船舶艏錨收存常見問題分析及解決

張靜 韋雪波 馬庚富 中船桂江造船有限公司

1.引言

船舶收放錨的運動軌跡是一個十分復雜的過程，是影響船舶安全航行非常重要的項目，若錨鏈筒和錨唇（或錨穴）的設計與錨匹配不當，錨在被拉緊之前可能出現異常情況以及不良影響。通常在實船安裝錨鏈筒和錨唇（或錨穴）之前，需完成模擬拉錨試驗。傳統的模擬拉錨試驗采用木模拉錨實驗。隨著科學的發展，日新月異，船舶拉錨實驗也由傳統的木錨拉錨實驗走向由虛擬設計和虛擬裝配的錨系三維模型模擬拉錨試驗，但由于三維設計軟件購置費用昂貴，培訓時間漫長。目前國內中小型船廠依舊采用制作木模進行拉錨實驗。根據試驗結果對錨鏈筒和錨唇（或錨穴）的位置和形狀進行修正，直至達到理想的效果。

錨鏈筒在船舶起、拋錨時作為錨鏈的通道，而在船舶航行時用于收存錨。錨在收放過程中應該滿足：

（1）當船舶向任何一舷傾斜5°時，任何一個艏錨在收存起時不應卡住艏柱和船底；

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

（3）錨鏈筒的錨，在航行時不會沒入水中或掀起浪花，以至增加船舶阻力；

（4）錨應只需依靠其自重即能無障礙地從錨鏈筒中拋出；

（5）錨鏈筒的長度應能足以安置錨柄；

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

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

除第2點和第4點，其他條件通常在設計階段就能滿足。受許多因素的影響，木模拉錨試驗能驗證錨鏈筒的角度是否適合，但僅能初步驗證錨的貼合，特別是對于錨唇形式。

2.錨收存的影響因素及常見問題

2.1 錨收存的影響因素

（1）設計人員經驗的影響

有經驗的設計員在設計初期，會對設計院提供的錨鏈筒錨唇（或錨穴）圖紙進行初步驗算和在平面圖紙上進行模擬。特別是對于錨鏈筒錨穴，平面模擬基本可以直接按詳細設計圖紙進行實船施工。

（2）實船施工的影響

施工人員的熟練程度和施工精度對錨的收存效果產生較大的影響。錨鏈筒安裝定位時的角度偏差、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）錨和錨唇制造質量的影響

目前錨制造企業很多，盡管錨的設計及制造已制定了很多規范和標準，但在國家及行業允許范圍內，各廠家實際制造出的錨在尺寸和形狀上還存在很大的差異。同一個錨的兩個面與同一錨唇（或船體外板）的貼合狀況也會不一致。最終會導致錨收存后與錨唇（或船體外板）貼合不理想。由于錨唇線型復雜，不同位置的剖面尺寸存在差異，錨唇鑄造誤差也會影響錨與錨唇（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，顧客有國外客戶、私營單位、企業單位、公務執法部門等。不同顧客對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板等。

2.2 錨收存常見的問題

（1）錨鏈筒加錨穴形式

特點是結構形式較復雜、制造工藝比較麻煩、船舶外形美觀，不會對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。較常見的問題是錨在錨鏈作用下上升過程中，錨爪頂住錨穴頂板或錨爪卡在錨穴頂板和外板結構處，最終使得錨爪無法按預期進行貼合。

（2）錨鏈筒加錨唇形式

錨鏈筒加錨唇形式結構形式較簡單，制造工藝也比較簡單。但錨唇的線型較復雜，需在木模拉錨實驗中反復修改和驗證。

木模拉錨實驗中常出現的問題的類型有：

a.錨鏈筒角度不合理，錨桿卡在錨鏈筒內；

b.錨爪（兩點）、錨冠（1點）無法與錨唇或船體外板貼合良好；

c.錨鏈筒下出口線型陡峭，錨桿在上升過程中易產生不正常的翻身。

3.錨收存常見問題分析及解決的方法

通常船舶錨鏈筒和錨唇或錨穴需經過木模拉錨實驗檢驗合格后，再根據木模拉錨實驗結果進行實船安裝。一般情況下，木模拉錨實驗可以反映岀大部分問題。在故障出現后，通過反復觀察木模拉錨過程，檢驗木模拉錨的模型與實際的差異性，分析運動過程中可能產生該故障的因素，給出解決方案。當然，由于錨收存運動的復雜性，該方案需實船進行驗證。即使木模拉錨實驗成功，也并不能保證實船安裝后，錨的收存過程順利并滿足要求。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致實船錨收存故障的再次產生。

3.1 錨鏈筒的角度不合適引起的問題

錨鏈筒中心線與外板夾角過小，則引起錨冠和錨桿上部、下部分別與錨唇、錨鏈筒內壁和錨鏈筒口卡住。錨鏈筒中心線與外板夾角過大，則錨冠會與錨鏈筒下口的錨唇脫離，通常需對錨唇的線型做調整。錨鏈筒角度不合適的故障一般在木模拉錨實驗可以得到解決。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，錨鏈筒規格φ377 mm x19 mm。在實船木模拉錨實驗時，錨桿卡在錨鏈筒內部，錨無法順利收存。經分析錨鏈運動過程，錨鏈筒中心線側面角（錨鏈筒中心線在側視圖上投影和垂線的夾角）過大。同時對錨鏈筒的規格進行核算，經核算錨鏈筒內徑應大于359.2mm?；谝陨戏治龊蛯嵺`經驗做出修改方案：將錨鏈筒下出口向船尾方向移動～80mm，將錨鏈筒的內徑增大至φ457mm。根據修改方案再進行木模拉錨試驗，卡錨桿的現象得到了解決。

由于木錨拉錨實驗時，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題。例如某600噸級巡邏船，艏部線型較瘦，采用斯貝克錨。經木模拉錨實驗并報驗合格后進行實船安裝。實船拉錨時，發現錨無法按照預期設計進行翻身運動，錨爪刮花外板并卡死。經反復觀察拉錨過程和分析，錨在上升過程中，錨卸扣必然是與錨鏈筒出口平行的狀態進入錨鏈筒，此時錨桿的窄邊與錨鏈筒下錨唇接觸，此時錨與錨唇端面平行。錨繼續上升時，由于錨桿與錨唇接觸處出口線型陡峭，錨桿穩定性差，導致錨桿的翻轉，錨爪隨之產生翻轉。最終導致錨爪與外板干涉。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，堆焊高度需根據實際拉錨情況反復修改確定。依據方案進行施工后，錨桿翻轉現象得到了解決。

3.2 錨與錨唇貼合不良好引起的問題

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

4.結語

船舶收放錨的運動軌跡是一個十分復雜的過程，是影響船舶安全航行非常重要的項目，若錨鏈筒錨唇（或錨穴）與錨匹配不當，錨在收存進錨鏈筒之前可能出現異常情況。設計階段，盡量準確模擬錨的收存過程，完善木模拉錨試驗，與顧客溝通并明確錨的收存狀態。實船解決問題時，應仔細觀察錨收存過程中錨的運動過程，分析錨在運動過程中的受力情況和產生問題的原因，追根溯源，給出合理的解決方案。同時實踐經驗和知識的積累也是必要的。