הסברים ומונחים טכניים

נעשו מאמצים רבים למנוע הכנסת טעויות בנתונים הטכניים, למרות זאת אנו מסירים את אחריותנו לגבי נכונותם ושומרים לעצמנו את הזכות לבצע שינויים ללא הודעה מוקדמת.
  מהו כבל פלדה?

מבנה הכבל:
לצורך הגדרת כבל פלדה, יש להגדיר את קוטר הכבל, מבנה הכבל, סוג הליבה, טיב החומר, וכיוון השזירה.

מרכיבי הכבל:
  • התיל (חוט פלדה) - זהו המרכיב הבסיסי ביותר של הכבל והוא מהווה את חומר הגלם העיקרי לייצור כבלי הפלדה.
  • הגדיל (גיד) - הגדיל הוא תוצאה של שזירת תילי הפלדה בשכבה אחת או יותר סביב לתיל מרכזי (גרעין).
  • ליבת הכבל (לב) - ליבת הכבל יכולה להיות מיוצרת מחומר סיבי או מתילי פלדה. קיימים גם סוגי כבלים ללא ליבה כלל.
  • הכבל - הכבל מורכב משכבה אחת או יותר של גדילים השזורים סביב ליבת הכבל. כבלים חד שכבתיים הינם כבלים בעלי שכבה אחת בלבד של גדילים סביב הליבה, בדרך כלל 6 או 8 גדילים. כבלים רב שכבתיים הם כבלים בעלי יותר משכבת גדילים אחת, אלו כבלים בלתי מתפתלים.
 
קוטר הכבל:
הקוטר הנומינלי של הכבל הוא קוטר המעגל החוסם את חתך הכבל. הקוטר המעשי מוגדר כממוצע של 4 מדידות המבוצעות בשני מקומות המרוחקים זה מזה מטר אחד. בכל נקודה מבוצעות שתי מדידות במישורים ניצבים זה לזה.
המדידה נעשית בעזרת זחון (קליבר). יש לוודא שאכן מודדים את קוטר המעגל החוסם.
הקוטר המעשי של הכבל צריך להיות בתוך גבולות הסבולת (Tolerance) המותרת ע"פ התקן.
אנו נוהגים להשתמש בזחונים מיוחדים בעלי שפתיים רחבות המכסות 2-3 גדילים בו זמנית.
 

חומרי גלם:
 
תילי פלדה:
תילי הפלדה מיוצרים ע"פ תקנים מוכרים כמו ISO 2232 ו- ISO 4101. התילים נרכשים על ידינו במצב מוגמר. כל טיפול תרמי או ציפוי נדרש מבוצע על ידי הספק.
תילי הפלדה יכולים להיות בדרגות חוזק שונות ובסוגי גימור (טיב) שונים.
 
טיב:
המונח טיב מתייחס לסוג הציפוי של התיל. הסוגים הנפוצים הם:

תילים שחורים (לא מגולוונים) - Bright \ Uncoated Wires
- תילים שחורים משמשים ליצור כבלים שאורך חייהם, מושפע בעיקר מבלאי ושחיקה ולא מקורוזיה. כאשר משווים את השפעת הבלאי והשחיקה על הכבל יש לקחת בחשבון שניתן להגן במידה מסוימת מפני קורוזיה גם על כבל המיוצר מתילים שחורים באמצעות חומרי סיכה ושימון. הסימון לטיב זה על פי ת"י 565 הוא U.
תילים מגולוונים משוכים - Drawn Galvanized - בתילים אלו הגלוון מבוצע במהלך תהליך הייצור של התיל. מתקבל תיל בעל תכונות מכאניות זהות לתיל בלתי מגולוון. קיימות שתי דרגות של גלוון כאשר ההבדל הוא בעובי שכבת האבץ, הדרגה הנפוצה היא Quality B.
בדרגה Quality A עובי הגלוון גדול יותר אולם התכונות המכאניות שלהם נחותות בהשוואה ל- Quality B. השימוש בתילים מסוג זה אינו נפוץ ודורש הזמנה מיוחדת.
באתר זה בכל מקום בו מוזכר כבל מגולוון הכוונה היא ל- Quality B אלא אם כתוב אחרת במפורש. הסימון לטיב זה על פי ת"י 565 הוא B או A בהתאמה.
תילים מגולוונים בטבילה חמה - Hot Dip Galvanized Wires - בתילים אלו הגלוון מבוצע בסוף תהליך הייצור של התיל. הציפוי מבוצע על ידי טבילת התיל באמבט אבץ מותך. התכונות המכאניות של תיל כזה נחותות משמעותית מאלו של תיל מגולוון משוך אבל בשיטה זו ניתן להגיע לעובי שכבת גלוון גדול במידה משמעותית מאשר בתיל מגולוון משוך.
כבלים מתילים מגולוונים בטבילה מתאימים בעיקר לשימושים בהם השיקול העיקרי הוא הגנה מפני קורוזיה (למשל כבלי עיגון לעמודים).
תילי פלב"מ Stainless Steel Wires - כבלים המיוצרים מפלב"מ (נירוסטה) עמידים ביותר בפני קורוזיה וטמפרטורות גבוהות. כבלים אלו מיוצרים בדרך כלל מפלדות מהסוגים 304,302 AISI. קיימים גם כבלים מפלדה מסוג 316 AISI שעמידה יותר בפני קורוזיה אלקטרוליטית, מה שמשפר את עמידותה במי ים אולם חוזקה נמוך יותר.
ציפויים אחרים - קיימים ציפויים אחרים כגון ציפוי פליז או ציפוי סגסוגת אבץ ואלומיניום המשמשים למטרות מיוחדות, תילים אלו נרכשים על פי הזמנה מיוחדת בלבד.

חוזק:
תילי פלדה מיוצרים במספר דרגות חוזק בהתאם לתקנים על פיהם הם מיוצרים. לייצור הכבלים אנו משתמשים בעיקר בתילים בדרגות החוזק הבאות:
  • 1370 ניוטון\ממ"ר (140 ק"ג\ממ"ר)
  • 1570 ניוטון\ממ"ר (160 ק"ג\ממ"ר)
  • 1960 ניוטון\ממ"ר (200 ק"ג\ממ"ר)
  • 2160 ניוטון\ממ"ר (220 ק"ג\ממ"ר)
קיימים גם תילים בדרגות חוזק אחרות המשמשים לייצור כבלים וגדילים לשימושים מיוחדים.

בארה"ב מקובלת חלוקה שונה לדרגות חוזק:
  • Traction Steel
  • (Mild Plow Steel (MPS
  • (Plow Steel (PS
  • (Improved Plow Steel (IPS
  • (Extra Improved Plow Steel (EIPS
  • (Extra Extra Improved Plow Steel (EEIPS
הדרגה הנפוצה ביותר היא IPS שהיא הקרובה ביותר ל- 1770 ניוטון לממ"ר. דרגת החוזק EIPS קרובה לחוזק 1960 ניוטון\ממ"ר . על פי השיטה האמריקאית, חוזק הפלדה בכל דרגה אינו קבוע אלא תלוי בקוטר החוט.

ליבה סיבית -  FIBER CORE:

סיבים סינתטיים - בדרך כלל הליבה הסיבית מיוצרת מסיבים סינתטיים. ע"פ רוב מפוליפרופילן. חומר הגלם הוא חוטים (yarns) השזורים מיריעת פוליפרופילן (fibrillated film) .מחוטים אלו אנו מייצרים את החבלים המשמשים כליבה סיבית על פי מפרטים המבוססים על ניסיון ממושך ועל פי דרישות התקנים הנוגעים לעניין.

סיבים טבעיים - חומר גלם נוסף המשמש לייצור ליבה סיבית הוא סיבי סיזל (sisal). אלו סיבים טבעיים המופקים מצמח האגבה. ליבה סיבית מסיזל משמשת בדרך כלל ליצור כבלי מעליות. סוג נוסף של סיב טבעי שמותר לשימוש ע"פ התקן הוא מנילה אבל השימוש בו אינו נפוץ.
סוגים נוספים של סיבים טבעיים שהיו מקובלים בשימוש בעבר אבל אסורים ע"פ התקנים התקפים כיום הם כותנה, יוטה, פשתן ואחרים.

לסיבים הסינתטיים יש מספר יתרונות על פני הסיבים הטבעיים, הם חזקים יותר, אינם נרקבים, פחות רגישים לחומרים כימיים וניתן לשלוט במידה רבה יותר על תהליך הייצור שלהם ולהגיע לדיוק גבוה ואחידות.

חומרי סיכה:
כבל פלדה הוא "מכונה" המורכבת מחלקי מתכת (התילים) הנוגעים זה בזה ונעים אחד ביחס לשני בעת העבודה. כמו כל מכונה אחרת גם הכבל זקוק לחומר סיכה. מטרת חומרי הסיכה בכבלי הפלדה היא לתת הגנה מפני קורוזיה ולהקטין את החיכוך הפנימי בכבל ואת השחיקה הנובעת ממנו.
כל הכבלים המסופקים ע"י חרושת כבלים מסילות משומנים בעת שזירת הגדילים כך שכל תילי הכבל מצופים בחומר סיכה. בכבלים בעלי ליבה סיבית הליבה ספוגה גם היא בכמות מתאימה של חומר סיכה.
 
שזירה:
 
שזירה
ימנית
לרוחב
zZ
שזירה
שמאלית
לרוחב
sS
שזירה
ימנית
רגילה
sZ
שזירה
שמאלית
רגילה
zS
אחת התכונות העיקריות על פיהן מוגדר הכבל הינה כיוון השזירה שלו.
כאן יש להבחין בין כיוון השזירה של התילים בגדילי הכבל לבין כיוון השזירה של הגדילים בכבל עצמו. כבל נקרא כבל ימני או בעל שזירה ימנית כאשר כיוון השזירה של הגדילים בכבל הוא ימין ושמאלי כאשר כיוון השזירה של הגדילים בכבל הוא שמאל.
מבדילים בין שני סוגים עיקריים:
שזירה רגילה או שזירה לאורך (Regular lay, Ordinary lay) - כבל שבו כיוון שזירת התילים בגדיל הפוך מכיוון שזירת הגדילים בכבל. כאשר מסתכלים על כבל כזה, רואים שכיוון התילים החיצוניים הוא לאורך הכבל. כיווני השזירה של הכבל יכולים להיות שמאל או ימין.
מסמנים כבלים בשזירה רגילה בצמד האותיות sZ עבור כבל ימני ו- zS לכבל שמאלי.
שזירה לרוחב (Lang's lay) - בכבל כזה, כיוון השזירה של התילים בגדיל זהה לכיוון השזירה של הגדילים בכבל וניתן לראות שכיוון התילים החיצוניים הוא לרוחב הכבל. צורת שזירה זו קרויה על שם המהנדס האנגלי שפיתח אותה LANG. גם במקרה זה הכבל יכול להיות ימני או שמאלי.
מסמנים כבלים אלו בצמד האותיות zZ עבור כבל ימני ו- sS לכבל שמאלי.
 
כאשר הכבל נמצא תחת עומס, יש לו נטייה להסתובב (להתפתל) בכיוון השזירה שלו ולהיפתח. בכבל בעל שזירה לרוחב, נטייה זו חזקה יותר מאשר בכבל בעל שזירה רגילה. בכבל בעל שזירה רגילה כיוון השזירה המנוגד של התילים והגדילים מקזזים במידה מסוימת זה את זה.
 
לעומת זאת, כבל בעל שזירה לרוחב עמיד יותר בפני שחיקה כאשר הכבל עובר על גלגלות מכיוון שקטע ארוך יותר של התילים נמצא במגע עם הגלגלת ולכן העומס מתחלק על פני שטח גדול יותר, הלחץ קטן ולכן גם השחיקה.
 
 
ניתן לחלק את סוגי השזירה גם לשני סיווגים נוספים:
שזירה צלובה (Cross lay) - כאשר הגדיל מורכב מכמה שכבות של תילים וכל שכבה נשזרת בפעולה נפרדת. כל פעולת שזירה מתבצעת בפסיעת שזירה שונה והתילים בין השכבות השונות מצטלבים.
שזירה מקבילה (Parallel lay) - כאשר הגדיל מורכב מכמה שכבות של תילים אולם השזירה מתבצעת בפעולה אחת כך שכל התילים נשזרים באותה פסיעה. בצורה זו המיקום היחסי בין התילים בחתך הגדיל נשמר קבוע לכל האורך.
 
 
 שזירה צלובה  שזירה מקבילה
היתרון של שזירה מקבילה הוא שהמגע בין התילים הוא לאורך פס הנמשך לכל אורך הגדיל והכבל לעומת מספר נקודות בלבד בשזירה צלובה. שטח מגע גדול יותר משמעו לחצים נמוכים יותר ועמידות טובה יותר של הכבל בהתעייפות וכוחות לחיצה רדיאליים.
מבני הכבלים בשזירה צלובה הם פשוטים יותר לייצור והמכונות הנדרשות לייצרם פשוטות יותר. בעבר הם היו נפוצים מאד גם בכבלים בעלי קוטר גדול. כיום הם עדיין נפוצים למדי אבל בעיקר בקטרים קטנים יחסית, עד כ- 12 מ"מ.
 
עיצוב מוקדם (עיצוב קדם, Pre-forming):
 
בכבל מעוצב מראש ((Pre-formed, תוך כדי תהליך הסגירה, הגדילים מעוצבים לצורה הלוליינית שלהם בכבל. תהליך עיצוב זה מקטין כמעט לחלוטין את נטיית הגדילים בכבל להיפתח ומפחית את המאמצים האלסטיים בתילים המרכיבים את הגדילים. תהליך זה נותן מספר יתרונות:
  • הגדלת אורך החיים של הכבל - הפחתת המאמצים הפנימיים בתילים משפרת את עמידותם בהתעייפות.
  • מניעת הזדקרות תילים קרועים - בכל כבל נקרעים תילים תוך כדי עבודה. בכבל שאינו מעוצב מראש, תילים אלו מזדקרים החוצה, פוגמים בתילים השכנים ועלולים לגרום לפציעות כאשר מטפלים בכבלים.
  • ביטול נטיית הכבל להיפתח כאשר חותכים אותו. כאשר חותכים כבל שאינו מעוצב מראש הוא נפתח ומתפרק למין "מטאטא". כדי למנוע זאת יש לקשור את קצה הכבל בחוט ברזל (ראה הנחיות בהמשך). בכבל מעוצב מראש אין נטייה כזו וכאשר חותכים אותו הוא נשאר שלם. למרות זאת יש לקשור את קצה הכבל כדי למנוע את פרימתו עקב מכות או טלטולים.
 
 
 
כבל מעוצב מראש
Pre-formed
כבל ללא עיצוב קדם
Non-preformed
 
פרט למספר מבנים מיוחדים וכבלים לשימושים מיוחדים, כל הכבלים מתוצרת מסילות הינם מעוצבים מראש.
 
ליבת הכבל:
 
הליבה היא המרכיב הפנימי הנמצא במרכז הכבל. סביב הליבה שזורים גדילי הכבל בשכבה אחת או יותר על פי המבנה. הליבה יכולה להיות מיוצרת במספר אופנים:
  • ליבה סיבית מסיבים טבעיים או סינתטיים.
  • ליבת פלדה גדילית.
  • ליבת פלדה כבלית.
  • ליבת פלדה מקבילה.

הליבה הסיבית היא הנפוצה יותר בשימוש, היא מקנה לכבל גמישות ולכן מעדיפים את השימוש בה. כאשר העומס גבוה מאד מעדיפים להשתמש בכבל בעל ליבת פלדה שעמידה יותר בפני מעיכות ולחצים. ליבת הפלדה מגדילה את כוח הקריעה של הכבל אבל גם גורמת לכבל להיות גמיש פחות. משתמשים בכבלים בעלי ליבת פלדה גם בתנאי חום. לכבלים בעלי ליבה סיבית טמפרטורת העבודה המקסימאלית היא כ100 °C -, לכבלים עם ליבת פלדה היא עד 150 °C.

ליבה סיבית מסיבים טבעיים או סינתטיים (Natural Fiber Core-NFC or Synthetic Fiber Core-SFC) - כפי שכבר הוסבר בסעיף הנוגע לחומרי גלם, ליבה מסיבים טבעיים ((sisal משמשת בדרך כלל ליצור כבלי מעליות. לכבלים אחרים משתמשים בדרך כלל בסיבי פוליפרופילן כאשר בכבלים דקים מ- 8 מ"מ הליבה מורכבת מחוט שזור בודד או גדיל שזור מכמה חוטים ובכבלים עבים יותר הליבה מורכבת ממספר גדילים סיביים השזורים מחוטים.

ליבת פלדה גדילית (Wire Strand Core - WSC) ליבת הכבל הנה גדיל, בדרך כלל במבנה דומה לשאר גדילי הכבל. משמשת בעיקר בכבלים דקים יחסית ובכבלים רבי שכבות (בלתי מתפתלים).

ליבת פלדה כבלית (Independent Wire Rope Core - IWRC) - זוהי ליבה הדומה בעצם לכבל, היא מורכבת מגדילים וליבה ומיוצרת בתהליך נפרד.

ליבת פלדה מקבילית (Parallel Wire Rope Core - PWRC) - ליבה זו גם היא בנויה מגדילים שזורים וליבה אבל היא אינה מיוצרת בתהליך נפרד מהכבל אלא תוך כדי סגירת הכבל. פסיעת השזירה של גדילי הכבל וגדילי הליבה שווה, מכאן שמה. לכבלים עם ליבה כזו יש שטח חתך מתכתי גדול יותר מכבלים באותו קוטר עם ליבת IWRC לכן גם כוח הקריעה המינימאלי גבוה יותר. בנוסף לכך, בגלל שהמגע בין גדילי הכבל לגדילי הליבה הוא לאורך קו ולא בנקודות בודדות, מאמצי הלחיצה בין הגדילים נמוכים משמעותית. זה מתבטא בעמידות טובה יותר בהתעייפות.
ליבת פלדה מקבילה (PWRC) משפרת את עמידות הכבל בהתעייפות לעומת ליבת פלדה כבלית (IWRC) אבל לכבלים עם ליבה כזו יש נטייה חזקה יותר להתפתל תחת עומס.
כדי לייצר כבלים עם ליבה כזו נדרשת מכונה גדולה יותר, לכן בדרך כלל תחום קטרי הכבלים הניתנים לייצור הנו מצומצם יותר מאשר כבלים עם ליבת פלדה כבלית.
 
מבנה הכבל:
תכונה נוספת וחשובה ביותר המגדירה את  הכבל היא מבנה הכבל. הכוונה היא למספר הגדילים המרכיבים את הכבל, מספר התילים המרכיבים את גדילי הכבל, אופן סידור התילים בגדילים ובמקרים מסוימים גם אופן סידור הגדילים בכבל.
קיימים מבנים רבים מאד בעלי תכונות שונות. לכל מבנה יש יתרונות וחסרונות בכל הקשור לכוח הקריעה, הגמישות, עמידות בהתעייפות, שחיקה, מעיכה, שיתוך (קורוזיה) ועוד. באופן כללי ניתן לומר שככל שמבנה הכבל מורכב יותר, משמע יותר גדילים ויותר תילים, הכבל יותר גמיש ויותר עמיד בפני התעייפות אולם פחות עמיד בשחיקה מכאנית ומעיכה.
ניתן לחלק את מבני הכבלים לשתי קבוצות עיקריות:
כבלים חד שכבתיים - במבנים אלו קיימת שכבה אחת בלבד של גדילים סביב ליבת הכבל, בדרך כלל 6 או 8 גדילים.
כבלים רב שכבתיים - במבנים אלו קיימות שתי שכבות או יותר של גדילים סביב הליבה. אלו הם כבלים בלתי מתפתלים. השכבות שזורות בכיוונים מנוגדים כך שמומנט הפיתול הפנימי הנוצר בכבל תחת עומס מתאזן בין השכבות. בכבלים בעלי מספר שכבות גדול יותר האיזון בין השכבות טוב יותר והמומנט הנותר קטן יותר.
 
כינוי מקוצר של הכבל ע"פ התקן:
ניתן להגדיר את הכבל באופן מלא ומדוייק בצורה מקוצרת שאינה דורשת מלל רב. התיאור המקוצר כולל מספר "שדות" הכוללים מספרים ואותיות על פי ההסבר להלן:
 
 לדוגמא:
 
sZ - U - 1770 - IWRC - 6x19S - 11.5
 
 
 
לכל מבנה כבל באתר מפורטות כל האפשרויות הקיימות לגביו: סוגי הליבה, דרגות חוזק, הטיב וכיווני השזירה. כמו כן לכל מבנה יש קישור לדף קטלוג בו מפורטים קטרי הכבלים הרלבנטיים.