranářství, speleologie apod.). Jako šňůry označujeme lana s průměrem menším než 8 mm, mají však stejnou konstrukci. Stromolezci tedy užívají lan statických, jejichž konstrukce je podobná lanům 11
horolezeckým. Konstrukci lana tvoří dvě části: jádro a oplet. Nosnou funkci představuje jádro (je složeno z jednotlivých pramenů). Oplet má funkci hlavně ochrannou (drží jednotlivé prameny pohromadě, chrání jádro před mechanickými, chemickými a teplotními vlivy). Další částí lana je kontrolní páska, která se nalézá uvnitř a obsahuje důležité identifikační údaje. Lano je vystaveno mnoha nepříznivým vlivům. Mezi mechanické poškození patří hlavně oděr. Příčinou bývá tření lana o ostré hrany, ohyb lan přes nevhodné typy karabin, nevhodné použití mechanických pomůcek pro výstup do koruny stromu atd. To má za následek tzv. chlupatění opletu a vytváření mezer mezi jednotlivými vlákny. Díky tomu k jádru rychleji proniká vlhkost a mikročástice prachu, které ovlivňují statické vlastnosti. Příčinou tepelného opotřebení v podobě spálenin dochází v případech, kde se dvě lana třou o sebe nebo např. kdy je užito nevhodné a příliš rychlé spouštění odřezaných větví. Rovněž dochází k poškození při urychleném sušení lan za pomoci sálavého zdroje tepla (kamna apod.). Obecně je důležité nevystavovat lano do kontaktu s chemickými látkami. K tomu dochází zpravidla v přepravních prostorách (rozlití nátěrových hmot, kontakt s pohonnými hmotami apod.). Poškození chemikáliemi je typické optickou změnou zabarvení opletu, zeslabením průměru či změknutím vláken. (Cach, 2010) 3.2.2. Užití při přibližování V minulých letech se k vyklizování dříví metodou sběrného lana využívalo výhradně lan ocelových. S příchodem nových materiálů, jako jsou například vysokopevnostní vlákna při výrobě textilních lan se začíná používat i lan textilních. Konce ocelových tažných lan bývají koncovány svornou sponou, kterou však nelze použít u textilních lan. Svorná spona stlačí bočně vlákna textilního lana takovou silou, které nejsou vlákna schopna vzdorovat. Uvázáním prostého uzlu se podstatně snižuje pevnost tažného lana, a to i v případě, že se jedná o poměrně složitější uzly používané například v horolezectví. Proto se používá koncování textilních lan, které je odvislé od jejich konstrukce. U textilních lan splétaných se používá koncování, při němž je lano provlečeno koncovkou od užší strany kónického otvoru koncovky, po provlečení v potřebné délce roztřepeno, do středu se vkládá ocelová jehla a celá koncovka se zafixuje pomocí výplně z polyesterové pryskyřice. Kvůli nutnosti vytvrzení polyesteru je pak nutné nechat lano 24 hodin bez zatížení. Stáčená lana jsou pak odkázána na 12
metodu koncování pomocí uzlů, či klasického zaplétání ocelového oka. Problémem takových koncování stáčených lan je pak jejich podstatně snížená pevnost. V neposlední řadě je pak potřeba zručnosti a zkušenosti pro správné zaplétání ok. (Nevrkla, 2010) 3.2.3. Využití textilních lan u lesních lanovek Jednou z fyzicky nejnáročnějších montážních prací u lesních lanovek je sestavení okruhu tažného (vratného, pomocného) lana a následné vytažení lana nosného do trasy. (Horek, 2007) Proto jsou některé moderní lanovky vybaveny bubnem s textilním lanem. Jedná se o montážní lana a lanka, využívají je například lanovkové systémy Larix Kombi H, Larix 3T, Larix Lamako či Larix Lamako Praga, vyrobené ve Výzkumné stanici Křtiny. Při manipulaci s těmito lany se opět dostává do popředí hlavní z kladných vlastností textilních lan, a to jejich měrná hmotnost, která u jednotlivých typů textilních lan může být 5 až 10 krát nižší než je tomu u lan ocelových při zachování pevnosti lan. Navíc i manipulace s těmito lany je pro obsluhu mnohem snazší a bezpečnější, jelikož tato lana se oproti ocelovým lanům nijak nepřekrucují a také na svém obvodu nevytváří nebezpečné ocelové otřepy, které jsou schopny proniknout i ochrannými pracovními pomůckami a zapíchnout se do kůže pracovníků. Tyto vpichy jsou díky nečistotám obsaženým na povrchu lan (mazadla, antikorozivní přípravky atd.) velmi bolestivé a pomalu se hojící. 3.3. Společná ustanovení pro textilní lana dle normy ČSN EN ISO 9554 Jedná se o českou verzi evropské normy EN ISO 9554:2005. Pro účely této práce jsou z normy vybrány jen určité pasáže. Použité pojmy, které jsou vyznačeny kurzívou, jsou uvedeny níže sestaveny v abecedním pořadí. 3.3.1. Předmět normy Tato mezinárodní norma stanovuje všeobecné vlastnosti textilních lan a jejich materiálové složení. Je určena pro spolupoužívání s normami pro jednotlivé typy textilních lan, které se zabývají fyzikálními vlastnostmi a specifickými požadavky pro tento konkrétní typ výrobku. Není cílem této mezinárodní normy zabývat se všemi bezpečnostními otázkami spojenými s jejich používáním. Je na zodpovědnosti uživatele, aby zvolil typ 13
lana, odpovídající velikostí a fyzikálními vlastnostmi danému použití a aby jeho používáním zjistil, zda se na ně nevztahují jakékoliv předpisy a nařízení omezující jeho používání. 3.3.2. Výroba lan Materiálové složení V této mezinárodní normě se berou v úvahu následující materiály: a) přírodní vlákna: sisál manilské konopí konopí b) chemická vlákna: polyamid polyester polypropylen polyethylen (polyethylen s vysokým modulem) směsi polyolefinových vláken Existují další nová vlákna, jejich konkrétní použití by však měla zahrnovat technická jednání s jejich výrobci. 3.3.3. Konstrukce a struktura Pokud není stanoveno jinak, musí mít 3-, 4- a 6-ti pramenná stáčená lana zákrut Z (pravé vinutí), jejich prameny zákrut S a jejich lanové nitě zákrut Z. 8-pramenná splétaná lana musejí sestávat ze čtyř pramenů se zákrutem S a čtyř pramenů se zákrutem Z uspořádaných tak, že se prameny se zákrutem S střídají (jednotlivě nebo ve dvojicích) s prameny se zákrutem Z (jednotlivě nebo ve dvojicích). 12-pramenná splétaná lana musejí sestávat ze šesti pramenů se zákrutem S a šesti pramenů se zákrutem Z uspořádaných tak, že se prameny se zákrutem S střídají (jednotlivě nebo ve dvojicích) s prameny se zákrutem Z (jednotlivě nebo ve dvojicích). Dvojitě splétané lano musí sestávat z určitého počtu pramenů, jejichž splétáním se vytvoří jádro, kolem kterého se splétají další prameny, tvořící plášť. Jádro je rovnoběžně umístěno uvnitř pláště. Počet pramenů je různý podle velikosti lana. Každý pramen musí sestávat ze stejného počtu lanových nití, který bude 14
dostatečný pro zajištění vlastností stanovených v mezinárodních a evropských normách týkajících se jednotlivých vláken. U lan s jmenovitým průměrem 36 nebo vyšším se může počet nití v každém pramenu lišit od průměrného počtu nití v pramenu o jednu nit nebo +- 2,5%. Lana a jejich prameny pro standardní dodávané délky a kratší délky musejí být nekonečná, bez spletení. Nitě se mohou podle potřeby napojovat. 3.3.4. Zpracování Polyamidová a polyesterová vlákna Polyamidová a polyesterová vlákna se musejí vyrábět způsobem, který zajistí stabilitu vinutí a rozměrů. Kromě případů, kdy se objednává typ 2, se musí používat termofixace, aby se zajistilo minimální následné srážení při používání. Polyamidová a polyesterová stáčená lana, u kterých se požaduje úprava lana termofixací zajišťující stabilitu vinutí a rozměrů, se označují v ISO 1140 a ISO 1141 jako lana typu 1. V dalších případech jsou polyamidová a polyesterová stáčená lana, u kterých se nevyžaduje termofixace lana, označována v ISO 1140 a ISO 1141 jako lana typu 2. V tomto případě se stabilizace provádí, pokud je třeba, na vláknech nebo na skaných nitích. Lana se musejí dodávat ve svém přirozeném stavu bez přísad pro vyztužení lana nebo úpravy povrstvením. Výrobce vláken nebo lan může pro zlepšení užitných vlastností nanášet lubrikační prostředky. Celkové množství přísad nebo extrahovatelných materiálů nesmí přesáhnout 2,5 %. Barva lana musí být přírodní, není-li požadovaná jiná barva. Na žádost odběratele může výrobce provést pro zvláštní použití povrstvení nebo impregnaci výrobku. Hodnoty délkové hmotnosti a minimální pevnosti v tahu jsou stejné pro lana typu 1 a lana typu 2. Polypropylenová a polyethylenová lana Polypropylenová a polyethylenová lana se musejí chránit proti degradaci vlivem slunečního světla. Může se použít jakýkoliv systém pro zamezení ultrafialového 15
(UV) záření, jako světelné stabilizátory, pigmentace pomocí sazí, oxid železitý (Fe2O3) nebo jakýkoliv jiný barvicí prostředek nebo speciální inhibitor. Použitý inhibiční systém by měl zajišťovat očekávané užitné vlastnosti v předpokládaných zeměpisných oblastech použití za předpokladu, že výrobce bude uživatelem informován. 3.3.5. Provedení Hotové lano nesmí obsahovat zářezy, smyčky, měkká místa způsobená změnou délky vinutí nebo stoupání, deformace, odřené nebo poškozené úseky, ani přetržené, volné nebo vyčnívající konce v lanu nebo v pramenu. Nespletené konce všech lan se musí odřezávat rovně a musí být bezpečně ovinuté, oblepené páskou nebo zatavené. Délka stoupání nebo délka vinutí Výrobce musí určit délku stoupání nebo délku vinutí lan podle jeho předpokládaného použití a nebo na základě dohody s odběratelem. Pro daný jmenovitý průměr lana platí, že čím je menší délka stoupání nebo vinutí, tím bude lano tvrdší, tato tvrdost může ovlivnit odhadovanou pevnost při přetržení lana. 3.3.6. Požadavky Hlavními požadavky musí být ty, které jsou specifikovány v odpovídající mezinárodní nebo evropské normě pro výrobek a musí zahrnovat: a) délkovou hmotnost b) minimální pevnost v tahu c) jmenovitý průměr Mohou se stanovit jiné požadavky, například délka stoupání nebo délka vinutí, průměr opsaného kruhu a protažení lana za určitých podmínek tahového namáhání, a to po dohodě mezi výrobcem a odběratelem, na základě předloženého vzorku. Vizuální kontrola jakosti hotových lan Za účelem provádění zkoušek na žádost odběratele se z objednané délky lana mohou odebrat zkušební vzorky. Dodaná délka lana pak bude menší než objednaná délka, a to o délku odebranou na vzorky (ty se pokládají za součást dodávky). V případě, že se požaduje zvláštní délka a je potřeba provést zkoušku, je možné odběrateli vyfakturovat delší délku nebo hmotnost potřebnou k provedení této zkoušky. 16
Každý vzorek se musí podrobit vizuální prohlídce. Vzorky se musejí vybírat namátkově. Pokud se ve vybraných zkušebních jednotkách zjistí jakékoliv vady, musí se namátkově vybrat stejný počet dalších zkušebních jednotek a pokud se zjistí jakékoliv specifikované vady, musí se celá dávka vyřadit. 3.3.7. Vady a rozdíly zjišťované při vizuální kontrole lan dle přílohy B normy ČSN EN ISO 9554 Větší vady: a) všechny zářezy, zátrhy, vytažené nitě nebo prameny a/nebo smyčky b) všechny poškozené části c) nerovnoměrné (příliš těsné nebo volné) spletení vedoucí ke vzniku nespojitosti spletení nebo měkkých míst d) všechny konce lan zauzlované nebo splétané tak, aby vznikla souvislá standardní délka e) nitě (vlákna) v pramenu nebo počet pramenů neodpovídající specifikaci f) vzor spletení neodpovídající specifikaci g) délka vinutí nebo spletení neodpovídající specifikaci požadované odběratelem h) chybějící nebo nesprávné identifikační značení, pokud se požaduje i) barva neodpovídající specifikaci j) záměna většího počtu pramenů, než je povoleno Menší vady: a) přetržené, volné nebo vyčnívající konce v laně nebo pramenu b) nadměrné množství volných konců vláken na povrchu nebo v mezerách c) konce neseříznuté v pravém úhlu nebo nedostatečně ovinuté, přelepené páskou nebo zatavené d) zřetelné a nadměrné skvrny e) všechny odřené úseky 17
Odchylky jednotek a/nebo balení Jednotka Je třeba brát v úvahu rozdíly týkající se délky nebo hmotnosti, pokud se během kontroly zjistí, že: a) délka jednotky je menší než uvedená specifikace b) čistá hmotnost jednotky je menší než uvedená specifikace (překračuje povolenou toleranci) c) jednotky balení nemají souvislou délku, není-li dohodnuto jinak v objednávce nebo smlouvě Balení Je třeba brát v úvahu rozdíly týkající se balení, pokud se během kontroly zjistí, že: a) navinutí je nesprávné nebo nepevné, což způsobuje smekání nebo jinak negativně ovlivňuje volné, neomezené odvíjení lana b) identifikace je nesprávná nebo je výrobek označen nesprávným štítkem Výrobce by měl tyto nedostatky odstranit, jinak je možné objednávku nebo smlouvu zrušit. Tyto nedostatky by se měly zjišťovat před odesláním. 3.4. Slovník vybraných pojmů dle normy ČSN EN ISO 1968 Délka stoupání (vinutí) Délka jednoho úplného ovinu niťového pramene nebo lanového pramene měřená rovnoběžně s osou pramene nebo lana Dvojitě splétané lano Lano, u kterého několik spletených pramenů vytváří jádro, kolem něhož se splétají další prameny a vytvářejí oplet Jádro Středová část šňůry, pramene nebo lana, která je celistvá a není sdružená stáčením nebo splétáním se žádnou složkou této šňůry, tohoto pramene nebo lana Nit Skaný materiál vyrobený z nekonečných vláken, staplových vláken nebo fibrilované fólie se zákrutem 18
Pramen Výrobek tvořený seskáním dvou nebo více nití před vinutím do lana Skaní nití Postup sdružování nití dohromady pro vytvoření spirálovitě zkrouceného pramene Splétání Postup provazování provaznických výrobků spirálovým způsobem, kdy počet pramenů nebo nití tvořících spirálu v jednom směru je provazován stejným počtem pramenů nebo nití tvořících spirálu v opačném směru Termofixace Postup působení teplem na lana ze syntetických vláken, jako jsou polyamid a polyester, pro snížení smyčkovitosti, pro minimalizaci lineární srážlivosti při použití a pro zlepšení vlastností provaznických výrobků Vinutí Postup sdružování lanových nití kroucením pro vytvoření pramene Vlákno Jednotka materiálu charakterizovaná ohebností, jemností a vysokým poměrem délky k maximálnímu příčnému rozměru Zákrut S levý zákrut Výrobek má zákrut S v případě, že v jeho svislé poloze se spirály či šroubovice tvořené vlákny nebo nekonečnými vlákny stáčí kolem jeho osy stejným směrem, jako středová část písmene S Zákrut Z pravý zákrut Výrobek má zákrut Z v případě, že v jeho svislé poloze se spirály či šroubovice tvořené vlákny nebo nekonečnými vlákny stáčí kolem jeho osy stejným směrem, jako středová část písmene Z 3.5. Materiály používané k výrobě lan 3.5.1. Syntetické materiály: Syntetické materiály zažily velký rozvoj především v 50. letech minulého století, kdy se z různých plastů začalo vyrábět téměř vše. S rozvojem technologií začaly přicházet další, mnohem sofistikovanější materiály. Dnešní technologie umožňují výrobu takových forem plastů, jež se dají některými svými kvalitami srovnávat 19
například s ocelí či azbestem. Lana vyrobená z plastových vláken mají své specifické vlastnosti. Oproti ocelovým vynikají hlavně svou nízkou hmotností, jsou lehce ohebná a nedeformují se. Nevýhodou je nízká tepelná stabilita a hořlavost. Pro výrobu většiny syntetických lan se používá tzv. HMPE High Modulus PolyEthylene polyethylén s vysokým modulem. Mezi hlavní přednosti patří vysoká pevnost v tahu (srovnatelná s ocelí) a nízká hmotnost. (Vokurka, 2009) Následné materiály používané k výrobě textilních lan jsou uvedeny dle Vokurky (2009). Polyethylen PE: Polyethylén [-CH2 -] patří mezi nejjednodušší polymery neobsahující žádné polární ani jiné skupiny schopné tvořit silné mezimolekulární vazby. Běžná polyethylénová vlákna jsou měkká a málo pevná. Pevnost se pohybuje kolem 0,05 GPa a modul pružnosti v tahu kolem 2 GPa. Při ideálním uspořádání makromolekul však vzniká pevnější tzv. polyethylen s vysokým modulem HMPE. Vlastnosti PE vláken: Měrná hmotnost 970 kg.m-3. Velkou nevýhodou však je nízký bod tání mezi 144 a 155 C, avšak již při 120 C vznikají mezimolekulární deformace, které značně snižují pevnost vláken jež nejsou vizuálně rozpoznatelné, dále vysoká srážlivost při vyšších teplotách a hořlavost. Reálná maximální teplota pro použití je kolem 80100 C. Výhody tohoto materiálu spočívají především v odolnosti vůči opakovanému ohybu a oděru, odolnost vůči chemikáliím, světlu a UV záření, elektrický izolátor a schopnost absorbovat extrémní množství deformační energie. Použití především jako textilie chránící proti pořezání, propíchnutí, neprůstřelné vesty, neprůstřelné panely, extra lehké helmy, silná námořnická lana atd. Polyethylen s vysokým modulem HMPE: Principem výroby vysoce pevných vláken je zajištění maximálního vzájemného přiblížení polymerních řetězců tak, aby z původně málo orientovaného systému vznikl silně uspořádaný systém. Avšak kvůli problémům se zvlákňováním a dloužením tohoto materiálu je nutno použít metodu gelového zvlákňování. Pevnost těchto vláken se pohybuje od 36-91 GPa a modul pružnosti 180-340 Gpa. 20
Polyestery PES: Polyestery jsou skupina polymerů, které obsahují esterovou funkční skupinu. Přírodní polyester je znám asi od roku 1830, první syntetický polyester se používal v 1. světové válce jako impregnační materiál. Vlákno ze syntetického polyesteru bylo vynalezeno v Anglii v roce 1941. S vyrobenými cca. 25 miliony tun v roce 2005 je to v současné době ve světě (po bavlně) druhé nejpoužívanější textilní vlákno. Výroba polyesterových vláken v tzv. vyspělých zemích se však v posledních 30 letech postupně snižuje, k největším producentům dnes patří Čína a Indie. Západní Evropa dodávala v roce 2005 asi 1,3 miliony tun, v Plané nad Lužnicí vyrobili ještě v roce 1989 přes 500 tun, v posledních letech se Český statistický úřad o tomto druhu výroby vůbec nezmiňuje. Vlákno je lineární makromolekula, jejíž hlavní řetězec -[-CO-O-]- sestává nejméně z 85 % z esteru vyrobeného polykondenzací. Mají minimální navlhavost, poměrně vysokou pevnost, ale nízký bod tání a jsou hořlavé. Tyto vlastnosti se dají však vylepšit zakomponováním aromatických jader do řetězců, vznikají tzv. aromatické polyestery, ty jsou však velice náchylné k UV záření, je tedy nutné použít UV absorbéry. Polypropylen PP: Polypropylen je termoplastický polymer, používaný v mnoha odvětvích potravinářského a textilního průmyslu a v laboratorních vybaveních. Prodává se pod obchodním názvem Triplen, Tatren atd. Z polypropylenových vláken se vyrábějí levné a univerzálně použitelné provazy. Jsou lehké a dobře plavou, takže se hodí jako záchranné nebo kotvící šňůry. Jsou málo odolné vůči opotřebení drsnými povrchy a měly by se skladovat mimo dosah světla, protože se rozkládají ultrafialovým zářením. Polypropylenové provazy se vyrábějí v celé řadě provedení: Provaz z fibrilovaných (postup štěpení podélně orientované textilní fólie nebo pásku na síť vzájemně propojených vláken) vláken se podobá provazu vyrobeného z přírodních materiálů. Provaz z monofilového (monofilament je nekonečné vlákno, obvykle kruhového průřezu, o průměru minimálně 100 μm) polypropylenu je nejodolnější vůči opotřebení, zatímco z multifilového (multifilament je svazek nekonečných vláken, z nichž každé má obvykle kruhový průřez o průměru do 100 μm) polypropylenu jsou provazy měkčí. Dále může být ještě např. polypropylen staplový, jež je vyráběn z vláken omezené délky. 21
Polyamid PA: Jsou to vlákna z lineárních makromolekul, v jejichž řetězcích se opakují funkční amidové skupiny. Z mnoha druhů se při výrobě vlákna v širším měřítku uplatnily jen dva. Výchozí materiál pro oba druhy (stejně jako pro většinu syntetických vláken) je ropa, ze které vznikají chemickým procesem základní suroviny: Polyamid 6, z něhož se vyrábí např. český silon a polyamid 66, jež je základní surovinou pro výrobu nylonu. Tavenina z těchto sloučenin prochází tryskami, vznikající vlákno se dlouží a případně (při výrobě polyamidové stříže) obloučkuje. Nejznámější formy výrobků jsou: hedvábí (jako monofil nebo polyfil), stříž, vlasce, žíně. S výrobou se započalo v roce 1938. V roce 2005 se ve světě vyrobilo 3,8 milionů tun polyamidových vláken (převážně hedvábí), z toho cca. 0,6 mil. tun v Evropě. V ČR dosáhla výroba v roce 1989 více než 700 tun, údaje o produkci z posledních let nejsou známy. Jediný větší rozdíl ve vlastnostech obou základních typů je, že PA 66 měkne a roztavuje se při vyšších teplotách než PA 6. Polyamidy jsou velmi pružné a mají vysokou pevnost v tahu a v oděru. Poměrně nepatrné přijímání vlhkosti způsobuje, že výrobky z polyamidu se nesrážejí, za mokra ztrácejí poměrně málo pevnosti a rychle schnou. Nevýhodou je malá odolnost proti vlivům světla a povětrnosti (žloutnutí) a snadné nabíjení statickou elektřinou. Široké uplatnění mají polyamidová vlákna v technickém sektoru (dopravní pásy, lana, sítě, filtry, chirurgické nitě). Aramidy AR: Jsou to aromatické polyamidy. Sloučenina vzniká napojením aromatických struktur na polyamidový řetěz, přičemž nejméně 85% aramidových skupin musí být přímo spojeno se dvěma aromatickými okruhy. Aramid byl vyvinut především jako vlákno odolné proti vysokým teplotám. Takzvané meta-aramidy (m-aramidy) mají bod tání přes 400 C, jsou odolné proti mnoha chemikáliím, pružné, snadno se zpracují v textilní výrobě. Nejznámější značka: Nomex. Dalším stupněm vývoje jsou paraaramidy (p-aramidy) vyráběné od 70. let minulého století např. pod značkou Kevlar nebo Twaron. Tato vlákna dosahují mimořádně vysokou pevnost v tahu při nízké specifické hmotnosti, srovnatelnou jen s uhlíkovými vlákny. Nevýhodou je malá odolnost proti účinkům světla a snadné nabíjení statickou elektřinou. Kromě kompozitních struktur se aramidová vlákna používají jako materiály chránící proti 22
rázům (balistická odolnost), respektive proti ostrým předmětům (prořezáním). Jako ochrana proti působení teplot jsou vhodné zejména meta-aramidy, které jsou odolné vůči poměrně vysokým teplotám. Tato vlákna vydrží teploty až 500 C a jsou dlouhodobě stabilní při teplotách přes 220 C. Kevlar má výborné dynamické tlumící charakteristiky. Snížená hořlavost meta-aramidů je způsobena tím, že při rychlém ohřevu plamenem dochází k tomu, že vlhkost ve formě páry a plynné produkty degradace zvýší výrazně objem změklého vlákna. Vytvoří se zuhelnatělá pěnovitá vrstva, která je zhruba 10x silnější než původní vlákenná vrstva, která izoluje textilii a zabraňuje další degradaci. Po odstranění plamene dochází k jeho uhašení. 3.5.2. Speciální syntetická vlákna: Jsou vlákna se specifickými vlastnostmi. Níže jsou některé z těchto materiálů velmi stručně popsány. PBO vlákna: Mají vynikající mechanické vlastnosti (předčí i uhlíková vlákna) a tepelnou odolnost (aramidová vlákna předčí o 100 C). Mají vysokou odolnost vůči chemikáliím a organickým rozpouštědlům, jsou však nestálé vůči slunečnímu a UV záření. Díky těmto vlastnostem se uvažuje s využitím těchto látek jako náhradou azbestu. PTFE vlákna (Teflon): Polytetrafluorethylen patří k extrémně inertním materiálům odolávajícím působení chemikálií i za vyšších teplot. Známou vlastností je i extrémně nízký koeficient tření. Polyéteréterováová vlákna PEEK: Tato vlákna lze bez problémů použít při teplotách -60 260 C. Jsou chemicky odolná, mají nízký koeficient tření, dobrou odolnost vůči oděru a poměrně nízkou měrnou hmotnost. Pro své vlastnosti a především dlouhodobé odolnosti vůči různým agresivním činitelům jsou tato vlákna používána jako dopravníkové pásy, filtrační textilie nebo struny do tenisových raket. 23
Polybenzimidazol PBI: Má výbornou tepelnou a chemickou odolnost, avšak je poměrně dosti navlhavý a nestálý na světle a UV záření. Používá se především jako náhrada azbestu. Shrnutí: Od objevu nylonu ve 30. letech minulého století se k výrobě provazů používá celá řada syntetických vláken. Provazy ze syntetických vláken jsou ve srovnání s provazy z přírodních materiálů pevnější, lehčí a odolnější vůči rozkladu. Jejich pevnost začíná u polypropylenových provazů a končí až u provazů vyráběných z aramidových a LCP (polymery se strukturou kapalných krystalů) vláken. Provazy ze syntetických materiálů lze vyrábět v obrovské škále barev, jež umožňuje barevné kódování pro odlišné účely. Současné technologie dovolují neustálý vývoj nových materiálů, proto je v současné době na trhu k dostání nespočet různých méně či více známých materiálů, které nejsou tak často používané pro výrobu vláken, ať už proto, že jsou buď velmi drahá, nevhodná nebo určená k výrobě speciálních produktů. 3.5.3. Přírodní materiály: Do 20. století se provazy vyráběly z přírodních vláken získávaných z rostlin. Provazy z přírodních materiálů (obvykle v provedení vinutý provaz) jsou na pohled příjemné, ale křehnou a rozkládají se. Podle normy ČSN 80 8510 (která je českou verzí evropské normy EN ISO 1968:2004) jsou přírodní vlákna rozdělena na: Tvrdá vlákna: Jsou vlákna z listů nebo stonků různých jednoděložných rostlin. Kokosové vlákno: Provaz se vyrábí z vláken kokosové skořápky (Cocos nucifera). Z přírodních materiálů je nejméně pevný, a proto se z něj vyrábějí silnější provazy, které vyrovnávají malou pevnost. Provaz plave a natahuje se. Kromě Indie a oblasti Pacifiku se používá zřídka. Sisal: Sisalové vlákno, které se získává z listů rostliny Agave sisalana, není příliš drahé. Provaz z tohoto vlákna je odolný vůči vodě, proto je vhodný do vlhkého prostředí. 24
Manila: Manilová vlákna (též manilské konopí, abaka) se získávají z listů rostliny Musa textilis. Vysoce kvalitní manilový provaz není v současnosti příliš častý. Je pevný asi jako konopný provaz, ale odolnější vůči hnilobě. Provazy z manily se používaly do 2. světové války. Henequen: Vlákna získávána z listů rostliny Agave fourcroydes. Měkká vlákna: Jsou vlákna z vnějších částí stonků různých dvouděložných rostlin Konopí: Konopná vlákna se získávají ze stonků rostliny Cannabis sativa a vytvářejí nejpevnější přírodní provazy, snadno však podléhají hnilobě. Po staletí bylo konopí převládajícím vláknem pro výrobu provazů. Bavlna: Jedná se o jednobuněčné vlákno získávané ze semen rostlin rodu Gossipium. Provazy z bavlněných vláken se používají zejména k dekorativním účelům. Dříve byla bavlna i přes nutnost ochrany před hnilobou nejpopulárnějším materiálem k výrobě rybářských sítí. Provaz je pružný a měkký na dotyk. Len: Vlákno je získáváno ze stonků rostliny Linum usitatissimum. Juta: Vlákno je získáváno ze stonků rostlin Corchorus capsularis a Corchorus olitorius. 3.5.4. Textilní lana z přírodních materiálů: Některé přírodní materiály jsou k výrobě lan a provazů používány dodnes. Přírodní materiály mají ovšem omezenou životnost a péče o ně je pracnější. Pořizovací cena konopného lana o průměru 20mm se pohybuje v rozmezí 50 70 Kč za metr. Z praktického pohledu lesníka jsou téměř nepoužitelná, jelikož mají oproti lanům ocelovým a syntetickým nízkou pevnost a velmi snadno podléhají různým hnilobám či plísním, a proto se jimi v této práci již nebudeme zabývat. (Vokurka, 2009) 25
3.5.5. Ocelová lana: Výchozím materiálem pro výrobu ocelových lan je ocelový drát. Ve většině případů jde o patentovaný, tažený holý nebo pozinkovaný drát z uhlíkové, nelegované oceli. Patentování je způsob izotermického kalení. Válcovaný drát se zahřívá na teplotu 920 ºC a následně se kalí v solné nebo olověné lázni na teplotu 500 ºC. Výsledkem je velice houževnatý drát, který lze dále táhnout. Kromě uhlíkové oceli lze lana vyrábět z dalších materiálů, a to především z nerezové oceli, která má však až o 15% nižší pevnost a je také mnohem náchylnější k oděru. Výhodou zůstává její odolnost proti korozi. Ocelová lana je třeba chránit před korozí a oděrem, ke kterému dochází při vzájemném tření jednotlivých drátů. K tomuto účelu slouží speciální maziva a antikorozní nátěry. (Vokurka, 2009) 3.6. Výrobci textilních lan V současnosti je v České republice pouze jediný výrobce textilních lan vhodných pro použití v lesnictví. Je jím firma LANEX a. s., jejíž tradice ve výrobě textilních lan sahá v Bolaticích až do roku 1949. Firma se také zabývá výrobou dalších textilních výrobků. Firma LANEX však svá lana dělí pouze na lana lodní, lana bezpečnostní užívaná k pracím ve výškách a na lana průmyslová a hobby lana. Speciální lana pro lesnictví v její nabídce nenajdeme. Z její nabídky se ovšem pro lesnictví dá použít hned několik výrobků. Jsou to především stáčená polyesterová, polypropylenová a polyamidová lana. Z pletených lan lze využít lana polyesterová. Ovšem hned u našich jižních sousedů najdeme světového výrobce lan všeho druhu. Je jím rakouská firma Teufelberger. Tato společnost vznikla již roku 1790 a v současnosti sídlí v rakouském městečku Wels. Od roku 1998 má firma i českou výrobu Jihotex, s.r.o. ve Veselí nad Lužnicí. Firma Teufelberger se specializuje na výrobu lan a provazů širokého spektra použití (arboristika, lana na jeřáby a lanovky, provazy do vázacích strojů, tažná a navijáková lana, lodní lana, horolezecká lana atd.), a to jak textilních, tak i ocelových. Zastoupení v lesnictví mají především lana STRATOS. Jsou určena zejména pro těžbu dříví. Jádro těchto lan je vyrobeno z High-Tech vláken Dyneema. 26
Dyneema je velmi pevné polyethylenové vlákno s tažnou silou 15 krát vyšší než u oceli při stejné hmotnosti (u ostatních syntetických materiálů využívaných k výrobě lan je pevnost maximálně desetinásobná). Další nespornou výhodou je až o 80% nižší hmotnost oproti ocelovým lanům při zachování stejné pevnosti. Tyto vlastnosti jsou prakticky velmi dobře využitelné právě v lesnictví. Jádro Dyneema je opěrným prvkem všech lan STRATOS. Ovšem při práci v lese dochází ke kontaktu lana s různými povrchy, ať už půdou, kamením či kůrou stromů a tak může být snadno poškozeno. Všechny lana STRATOS tudíž chrání pevné nepropustné pletené pouzdro vyrobené z aramidových vláken, které je navrženo tak, aby téměř neomezovalo vlastnosti jádra a přitom jej dokonale chránilo. Dalšími světovými výrobci lan, kteří mají ve svém sortimentu textilní lana vhodná pro práci v lese, jsou například světoznámá americká firma Yale Cordage, nebo kanadská firma Cancord. 3.7. Nepříznivé podmínky pro textilní lana Na lano působí mnoho nepříznivých situací a vlivů, které trvale, dlouhodobě či krátkodobě snižují jeho kvalitu. Jedná se zejména o: 3.7.1. Mechanické poškození Tření o terénní skelet, kluzné spony nebo jiné pomůcky je nejčastější způsob poškození lana. Způsobuje opotřebení opletu lana místně, ale i po celé jeho délce, protože každá činnost spojená s pleteným lanem v terénu způsobuje větší či menší opotřebení oděrem. Čím je zatížení vyšší a hrany skeletu ostřejší, tím se zvyšuje také opotřebení lana. Tření o další předměty způsobuje praskání tenkých vláken opletu. Ten pak chlupatí a mezery mezi jednotlivými vlákny se zvětšují. Do lana rychleji proniká vlhkost, která s sebou často přináší i mikročástice prachu, čímž je destrukce lana výrazně urychlena. (Lanex, 200?) Nepatrné poškození vnějších vláken a příležitostné roztržení příze může být považováno za neškodné, ale vážné snížení plochy průřezu jednoho pramene nebo poněkud menší vážné poškození více než jednoho pramene již způsobuje značné snížení pevnosti lana. Ochrana míst, kde může vzniknout nadměrné poškození je ekonomická. Vnitřní opotřebení způsobené především častým a opakovaným ohýbáním lana, zvláště, je-li vlhké, a částečkami nečistot (štěrk, písek, prach atd.), které byly 27
lanem zachyceny, může být signalizováno nadměrným prodloužením části lana s poškozeným jádrem, případně výskytem vláken jádra na povrchu lana. Extrémní formou opotřebení jsou spálená místa způsobená třením. K tomu může dojít v případech, kdy se jedno lano tře o druhé, při rychlém a nevhodném protahování lana kluznou sponou a nebo při prudkém škubnutí zatíženým lanem. Roztavení je rozpoznatelné podle sklovitých, transparentních, zuhelnatělých nebo tmavě zbarvených ploch na opletu lana. Spečená vlákna opletu mají malou pružnost a hrozí jejich přetržení při ohybu lana přes malý rádius (např. přes kluznou sponu). Tepelné poškození může také způsobit sálavý zdroj tepla (např. sušení lan v blízkosti kamen), otevřený oheň nebo jiskry, styk s horkými předměty. Mechanické poškození může také způsobit kontakt lana při práci s brusnými a řeznými přístroji a nástroji, ostrou hranou, drsným povrchem apod. Poškození lana může vyvolat i silně zatížený uzel nebo ohyb lana přes malé poloměry. (Lanex, 200?) 3.7.2. Chemické poškození K působení chemických vlivů dochází převážně při přepravě a při dlouhodobějším skladování lan. Jedná se například o poškození lana chemikáliemi rozlitými na místě skladování, v přepravním prostoru dopravního prostředku, o chemické poškození kyselinou sírovou a jejími výpary z autobaterií či výpary pohonných hmot (benzin a nafta), případně o jiné látky. POZOR! Chemické narušení vláken lana není často opticky zřetelné, zejména, když dojde jen k poškození jádra. Chemickému zničení lana je proto třeba předcházet důkladnou kontrolou umístění lana v době, kdy ho nepoužíváme, hlavně pak při samotné přepravě. Poškození lan agresivními látkami může být indikováno místním zeslabením průměru nebo změknutím lana tak, že povrchová vlákna mohou být v extrémních případech vytržena nebo odřena jako prach. Také změna barvy materiálu může signalizovat chemické poškození. Chemická odolnost vláken z polyamidu a polyesteru je všeobecně extrémně dobrá, ale roztoky organických kyselin (při všech teplotách) mohou poškodit lana z polyamidu, horké roztoky zásad postupně rozpouštějí vlákna z polyesteru, čímž dochází k zeslabení materiálu a poklesu pevnosti. Obecně platí požadavek chránit lana před kontaktem s chemickými látkami, nátěrovými hmotami, uhlovodíky a dalšími látkami, protože je obtížné zjistit, zda tyto látky dlouhodobým působením nesnižují pevnost materiálu lan. Pokud je lano znečištěné, 28
vyčistěte ho vlažnou vodou (30 C) a nechte jej vysušit ve stínu mimo zdroje sálavého tepla. (Lanex, 200?) 3.7.3. Vlhkost a mráz Je-li lano mokré, nejenže ztěžkne, ale obtížněji se i používá. Nasáknou-li lana z polyamidu vodu, klesá dokonce jejich pevnost ovšem po vysušení se opět vrátí. Pokud mokré lano zmrzne, zhoršují se jeho provozní parametry, zvláště klesá dynamický výkon. (Lanex, 2009) 3.7.4. UV záření Pokud je lano standardně používáno a skladováno, vliv stárnutí (degradace polymeru) se na něm skoro vůbec neprojeví a dříve se opotřebuje prací, než by jeho materiál zestárnul vlivem UV záření. (Lanex, 200?) 29
4. METODIKA 4.1. Vyklizování dříví metodou sběrného lana Postup v základním pojetí (soustřeďování dříví z více stromů) je vhodný především v mýtních těžbách. Lanem navijáku, na které je v kluzných sponách připojeno pomocí úvazků více kusů (kmenů, výřezů kmenů, či více výřezů jednoho kmene), se vytáhne najednou více kusů (někdy i celý náklad). Ve výchovných těžbách je přitom zvýšené riziko poškození stojících stromů. Postup sestává z těchto rámcových úkonů: - zaujmutí optimálního postavení traktoru na přibližovací lince - zabezpečení traktoru proti nežádoucímu pohybu (zabrzdění, spuštění štítu nebo horské vzpěry) a uvolnění lana - činnost pomocníka (zapínače lana): o nese potřebný počet úvazků, vytahuje lano a postupuje ke kusům, které mají být vytaženy o cestou odhazuje jednotlivé úvazky ke kusům určeným k vytažení o postupuje až k poslednímu (nejvzdálenějšímu) kusu, připne úvazek a zaklesne do kluzné spony tažného lana o cestou zpět vychyluje tažné lano k jednotlivým kusům, posunuje kluzné spony po laně a postupně připojuje kusy k lanu (stejně jako kus první) o dá znamení traktoristovi k zapnutí tahu lana o z bezpečné vzdálenosti sleduje průběh vytahování a v součinnosti s traktoristou koriguje postup vytahování (Simanov, 2004) Textilní lano je instalováno na UKT Zetor Proxima plus 8541 s nástavbou PTR Třeboň a dvou-bubnovým navijákem DTN - 4. Na jeden buben je instalováno klasické ocelové lano a na buben druhý sledované lano textilní s provedeným koncováním lepením. Na laně je nasunuto 5 klasických kluzných spon, viz. fotografická dokumentace v příloze č. 2. fotografie č. 1. (Vokurka, 2009) V současnosti se stále častěji používá dálkového ovládání navijáku, čímž není potřeba pomocníka (zapínače lana). Veškeré úkony si zajistí sám řidič 30
vyklizovacího traktoru. Navíc nemusí při navíjení lana stát v jeho blízkosti nebo blízkosti navijáku. Jeho práce je bezpečnější. (Vokurka, 2009) 4.2. Zkoušení textilních lan Následující postupy jsou převzaty z normy ČSN EN 1891 Osobní ochranné prostředky pro prevenci pádu z výšky Nízko průtažná lana s opláštěným jádrem. V normě jsou uvedeny postupy na zkoušení textilních lan opatřených ochranným opletem a s nízkou průtažností, tudíž jsou aplikovatelné na námi testovaná lana. Popis metodiky nemusí být ve všech případech doslovnou citací normy, ale může být v některých pasážích modifikován právě tak, aby co nejvíce vyhovoval testovaným vzorkům. 4.2.1. Průměr lana D postup zkoušení Pro zkoušku musí být použit jeden nepoužitý vzorek lana o minimální délce 3000 mm. Připevníme jeden konec vzorku lana k vhodnému upevňovacímu přípravku. Použijeme zatížení bez nárazu ve formě hmoty 10 (+-0,1) kg, nebo odpovídající sílu, ve vzdálenosti alespoň 1300 mm od upevňovacího bodu. Pokračujeme aplikací zatížení po dobu 60 (+-15) s. Po této zatěžovací periodě se zatížením stále působícím, změříme průměr nízko průtažného lana s opláštěným jádrem ve dvou směrech na sebe kolmých postupně v každé ze tří úrovní oddělených přibližně 300 mm od sebe. Lano nesmí být během měření vystaveno jakékoliv deformaci. Výsledek vyjádříme jako aritmetický průměr šesti měření s přesností na 0,1 mm, označíme ji písmenem D a porovnáme s údaji deklarovanými výrobcem. 4.2.2. Uzlování lana K postup zkoušení Tuhost nízko průtažného lana s opláštěným jádrem nám stanoví hodnota uzlování K. Pro zkoušku musí být použit jeden nepoužitý vzorek lana minimální délky 3000 mm. Na vzorku lana uděláme shora dva jednotlivé jednoduché uzly oddělené od sebe 250 300 mm. Připevníme jeden konec vzorku lana k vhodnému upevňovacímu zařízení. Použijeme zatížení bez rázu 10 (+-0,1) kg, nebo odpovídající sílu, aby zatížení ovlivnilo oba uzly. Pokračujeme aplikací zatížení po dobu 60 (+-15) s. Poté zmenšíme zatížení na 1 (+-0,1) kg a potom, se zatížením stále působícím, změříme vnitřní průměr uzlů s přesností na 0,5 mm vhodným měřícím zařízením, například kuželovým 31
válečkovým kalibrem, bez dovolení změny volné šířky uzlu tlakem měřícího zařízení. Vypočítáme průměr měření obou uzlů a hodnotu si označíme písmenem R, hodnotu K vypočteme jednoduchým vztahem K = R / D, kde hodnota D je hodnotou zjištěnou předchozím měřením. 4.2.3. Prodloužení lana E postup zkoušení Prodloužení E nesmí u lan s nízkou průtažností překročit hodnotu 5 %. Pro zkoušku musí být použit jeden nepoužitý vzorek lana o délce minimálně 3000 mm. Jeden konec vzorku lana připevníme ke vhodnému upevňovacímu přípravku. Použijeme zatížení bez nárazu ve formě hmoty 50 (+-0,1) kg, nebo odpovídající sílu, na vzorek lana. Pokračujeme aplikací zatížení po dobu 5 (+-0,5) min, potom, se zatížením stále působícím, uděláme na vzorku lana dvě značky vzdálené 1000 (+-1) mm. Tato vzdálenost bude označena LA. Poté aplikujeme zvýšení hmoty o 100 (+-0,1) kg bez nárazu, nebo odpovídající sílu, k získání celkového zatížení vzorku lana 150 (+-0,2) kg. Zatížení aplikujeme po dobu 5 (+-0,5) min, potom, se zatížením stále působícím, změříme novou vzdálenost, jež označíme LS, mezi dvěma značkami na zatěžovaném vzorku lana. Vyjádříme tuto vzdálenost LS s přesností na 1 mm. Výsledek vyjádříme v procentech dle následujícího vztahu: E = (LS LA)/ LA * 100 4.3. Určení životnosti textilního lana U ocelových lan máme k dispozici data, která nám určují průměrnou životnost těchto lan při přibližování dříví metodou sběrného lana. Avšak u textilních lan nebyla tato skutečnost, což se týče autorovi dostupných zdrojů, doposud nikde zjišťována či měřena. Tudíž je nutné tuto životnost zjistit. Z hlediska časové náročnosti zjišťování životnosti lana nebyla doposud životnost testovaného textilního lana Stratos Winch vyčerpána. Z toho důvodu není možné prozatím zjištěné hodnoty použít pro ekonomické zhodnocení. Jednou z možných variant je zbývající životnost lana odhadnout na základě doposud získaných zkušeností z provozu, množstvím právě přiblíženého dříví a současnou mírou poškození testovaného lana. Výslednou hodnotu by měli odhadnout nezávisle na sobě alespoň tři lidé. Jelikož bude zjištěná hodnota patrně značně nepřesná, bude se brát v úvahu až ta hodnota, která bude nadále všemi zúčastněnými 32