Цепи якорные для судов
Цепи якорные для судов: конструкция, классификация, стандарты и эксплуатация
Цепь якорная является ключевым элементом якорного устройства судна, обеспечивающим удержание плавсредства на месте стоянки за счет передачи усилия от якоря на корпус через брашпиль или шпиль. Ее основная функция – быть гибким, прочным и надежным связующим звеном, способным выдерживать колоссальные динамические нагрузки, коррозионное воздействие морской среды и абразивный износ о грунт. Конструктивно якорная цепь представляет собой последовательность стальных звеньев, соединенных между собой, образующих калиброванную по длине ветвь – смычку. От ее характеристик напрямую зависит безопасность судна, поэтому производство, приемка и эксплуатация строго регламентированы международными и национальными стандартами.
Конструкция и основные элементы якорной цепи
Базовым элементом является звено. В зависимости от типа цепи звенья могут быть сварными, литыми или штампованными. Наибольшее распространение на морских судах получили цепи с распорками (stud link chain), где каждое звено снабжено распоркой (контрфорсом).
- Распорка (Stud): Цилиндрический или конический элемент, запрессованный или вваренный в центральную часть звена. Ее назначение – предотвратить деформацию и скручивание звена под нагрузкой, увеличить прочность звена на разрыв примерно на 15% и снизить его собственный вес за счет уменьшения необходимого объема металла.
- Звено без распорки (Open link chain): Применяется реже, в основном на малых судах или в качестве дополнительных элементов (вертлюгов, скоб). Более гибкое, но менее прочное.
- Концевое звено (End link): Звено особой формы, отличной от нормальных (common link), предназначенное для соединения с якорной скобой или другим концевым элементом. Имеет увеличенный внутренний вырез.
- Усиленное звено (Enlarged link): Устанавливается через каждые 90 футов (около 27.4 м) в смычке. Имеет увеличенные размеры и служит для маркировки цепи, а также для соединения сдержливающим устройством (стопором).
- Смычка (Shackle): В судовой практике смычкой называют отрезок цепи длиной 25 или 27.5 метров (15 морских саженей), соединенный концевыми скобами. Полная якорная цепь состоит из нескольких смычек.
- Якорная скоба (Anchor shackle, Kenter shackle): Разъемное соединение для сцепления смычек между собой и с якорем. Скоба Кентера состоит из двух идентичных половин и клинового замка. Деталь скобы (звено скобы) также является маркировочным элементом.
- Вертлюг (Swivel): Устройство, предотвращающее скручивание цепи, устанавливается между якорем и первой смычкой или в составе якорной скобы.
- Резка прутка на заготовки.
- Гибка заготовок в звенья.
- Стыковая контактно-стыковая сварка звеньев.
- Запрессовка или сварка распорок.
- Термическая обработка (нормализация) для снятия внутренних напряжений и обеспечения требуемых механических свойств.
- Контроль: визуальный, калибровка, испытания на растяжение и удар.
- Маркировка цепи: Для быстрого определения длины вытравленной цепи на усиленное звено и соседние с ним звенья наносят маркировку проволокой или краской. Количество маркировок указывает на номер смычки (1 маркировка – первая смычка у якоря, 2 – вторая и т.д.).
- Измерение износа: Критическим параметром является износ калибра. Он измеряется штангенциркулем в наиболее изношенном месте. Допустимый износ обычно не должен превышать 10-12% от первоначального калибра, после чего цепь подлежит замене.
- Дефектация: Регулярный осмотр включает выявление трещин (особенно в зонах сварки), остаточной деформации звеньев, износа распорок, коррозии, повреждения скоб и вертлюгов.
- Консервация в цепном ящике: Для предотвращения коррозии цепи в льялах цепного ящика применяют специальные противокоррозионные покрытия или периодическую проливку отработанным маслом.
Классификация и стандарты
Производство якорных цепей ведется в строгом соответствии с нормативными документами. Основными международными стандартами являются правила классификационных обществ: Lloyd’s Register (LR), Det Norske Veritas (DNV), American Bureau of Shipping (ABS), Российского морского регистра судоходства (РМРС) и других. Национальным стандартом в РФ является ГОСТ 228-79 «Цепи якорные с распорками. Технические условия».
Классификация по калибру (диаметру): Калибр цепи (d) – это номинальный диаметр прутка, из которого изготовлено нормальное звено. Измеряется в миллиметрах или дюймах. От калибра зависят все остальные характеристики: масса, разрывное усилие, испытательная нагрузка.
Классификация по прочности (классу): Современные стандарты, такие как правила РМРС или LR, определяют несколько классов прочности цепи. Чем выше класс, тем выше прочностные характеристики при том же калибре, что позволяет использовать более легкие и компактные цепи для заданной нагрузки.
| Класс цепи | Обозначение | Минимальное разрывное усилие, МПа | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| 1 | NV | ≥ 370 | Буи, понтоны, неответственные конструкции |
| 2 | NVK1 (Stud Link) | ≥ 410 | Внутренний и ограниченный район плавания |
| 3 | NVK2 (Stud Link) | ≥ 490 | Морские суда, основной стандартный класс |
| 4 | NVK3 (Stud Link) | ≥ 690 | Крупнотоннажные суда, буровые платформы (цепи повышенной прочности) |
| 5 | NVK4 (Stud Link) | ≥ 770 | Специальные сооружения, экстремальные условия |
Производство, материалы и контроль качества
Материалом для изготовления служит углеродистая или низколегированная сталь с высокими показателями предела текучести и ударной вязкости. Технологический процесс включает:
Каждая смычка цепи, принятая классификационным обществом, маркируется клеймом на концевое и усиленное звенья. Клеймо содержит информацию о производителе, калибре, классе прочности, годе изготовления и знаке классификационного общества.
Расчет и подбор якорной цепи
Подбор осуществляется в соответствии с требованиями Правил классификационных обществ, которые учитывают характеристики судна: длину, ширину, высоту борта, надстройки, парусность. Основным параметром является снабженческое число (Equipment Number, EN), вычисляемое по сложной формуле. По найденному EN из таблиц Правил определяют калибр цепи, общую длину (в метрах) и массу якоря.
| Снабженческое число (EN) | Калибр цепи (d), мм | Масса 1 метра цепи, кг, approx. |
|---|---|---|
| до 100 | 19 | 12.5 |
| 150 | 22 | 16.5 |
| 250 | 28 | 26.5 |
| 400 | 34 | 38.5 |
| 600 | 40 | 53.0 |
| 1000 | 50 | 82.0 |
Эксплуатация, осмотр и обслуживание
Эксплуатационный ресурс цепи напрямую зависит от условий стоянки, грунта и регулярности обслуживания.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается якорная цепь от обычной грузовой цепи?
Якорная цепь изготавливается по специальным морским стандартам из стали с особыми механическими свойствами, проходит обязательную термическую обработку и 100% контроль. Ее конструкция (звено с распоркой) оптимизирована для восприятия многократных переменных нагрузок, ударных воздействий и агрессивной среды. Грузовая цепь общего назначения не имеет таких гарантированных характеристик и не допускается к использованию в якорном устройстве.
Почему длина смычки равна 27.5 метрам (15 морских саженей)?
Это исторически сложившаяся мера, удобная для маркировки и эксплуатации. Стандартная длина позволяет легко считать вытравленные смычки. На малых судах могут применяться смычки короче (25 м).
Как часто нужно менять якорную цепь?
Строгого календарного срока нет. Замена производится по техническому состоянию, определяемому в ходе ежегодных осмотров и особых освидетельствований (раз в 5 лет). Критерии: превышение допустимого износа калибра, наличие трещин, критическая коррозия, деформация более 10% звеньев.
Можно ли ремонтировать (заваривать) поврежденное звено якорной цепи?
Категорически запрещено проводить кустарный ремонт или сварку звеньев в судовых условиях. Поврежденная смычка должна быть заменена на новую, сертифицированную и принятую классификационным обществом. Ремонт возможен только на заводе-изготовителе с полным циклом контроля и испытаний.
Что такое цепь калиброванная и некалиброванная?
Калиброванная цепь имеет строго выдержанный внутренний размер (длину и ширину) звена, что обеспечивает правильное заложение в звездочку брашпиля и равномерное распределение нагрузки. Вся судовая якорная цепь – калиброванная. Некалиброванная цепь имеет допуски по размерам и используется для неответственных целей (стропы, ограждения).
Как выбирается класс прочности цепи для конкретного судна?
Класс прочности указывается в спецификации судна, разработанной проектантом на основе Правил классификационного общества. Выбор зависит от района плавания, типа судна и расчетных нагрузок. Для большинства морских судов стандартом является класс, аналогичный NVK2 (или Grade 2). Для судов с повышенными требованиями (буксиры, трубоукладчики) выбирают цепи более высокого класса (NVK3, NVK4), что позволяет при той же прочности уменьшить калибр и массу.
Заключение
Якорная цепь представляет собой высокотехнологичное изделие, от надежности которого зависит безопасность судна, экипажа и окружающей среды. Ее проектирование, производство и эксплуатация строго регламентированы. Понимание конструкции, классификации, принципов маркировки и дефектации является обязательным для судовых механиков, электромехаников и лиц, ответственных за техническое состояние судна. Правильный уход, регулярный осмотр и своевременная замена изношенных элементов якорной цепи – неотъемлемая часть культуры морской эксплуатации и залог безаварийной стоянки.