Цепи якорные для судна
Цепи якорные для судна: классификация, конструкция, стандарты и эксплуатация
Якорная цепь является критически важным элементом судового оборудования, обеспечивающим надежную стоянку судна на рейде или у причала. Она служит связующим звеном между якорем и корпусом судна, передавая и гася динамические нагрузки от ветра, течения и волнения. Конструкция, качество и состояние якорной цепи напрямую влияют на безопасность судна, экипажа и окружающей среды. Данная статья рассматривает технические аспекты, стандарты, правила эксплуатации и обслуживания якорных цепей.
1. Конструкция и основные элементы якорной цепи
Якорная цепь (якорный канат) представляет собой последовательность стальных звеньев, соединенных между собой. Основными конструктивными элементами являются:
- Обычные звенья (Link): Стандартные овальные звенья, составляющие основную длину цепи. Имеют одинаковый размер и форму.
- Усиленные звенья (Enlarged Link): Звенья с увеличенным диаметром прутка и размерами, устанавливаемые через каждые 90 футов (около 27.4 метра) для облегчения визуального отсчета вытравленной длины цепи. Также служат для крепления вертлюгов.
- Концевые звенья (End Link): Звенья особой формы, приваренные к последнему обычному звену. Предназначены для соединения с концевой скобой или другим соединительным звеном.
- Соединительные звенья (Kenter Lug Joining Shackle): Разъемные звенья, используемые для соединения двух смычек (связок) цепи. Позволяют производить ремонт и замену участков цепи. Фиксируются контргайкой и стопорной шпилькой.
- Вертлюг (Swivel): Устройство, предотвращающее скручивание цепи. Устанавливается между смычками, обычно в месте соединения с якорной скобой.
- Якорная скоба (Anchor Shackle, D-Shackle): Мощная разъемная скоба, соединяющая цепь непосредственно со скобой якоря.
- Смычка (Shackle): Отрезок цепи длиной, как правило, 25 или 27.5 метров (15 морских саженей). Полная якорно-швартовная цепь состоит из нескольких смычек, соединенных между собой соединительными скобами или звеньями.
- Необработанная (Unstudded): Цепь, звенья которой не имеют распорки. Обладает меньшей прочностью на разрыв и большей гибкостью. Применяется реже, в основном на малых судах.
- С распоркой (Studded): Каждое звено усилено вварной распоркой (студнем). Распорка предотвращает деформацию и сжатие звена под нагрузкой, увеличивает прочность цепи на 15-20% и снижает риск самосброса (расклинивания). Это основной тип для морских судов.
- Испытание на растяжение (Proof Load Test): Цепь натягивается испытательной нагрузкой, величина которой определяется классом и калибром. После снятия нагрузки не должно быть остаточной деформации, трещин или повреждений сварных швов.
- Испытание на разрыв (Break Test): Выборочные образцы звеньев (обычное, усиленное, соединительное) растягиваются до разрушения. Фактическое усилие разрыва должно превышать минимальное требуемое для данного класса.
- Контроль качества сварки: Проводится неразрушающими методами (магнитопорошковая или ультразвуковая дефектоскопия).
- Износ по диаметру прутка: Цепь подлежит замене, если износ в наиболее изношенном месте превышает 12% от номинального диаметра для цепей Grade 3 и выше. Замеры проводятся штангенциркулем в нескольких плоскостях.
- Вытяжка звеньев: Увеличение длины внутреннего просвета звена более чем на 7% от первоначального.
- Деформации, трещины, коррозия: Любые видимые трещины, особенно в зоне сварки, глубокие коррозионные язвы, деформация распорки являются основанием для вывода звена или всей смычки из эксплуатации.
- Ежедневный осмотр: Визуальный контроль открытых участков цепи, стопоров, брашпиля перед постановкой на якорь.
- Ежеквартальный осмотр: Детальный осмотр цепи в районе якорной скобы и соединительных звеньев.
- Ежегодный осмотр: Полная вытравка всей цепи на палубу для тщательного осмотра, замера износа, очистки от ржавчины и окраски маркировочной краской (каждые 20-25 метров).
- Ремонт: Замена изношенных смычек или отдельных звеньев производится с использованием сертифицированных соединительных звеньев того же класса и калибра. Запрещается сварка звеньев в судовых условиях.
- Брашпиль (Windlass): Палубный механизм, предназначенный для отдачи, выбирания и стопорения якорной цепи. Имеет цепные звездочки (gypsies), рассчитанные строго под калибр цепи.
- Цепной стопор (Chain Stopper): Устройство для закрепления цепи и снятия нагрузки с брашпиля при длительной стоянке. Бывают винтовые (guillotine), кулачковые и накидные типы.
- Цепной клюз (Hawse Pipe): Наклонная стальная труба в носовой части судна, служащая для проводки цепи из цепного ящика за борт.
- Цепной ящик (Chain Locker): Помещение в носу судна для хранения цепи. Имеет конусообразное дно для самоукладки цепи и систему осушения.
2. Классификация и стандарты якорных цепей
Якорные цепи классифицируются по нескольким ключевым параметрам: прочность, тип обработки, калибр и система стандартов.
2.1. Классы прочности (Grades)
Класс прочности определяет механические свойства стали цепи: предел прочности на разрыв, предел текучести и относительное удлинение. Основные стандарты: ISO 1704, ABS (Американское бюро судоходства), LR (Lloyd’s Register), и другие классификационные общества.
| Обозначение класса (ISO/ASTM) | Минимальный предел прочности на разрыв (Н/мм²) | Минимальный предел текучести (Н/мм²) | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| Grade 1 (U1) | 300 — 400 | 200 | Буксиры, баржи, небольшие суда, некатегорийные работы. |
| Grade 2 (U2) | 490 — 690 | 300 | Суда среднего размера, буровые платформы (вспомогательное). |
| Grade 3 (U3) | 690 — 860 | 410 | Морские торговые суда, танкеры, контейнеровозы (основной стандарт). |
| Grade 4 (R3, R3S, R4) | 860 — 1100 | От 520 | Крупнотоннажные суда, суда для тяжелых условий эксплуатации, морские буровые установки. |
| Grade 5 (R5) | Свыше 1100 | От 650 | Специальные применения, высокопрочные компактные цепи. |
2.2. Тип обработки звеньев
2.3. Калибр цепи (Chain Size)
Калибр цепи – это номинальный диаметр прутка, из которого изготовлено обычное звено. Измеряется в миллиметрах или дюймах. Длина и ширина звена стандартизированы относительно калибра. Выбор калибра и общей длины цепи регламентируется Правилами классификационных обществ (например, Правила Регистра судоходства) в зависимости от характеристик судна (длина, ширина, высота борта, надстройки).
| Примерный калибр цепи, мм | Приблизительная масса 1 метра цепи, кг | Типовое судно |
|---|---|---|
| 19 — 22 | 15 — 20 | Небольшие рыболовные суда, яхты |
| 28 — 34 | 30 — 50 | Буксиры, речные/прибрежные суда |
| 46 — 58 | 80 — 150 | Среднетоннажные танкеры, балкеры |
| 76 — 84 | 250 — 350 | Крупнотоннажные танкеры (VLCC), газовозы |
| 122 — 132 | 600 — 800 | Морские буровые платформы, тяжелые крановые суда |
3. Производство, испытания и сертификация
Производство якорных цепей осуществляется методом контактной стыковой сварки с последующей термообработкой для снятия внутренних напряжений и обеспечения требуемых механических свойств. Каждая смычка проходит обязательные испытания:
Успешно прошедшая испытания цепь маркируется: на каждом звене (или усиленном звене) наносится клеймо производителя, класс прочности, калибр и знак классификационного общества. На соединительные звенья и вертлюги наносятся дополнительные клейма. Выдается сертификат завода-изготовителя и, при необходимости, сертификат классификационного общества.
4. Эксплуатация, обслуживание и ремонт
4.1. Укладка цепи в цепной ящик
Правильная укладка предотвращает запутывание (колдовство) цепи и ее заклинивание при отдаче. Для этого используются специальные устройства: стопоры, брашпили с цепными звездочками (шпили), направляющие клюзы. Процесс требует навыков от команды.
4.2. Контроль износа и браковка
Износ цепи происходит в зонах трения: о грунт, о клюз, между звеньями в цепном ящике. Основные критерии браковки:
4.3. Периодические осмотры и ремонт
5. Смежные вопросы: Якорно-швартовные механизмы и оборудование
Якорная цепь работает в комплексе с другим оборудованием:
6. Часто задаваемые вопросы (FAQ)
В1: Как определить необходимую длину и калибр якорной цепи для судна?
Длина и калибр определяются исключительно в соответствии с Правилами классификационного общества, под надзором которого находится судно (Российский Морской Регистр Судоходства, Lloyd’s Register, DNV и т.д.). Расчет основан на формуле, учитывающей характеристическое число судна, зависящее от площади надводного борта, высоты надстроек и других параметров. Самостоятельный расчет недопустим.
В2: Можно ли соединять смычки цепи разных классов прочности или от разных производителей?
Категорически не рекомендуется. Вся якорная цепь в рамках одной установки (якоря) должна быть одного класса прочности, калибра и, желательно, производителя. Соединительные звенья и вертлюги должны иметь сертификат на тот же (или более высокий) класс прочности, что и сама цепь.
В3: Как часто нужно менять якорную цепь?
Строгого срока замены не существует. Замена производится по техническому состоянию на основании результатов ежегодных детальных осмотров и замеров износа. При правильной эксплуатации и обслуживании срок службы цепи на торговом судне может составлять 15-25 лет.
В4: Что такое «динамическая нагрузка» на якорную цепь и как ее учитывать?
Динамическая нагрузка возникает при рывках судна на волнении. Она может в несколько раз превышать статическую нагрузку от ветра и течения. Для ее гашения используется правильная техника постановки на якорь: отдача достаточного количества цепи («вытравливание»). Норма вытравливания обычно составляет 4-6 глубин места в нормальных условиях и до 8-10 глубин в шторм.
В5: Чем отличается сертификат производителя от сертификата классификационного общества?
Сертификат производителя (Works Certificate) подтверждает, что цепь изготовлена в соответствии с определенным стандартом (например, ISO 1704) и прошла заводские испытания. Сертификат классификационного общества (например, Certificate of Approval) подтверждает, что общество провело инспекцию на производстве, проверило испытания и одобрило данную партию цепи для использования на судах под его классом. Наличие сертификата класса часто является обязательным требованием.
Заключение
Якорная цепь – высокотехнологичное изделие, от надежности которого зависит безопасность судна. Ее выбор, монтаж, эксплуатация и обслуживание регламентированы строгими международными и национальными стандартами. Понимание конструкции, классов прочности, правил осмотра и браковки является обязательным для судовых механиков, электромехаников и командного состава. Регулярный и квалифицированный уход за якорной цепью, а также своевременная замена изношенных элементов – неотъемлемая часть культуры морской безопасности и предотвращения аварийных ситуаций.