尼龍與尼龍直接摩擦?xí)芸飚a(chǎn)生大量的熱量，其足以在短時(shí)間內(nèi)融化尼龍。
我們的試驗(yàn)最早從測(cè)量繩索與頂部錨點(diǎn)主鎖摩擦生熱開始。影響溫度的因素很多，比如：攀爬人員的體重，高度，下放速度，環(huán)境溫度，主鎖結(jié)構(gòu)，濕度，風(fēng)力等,主要因素是前四個(gè).總能量為mgh，(m：攀爬人員體重，g：重力加速度，h:高度)，這些能量釋放后全部轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，這些熱量主要集中于保護(hù)員的保護(hù)系統(tǒng)和上方錨點(diǎn)。
重力勢(shì)能一定的情況下，下放的速度越快，會(huì)在越短的時(shí)間內(nèi)釋放這些能量，導(dǎo)致更高的瞬間溫度。環(huán)境溫度和風(fēng)力也是一個(gè)影響因素，特別是對(duì)于體積比較大的鎖，它直接影響了每次下放間隔的散熱效率。
我們?cè)趯?shí)際情況下做了以下幾次測(cè)試：
1. 地點(diǎn)：首體攀巖館
高度：12m
攀爬人體重：52kg(太輕了)
室內(nèi)空氣溫度：25℃(非常涼快，無風(fēng))
連續(xù)攀爬了5次，溫度如圖。導(dǎo)致溫度不高的原因主要是攀爬人員體重輕，環(huán)境溫度低，以及特殊的錨點(diǎn)設(shè)置，首體的頂部錨點(diǎn)除了頂部的主錨點(diǎn)外，在巖板上有一個(gè)快掛做的導(dǎo)向，方便讓兩股繩子分開，這也讓部分能量分布在了這個(gè)快掛上。
2.回龍觀巖館(多次試驗(yàn))
高度：8m
攀爬人員體重：80kg
室內(nèi)空氣溫度：30℃(無風(fēng))
連續(xù)攀爬了6次
不過這里的頂有些特殊，我使用了內(nèi)徑28mm，接觸環(huán)厚度12mm的鋁合金環(huán)。然后設(shè)置了備份錨點(diǎn)(不受力)，這樣頂部能更集中的受力發(fā)熱。這里模擬的是使用dyneema扁帶的快掛，測(cè)量放人時(shí)的溫度影響。
使用了很細(xì)的繩索BEAL joker 9.1mm。溫度最高測(cè)得96℃，比室溫提高了66℃，我相信如果繼續(xù)爬，溫度會(huì)更高。值得注意的是生產(chǎn)商對(duì)于PPE產(chǎn)品的使用溫度上限為80℃。此外，此次試驗(yàn)使用了5mm 的純dyneema輔繩，后來我觀察了輔繩的狀態(tài)，輔繩接觸面完好無損，但我不確定長時(shí)間接觸高溫會(huì)不會(huì)對(duì)材料造成影響。
3.白河
高度：25m
攀爬人員體重：73kg
室內(nèi)空氣溫度：29℃(有微風(fēng)，且無太陽直射)
連續(xù)攀爬了2次
頂部錨點(diǎn)是鋼制主鎖，由于攀爬次數(shù)太少(測(cè)試人員體力不支，爬不動(dòng))，溫度峰值只有54℃。如果繼續(xù)攀爬溫度應(yīng)該也會(huì)提高到100℃。但是這條線路由于線路磨繩沒法比較快速的下放攀爬者。這也制約了溫度的上升。
由于前幾次試驗(yàn)的環(huán)境溫度都是相對(duì)溫和的，為了模擬最惡劣的環(huán)境，我們還得測(cè)量在高溫天氣，太陽直射情況下的主鎖溫度。很可惜在整個(gè)試驗(yàn)周期內(nèi)由于北京的“霧霾”問題，沒有出現(xiàn)氣溫很高的，且有太陽直射的大晴天。
取兩次測(cè)量(均為太陽直射，微風(fēng))
1.室外空氣溫度33℃， 掛片溫度36℃，黑色鋼鎖℃，連接掛片鋁鎖38℃。
2. 室外空氣溫度38℃，黑鋁鎖46℃，空調(diào)機(jī)箱55℃!關(guān)于為什么白色的空調(diào)機(jī)箱溫度會(huì)比黑色的鎖高，主要原因是機(jī)箱殼的面積很大，且很薄，有很好的吸熱效率。
破壞試驗(yàn)：
由于現(xiàn)實(shí)情況有各種的限制，無法達(dá)到預(yù)期，我想看看到底多高的溫度能對(duì)扁帶造成破壞，我使用單根蠟燭對(duì)紫色的鋁制主鎖進(jìn)行了加熱，主鎖的下端使用扁帶連接，為了防止高溫對(duì)其他設(shè)備造成影響，我在上端使用了aramid輔繩連接(芳綸材料，有很好的耐高溫效果，無熔點(diǎn)，碳化溫度560℃，詳見http://weibo.com/2095924641/yfrVZzTth?mod=weibotime 或用微博掃二維碼 )，以便對(duì)高溫隔離。
但是一根蠟燭的升溫有限，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)溫度達(dá)到150℃時(shí)，溫度就很難繼續(xù)上升。此外，施加的重量只有10kg(嚴(yán)格應(yīng)該使用100kg的重物)，測(cè)量結(jié)束后管式尼龍扁帶無很大的異常，但是能看出主鎖接觸部位的印子，說明這個(gè)溫度還是對(duì)材料造成了影響。
第二次使用BEAL 5mm Pure dyneema輔繩，溫度達(dá)到130℃時(shí)，輔繩的接觸部分就已經(jīng)開始了形變，145℃時(shí)能看到明顯的融化，隨后融化加速。
隨后我們?cè)陧斃K保護(hù)站使用繩索(10.2mm)直接在尼龍扁帶上摩擦進(jìn)行試驗(yàn)，一個(gè)攀爬者攀爬8m的巖壁，下放3次，圖片中是被破壞的扁帶，我仔細(xì)觀察了黑色的部分，這應(yīng)該不是碳化或氧化不完全造成的，而是扁帶上黑色的織線融化后，以及繩索上的灰塵造成的。
我又用3mm輔繩對(duì)一根藍(lán)色的10.5mm繩索摩擦切割，確實(shí)無黑色產(chǎn)生，但是能看到有藍(lán)色的色素染到白色的尼龍上。
關(guān)于紫外線照射對(duì)尼龍?jiān)O(shè)備的影響，我們?cè)谑彝夥胖昧艘桓鈳?，大概一個(gè)月就導(dǎo)致扁帶褪色，這主要是紫外線對(duì)染色色牢度的影響，我們認(rèn)為這并不會(huì)對(duì)扁帶強(qiáng)度產(chǎn)生顯著的影響(但我們依然要求客戶避免在室外保存設(shè)備)。雖然試驗(yàn)證明過紫外線會(huì)影響尼龍織物的強(qiáng)度，包括irata之前發(fā)布過類似的警告，但對(duì)強(qiáng)度的影響通常要經(jīng)過很長時(shí)間的紫外線照射，且對(duì)強(qiáng)度的影響并不大。
結(jié)論：我們認(rèn)為更可能導(dǎo)致安徽的扁帶熔斷事故的原因是繩索直接與扁帶發(fā)生了摩擦，摩擦產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致扁帶融化，強(qiáng)度下降，遂發(fā)生斷裂。使用者很可能錯(cuò)誤放置了保護(hù)站。
通過實(shí)驗(yàn)，我們認(rèn)為實(shí)際情況主鎖的升溫趨勢(shì)圖如下，溫度會(huì)在下放攀爬者時(shí)溫度上升，然后在下次攀爬時(shí)，溫度開始下降，到第二次下放時(shí)，溫度再次上升，如果是一個(gè)攀爬者連續(xù)攀爬，隨著體力消耗，他的攀爬時(shí)間會(huì)越來越長，這也意味著散熱時(shí)間也會(huì)增長，溫度下降得也越多。直至溫度升高和下降平衡，趨于穩(wěn)定，除非有新的攀爬替換攀爬。
我們認(rèn)為即使在炎熱的夏日，太陽直射情況下，頂繩保護(hù)的尼龍扁帶很難被繩索與主鎖摩擦產(chǎn)生的熱量破壞。但是在極端情況下，如果使用dyneema的扁帶，若巖壁高度足夠高，連續(xù)不間斷的攀爬(至少幾十次的攀爬和下降)，主鎖溫度可能會(huì)超過130℃，這個(gè)溫度足以帶來致命的破壞。dyneema扁帶和尼龍扁帶相比更窄，更薄，所以dyneema扁帶更容易遭到破壞。
此外，一般的頂繩保護(hù)主鎖的溫度很容易被升高到生產(chǎn)商要求的溫度上限80℃，但一般不會(huì)對(duì)設(shè)備帶來致命的破壞。
我們的建議：
1.繩索系統(tǒng)不是永久性系統(tǒng)，注意經(jīng)常檢查，在完成工作后要拆除設(shè)備，進(jìn)行妥善的保管。
2.盡量不要在炎熱，太陽直射的情況下攀巖，相比之下，脫水帶來的危險(xiǎn)性更大，要有足夠的飲水。
3.半永久性的攀巖保護(hù)站使用尼龍扁帶，而不是dyneema扁帶。
4.半永久性保護(hù)站要有備份保護(hù)。
5.保護(hù)員不要快速下放攀爬者，攀爬者發(fā)生下放墜地的概率要比保護(hù)站被融化的概率大得多。
6.閱讀產(chǎn)品說明書，按照規(guī)范操作，不要輕視每一秒在高空中的時(shí)間。
