船舶艏錨收存常見(jiàn)問(wèn)題分析及解決

張靜 韋雪波 馬庚富 中船桂江造船有限公司

1.引言

船舶收放錨的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，是影響船舶安全航行非常重要的項(xiàng)目，若錨鏈筒和錨唇（或錨穴）的設(shè)計(jì)與錨匹配不當(dāng)，錨在被拉緊之前可能出現(xiàn)異常情況以及不良影響。通常在實(shí)船安裝錨鏈筒和錨唇（或錨穴）之前，需完成模擬拉錨試驗(yàn)。傳統(tǒng)的模擬拉錨試驗(yàn)采用木模拉錨實(shí)驗(yàn)。隨著科學(xué)的發(fā)展，日新月異，船舶拉錨實(shí)驗(yàn)也由傳統(tǒng)的木錨拉錨實(shí)驗(yàn)走向由虛擬設(shè)計(jì)和虛擬裝配的錨系三維模型模擬拉錨試驗(yàn)，但由于三維設(shè)計(jì)軟件購(gòu)置費(fèi)用昂貴，培訓(xùn)時(shí)間漫長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)中小型船廠依舊采用制作木模進(jìn)行拉錨實(shí)驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)錨鏈筒和錨唇（或錨穴）的位置和形狀進(jìn)行修正，直至達(dá)到理想的效果。

錨鏈筒在船舶起、拋錨時(shí)作為錨鏈的通道，而在船舶航行時(shí)用于收存錨。錨在收放過(guò)程中應(yīng)該滿足：

（1）當(dāng)船舶向任何一舷傾斜5°時(shí)，任何一個(gè)艏錨在收存起時(shí)不應(yīng)卡住艏柱和船底；

（2）不論錨爪處于何種狀態(tài)，錨應(yīng)能被拉進(jìn)錨鏈筒，且其錨爪應(yīng)貼緊船外板（或錨穴后板），錨冠貼緊錨唇；

（3）錨鏈筒的錨，在航行時(shí)不會(huì)沒(méi)入水中或掀起浪花，以至增加船舶阻力；

（4）錨應(yīng)只需依靠其自重即能無(wú)障礙地從錨鏈筒中拋出；

（5）錨鏈筒的長(zhǎng)度應(yīng)能足以安置錨柄；

（6）舷側(cè)和甲板的錨唇（如有）在錨鏈通過(guò)部分有足夠大的圓弧，使得鏈環(huán)受的彎折最小。

（7）多層甲板船上，錨鏈筒在舷側(cè)處出口中心的位置應(yīng)使得錨鏈筒的筒身不穿過(guò)下層甲板。

除第2點(diǎn)和第4點(diǎn)，其他條件通常在設(shè)計(jì)階段就能滿足。受許多因素的影響，木模拉錨試驗(yàn)?zāi)茯?yàn)證錨鏈筒的角度是否適合，但僅能初步驗(yàn)證錨的貼合，特別是對(duì)于錨唇形式。

2.錨收存的影響因素及常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 錨收存的影響因素

（1）設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的影響

有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)員在設(shè)計(jì)初期，會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)院提供的錨鏈筒錨唇（或錨穴）圖紙進(jìn)行初步驗(yàn)算和在平面圖紙上進(jìn)行模擬。特別是對(duì)于錨鏈筒錨穴，平面模擬基本可以直接按詳細(xì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行實(shí)船施工。

（2）實(shí)船施工的影響

施工人員的熟練程度和施工精度對(duì)錨的收存效果產(chǎn)生較大的影響。錨鏈筒安裝定位時(shí)的角度偏差、錨唇安裝角度偏差、船體焊接表面線型控制誤差等都可能會(huì)引起錨收存后與錨唇（或船體外板）貼合的不理想。

（3）錨和錨唇制造質(zhì)量的影響

目前錨制造企業(yè)很多，盡管錨的設(shè)計(jì)及制造已制定了很多規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，但在國(guó)家及行業(yè)允許范圍內(nèi)，各廠家實(shí)際制造出的錨在尺寸和形狀上還存在很大的差異。同一個(gè)錨的兩個(gè)面與同一錨唇（或船體外板）的貼合狀況也會(huì)不一致。最終會(huì)導(dǎo)致錨收存后與錨唇（或船體外板）貼合不理想。由于錨唇線型復(fù)雜，不同位置的剖面尺寸存在差異，錨唇鑄造誤差也會(huì)影響錨與錨唇（或船體外板）的貼合。

（4）顧客要求的影響

筆者所在公司受所處地域河流的影響，承接船舶類型、種類繁多，顧客有國(guó)外客戶、私營(yíng)單位、企業(yè)單位、公務(wù)執(zhí)法部門等。不同顧客對(duì)錨的貼合要求不一樣，有的顧客要求錨只能與錨唇的貼合，有的顧客要錨與錨唇船體外板的貼合，有的顧客需要在錨貼合處增加復(fù)板等。

2.2 錨收存常見(jiàn)的問(wèn)題

（1）錨鏈筒加錨穴形式

特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)形式較復(fù)雜、制造工藝比較麻煩、船舶外形美觀，不會(huì)對(duì)系纜等操作造成影響。船舶常用的錨穴形式為方形錨穴和暗式錨穴。較常見(jiàn)的問(wèn)題是錨在錨鏈作用下上升過(guò)程中，錨爪頂住錨穴頂板或錨爪卡在錨穴頂板和外板結(jié)構(gòu)處，最終使得錨爪無(wú)法按預(yù)期進(jìn)行貼合。

（2）錨鏈筒加錨唇形式

錨鏈筒加錨唇形式結(jié)構(gòu)形式較簡(jiǎn)單，制造工藝也比較簡(jiǎn)單。但錨唇的線型較復(fù)雜，需在木模拉錨實(shí)驗(yàn)中反復(fù)修改和驗(yàn)證。

木模拉錨實(shí)驗(yàn)中常出現(xiàn)的問(wèn)題的類型有：

a.錨鏈筒角度不合理，錨桿卡在錨鏈筒內(nèi)；

b.錨爪（兩點(diǎn)）、錨冠（1點(diǎn)）無(wú)法與錨唇或船體外板貼合良好；

c.錨鏈筒下出口線型陡峭，錨桿在上升過(guò)程中易產(chǎn)生不正常的翻身。

3.錨收存常見(jiàn)問(wèn)題分析及解決的方法

通常船舶錨鏈筒和錨唇或錨穴需經(jīng)過(guò)木模拉錨實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)合格后，再根據(jù)木模拉錨實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行實(shí)船安裝。一般情況下，木模拉錨實(shí)驗(yàn)可以反映岀大部分問(wèn)題。在故障出現(xiàn)后，通過(guò)反復(fù)觀察木模拉錨過(guò)程，檢驗(yàn)?zāi)灸＠^的模型與實(shí)際的差異性，分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可能產(chǎn)生該故障的因素，給出解決方案。當(dāng)然，由于錨收存運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，該方案需實(shí)船進(jìn)行驗(yàn)證。即使木模拉錨實(shí)驗(yàn)成功，也并不能保證實(shí)船安裝后，錨的收存過(guò)程順利并滿足要求。由于工人的施工能力、錨本身的制造誤差、錨鏈筒安裝誤差等都可能導(dǎo)致實(shí)船錨收存故障的再次產(chǎn)生。

3.1 錨鏈筒的角度不合適引起的問(wèn)題

錨鏈筒中心線與外板夾角過(guò)小，則引起錨冠和錨桿上部、下部分別與錨唇、錨鏈筒內(nèi)壁和錨鏈筒口卡住。錨鏈筒中心線與外板夾角過(guò)大，則錨冠會(huì)與錨鏈筒下口的錨唇脫離，通常需對(duì)錨唇的線型做調(diào)整。錨鏈筒角度不合適的故障一般在木模拉錨實(shí)驗(yàn)可以得到解決。筆者所在的船舶公司建造的某型船舶，其錨鏈筒下出口位置為FR127-60，錨鏈筒規(guī)格φ377 mm x19 mm。在實(shí)船木模拉錨實(shí)驗(yàn)時(shí)，錨桿卡在錨鏈筒內(nèi)部，錨無(wú)法順利收存。經(jīng)分析錨鏈運(yùn)動(dòng)過(guò)程，錨鏈筒中心線側(cè)面角（錨鏈筒中心線在側(cè)視圖上投影和垂線的夾角）過(guò)大。同時(shí)對(duì)錨鏈筒的規(guī)格進(jìn)行核算，經(jīng)核算錨鏈筒內(nèi)徑應(yīng)大于359.2mm?；谝陨戏治龊蛯?shí)踐經(jīng)驗(yàn)做出修改方案：將錨鏈筒下出口向船尾方向移動(dòng)～80mm，將錨鏈筒的內(nèi)徑增大至φ457mm。根據(jù)修改方案再進(jìn)行木模拉錨試驗(yàn)，卡錨桿的現(xiàn)象得到了解決。

由于木錨拉錨實(shí)驗(yàn)時(shí)，錨和錨唇均采用的是木材，木材摩擦間的摩擦力較大，并不能排除所有的錨鏈筒角度問(wèn)題。例如某600噸級(jí)巡邏船，艏部線型較瘦，采用斯貝克錨。經(jīng)木模拉錨實(shí)驗(yàn)并報(bào)驗(yàn)合格后進(jìn)行實(shí)船安裝。實(shí)船拉錨時(shí)，發(fā)現(xiàn)錨無(wú)法按照預(yù)期設(shè)計(jì)進(jìn)行翻身運(yùn)動(dòng)，錨爪刮花外板并卡死。經(jīng)反復(fù)觀察拉錨過(guò)程和分析，錨在上升過(guò)程中，錨卸扣必然是與錨鏈筒出口平行的狀態(tài)進(jìn)入錨鏈筒，此時(shí)錨桿的窄邊與錨鏈筒下錨唇接觸，此時(shí)錨與錨唇端面平行。錨繼續(xù)上升時(shí)，由于錨桿與錨唇接觸處出口線型陡峭，錨桿穩(wěn)定性差，導(dǎo)致錨桿的翻轉(zhuǎn)，錨爪隨之產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。最終導(dǎo)致錨爪與外板干涉。處理方案：堆焊錨桿的窄邊與錨鏈筒下錨唇接觸點(diǎn)下方的錨唇，使錨桿與錨唇接觸處出口線型圓順，堆焊高度需根據(jù)實(shí)際拉錨情況反復(fù)修改確定。依據(jù)方案進(jìn)行施工后，錨桿翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象得到了解決。

3.2 錨與錨唇貼合不良好引起的問(wèn)題

不同的船型具有不同的船體外板線型，錨唇的形狀也會(huì)隨之產(chǎn)生變化。一般對(duì)于錨與錨唇的要求是：不論錨爪處于何種狀態(tài)，錨應(yīng)能被拉進(jìn)錨鏈筒，且其錨爪應(yīng)貼緊船外板（或錨穴后板），錨冠貼緊錨唇 。但錨爪緊貼船體外板，收放錨的過(guò)程中，會(huì)刮掉緊貼處油漆，對(duì)船體外觀和船體的維護(hù)保養(yǎng)。在船舶建造工程中，客戶一般要求錨爪也緊貼錨唇，錨收放過(guò)程中不得與錨爪產(chǎn)生干涉。實(shí)船建造海警600噸系列船舶時(shí)，首次船木模拉錨試驗(yàn)，驗(yàn)收狀態(tài)為錨爪貼緊船外板，錨冠貼緊錨唇。實(shí)船驗(yàn)收時(shí)，顧客要求錨爪應(yīng)貼錨唇，這對(duì)實(shí)船施工造成很大難度。經(jīng)反復(fù)分析，原錨爪緊貼船體外板，若要將其調(diào)整為緊貼錨唇，需加高錨爪處的錨唇，使錨爪在上升過(guò)程中先與錨唇產(chǎn)生兩個(gè)接觸點(diǎn)。是否需要整個(gè)錨唇都進(jìn)行加高呢？若錨冠處的錨唇加高，可能會(huì)導(dǎo)致錨桿在上升過(guò)程卡在錨鏈筒內(nèi)壁。反復(fù)研究和討論后，確定解決方案：在錨唇上方直接焊接φ120半圓鋼，半圓鋼長(zhǎng)度約為錨唇最高點(diǎn)周長(zhǎng)的三分之二，錨冠處的錨唇不做加高處理。由于錨唇線型復(fù)雜，彎制出的錨唇線型不能完全契合。半圓鋼在安裝前，先進(jìn)行初定位并點(diǎn)焊固定在錨唇上，實(shí)船拉錨檢驗(yàn)錨爪是否與錨唇貼合良好。若未貼合，則調(diào)整半圓鋼位置，重復(fù)拉錨檢驗(yàn)，直至貼合良好。至此僅完成錨一側(cè)的貼合工作，將錨翻面，檢驗(yàn)貼合狀態(tài)。錨的兩面貼合良好后，方可進(jìn)行半圓鋼的焊接作業(yè)，焊接后應(yīng)根據(jù)錨唇線型對(duì)錨唇進(jìn)行打磨修飾。

4.結(jié)語(yǔ)

船舶收放錨的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，是影響船舶安全航行非常重要的項(xiàng)目，若錨鏈筒錨唇（或錨穴）與錨匹配不當(dāng)，錨在收存進(jìn)錨鏈筒之前可能出現(xiàn)異常情況。設(shè)計(jì)階段，盡量準(zhǔn)確模擬錨的收存過(guò)程，完善木模拉錨試驗(yàn)，與顧客溝通并明確錨的收存狀態(tài)。實(shí)船解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)仔細(xì)觀察錨收存過(guò)程中錨的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析錨在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況和產(chǎn)生問(wèn)題的原因，追根溯源，給出合理的解決方案。同時(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的積累也是必要的。