Цепь судовая якорная

Цепь судовая якорная: конструкция, классификация, стандарты и эксплуатация

Цепь судовая якорная (ЯС) представляет собой специализированное грузоподъемное устройство, являющееся ключевым элементом якорного комплекта судна. Ее основное функциональное назначение – соединение корпуса судна с якорем, передача и удержание усилий, возникающих при отдаче, стоянке на якоре и съемке с него. Якорная цепь выполняет роль демпфера, гасящего динамические нагрузки от рывков судна на волнении, а ее собственный вес, уложенный на грунт, формирует дополнительную горизонтальную составляющую удерживающей силы, критически важную для эффективной работы якоря.

Конструкция и элементы якорной цепи

Базовым элементом якорной цепи является стандартное звено с контрфорсом (распоркой). Контрфорс повышает прочность звена на разрыв и предотвращает его деформацию под нагрузкой. Цепь собирается из отдельных звеньев, соединенных между собой соединительными звеньями (контрфорсными или безконтрфорсными) или специальными соединительными скобами (Кентеры).

Основные конструктивные элементы:

• Обычное звено с контрфорсом: Основной тип звена, из которого собрана большая часть цепи. Контрфорс вварен перпендикулярно плоскости звена.
• Усиленное звено (звено повышенной прочности): Имеет увеличенный диаметр металла (калибр) при том же номинальном калибре цепи. Применяется в местах повышенных нагрузок, например, в смычке с якорной скобой.
• Концевое звено: Звено особой формы (часто D-образное или овальное), предназначенное для соединения с якорной скобой или концевым устройством в цепном ящике.
• Соединительное звено (Detachable Link): Разъемный элемент для сборки и разборки цепи. Должно соответствовать по прочности обычному звену. Монтаж и демонтаж проводятся с применением специального инструмента.
• Соединительная скоба (Kenter Shackle): Наиболее распространенный разъемный элемент для соединения цепных смычек. Состоит из двух половин, клина и стопорной шпильки. После сборки клин расклепывается.
• Якорная скоба (Anchor Shackle, Swivel): Крупная поворотная скоба, соединяющая цепь непосредственно с якорем. Обеспечивает свободу вращения, предотвращая перекручивание цепи.
• Вертикальный поворотный звенья (Swivel): Устанавливаются в составе цепи для предотвращения ее скручивания.
• Цепной концевой вертлюг (End Link Swivel): Устанавливается в месте крепления цепи к корпусу судна (в цепном ящике).

Классификация и стандарты

Судовые якорные цепи классифицируются по нескольким ключевым параметрам: способу изготовления, калибру, категории прочности и типу покрытия.

1. По способу изготовления (технологии сварки):

• Цепи, сваренные на флэш-машинах (Flash Butt Welded): Наиболее современный и распространенный метод. Стыковая сварка оплавлением обеспечивает высокопрочное, равнопрочное соединение в зоне сварки, не уступающее по характеристикам основному металлу. Зона сварки практически не имеет видимого наплыва.
• Цепи, сваренные дуговой сваркой (Manual Arc Welded): Более старый метод. Сварной шов выполняется вручную или полуавтоматом с добавлением присадочного материала. Имеет видимый валик наплавленного металла. Современными стандартами (например, ISO 1704) для новых цепей не предусмотрен.

2. По калибру (диаметру):

Калибр (d) – номинальный диаметр прутка, из которого изготовлено звено. Измеряется в миллиметрах или дюймах. Стандартный ряд калибров регламентирован. Для крупных судов калибр цепи может превышать 150 мм.

3. По категории прочности (Grade):

Это важнейшая характеристика, определяющая механические свойства стали цепи. Обозначается латинскими буквами (Grade 1, 2, 3, 4) или, по современной классификации, Grade R3, R3S, R4, R4S, R5, R6. Более высокий грейд означает большую прочность при том же калибре, что позволяет уменьшить массу и объем цепи без потери удерживающей способности.

Категория (Grade)	Минимальный предел прочности на разрыв (Н/мм²)	Минимальный предел текучести (Н/мм²)	Область применения
Grade 2 (R3)	490	235	Небольшие суда, буксиры, исторические реплики.
Grade 3 (R4)	690	410	Стандарт для большинства морских торговых судов.
Grade 4 (R5)	860	690	Высокопрочные цепи для буровых установок, крупных танкеров, газовозов.
Grade 5 (R6)	970	770	Специальное применение для глубоководных и критически важных объектов.

4. По типу покрытия:

• Без покрытия (Black): Цепь после термообработки имеет оксидный слой («окалина»).
• Оцинкованная (Galvanized): Покрыта слоем цинка методом горячего цинкования для повышения коррозионной стойкости. Требует осторожности при длительном хранении в морской воде из-за риска водородного охрупчивания высокопрочных сталей.
• Окрашенная (Painted): Нанесение специальных красок. Часто используется для маркировки.

Производство, контроль и сертификация

Производство якорных цепей – высокотехнологичный процесс, включающий резку прутка, гибку звеньев, сварку, термообработку (закалка+отпуск), калибровку (протяжку для выравнивания размеров и удаления окалины) и контроль. Каждая производственная партия проходит обязательные испытания в соответствии с требованиями классификационных обществ (РМРС, Lloyd’s Register, DNV, ABS, BV и др.).

Основные виды испытаний:

• Испытание на растяжение: Проводится на образце из 3-5 звеньев. Определяется разрушающая нагрузка и удлинение.
• Испытание на разгиб: Проверяется пластичность металла в зоне сварки.
• Ударные испытания (Charpy V-notch): Определяют ударную вязкость материала при различных температурах.
• Контроль сварного шва: Неразрушающий контроль (магнитопорошковый или ультразвуковой).
• Проверка размеров и массы: Контроль калибра, длины смычки, массы.

После успешных испытаний на цепь наносится маркировка: клеймо производителя, год изготовления, калибр, категория прочности, знак классификационного общества. Каждая смычка (обычно длиной 27,5 м) маркируется проволочными марками на последних звеньях.

Эксплуатация, осмотр и уход

Эксплуатационный ресурс якорной цепи напрямую зависит от условий эксплуатации и регулярности технического обслуживания.

Периодические осмотры:

• Ежедневный визуальный осмотр: При постановке и съемке с якоря.
• Ежеквартальный осмотр: Детальный осмотр доступных участков цепи, якорной скобы, соединительных скоб.
• Ежегодный осмотр: Полный осмотр всей цепи при выборке ее на палубу. Замеры износа звеньев.
• Освидетельствование в доке (каждые 5 лет): Полная выкружка всей цепи, расклепка и осмотр минимум 2-3 соединительных скоб (Кентеров), ультразвуковой контроль наиболее изношенных участков.

Критерии износа и браковки:

Основной параметр – износ по диаметру (потеря металла). Согласно правилам классификационных обществ, цепь подлежит замене, если средний износ звеньев на наиболее изношенном участке длиной в 8-10 калибров превышает:

• Для цепей Grade 3 (R4) и выше – 12% от номинального диаметра.
• Для цепей Grade 2 (R3) – 15%.

Также бракуются звенья с трещинами, остаточной деформацией (вытянутые), с поврежденными или смещенными контрфорсами.

Расчет и подбор якорной цепи

Длина и калибр якорной цепи определяются Правилами классификационного общества, исходя из характеристик судна (длина, ширина, высота борта, надводный борт, парусность). Основной параметр – число оборудования (Equipment Number, EN) – рассчитывается по сложной формуле. По найденному EN из таблиц Правил выбирается калибр цепи, масса якоря, общая длина цепи.

Для судов, работающих на ограниченных акваториях или в сложных условиях, длина цепи может быть увеличена. Стандартная длина якорного комплекта для океанского судна – 10-12 смычек (275-330 м).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается якорная цепь от обычной грузовой?

Якорная цепь имеет принципиально иную конструкцию звена (с контрфорсом), изготовлена из специальной легированной стали, прошедшей строгую термообработку, и сертифицирована для динамических ударных нагрузок. Грузовые цепи (калиброванные) не имеют контрфорса, их сталь и технология производства не рассчитаны на постоянные переменные нагрузки и абразивный износ о грунт.

Почему нельзя использовать сварные соединительные звенья вместо штатных Кентеров?

Соединительные скобы (Кентеры) являются сертифицированными, уравновешенными по прочности и проверенными элементами. Любая кустарная сварка на якорной цепи категорически запрещена, так как термическое воздействие меняет структуру высокопрочной стали, приводя к резкому падению прочности и хрупкости в зоне сварки, что чревато внезапным разрывом.

Как правильно хранить запасные смычки якорной цепи?

Смычки должны храниться в сухом, проветриваемом помещении, на деревянных поддонах, желательно с консервационной смазкой. Не допускается контакт с грунтом, длительное воздействие влаги и агрессивных сред. Оцинкованные цепи высоких грейдов не рекомендуется хранить в условиях постоянной влажности.

Что такое «цепи для якорно-швартовных механизмов» и чем они отличаются от якорных?

Это цепи более низкого грейда (чаще Grade 2/R3), предназначенные для работы в составе шпилей и брашпилей, но не для непосредственного удержания судна на якоре. Они могут использоваться в качестве коренных (крепящихся к корпусу) смычек или для швартовных операций. Их прочностные характеристики ниже, чем у штатной якорной цепи.

Как определить остаточный ресурс цепи?

Точную оценку дает только комплексное обследование: замеры износа микрометром по нескольким плоскостям на наиболее нагруженных участках (у якоря, у клюза), ультразвуковая дефектоскопия на предмет внутренних трещин, визуальный осмотр всех соединительных элементов. Решение о браковке принимает эксперт классификационного общества на основании данных замеров и правил.

Почему на некоторых судах используют комбинацию «цепь-трос»?

Комбинация из начального участка цепи и стального якорного троса (каната) применяется на малых судах, буровых установках и в специальных условиях. Цепь у якоря обеспечивает прилегание и горизонтальный подъемный усилие, а трос, обладающий меньшим весом в воде и высокой эластичностью, выполняет роль демпфера. Для крупных морских судов такая схема не применяется из-за низкой износостойкости троса о грунт и сложностей с его укладкой в цепной ящик.