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从两根断裂的快挂说起~

(2013-01-07 10:01:58)
分类: 安全警告
2012年,我收到两例快挂断裂的事件,所幸两次事故并没造成大的人员伤害,一次是@一马青尘 的DMM AERO快挂。

另外一次是在阳朔,被拉断的是Petzl的SPIRIT快挂,使用快两年 攀岩者体重80多公斤,冲坠距离4米快挂断裂 再冲5米左右,10.2的绳子。
从两根断裂的快挂说起~

从两根断裂的快挂说起~

两个快挂断裂的位置非常相似,而且由于发生了塑性形变,断开的两部分无法拼出锁扣原来的形状,我将两起案例反映给了法国的技术部门,他们也认为是由于快挂处于不正确的受力位置导致快挂被拉断的。
此外,根据QC lab的试验结果,钩状锁鼻勾住挂片后,在扁带的下拉时强度只有主轴关门强度的10%左右(200DaN),一个很小的冲坠都能将其拉断。而且断裂位置也是在那个位置。
从两根断裂的快挂说起~从两根断裂的快挂说起~

但是这次发生的两次事故中,锁门都采用的是Key lock锁门,并没有钩状结构,为什么会出现同样的情况呢?
除了发生杠杆受力(概率很小),还有一种经常发生的情况是老款锁门设计导致的横向受力,且锁门并不受力。看下图,从两根断裂的快挂说起~

从两根断裂的快挂说起~

由于锁门要比锁身高出来一块(见红箭头),所以在横向受力时,这里极有可能被挂片卡住。从两根断裂的快挂说起~

图中的情况,很多人认为这种情况很安全,因为至少会有7-10KN左右的横向强度,但是仔细查看受力,其实锁门并没有受到主要的拉力,受力是锁身和锁门的边缘。在CE测试锁扣强度的试验中,横向拉力测试的拉杆施加在锁门中央和锁身上。
从两根断裂的快挂说起~
从下图也能看出横向测试拉力位置。
从两根断裂的快挂说起~

从两根断裂的快挂说起~
所以重新看刚才的横向受力情况,在收到冲击时,锁门几乎不受力,而这时其强度也要远远小于锁扣所标注的横向拉力。具体多少要根据试验得出,我估计不会超过400DaN。而一根全新的性能很好的动力绳在坠落系数1.77的情况下的冲击力是750DaN左右。
从两根断裂的快挂说起~
当然,钩状锁门更容易被卡住。
从两根断裂的快挂说起~

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从各个厂家这几年新的快挂设计中,也体现出了避免发生这种情况的结构。就是将锁门高出来的那一块削掉,或采用全新的锁门。这样做便能让锁门受力,而不是锁鼻,同时让其锁扣更顺滑,不会发生横向受力。从两根断裂的快挂说起~
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如果自己做实验,你能发现ANGE很难在挂片上横向受力。
从两根断裂的快挂说起~
从两根断裂的快挂说起~
2013年全新的SPIRIT快挂也充分考虑到了这一点~
从两根断裂的快挂说起~
在BD的LiveWire快挂的挂片端的快挂也采用了这种设计。
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关于锁扣的强度,它和锁扣所采用的材料和结构有关,但是越是轻量化的锁扣,其断裂及耐用程度也越低,即使其通过了CE或UIAA的最低标准。
ATTACH 3D(7075铝合金)就是ATTACH(7000铝合金)的轻量化版本,由于前者采用了工字结构,前者比后者轻了25克。纵向拉力也比后者少了100DaN,从下面的试验中,你就能看出轻量化导致了较大的弹性形变。在悬挂80kg后,ATTACH的锁门能正常打开和闭合,但ATTACH 3D就无法打开了,也无法正常关闭。当然弹性形变是正常现象,两把锁的都符合CE的标准,在日常攀登运动活动中,它们的强度足以。从两根断裂的快挂说起~

从两根断裂的快挂说起~

QC lab做过一个实验
使用一个传统快挂和超轻快挂在80kg物体发生1.77冲坠系数的坠落试验,结论见表格
从两根断裂的快挂说起~

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传统快挂:
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超轻快挂:
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越是轻量化的锁扣体积越小,挂绳的手感也越差,其更容易发生形变,狭窄的截面积导致对绳索及扁带过大的材料张力,使其发生破损。
(警告,此试验也告诉你,如果你的动力绳发生过很大的冲坠,即使是一次大冲坠也不要再继续使用,立即报废!)
如何选择快挂,岩馆等运动攀岩的场合适合使用传统的快挂,因为其更耐用,更安全(特别是长时间使用后),而超轻型的快挂适合阿式登山或野外的大岩壁攀爬。
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那对于救援或其他工业场合是否能使用运动攀登类设备?
所有生产商会告诉你“不建议使用或不要使用”,运动领域通常称锁扣为carabiner或者biner,工业领域叫它connector。这些领域有不同的锁扣测试标准,工业类锁扣通常会留有很大的强度余量或称之为安全系数。通常工业类锁扣会采用钢制,一个安全系数2的标称强度30KN的钢制锁扣的实际断裂符合能达到60KN。而轻量化的运动锁扣如果标称20KN断裂,那么它就会在稍高于20KN的拉力下发生断裂。所以将超轻的运动类设备使用在工业用途前,要充分评估拉力范围并谨慎使用。
Petzl的铝制主锁中只有WILLIAM,AM'D,OK通过了工业的标准,而且属于Light Use。
钢制的OXAN和铝制的OK外形一样,但前者的实际断裂强度要比后者大很多。从两根断裂的快挂说起~

从两根断裂的快挂说起~
而VULCAN钢制主锁的拉力为:纵轴关门40KN,纵轴开门11KN,横轴16KN。
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