《7 X8某公邊船》錨穴優(yōu)化改造

盧欽泉，郭孟秋，喬 婧，王 軍

（中船黃埔文沖船舶有限公司，廣州510715）

1 前言

錨是船舶錨泊系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。船舶拋錨停泊是船舶常用的停泊方式，其過程大致如下：船上通過釋放錨機的拉力，將以錨鏈或錨索連接的錨隨其自身的重力拋入水中，錨爪扎進海底產(chǎn)生抓地力緊緊抓住淤泥或泥沙，將船舶系留固定在預(yù)定位置。

通常情況下，錨是通過錨鏈或錨索系緊存放在錨穴中，當(dāng)操作人員收到拋錨指令后需要在較短的時間內(nèi)將錨拋投入海，如果出現(xiàn)錨爪憋卡在錨穴或者錨唇上則會導(dǎo)致錨無法及時拋入海底，使船舶在風(fēng)及潮流影響下會偏離預(yù)定停泊位置，存在較大的安全隱患，所以拋錨過程的順暢與否關(guān)系到船舶的安全性，正常情況下不應(yīng)出現(xiàn)拋錨卡錨的現(xiàn)象。

2 卡錨現(xiàn)象

《7X8某公邊船》在船的首部和右舷舷側(cè)各存放1個AC-14大爪力錨，其中首部位錨存放在首錨穴中，右舷錨存放在錨臺唇上。本船首錨通過了木制模型的模擬起錨拋錨試驗，模擬中未出現(xiàn)卡錨現(xiàn)象，磨具貼合情況也比較好；而在實船系泊試驗過程中，通過實船的拉﹑拋錨試驗，發(fā)現(xiàn)在拋錨的試驗過程中出現(xiàn)了卡錨現(xiàn)象。

該船的卡錨現(xiàn)象表現(xiàn)為：（1）在收錨過程中，錨無法收至與錨唇鑄鋼件相互貼合的狀態(tài)，錨冠與上錨唇之間存在約40 mm的間隙，錨爪與錨穴頂板之間也存在較大的離空間隙，沒有收至貼緊的藏錨狀態(tài)；（2）當(dāng)錨爪與鑄鋼件虎口部位貼緊至卡緊狀態(tài)時，按照模擬試驗該虎口位置與錨爪之間應(yīng)存在一定的間隙，避免錨爪卡緊鑄鋼件，而實船試驗中錨卻被卡緊了；（3）當(dāng)進行拋錨操作時，由于錨爪與鑄鋼件虎口部位卡緊，錨無法依靠自身重量完成下拋動作，最終造成錨爪憋卡在錨唇上。

3 卡錨原因分析

發(fā)現(xiàn)卡錨現(xiàn)象后，公司及時組織技術(shù)和施工人員對實船進行勘驗，經(jīng)過多次起﹑拋錨操作試驗，發(fā)現(xiàn)錨在錨唇鑄鋼件上的運動軌跡基本一致，說明起錨位置基本是在正確的位置進入錨唇的，排除了錨不在鑄鋼件的正確位置上移運動的可能。通過仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)錨爪已經(jīng)抵住錨唇虎口的下部時錨冠并未抵達上錨唇部位，錨爪尖端部位也未抵達錨穴上頂板，即錨沒有達到受錨唇鑄鋼件限位的藏錨狀態(tài)（見圖1），因此當(dāng)錨機繼續(xù)往上拉時錨唇鑄鋼件無法有效限制錨爪的上移運動，最終導(dǎo)致錨爪上移過程中吃緊在虎口兩腮位置；當(dāng)拋錨作業(yè)操作啟動后，錨機釋放了拉力，錨爪仍然無法靠自身重量下拋造成卡錨現(xiàn)象。

圖1 錨爪憋卡位置示意

由上可知卡錨現(xiàn)象的主要原因是錨爪憋卡在錨唇虎口兩腮位置，而憋卡錨爪的根本原因則是錨唇下唇過厚導(dǎo)致錨唇虎口位置靠前，使錨爪上移運動提早遭遇到錨唇虎口兩側(cè)腮部的抵抗。

本船在建造首制船時也進行了木錨拉錨試驗，即把涉及錨系部位的部分船體和錨系各個構(gòu)件（包括錨﹑錨鏈筒﹑錨穴﹑錨臺及錨唇）按縮小的比例制作模型，模擬實船進行起﹑拋錨試驗。由于試驗樣臺負(fù)責(zé)試驗調(diào)試的木工師傅削薄了錨唇腮部，使當(dāng)時的木錨拉錨試驗報驗順利通過。隨后因木工師傅離職，并未將錨唇腮部削薄修改反饋給設(shè)計人員，同時設(shè)計人員未能及早發(fā)現(xiàn)原設(shè)計錨唇過厚而造成虎口位置太靠前的問題，而是照搬設(shè)計院原設(shè)計圖進行錨唇鑄鋼件等錨系構(gòu)件的實船制作和安裝，從而導(dǎo)致卡錨現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 卡錨解決方案

鑒于因錨唇虎口位置靠前提早抵抗了錨的上移，使錨爪憋卡在虎口兩腮位置是造成卡錨的主要原因，那么解決卡錨的思路則有兩個：一是后移虎口設(shè)計；二是定量磨削虎口兩腮部位。

方案一：后移錨唇虎口

重新設(shè)計錨唇鑄鋼件的形狀，這是最直接有效的解決方案。經(jīng)過計算機放樣演算，增加上錨唇厚度﹑減薄下錨唇厚度，使新的虎口線隨著變薄的下唇發(fā)生后移，設(shè)計出新虎口修改切割線（見圖3），把觸唇點后移至不抵靠貼錨狀態(tài)下的錨爪內(nèi)側(cè)位置，有效遠(yuǎn)離了卡錨點，再依據(jù)此處線性特點即可光順求得新的錨唇鑄鋼件。

但該方案需要重新制作錨唇鑄鋼件﹑拆除原船上的鑄鋼件再重新安裝，這在交船壓力下重新訂購一個鑄鋼件在施工周期上是不允許的。如果在原鑄鋼件上進行修改，則在施工難度上不具備可行性，因為板厚最厚處達到75 mm，最薄處也有40 mm，加上鑄鋼材質(zhì)硬度大，要切割掉這種厚度的鑄鋼件非常困難，并且切割后還牽扯到下錨唇的形狀修復(fù)，如果修復(fù)不當(dāng)容易導(dǎo)致導(dǎo)鏈槽過淺或產(chǎn)生紕口，造成更嚴(yán)重的錨鏈脫槽事故，所以該方案只能用于后續(xù)新造船的錨唇鑄鋼件優(yōu)化改進，在現(xiàn)船上不具備可行性。

方案二：定量磨削虎口兩腮

這是目前實船最實用﹑最省事且有效的解決方案。因為錨上移運動提早遭遇到錨唇的抵抗，那么通過采取磨削錨唇腮部及加厚上錨唇雙管齊下的方案則可使錨提前進入藏錨狀態(tài)，使錨的錨冠抵住上錨唇﹑兩錨爪尖抵住錨穴頂板。該方案經(jīng)過現(xiàn)場施工磨削作業(yè)處理后，經(jīng)驗證該方案確實能夠改善卡錨現(xiàn)象。但是，由于現(xiàn)場對腮部磨削作業(yè)厚度并不定量，使腮部磨削出來呈倒八字形的下口（見圖2）仍然有較大幾率憋住錨的兩個錨爪內(nèi)側(cè)，令錨依然有幾率夾緊在錨唇虎口上。考慮到磨削作業(yè)施工量巨大，不可能經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)返工磨削修補來確定厚度。為此，設(shè)計人員通過在計算機上反復(fù)推演，計算出當(dāng)錨唇腮部修整最大深度達到20 mm時，錨上移運動不再受到錨唇虎口的阻礙，當(dāng)錨完全貼合住上錨唇及錨穴頂板時，兩個錨爪內(nèi)側(cè)與錨唇腮部還保有較大空隙。此時，錨唇腮部不再受到錨的擠壓，主要受力點落在錨冠抵住的上錨唇以及兩個錨爪尖抵住的錨穴頂板處，使錨形成穩(wěn)固的三點支撐，達到理想的藏錨狀態(tài)，能夠最終消除拋錨作業(yè)卡錨現(xiàn)象的發(fā)生。

圖2 錨唇腮部磨削示意

圖3 錨爪憋卡位置示意

經(jīng)過與船東溝通，最終決定采用方案二（見圖3）進行優(yōu)化改進，修改后經(jīng)實船試驗驗證，徹底解決了卡錨現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

合理的錨系設(shè)計對船舶航行的安全性至關(guān)重要，為了避免卡錨現(xiàn)象的發(fā)生，一般采用木制模型做拉錨試驗進行檢驗。我司此前采用的傳統(tǒng)錨泊系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)計主要是采用設(shè)計院原圖進行試錨箱體﹑錨﹑錨唇﹑錨鏈筒﹑錨穴及錨臺等部件的木模縮放制作，進而開展樣臺拉錨試驗﹑修正參數(shù)等后續(xù)工作，根據(jù)拉錨試驗結(jié)果對錨鏈筒位置﹑錨穴﹑錨臺﹑錨唇的選型及形狀進行修正，直至達到理想的效果。

本船卡錨事件警醒了錨系設(shè)計師﹑放樣主管，木錨拉錨試驗過程一定要積極參與到現(xiàn)場試驗，隨時掌握模具的修改信息，在報驗通過后，必須認(rèn)真核查修改過的部位和參數(shù)，將試驗結(jié)果準(zhǔn)確地運用到實船錨系構(gòu)件的制作和安裝上。

針對本船的卡錨事件及公司其他船型所涉及的錨系統(tǒng)相關(guān)問題，公司設(shè)計部門通過分析和統(tǒng)計各型船的錨系統(tǒng)存在的各類問題，優(yōu)化改進生產(chǎn)設(shè)計流程，減少木錨試驗過程中的修改工作量，最后根據(jù)試驗結(jié)果對設(shè)計院原圖進行優(yōu)化再設(shè)計工作。