在波澜壮阔的海洋上,船舶承载着贸易、探索与交流的使命,穿梭于世界各地。而在船舶安全保障体系中,船用锚链扮演着至关重要的角色,它宛如一条坚固的纽带,连接着船舶与海底,守护着船舶在各种复杂海况下的稳定与安全。
船用锚链的发展历程源远流长,见证了人类航海技术的不断进步。公元前 3000 年,古埃及人开启了锚链的雏形篇章,他们用绳子将石头系住,作为原始的锚及锚链。这种简陋的装置虽简单,却开启了人类利用工具固定船舶的先河。随着时间的推移,冶金技术的发展让锚的材质逐渐从石头转变为金属。公元前 600 年,哲学家阿拉哈斯制造出了铁质的锚,为船舶停泊提供了更可靠的保障,但受限于当时的技术,船锚的回收成为一大难题。
工业革命的浪潮推动了航海技术的飞速发展,1808 年,英国海军的塞缪尔・布朗爵士建议使用铁制锚链和索具,到 1811 年,铁制锚链在海军中得到广泛应用。这一变革极大地提升了锚链的强度和耐用性,为远洋航行提供了更坚实的支持。此后,不断有新的设计和改进出现,1821 年,英国的霍金斯设计出爪铁锚,其独特的锚臂设计使得锚能在抛出后自行下沉并轻松钩住泥沙,大大提高了锚的抓地力。1933 年,泰勒发明的犁锚更是具有划时代意义,不仅抓地力牢固,还方便锚链的收纳,进一步优化了船舶的停泊操作。
一根完整的船用锚链宛如一个精密的系统,由众多链环相互连接组成。这些链环包括普通链环、加大链环、末端链环、转环、末端卸扣、连接链环或连接卸扣等,每个链环都有其独特的作用和尺寸规格。普通链环是锚链的主体,数量占大多数,它的直径决定了锚链的大小和强度;加大链环主要用于尺寸过渡,确保锚链在不同部位的连接顺畅;末端链环与其他链环的连接方式和尺寸过渡相关,起着关键的衔接作用;转环则能有效防止锚链过分扭绞,保障锚链在使用过程中的灵活性;连接链环和连接卸扣用于连接不同的锚链节,使锚链能够根据船舶需求进行组装和调整 。
锚链的长度通常以 “节” 为单位,中国规定每节锚链的标准长度为 27.5m ,在实际使用中,一根完整的锚链由锚端链节、中间链节和末端链节三部分组成。锚端链节通过锚卸扣与锚相连,其末端卸扣和锚卸扣的横销朝向锚,转环的环栓朝向中间链节,以减少摩擦和卡阻;中间链节如用连接卸扣连接,连接卸扣的圆弧部分应朝向锚,避免在抛起锚时产生跳动、冲击和卡阻;末端链节则与弃链器相连,转环的环栓同样朝向中间链节。各链节之间的紧密配合和连接,构成了锚链强大的承载能力和稳定性,为船舶安全提供了坚实保障。
船用锚链根据不同的分类标准,呈现出多种类型,以满足各类船舶在不同航行环境下的需求。按链环结构划分,有档锚链和无档锚链是两种主要类型。有档锚链在链环上设有横档,在相同尺寸和材质条件下,其强度比无档锚链大,变形小,堆放时也不易扭缠,因此被现代大中型船舶广泛采用。而无档锚链由于没有横档,结构相对简单,仅适用于小型船舶,规范规定,当按要求配备的锚链直径不超过 17mm 时,可以用试验负荷相等的无档锚链,或破断负荷相等的钢丝绳或纤维绳代替。
从制造方法来看,铸钢锚链、电焊锚链和锻造锚链各有特点。铸钢锚链强度高,刚性好,变形小,耐磨,横档不易松动,使用寿命长,适合大规模生产,但其工艺复杂,成本高,耐冲击性能相对较差;电焊锚链采用符合要求的圆钢材料弯制并焊接而成,具有生产工艺先进、简单,成本低,质量好等优点,是目前应用较为广泛的一种制造方式;锻造锚链具有较好的耐冲击韧性,但制造工艺复杂,成本高,质量稳定性欠佳。
船用锚链的性能直接关系到船舶的安全,因此有着严格的性能指标和测试标准。抗拉强度是衡量锚链性能的关键指标之一,用于生产有档锚链的锚链钢材等级,电焊锚链分为 M1、M2、M3 三级,铸钢锚链分为 M2、M3 两级,钢材级别越高,抗拉强度越大。AM1 级锚链钢为镇静钢,AM2、AM3 级锚链钢为全镇静细晶处理钢,对于同一船舶,若选用强度大的钢材,链环尺寸可以适当减小。
拉力试验负荷也是重要的性能检测环节,锚链在进行拉力试验时,其试验拉力负荷均应按新锚链名义尺寸试验拉力的 80% 计取。试验过程中,除锚端卸扣与锚一起作拉力试验外,其余如连接环、转环、加大链环等,均需按锚链的试验要求作拉力试验。锚链需平整摆放,不得有搓扭,试验合格后应出具拉力试验报告。若试验后发现链环有断裂、变形等情况,需根据实际情况进行更换或修理,并重新进行拉力试验 。
冲击试验负荷用于检查锚链的铸造和热处理质量,从每炉锚链中取 1 - 3 个链环与锚链节一起进行热处理后作为冲击试样。试验时,将试样链环平放在两个钢垫上,在链环中部进行 6 次冲击,不发生任何破裂为合格。拉断试验负荷则用于检验锚链的极限强度,确保锚链在极端情况下仍能保障船舶安全。
船用锚链与锚的连接方式直接影响到整个锚固系统的可靠性,常见的连接方式有焊接连接、螺栓连接和扣环连接。焊接连接是将锚链焊接到锚的销柄上,这种方式连接牢固,不易脱落,但过多的焊接会影响锚链的韧性,导致锚链易断裂,且维修难度较大。螺栓连接则是将锚链用螺栓连接到锚的销柄上,方便拆卸和维修,但螺栓容易出现松动或脱落的情况,需要经常检查和紧固 。扣环连接是用扣环将锚链连接到锚的销柄上,连接方式灵活,不影响锚链的强度,但扣环需要经常检查和更换,否则磨损或损坏可能会威胁船舶安全。
在连接过程中,必须严格保证锚链和锚销的质量和规格相符,避免因连接不当导致断裂或脱落。焊接时要精准掌握焊接温度和时间,防止过度焊接或焊接不牢;螺栓的紧固力度要适中,过紧易导致螺栓变形或脱落,过松则会影响锚链强度;扣环要定期检查和更换,特别是在施工或海上作业时,要密切关注锚链和扣环的磨损情况。连接完毕后,还需在安全海域进行试锚测试,确认锚链和锚的连接牢固可靠,方可投入使用。
船用锚链长期处于恶劣的海洋环境中,承受着海水腐蚀、机械磨损和巨大的拉力,因此定期保养至关重要。首先要定期检查锚链的磨损情况,尤其是弯曲部分等易磨损部位,一旦发现磨损严重,应及时更换。保持锚链的清洁也不容忽视,避免其接触盐分、油污和其他污染物,定期进行清洁和防锈处理。对连接销和链环等部位要定期润滑,减少磨损和摩擦,确保锚链在使用过程中的灵活性。同时,要定期检查锚链的紧固情况,确保连接部分完好无损。在存储锚链时,应将其放置在干燥、通风良好的地方,避免潮湿和腐蚀,同时远离高温环境。
船用锚链作为船舶安全的重要保障,历经数千年的发展,不断演进和完善。从结构设计到制造工艺,从性能指标到连接方式和保养维护,每一个环节都凝聚着人类的智慧和对航海安全的不懈追求。在未来,随着材料科学和制造技术的不断进步,船用锚链将继续提升性能,为船舶在广阔的海洋上安全航行保驾护航。