Стропы круглопрядные ВМП

Материаловедение сверхпрочных полимеров: СВМПЭ (UHMPE)

В современной инженерии грузоподъема термин «Стропы круглопрядные ВМП» (Высокомодульный Полиэтилен) или HMPE (High Modulus Polyethylene) обозначает переход на принципиально новый уровень отношения собственной массы оснастки к ее грузоподъемности.
Если традиционные полиэфирные стропы (PES) мы называем «текстилем», то изделия из ВМП правильнее классифицировать как синтетические канаты конструкционного назначения.

В основе материала лежит сверхвысокомодульный полиэтилен (СВМПЭ/UHMWPE), известный под торговыми марками Dyneema® или Spectra®.
Химия процесса:
Полиэтилен (

C2H4C2​H4​

)

nn​

в бытовом понимании — мягкий материал. Однако при использовании технологии гель-прядения (gel-spinning) макромолекулы полимера, имеющие экстремально длинные цепочки (молекулярная масса более

2−6⋅1062−6⋅106

г/моль), распрямляются и ориентируются строго параллельно друг другу вдоль оси волокна.
Кристалличность такого полимера достигает 85-95%. Межмолекулярные связи (силы Ван-дер-Ваальса) суммируются на огромной длине молекул, создавая материал, который при равном весе прочнее закаленной стали в 15 раз и прочнее арамида (Kevlar) на 40%.

Физико-механические свойства стропов ВМП

Для главного инженера или начальника ПРР (погрузо-разгрузочных работ) важны следующие физические константы, определяющие выбор именно ВМП стропов:

1. Плотность и Архимедова сила:
   Плотность СВМПЭ составляет

   $\rho \approx 0.97$

   г/см³.
   Плотность стали

   $\rho \approx 7.85$

   г/см³.
   Плотность полиэстера

   $\rho \approx 1.38$

   г/см³.
   Вывод: Стропы ВМП легче воды. Они не тонут, что делает их безальтернативным решением при строительстве мостов, портовых работах и в офшорной индустрии. Нулевое водопоглощение означает, что вес оснастки не меняется в дождь или при погружении.

2. Модуль упругости (Модуль Юнга):
   У ВМП он экстремально высок. Это означает, что материал обладает низкой эластичностью. Удлинение при разрыве составляет всего 2.5–3.5%, что сопоставимо со стальным канатом.
   Для сравнения: обычный полиэстер тянется на 10-15% до разрыва.
   Инженерное применение: Стропы ВМП идеальны для точного позиционирования грузов (монтаж турбин, статоров, ответственных узлов), где «пружинистость» обычного текстиля недопустима.

3. Трибология и износостойкость:
   Коэффициент трения СВМПЭ очень низок (эффект «самосмазывания»). Материал обладает феноменальной стойкостью к абразивному истиранию, превосходящей углеродистую сталь.

Конструкция круглопрядного стропа ВМП

Изделие, которое вы можете заказать в компании «РезиномиР», представляет собой композитную конструкцию:

1. Силовой сердечник: Бесконечный жгут из нитей ВМП. Именно он несет 100% нагрузки

   $Q$

   . Нити укладываются без крутки, чтобы каждый филамент работал на растяжение максимально эффективно.

2. Защитный рукав (Чехол): Здесь кроется инженерный нюанс. Использовать обычный полиэфирный чехол для сердечника из ВМП нерационально — сердечник прочнее чехла в разы. Поэтому мы используем усиленные чехлы из Cordura® или того же ВМП (Dyneema), имеющие повышенную плотность плетения и стойкость к порезам.

Инженерная заметка: «Главный враг ВМП — не нагрузка, а температура. Температура плавления полиэтилена

≈145∘C≈145∘C

, но потеря прочности начинается уже при

70−80∘C70−80∘C

. При динамическом трении о кнехт или крюк может возникать локальный перегрев. Поэтому чехол выполняет функцию термобарьера».

Сравнительный анализ: ВМП против Стали и Полиэстера

При принятии решения о закупке оснастки, необходимо опираться на цифры.
Таблица ниже наглядно демонстрирует, почему для сверхтяжелых подъемов (Heavy Lift) целесообразно купить именно ВМП.

Таблица 1. Сравнительные характеристики стропов грузоподъемностью 50 тонн (Длина 10 м)

$\approx 250$

$\approx 45$

$\approx 18$

Описание и преимущества ВМП очевидны: один оператор может вручную переносить строп г/п 50-100 тонн. Для стального аналога потребовался бы вспомогательный кран и бригада стропальщиков. Экономия на человеко-часах и простое техники окупает высокую цену ВМП стропа.

Химическая и климатическая стойкость в условиях Москвы

Эксплуатация в промышленных зонах Москвы и области требует учета агрессивных факторов.

1. УФ-излучение: ВМП обладает лучшей устойчивостью к ультрафиолету, чем арамидные волокна (Кевлар), но длительное (годы) хранение на солнце не рекомендуется. Чехол полностью решает эту проблему.

2. Реагенты и ГСМ: СВМПЭ химически инертен. Он не реагирует с маслами, бензином, керосином, гидравлическими жидкостями, морской водой, кислотами и щелочами. Это делает его «бессмертным» с точки зрения коррозии.

3. Морозостойкость: Критический параметр для России. ВМП не теряет прочности при температурах до -150°C. В отличие от стали, которая может стать хрупкой (хладноломкость), полимерные цепи сохраняют эластичность.

Расчет нагрузок и явление Ползучести (Creep)

Как инженер, я обязан предупредить о специфическом свойстве полиэтилена — ползучести (Cold Flow). Под постоянной статической нагрузкой, близкой к предельной, полимерные цепи могут медленно скользить относительно друг друга, что приводит к необратимому удлинению.
Однако в современных марках ВМП (которые использует «РезиномиР») этот эффект минимизирован. При нагрузках в пределах WLL (Working Load Limit) и нормальных температурах ползучесть ничтожна.
Тем не менее, мы не рекомендуем использовать ВМП стропы для длительного (недели, месяцы) удержания грузов под натяжением. Их задача — поднять и переместить.

Формула коэффициента запаса:
Для текстильных стропов, согласно ФНП,

$K=7:1$

.

Pbreak≥WLL×7Pbreak​≥WLL×7

Это гарантирует безопасность даже при динамических рывках и износе чехла.

Таблица 2. Зависимость грузоподъемности от температуры

∘C∘C

Технология производства «РезиномиР»

Производство стропов ВМП — это высокотехнологичный процесс, требующий стерильности и точности.

1. Намотка: Используются станки с электронным контролем натяжения нити. Если при намотке сердечника одна нить провиснет, она не включится в работу, перегружая остальные. Мы обеспечиваем равномерность натяжения.

2. Сращивание: Технология производства бесконечного кольца исключает узлы. Концы нитей сплетаются методом взаимопроникновения на длине, рассчитанной по формуле трения, что обеспечивает прочность соединения равную 100% прочности нити.

3. Чехление: Рукав надевается с предварительным натягом, чтобы исключить образование складок, которые могут зацепиться за груз.

FAQ: Ответы главного инженера на технические вопросы

Вопрос: Можно ли использовать строп ВМП на «удавку» (choker hitch)?
Ответ: Да, можно. Низкий коэффициент трения ВМП позволяет стропу легко затягиваться, плотно обхватывая груз. Однако, как и для любого стропа, при схеме «удавка» грузоподъемность снижается до 0.8 от номинала (

$WLL\times 0.8$

). Важно следить, чтобы рукав в месте контакта не перетирался.

Вопрос: Какой минимальный радиус изгиба (D/d) допустим?
Ответ: Для высокомодульных волокон это критичный параметр. Отношение диаметра пальца скобы/крюка (

$D$

) к толщине стропа (

$d$

) должно быть не менее 1:1, а лучше 2:1. Малый радиус изгиба вызывает перенапряжение внешних волокон и сжатие внутренних, что снижает прочность стропа ВМП на 10-15%. Используйте коуши или широкие скобы.

Вопрос: Боится ли строп ВМП порезов?
Ответ: СВМПЭ обладает высокой стойкостью к резу, но она не абсолютна. Если вы поднимаете стальной лист с острой кромкой («бритвой»), строп будет поврежден. Обязательно купить защитные накладки (полиуретан, кевлар) для углов груза. «Неубиваемых» стропов не существует.

Вопрос: Как контролировать износ, если сердечник закрыт чехлом?
Ответ: Осмотр производится по состоянию чехла. Если чехол имеет сквозные повреждения, строп бракуется. Также проверяется наличие уплотнений или утоньшений диаметра, что может говорить о внутреннем повреждении пучка.

Коммерческое предложение для профессионалов

Стропы круглопрядные ВМП — это элитная оснастка для решения задач, где сталь и обычный текстиль бессильны или экономически невыгодны из-за веса.
Компания «РезиномиР» (Москва) предлагает:

• Импортозамещение: Мы производим стропы, аналогичные по качеству зарубежным брендам, но с локализацией производства.

• Диапазон нагрузок: От 10 до 300 тонн и выше. Длина — любая, по вашему техзаданию.

• Тесты: Возможность присутствия заказчика при испытаниях на разрывном стенде.

Если перед вами стоит задача подъема тяжеловесного оборудования, монтажа в стесненных условиях или работы в агрессивной среде — вам необходимо купить стропы ВМП. Мы предоставим паспорт качества, гарантию и инструкцию по безопасной эксплуатации.
Высокая цена изделия окупается его долговечностью, безопасностью и колоссальным снижением трудозатрат при такелажных работах.
Свяжитесь с инженерным отделом «РезиномиР» для расчета проекта.