Тросы: какие они бывают и чем отличаются Статья

Под тросом понимают витое или же крученое изделие. На первый взгляд может показаться, что об этом даже говорить не стоит, ведь когда большинству нужен трос, то они просто идут и покупают, не особо задумываясь об его устройстве, материале и т.д. Именно поэтому популярные поисковые запросы вроде «трос автомобильный», «трос альпинистский», «трос для труб» и тому подобное. То есть, в данном случае производители облегчают задачу покупателю, называя их по их назначению. Подразумевается, что характеристики будут соответствовать задачам, что и происходит в большинстве случаев. Тем не менее, мы считаем, что про тросы, канаты и веревки стоит поговорить отдельно. 

Сперва стоит немного поговорить о терминологии, ведь многие путают понятия трос, канат, веревка. На самом деле все очень просто: все это — тросы. Просто веревкой называют тонкий трос, а канат часто применяют к толстым, хотя фактически это синонимы. Существуют и другие термины: шнур, линь, перлинь и т.д., вдаваться в которые попросту не нужно, ведь они зачастую просто говорят о диаметре. Например, линь имеет диаметр до 25 миллиметров, при этом выделяют подвиды: марлинь, лаглинь, стеклинь и другие. Знать это совсем не обязательно. 

Кстати, существуют два способа определения размера троса: либо используют длину окружности, которую чаще указывают в дюймах, либо указывают диаметр в миллиметрах. В настоящее время практически во всем мире используется второй вариант. Мы это отметили потому, что на некоторых сайтах (в том числе и в интернет-магазинах) иногда встречаются ошибки, где неверно указывают характеристики троса. А любому человеку, который знает азы геометрии будет понятно, что длина окружности 20 миллиметров и аналогичный диаметр это совсем разные тросы, ведь диаметр всегда меньше окружности.

Материалы для тросов 

В наше время тросы, канаты и веревки делают как из современных материалов, которые обладают исключителными эксплуатационными свойствами, так и из старых, которые были известны еще сотни лет назад. Поэтому сейчас материалов, из которых производят эти изделия, десятки. Их можно разделить на три группы: растительные, синтетические и стальные, о чем стоит поговорить подробно, разобрав плюсы и минусы каждого типа. Сразу отметим, что подробно разбирать мы будем только те виды, которые распространены в нашей стране, а экзотические, вроде кокосовых или манильских в подробностях рассматривать не будем. 

Растительные 

Самые первые веревки и канаты делали именно из растительных материалов, известны они были еще в Древнем Египте, а возможно их придумали еще раньше. Распространены они и сегодня благодаря экологичности, дешевизне и доступности материалов, особенно в некоторых регионах. 

Джутовые 

Джутовые канаты или тросы производят из волокон кустарника, который растет в странах, где есть влажный климат. Изначально он был не во всех регионах, но со временем его культивировали как прядильную культуру. Волокна ломкие, грубые, но при этом достаточно крепкие на разрыв. Джутовые тросы по прочности не входят в число лидеров, а выпускаются в разных диаметрах, от тонких веревок (от 2 миллиметров), до канатов диаметром 40 мм и выше. 

Прочность на разрыв указывает производитель, например, при диаметре 10 мм это в среднем 400 кгс, а при 30 мм — 2700 кгс и выше. При этом зачастую производители рекомендуют нагрузку не выше 25% от максимально допустимой. Джут часто используют для изготовления декоративных изделий, материал считается эстетичным. При этом смотрят на плотность (измеряется в текс). Например, показатель выше 1600 текс применяется для изделий с четкой формой, а ниже 600 для рыхлой структуры. Также джут может быть как ворсистым, так и гладким (его подвергают полировке). 

Джут используется достаточно широко, помимо использования в качестве собственно веревки его применяют в качестве уплотнителя, для обмотки различных конструкций, при строительстве. Считается неплохим утеплителем (используется как вспомогательный материал). Слабо подвержен гниению, не боится солнечного света. 

Пеньковые 

Пеньковые канаты, веревки и тросы производят из волокон технической конопли. Материал известен сотни лет, в частности чаще всего канаты из этого материала использовали на судах, где их пропитывали смолой, что уменьшало прочность, но препятствовало поглощению влаги. Сфера применения пеньковых тросов очень широка: от декоративных целей и использования в быту, до нефтегазовой промышленности, при строительстве, для подъема грузов. 

Они не накапливают статическое электричество (что обуславливает их использование в некоторых сферах, где это может быть критично), экологически безопасны, практически не боятся ультрафиолетового излучения и прямых солнечных лучей. Однако, как у любых растительных материалов, у них есть и недостатки: они впитывают влагу, после чего их прочность уменьшается, могут гнить, не слишком хорошо на них влияют резкие перепады температур. Это ограничивает места их использования, либо подразумевает дополнительную обработку.

Вместе с тем пеньковые тросы и веревки отличаются высокой прочностью. Из растительных материалов они одни из самых прочных, способны удлиняться под нагрузкой до 10%. Необходимое разрывное усилие для пенькового каната диаметром 10 мм в среднем около 800 кгс, что в 2 раза выше, чем у джутовых. Сегодня пеньковые тросы выпускаются как смоленые, так и несмоленые. Первые отличаются меньшей прочностью, зато их срок службы значительно выше и они не бояться влаги, о чем мы писали выше. 

Хлопковые 

Хлопковые тросы и веревки также имеют как плюсы,так и минусы. Отличаются мягкостью, гибкостью и небольшим весом, но чувствительны к плесени и легко растягиваются. По прочности уступают пеньковым примерно в два раза. Это также экологичный материал, который не накапливает статического электричества. Имеет широкую сферу использования, также применяется в декоративных целях, в быту, на промышленных предприятиях. 

Из существенных недостатков стоит выделить гниение, бактерии и особенно грибок могут очень быстро навредить хлопчатобумажной веревке. Впрочем, сегодня это решают использованием особых защитных составов, которые предотвращают гниение. Также стоит учитывать и особенности эксплуатации: со временем хлопковая веревка после использования может потерять до 5% длины. 

Синтетические 

Синтетические тросы производят по схеме растительных, но из синтетических материалов. Они значительно прочнее, не подвержены гниению, обладают и другими преимуществами, как и недостатками, которые зависят от типа синтетического материала. Собственно именно их недостатки и приводят к широкому использованию тросов из растительных материалов. 

Полиамидные 

Полиамиды — это целая группа пластмасс, а для производства тросов используют нейлон, селон, рилсан, энкалон, перлон и другие. Чаще всего используют нейлон, который обладает целым рядом исключительных характеристик. Например, прочность на разрыв 10 мм нейлонового троса — 1500 кгс, что значительно прочнее любого растительного материала. Полиамидовые канаты не впитывают воду, не гниют, их легко чистить. Выдерживают температуру до 215 градусов и выше, но при этом может быть нарушение структуры при более низких. Кстати, веревки из этого материала часто называют капроновыми, но фактически это ошибка, так как капрон лишь один из типов полиамидового волокна. 

Также являются износостойкими, устойчивы к истиранию (если сравнивать с растительными), к щелочам и слабым кислотам, гибкие, упругие и легкие. Отдельные типы способны значительно растягиваться. К недостаткам относят электризуемость, что свойственно всем синтетическим тросам, теряют прочность под воздействием ультрафиолета (то есть, их использование под открытым солнцем не желательно). Сильные кислоты, как и огранические растворители способны повредить полиамидовому тросу. К достоинствам мы отметили способность к растяжению, но это отдельные типы и это можно отнести и к недостаткам, так как обычные типы под влиянием сильной нагрузки могут растягиваться до 25%.

Кстати, проблема ультрафиолета является самой серьезной почти для всех синтетических тросов, полиамид здесь не исключение. Это решает добавлением антиоксидантов и специальных светостабилизирующих добавок и на их наличие стоит обязательно обратить внимание, если подразумевается использование троса на открытом воздухе. 

В настоящее время полиамидовые тросы, веревки и канаты одни из самых распространенных, их широко применяют в морском и речном деле, в быту, при строительстве, для подъема грузов. Есть очень толстые, которые способны выдерживать огромные нагрузки. Например, полиамидный канат толщиной 96 мм может выдерживать до 127000 кгс, при этом один метр такого изделия будет весить больше 5 килограмм. 

Полипропиленовые 

Полипропилен также очень распространенный материал, который выигрывает по прочности у любого троса из растительного материала. Это обычный многопрядный трос, который может быть и из плоских волокон их пленки (этот тип не тонет). Отличаются низкой ценой, в продаже можно найти как тонкие веревки, так и толстые канаты. Сфера применения широка, они также применяются в судоходстве, при такелажных работах и в других целях. 

К преимуществам относят стойкость к изгибанию (кстати, здесь полипропиленовые выигрывают у нейлоновых), влагостойкость, способность выдерживать агрессивные химические вещества, обладают хорошей прочностью на разрыв. Также они удерживают тепло, поэтому иногда их используют в швах конструкций в качестве утеплителя. Но есть у них и недостатки, некоторые из которых весьма существенны. Во-первых, они не очень хорошо сопротивляются истиранию, во вторых их температура плавления около 160 градусов, при этом свои свойства может терять и при более низких температурах. 

Ключевой недостаток полипропиленовых тросов — быстрый износ, особенно в случае неправильной эксплуатации. Рекомендуется полностью исключать контакт с различными выступами, острыми ребрами, да и узлы на таких тросах виляют на их прочность и способствуют быстрому изнашиванию. Но, повторимся, широкая сфера применения обусловлена низкой ценой и высокой прочностью.

Полиэстеровые 

Полиэстеровые (также правильно говорить полиэфирные) во многом схожи с полипропиленовыми, но есть у них и ключевые отличия. По своей прочности они практически идентичны, хотя и здесь полиэстеровые тросы несколько выигрывают, пусть и не критично, зато они куда менее подвержены истиранию. Также они выдерживают более высокую температуру — до 270 градусов, что на уровне нейлона, но на 100 градусов выше, чем у полипропилена. Меньше растягиваются при нагрузке (а это уже серьезное отличие от полиамидных тросов), не впитывают влагу и устойчивы к ультрафиолетовому излучению. Но и цена их выше. 

Сфера применения, а также формат выпуска очень широки. Часто применяются при производстве аварийно-спасательного снаряжения, при такелажных работах, при строительстве и т.д. Если приходится выбирать между тремя типами синтетических тросов, то предпочтение стоит отдать именно полиэестровым (полиэфирным). К недостаткам, помимо традиционных, которые свойственны всем синтетическим канатам, стоит отнести больший вес. Он примерно на 17% тяжелее, чем полипропилен. 

Это три основных типа синтетических тросов, хотя есть и другие, но их сферы применения специфичны, либо они имеют высокую цену. Например, кевлар-арамид, который по своей прочности превосходит стальные тросы и вообще обладает исключительными свойствами, но при это он подвержен воздействию ультрафиолета, из-за влаги теряет прочность и обладает очень высокой ценой. А изделия из полиэтилена используют значительно реже, так как из него делают только мононитевые волокна. 

Стальные 

Стальные тросы производят из стальной проволоки, которую скручивают по спирали. Ее изготавливают из углеродистой стали, впоследствии оцинковывают, а сама сталь может быть разного качества. Могут иметь пеньковый сердечник, который пропитан специальной смазкой. Он необходим для заполнения пустоты и защиты внутренних поверхностей от коррозии. У стальных тросов очень широкая сфера использования, их выпускают разного диаметра, от тонких до очень толстых.

Во многих сферах зачастую сложно сделать выбор между синтетическим канатом и стальным, например, при выборе буксировочного троса, на тему чего на автомобильных форумах сломали немало копий (клавиатур). Но мы эти вопросы разбирать не будем, поговорим лишь про их основные плюсы и минусы, которые и обуславливают условия эксплуатации и сферу применения. Кстати, интересно, что некоторые типы стальных тросов могут быть дешевле некоторых синтетических (многие люди думают совсем наоборот), поэтому при выборе иногда значение имеет и цена. Итак, преимущества: 

• Прочность и долговечность; 

• Способность работать в очень широком температурном диапазоне; 

• Выдерживает динамические нагрузки; 

• Износ легко обнаружить при визуальном осмотре; 

• Не требует особого ухода. 

Недостатки: 

• Нельзя использовать в агрессивных средах; 

• Об порвавшиеся проволоки канатов легко поранить руки; 

• Это вытекает из его способности растягиваться, что приводит к разрыву волокон; 

• Хотя он и выдерживает динамические нагрузки, это не только плюс, но и минус. В частности при обрыве он может серьезно ранить человека или убить, поэтому придумали специальные приспособления, такие как тросогасители. 

• Подвержен ржавлению; 

• Тяжелее синтетических, соотношение может быть разным, но в среднем это один к семи. 

Также отметим, что стальные тросы имеют множество типов и классифицируются по разным параметрам. Например, обозначение ОС говорит об органическом (растительном) сердечнике, МС о металлическом, ТК — точечное касание проволок, ЛК — линейное касание (подразумевается касание между слоями). Опять же, такое многообразие обусловлено разными эксплуатационными требованиями, но в целом плюсы и минусы, о которых мы писали выше, в той или иной степени присущи всем типам.

Тем не менее и стальные тросы находят широкое применение. Как видно, у растительных, синтетических и стальных канатов есть как свои плюсы, так и минусы, а идеального варианта нет. В бытовых целях можно использовать любой, а вот для более серьезных уже необходимо подбирать конкретный тип. Да и в случае с бытовым использованием могут быть неприемлемые варианты, например, никто в здравом уме не будет вешать стальной трос в качестве веревки для сушки белья.

Прочность тросов 

Прочность троса может быть разрывной (это предел прочности) и рабочей, которой его можно подвергать длительное время без риска его порвать. Разумеется, рабочая прочность всегда меньше разрывной, а разница может быть в 4-6 раз, это зависит от материала из которого сделан канат. В большей степени зависит (если не считать материала) от толщины, а также от условий эксплуатации. Например, многие тросы из растительных материалов теряют свою прочность если их намочить.

Самостоятельный расчет не требуется, производители указывают эти параметры (иногда указывают только прочность на разрыв, не будет ошибкой, если ее поделить на 5 и получить рабочую нагрузку). Также стоит учитывать, что нагрузка это не масса. Например, трос выдерживает груз весом 10 килограмм, но если этот груз поднять и кинуть обратно, то трос порвется, так как нагрузка будет значительно больше, чем в состоянии покоя. Для каждого типа существуют таблицы прочности, но мы рекомендуем смотреть только на цифры от производителей, так как значения могут отличаться, пусть и незначительно. 

Вопрос выбора троса для конкретной цели мы в рамках данной статьи не рассматриваем по двум причинам: во-первых, статья получилась бы слишком большой, во-вторых, вопросы выбора для определенных целей рассматриваются на отдельных сайтах (для альпинизма и т.д.), в-третьих, для большинства целей (можно понять как бытовую сферу использования) можно руководствоваться исключительно плюсами и минусами разных типов, о которых мы рассказали достаточно подробно. Ну а такие нюансы как число прядей, тип, свивки и т.д. Принципиального значения в большинстве случаев не имеют.