Kwelling van skieters
Lede van Kaapjag en van die SA Jaggeweer Skietvereniging (SAJSV) spreek geruime tyd al die kommer uit dat die formaat van die veldskiete, te wete vyf skote kort na mekaar en dertig skote per kompetisie, verwering van die lope van jaggewere kan versnel. Versoeke is al ontvang om die formaat te verander, onder meer om die aantal skote te verminder, of om die tydsbeperkings te verwyder. Die saak was ‘n besprekingspunt op die onlangse (16 Maart 2007) Algemene Jaarvergadering van die SAJSV. Daar het ‘n lid aangevoer dat ‘n literatuur ondersoek wat hy oor die onderwerp gedoen het, aandui dat vuur tempos van die aard wat in veldskiet ter sprake is, nie ‘n beduidende invloed oploop lewe behoort te hê nie. Die mening is met toejuiging ontvang, en die mosie om die formaat van die veldskiete aan te pas is eenparig verwerp.
Die resultaat van die genoemde literatuurstudie is sovêr bekend nie gepubliseer nie. Die vermoede bly steeds bestaan dat veldskiete die lewe van die lope van jaggewere kan verminder, en gegee die koste en moeite verbonde aan die vervanging van ‘n loop, is dit nodig om die saak ‘n bietjie van nader te beskou om te probeer vasstel of daar wel ‘n probleem is, en indien wel, wat daaraan gedoen kan word.
Loop lewe
Die lewe van ‘n loop word uitgedruk as die aantal skote wat deur die loop gevuur kan word voordat die akkuraatheid van die geweer afneem tot ‘n onaanvaarbare vlak[i]. Akkuraatheid word uitgedruk as die verspreiding van ‘n aantal skote wat agtereenvolgend onder identiese toestande na dieselfde teiken geskiet word. Aanvaarbare verspreiding hang af van die doel waarvoor die geweer gebruik word. So sou ‘n bank skieter byvoorbeeld nie tevrede wees met ‘n vyf skoot verspreiding van meer as een kaliber op 100 meter nie, terwyl ‘n geleentheid jagter waarskynlik tevrede sal wees met ‘n verspreiding van soveel as 50mm oor dieselfde afstand[ii]. Vir veldskiet word ‘n akkuraatheid van 1 hoek minuut (sowat 1” op 100 jaarts) as die minimum beskou om mededingend te kan skiet. Dit het te doen met die situasie dat ‘n gong van 200mm (8”) deursnit op ‘n afstand van 350 m (sowat 382 jaarts) geplaas kan wees. Die 8” sirkel op 382 jaarts verteenwoordig ‘n verspreiding keël van sowat 2 hoek minute. Wanneer die skut se foute by die akkuraatheid van die geweer getel word, word ‘n trefskoot ‘n blote vloek met swakker akkuraatheid. ‘n Loop sou as ‘uitgeskiet’ beskou word indien dit nie meer konsekwent die gewenste verspreiding kan handhaaf nie.
Die verspreiding wat ‘n gegewe geweer op ‘n gegewe tydstip lewer is van ‘n aantal faktore afhanklik, en nie net van die toestand van die loop nie. Hierdie faktore sluit onder meer in die toestand en montering van die teleskoop, die toestand van die kolf en die montering van die aksie en die loop, die toestand van die kroon van die loop, en hoe skoon die loop is[iii]. Die patrone self het ‘n beduidende invloed op die verspreiding, en geen toets wat nie van identiese patrone gebruik maak kan as insiggewend beskou word nie. Alle lope is ook nie dieselfde nie. Materiale, vervaardigings-prosesse en afwerking (binne en buite) en die wyse waarop die loop ‘ingebreek’ word speel ‘n rol in die akkuraatheid wat gehaal kan word en in die verwagte lewe van die loop[iv].
Die gepubliseerde literatuur oor proewe wat met lope gedoen word omloop lewe te bepaal dui daarop dat, indien ‘n loop behoorlik voorberei is en in stand gehou word, dit sy inherente akkuraatheid sal behou vir ‘n gegewe aantal skote (tewens, daar is aanduidings van ‘n effense verbetering soos die loop ‘ouer’ word), en dat die akkuraatheid dan skielik, oor betreklik min skote, drasties afneem. Die verskynsel word hieronder geïllustreer[v].
Wanneer ‘n dramatiese toename in verspreiding van skote ervaar word soos in die diagram aangedui, is dit eers nodig om al die faktore wat die verspreiding kan beïnvloed soos hierbo genoem uit die weg te ruim voordat die loop blameer word. Maak die loop behoorlik skoon. Maak seker die teleskoop is in ‘n goeie toestand en is behoorlik monteer. Bevestig dat die loop vry in die kolf lê en dat die montering behoorlik vas is. Inspekteer die kroon vir skade en laat herstel indien nodig. Gebruik goeie patrone. Les bes moet die skut seker maak dat die toename in verspreiding nie aan sy tegniek of fisiese of geestelike toestand op daardie dag te wyte is nie. As al die moontlikhede hanteer is, en die gevolgtrekking dat die loop uitgeskiet is, is onafwendbaar, moet die boor van die loop inspekteer word. Dit word meesal deur ‘n ervare wapensmid met die nodige toerusting en kennis gedoen. So ‘n inspeksie kan bevestiging gee vir die vermoede dat die loop se lewe verby is[1].
Verwering
Alle lope van vuurwapens verweer wanneer dit gebruik word. Inspeksie van lope wys dat verwering in die gebied reg voor die kamer plaasvind. Behalwe vir die opbou van koper en koolstof, is die res van die loop tipies ongeaffekteerd[2]. Die noodwendige afleiding is dat die verwering deur die aksie van die warm gas en partikels afkomstig van die brandende dryfmiddel veroorsaak word, en nie deur die beweging van die koeël deur die loop nie. Slytasie is nie die deurslaggewende verskynsel in die afname in akkuraatheid nie. Hierdie afleiding word deur gepubliseerde navorsingsresultate ondersteun[3].
Die boor van ‘n nuwe loop is skoon en eenvormig. Mikroskopiese inspeksie wys in die algemeen bloot masjinering merke. Daarteenoor wys ‘n gebruikte loop ‘n karakteristieke mikroskopiese patroon. Die voorkoms word beskryf as gekraakte, gedroogte modder. ‘n Netwerk patroon van donker strepies vorm rondom die grein struktuur van die loop materiaal. Hierdie patroon is in alle gebruikte geweerlope sigbaar. Die spesifieke vorm van die patroon hang van die loop materiaal af. Een verduideliking vir die verskynsel is dat die loop staal onder die toestande van hoë temperatuur, druk en meganiese vervorming wat heers tydens afvuur, koolstof en waterstof uit die dryfmiddel gasse absorbeer op die randte van die staal greine. Hierdie proses lei tot geleidelike verharding van die oppervlakte lagie[4]. Hoe harder die materiaal, hoe laer is sy weerstand teen meganiese en termiese vervorming, en die oppervlaklaag van die boor kraak onder hitte- en meganiese spanning elke slag as ‘n skoot deur die loop gevuur word. Ontbranding produkte dring in die krakies in en affekteer dieper lae van die loop staal. Die mikroskopiese klein greintjies begin afskilfer, en die loop verweer.
Sowat 30% van die hitte-energie beskikbaar in die dryfmiddel word deur die loop materiaal absorbeer terwyl die koeël uit die dop uit versnel en in die groewe in graveer. Hierdie absorbering van energie lei tot ‘n styging in die temperatuur van die boor van die loop. Die vlam temperatuur van die dryfmiddel kan so hoog wees as 3500°C, maar die warm gas is slegs vir etlike mikrosekondes in aanraking met die boor. Die hitte word vinnig deur die staal weggelei, sodat die temperatuur van die binne oppervlakte van die loop nie met ‘n enkel skoot naby aan die smeltpunt van staal (sowat 1450°C) kom nie. Proewe wys dat die temperatuur van die loop oppervlak onmiddellik na afvuur vir sowat 1 mikrosekonde tot 1000°C kan styg, maar dat die temperatuur 1mm in die loop in nie 100°C oorskry nie. Teen 1000°C en hoër temperature vind noemenswaardige veranderings in die struktuur van die staal plaas, wat chemiese verwering, oksidasie en versagting tot gevolg het. Al die faktore dra saam by tot die verwering van die loop[5].
Die lagie van die loop wat deur die hoë temperatuur beïnvloed word, is van die orde van 1 mikrometer (μm) diep. Dit is naastenby 0.0004”, of minder as ‘n half van ‘n duisendste van ‘n duim. Soos die lagie verweer, word die dieper materiaal aangetas, en die verwering gaan voort totdat die koeël nie meer gestabiliseer kan word nie. Wanneer verwering gevorder het tot die punt waar die warm gas by die koeël verby blaas, is die hitte absorpsie dramaties hoër, die wand temperatuur gaan op tot so hoog as 1500°C, en die verwering in die geaffekteerde gebied versnel. Dit verklaar die plotselinge afname in akkuraatheid soos in die diagram hierbo aangetoon. Die keel en die begin van die lande van die loop verweer tot op die punt waar die koeël nie meer stabiel is voor dit in die groewe ingedruk word nie. Proewe op .22” kalibers dui daarop dat verwering van die lande van so min as .003” oor ‘n afstand van .25” akkuraatheid nadelig kan beïnvloed. Die koeël is dan reeds uit die dop uit voordat dit in die groewe ingraveer, en die lande verweer oneweredig. Verwering van die keel het ‘n meer dramatiese effek: verwering van so min as .0005” kan stabilisasie van die koeël nadelig beïnvloed.
Gepubliseerde proef data wys dat die temperatuur van die binne oppervlak van die loop eers bokant 700°C bly in masjiengeweer lope wat aanhoudend teen vuur tempos van bokant vyf skote per sekonde gevuur word. Die vinnigste sarsie in veldskiet is die vyf skote wat in 45 sekondes in die snelvuur oefening geskiet word. Baie skuts skiet ‘n skoot so elke vyf sekondes in hierdie oefening. Alhoewel die loop so warm kan word dat mens nie daaraan kan vat nie (>70°C) bly die binnetemperatuur van die loop ver onder die onderste oorgangstemperatuur (sowat 1000°C) van die loop staal. Versnelde verwering word dus nie verwag onder veldskiet toestande nie[6]. Verhitting kan egter die akkuraatheid van jag geweerlope nadelig beïnvloed. As daar oorblywende spannings in die loop materiaal is, kan die loop oneweredig uitsit onder verhitting, en opvolg skote sal nie dieselfde merk tref nie[7].
Dit is onafwendbaar dat die lope van jaggewere sal verweer, weens die strawwe toestande van hitte en vervorming wat tydens afvuur heers. Hierdie verwering het die grootste effek op die keel en die lande van die boor direk voor die kamer. Indien die verwering groot genoeg word (>.003”) en die lande oor ‘n noemenswaardige afstand (>.25”) verweer, kan die loop nie meer elke koeël effektief stabiliseer nie, en word die akkuraatheid van die geweer benadeel[8].
Verwering tempo
‘n Aantal faktore beïnvloed die tempo waarteen die loop van ‘n gegewe geweer sal verweer. Omdat individuele lope van mekaar verskil is veralgemenings gevaarlik om te maak, maar praktiese ervaring dui daarop dat vinniger kalibers se lope vinniger verweer as stadiger kalibers s’n[9]. Dan verweer dieselfde loop vinniger met swaarder as met ligter koeëls[10]. Die tempo waarteen ‘n loop verweer hang ook af van die oorspronklike toestand van die boor. Hoe gladder die boor, hoe stadiger sal die loop in die algemeen verweer[11]. Die materiaal van die loop het ‘n beduidende invloed op die verwering tempo. Gewone chroom-molibdeen staal lope verweer vinniger as vlekvrye staal lope, en lope met ‘n verharde chroom lagie in die boor verweer die stadigste[12]. Laasgenoemde lope vertoon volgens die literatuur katastrofale faling – die verspreiding neem dramaties toe binne ‘n paar skote as die loop begin faal. Dit word veroorsaak deur die chroom lagie wat afdop. Die weerstand teen verwering word in die prys weerspieël: hoe groter die weerstand, hoe duurder die loop. Laastens is daar empiriese aanduidings dat die ontwerp van die dop by vinnige kalibers ‘n invloed kan hê op die tempo van verwering. Hoe skerper die skouer, hoe minder is die verwagte verwering[13].
Die faktor wat onderliggend aan al bogenoemde effekte is, is die temperatuur van die dryfmiddel gasse en die tyd wat dit teen die hoë temperatuur en druk in die gebied onmiddellik voor die kamer bly[14]. Eenvoudig gestel: meer dryfmiddel sal meer warm gas genereer wat deur die area beweeg. Wanneer die koeël met die loop af versnel, vergroot die volume wat vir die dryfmiddel gasse beskikbaar is. Nadat al die dryfmiddel verbrand is, in die algemeen na die koeël uit die dop uit is en in die groewe ingegraveer is en begin versnel, val die temperatuur van die gasse vinnig soos dit uitset. Hoe groter die dop volume relatief tot die boor volume, hoe langer brand die dryfmiddel en hoe langer bly die boor aan die hoë temperatuur en druk blootgestel. Studies is gepubliseer wat aandui dat onverbrande dryfmiddel greine by die dop uitspuit na die skoot gevuur is in patrone met groot dop volume relatief tot die boor[15]. Hierdie onverbrande greine dra by tot die verwering van die lande van die boor.
Gevolgtrekkings en aanbevelings
‘n Aantal gevolgtrekkings kan uit hierdie informasie gemaak word:
- Vuurtempo. Die eerste en belangrikste vir veld skieters is dat die vuurtempo gedurende veld- en baan skiet kompetisies nie ‘n beduidende invloed op die lewe van die loop van ‘n geweer sal hê nie.
- Verwering. Die tweede, en miskien belangrikste vir die geweer eienaar, is dat die loop se boor verweer met elke skoot wat geskiet word, en dat daar ‘n punt sal kom waar die loop uitgeskiet is en nie meer die benodigde akkuraatheid kan handhaaf nie.
- Kaliber. ‘n Derde belangrike gevolgtrekking is dat vinnige kalibers lope vinniger sal verweer as stadige kalibers, en dat verwering met swaarder koeëls vinniger is as met ligter koeëls.
- Dop ontwerp. Vierdens het die ontwerp van die dop ‘n invloed op die tempo van verwering. Hoe kleiner die dop volume relatief tot die boor volume en hoe skerper die skouer, hoe minder is die verwagte verwering.
Met hierdie informasie tot sy beskikking, kan die veld skieter nou rasioneel besluit oor wat hom te doen staan as hy mededingend aan kompetisies wil deelneem. Hy moet aanvaar dat soos in enige skietsport hy baie koeëls deur sy loop gaan skiet in ‘n gegewe jaar. As hy besluit dat hy ‘n vinnige kaliber met ‘n plat koeëlbaan wat baie akkuraat is, soos ‘n .25-06Rem, nodig het om mededingend te wees, moet hy maar solank begin beplan vir ‘n nuwe loop: die een wat hy nou gebruik kan so tussen 1000 en 1500 rondtes uitgeskiet wees. Met ‘n meer gematigde patroon soos ‘n .308Win met 155gn koeëls teen hier by die 2800 v.p.s trompsnelheid daarinteen kan ‘n lewe van 5000 rondtes of selfs meer verwag word.
In sommige gevalle mag dit moontlik wees om die kamer en keel van ‘n uitgeskiete loop te hersny, in plaas daarvan om ‘n nuwe loop te koop. Die aanduidings is dat so ‘n proses die oorspronklike akkuraatheid kan herstel, maar die lewe van die hernude loop is aanmerklik korter as die van die oorspronklike. Die chemiese-, hitte- en meganiese skade werk progressief, en die materiaal voor die kamer in die loop in word van die begin af nadelig beïnvloed. Na hersny vorder die verwering vinniger in die eerste geaffekteerde gebied. Hou ook in gedagte dat die boor van die loop noemenswaardig verhard kan wees as gevolg van die hitte, koolstof en waterstof absorpsie deur die staal en meganiese vervorming. Dit het ‘n nadelige effek op die snygereedskap van die wapensmid.
Niks vir niks en baie min vir ‘n sikspens. Hoë werkverrigting kom teen ‘n prys. In die geval van die veldskiet sport is die prys die verkorte loop lewe. Maar dit is die werkverrigting van die geweer wat die loop lewe bepaal, nie die aard van die kompetisie nie. Om gewone lede van Kaapjag tegemoet te kom, word skiet geleenthede en kompetisies aangebied waar net ‘n beperkte aantal skote gevuur word. So word baan skiete beperk tot 20 skote, en informele veldskiete word ook met verminderde skote gereël. Die veldskiet sport is egter gestandaardiseer. As jy as toegewyde sportman mededingend daaraan wil deelneem, dan is dit nodig om al die uitdagings, van vermoë en vernuf, van tegnologie en van ekonomie, te aanvaar.
Jack
H C NEL. SAJSV Lid nr 944; Kaapjag Lid nr 22-1928
Vishoek 1 Mei 2007
BRONNE
[1]SSAA Home, Hints and Tips: Barrel secrets revealed, by Brendan Atkinson.
[2]Weblog: Gale McMillan. Barrel wear.
[3]DSTO-TR-1757 Understanding and predicting gun barrel erosion, by Ian A Johnston. Australian Department of Defence.
[4]Sniper’s Paradise. Boots Obermeyer on extreme rifle accuracy Part III: Barrel Life, by John D Taylor.
[5]DSTO-TR-1757. Op cit.
[6]Sniper’s Paradise. Op cit.
[7]DSTO-TR-1757. Op cit.
[8]Gunhunter Magazine. Shot out barrels. Op cit.
[9]Accuracy Systems. Op cit.
[10]DSTO-TR-1757, Op cit.
[11]Lilja Precision Rifle Barrels Inc. Barrel Life.
[12]Gunhunter Magazine. Shot out barrels. Op cit.
[13]Persoonlike notas. I Potgieter 2007.
[14]Sniper’s Paradise. Op cit.
[15]Sniper’s Paradise. Op cit.
