船舶设备选用3(1)

第三章系泊设备•第一节概述•第二节系泊设备的组成与布置•第三节系泊索•第四节系泊属具第一节概述•除了抛锚停泊以外，系缆停泊是船舶另一种主要停泊方式。•系缆停泊：就是利用系缆设备将船舶安全牢固地系结与码头、浮筒、船坞或其它船上。•系泊设备：凡保证船舶安全可靠地进行系缆作业的装置和机械。一、系缆的名称和作用•船舶系靠码头时，按码头地理位置和条件：船舶的长度，当时当地的水文气象条件，决定使用缆绳数量和布置方式。1.船舶靠码头时首缆：防止船舶向船尾方向移动。尾缆：防止船舶向船首方向移动。首横缆：防止船舶离开码头。吹大风时，加带此缆。尾横缆：防止船舶离开码头。吹大风时，加带此缆。首倒缆：防止船舶向船首方向移动。尾倒缆：防止船舶向船尾方向移动。•一般情况下，船舶至少要用6根缆绳：•2根首缆，2根尾缆，及前后倒缆各一根。•系缆的具体数量应根据船舶的大小，气象水文的具体情况确定。正确和熟练地使用缆绳对船舶的安全系泊有非常重要的作用。3、船舶的系泊方式•码头系泊：船舶连接到码头上。•旁靠系泊：船舶连接到相邻船旁的。•单点系泊：船舶连接到单浮筒或者结构架上。•浮筒系泊：船舶连接到多个浮筒上的。•船舶系缆停泊的方式随船只大小、码头情况而已，通常有三种系缆停泊方式。一、船舷系泊舷侧系泊是将船舶舷侧靠于码头或他船进行系结，是最为常见的系泊方式无风浪时只需带首尾斜缆，若有水流的作用，需加设倒缆。若风和水流的影响较大，为了防止船舶沿岸线以东或离开岸线，在船舶首尾及中部均需设置附加缆。有强烈的潮流和顶风时，尚需抛锚辅助。二、船尾系泊一般在码头沿岸线长度受限制的情况下采用。当多船并列系泊时同时在各船间作横向系结。风和水流较大时刻在船首抛锚辅助。对于舰艇编队，船尾系泊有利于紧急起航。某些河内船、渡船常采用船尾系泊方式。三、首尾系泊利用首尾缆将船系结于港内或江中的浮筒上四、单点系泊在这种系泊系统中，浮筒是通过呈放射状布置的锚与链固定在海上，油轮通过系缆系结在浮筒顶部转台上，若外力变化时，油轮将绕着浮筒旋转，直至平衡在一个手里最小的位置上。浮筒中央的旋转接头和油轮之间有浮动软管相连，油轮通过软管进行装卸作业。在远海区建造这样单浮筒系泊系统，便可利用油轮将海底原油输送到海岸上，这样比铺设海底管道经济的多。第二节系泊设备的组成与布置一、系泊设备的组成•系泊索——传递船舶系泊时所受的外力；•系缆器——固定在甲板或外板上，用以系结系泊索的桩柱，是系泊时的船体受力点；•导缆器——供引导系泊索通过、变换方向先知导出位置和避免磨损的器具；•系泊机械——系泊动力机械，用以收绞系泊索；•系泊索卷车——用于收藏系泊索。系泊索•系泊索应该用重量轻，强度高，柔软，富有弹性和耐磨损的缆绳。•在船上用作系缆的有钢缆、植物纤维缆和合成纤维缆、长久系泊时也有用链条做系泊缆。纤维缆钢丝绳•1.作用：用于在靠泊和拖带作业时固定缆绳的一端。•2.位置：首尾楼甲板和船中部甲板等部位设有挽缆用的缆桩。•3.种类：缆桩有铸造也有用钢板围焊而成的。有单柱系缆桩、双柱系缆桩、单十字系缆桩、双十字系缆桩、斜式双柱系缆桩及羊角桩等。大中型船舶多采用双柱系缆桩。系缆器导缆器•1.作用与位置：①引导缆绳按一定方向从舷内通向舷外，改变缆绳走向并限止其位置；②减少缆绳与舷边的磨损，避免因急剧弯折而增大所受应力。船首尾及两舷都设有导缆装置。•2.种类：①导缆孔•②导向滚柱：在甲板端部及上下两层甲板间。•③导缆钳：有闭式、开式、无滚轮和带滚轮等种类。导缆钳都是铸造的，有整体式和组合式两种。大中型船舶都采用带滚轮的导缆钳(可减轻对系缆的磨损)。一般设置在首尾的舷墙或甲板上。•④导向滚轮：有直立式和水平式两类，一般设置在大中型船首尾部导缆钳或导缆孔与系缆机械之间的甲板上，用以改变缆绳方向或避免缆绳与舷边直接磨擦。导向滚轮通常作为配合锚机或绞缆机绞缆的导缆装置。•⑤转动导缆器：又称万向导缆器(孔)。特点是在孔的左右及上下均装设滚轮或滚，工作条件大为改善。系泊机械•系泊机械是收放系缆用的专用机械，一般有系缆绞盘，系缆绞车和自动系缆绞车。•系泊机械一般在系缆时才使用，在整个船舶营运过程中利用率不高，所以中小型船舶通常都不单独设置系缆机，常以锚机，起锚绞盘，甚至起货绞车兼做系缆机械用。•较大型的船舶，首部系缆机械的动力部分也常与锚机合并，只是在尾部才单独设置系缆机械。自动绞缆车系泊索卷车•系泊索卷车用于收藏系泊索。•分为麻索卷车，钢索卷车与电动钢卷车几种。•电动钢卷车通常有三种形式：•一种是在锚机的系缆卷筒轴上套装卷筒•一种是在钻用的系缆绞车上套装卷筒•在较大型船舶上也有独立设置的电动机驱动的电动卷车。系泊索卷车二、系泊设备布置•一个系泊系统是否有效、合理，对船舶、船员、码头和环境的安全是很重要的。三、系泊设备布置的一般要求•1.系泊索①系泊索尽可能对称于船中布置，这样能更可靠地保证负荷的良好分配。倒缆和横缆的数量一般是偶数，如果使用的横缆数不是偶数，多余的缆索一般用在尾部。这是因为尾部的受力比首部受力约高10%。②横缆尽量垂直于船体中心线，并尽可能靠近船首和船尾。三、系泊设备布置的一般要求②缆索尽可能直接从绞车卷筒引向舷侧导缆器，尽量避免使用中间导向滚轮。当甲板空间受到限制时，采用绞车斜放或横放也能获得较好的布置。③所有缆索尽可能允许从任一舷引出，兵将导向轮的数量减少到最低限度。⑤倒缆尽可能平行于船体中心线，其引出点应尽量靠近船首和船尾。但是为了避免缆索在外板上摩擦，引出点又必须在平行中体部分的甲板上。⑥当环境状态超过设计环境条件时，应增强系泊系统，使船舶获得补充的约束力。有两种可行的办法：其一为提供岸缆；其二为提供岸上滑轮，使船上缆索绕过它引回并固定到船上。两种情形都要求配置舷边导缆器和缆桩。•2导缆器•绞车副卷筒直接引向导缆器时，缆索的方向与卷筒轴垂线之间的夹角向外偏角为零，向内偏角6°。缆索在副卷筒上的位置为离副卷筒内边等于三分之一的副卷筒宽度。•从绞车卷筒直接引向导缆器时，卷筒上系缆索的放出角应小于4°。所谓放出角系指卷筒轴的垂线和缆索之间的夹角。即使在最恶劣的场合下，也要使放出角小于7°。•对于钢缆系泊索，导缆器的滚轮净间距离大于7倍钢索直径；对于合成纤维系泊索，滚轮净间距离大于4倍纤维索直径。•符合巴拿马运河通航规则的船舶，需配置一定数量的滚柱导缆器。•3.带缆桩•拖索用的带缆桩在船首和船尾各配置连个，带缆桩的方向与缆索曳引方向应一致。带缆桩和舷侧倒缆孔或导缆器之间必须保持一定的距离，在大船上应不小于带缆桩直径的6倍，小船则不小于10倍，一般应在1.5~2.5m的范围内，一遍提供足够的甲板面使用带缆辅助索（图3-4）。带缆桩周围1m以内不得有任何障碍，带缆桩的外边缘与舷边的距离应不小于带缆桩直径1.5倍。如果带缆桩和倒缆孔中间有舷墙肘板时，则带蓝转位置应考虑到缆索不会擦着肘板。第三节系泊索•一、系泊索的种类和性能•系泊索是指系泊时使用的柔韧绳索。•系泊索可以是钢索、植物纤维或合成纤维索。撇缆绳•为1根长约40m、直径约6mm的细绳，绳的前端是有一定重量的撇缆头。船靠码头时，从船上抛给码头带缆人员，作为往码头送缆的牵引绳。制索绳和制索链•是船舶系泊时用于临时在系缆上打结以承受缆绳拉力的专用索具。制索绳用于纤维缆，制索链则用于钢丝缆，其一端连在缆桩基座靠近出缆方向一侧，或为一琵琶头，使用时，套在缆桩上。另一端用于在系缆上打制索结，以便将系缆在卷筒上取下挽在缆桩上，或将系缆从缆桩上取下，挽在卷筒上继续绞收.•1.钢丝缆•1)特点：强度大、重量轻、使用寿命长。•2)种类：有硬、半硬和软钢丝缆三种。•①硬钢丝绳：由6股钢丝股绕着一股钢丝股芯搓成。无油麻芯，是最硬的钢丝绳，操作不便，但强度最大。除用于大桅和烟囱等支索(静索)外，还可用作拖索和系船索。•②半硬钢丝绳：由6股钢丝股绕着一股油麻芯搓成。中间有一股油麻芯。强度较大，比硬钢丝软，操作较方便。一般用作拖缆、保险缆和系船缆，也可用作重型吊杆的吊货索。•③软钢丝绳：与半硬钢丝绳基本相同，但在每一股钢丝股内还有一股油麻芯，共有7股油麻芯。最柔软，便于操作，强度最小，一般用于系船缆、吊货索、吊艇索及系固等。•3)油麻芯的作用：①起衬垫作用，减少内部磨擦；②增加柔软度，便于操作；③防止内部锈蚀；④起润滑作用。•4)钢丝绳的软硬不仅与油麻芯有关，与钢丝的韧性及结构形式也有关，同结构类型同直径的钢丝绳丝数越多越软。•5)钢丝缆的要求•CCS《材料与焊接规范》规定，用作系船索、拖索和尾锚索的钢丝绳应符合以下要求：•①应采用优质碳素结构钢，其硫、磷含量应≯0.035%。•②钢丝的抗拉强度一般应在1420～1570N/mm2、1570～1770N/mm2或1770～1960N/mm2的范围内。•③应采用全镀锌的钢丝绞制成。•6)钢丝缆的规格•钢丝缆的规格除用股数和丝数表达外，还需用绳索的截面外接圆直径(mm)来表示。错误量法正确量法•7)钢丝绳的重量•钢丝绳的重量估算公式为：W≈kd2式中：W——每米钢丝绳的重量(kg)；d——钢丝绳直径(cm)；k——系数，硬钢丝绳、半硬钢丝绳取0.35，软钢丝绳取0.30。8）钢丝绳的弯曲半径钢索的弯曲半径过小时，其强度会受到很大损失，因此在设计和选用绞车卷筒和导缆器等设备时，必须有适当的直径或表面弯曲半径。图3-6所示为弯曲比对钢索强度的影响。钢索建议的最小弯曲半径比为12，但目前常用的一些标准采用6~6.5。•2.纤维缆•有植物纤维缆和合成纤维两种。•应由CCS认可的工厂制造，并应符合CCS接受的有关标准。(1)植物纤维缆白棕绳、棉麻绳及油麻绳三种。(2)最常用的合成纤维主要有以下几种：–1)尼龙绳(锦纶绳)：是化纤绳中强度最大的一种。特点是耐磨，对酸碱和油类等有一定的抵抗能力，但伸长率较大，弹性大，有一定吸水性，耐气候能力较差，曝晒过久强度会下降。•2)涤纶绳：强度仅次于尼龙绳，最耐高温和耐气候，适应于高负荷连续磨擦，抗酸、碱和油类能力强，吸水率仅为0.4%，价格最高。•3)丙纶绳和乙纶绳：特性相似，即密度较小，能浮于水面，吸水性不大，低温时仍具有足够强度，柔软便于操作。乙纶绳对化学物品抗蚀性最强；丙纶绳耐磨，其破断力为尼龙缆破断力的51%～66%，是目前船上配备较多的一种缆绳。两种缆绳都不耐热。•4)维尼龙绳：强度在化纤绳中最小，外表很象棉纱绳，弹性差，吸水性最大，耐油类和盐类物质，耐气候，价格便宜。•6股索是类似于普通钢索的绞制索，它不像3股索那样产生扭结，因此有时被用作系泊索。•8股索，又称四扭编组索，是由成对扭合的股绳构成，基本上与同样规格的3股索强度相同。它不会产生扭结，并且要比绞制索耐用，这种索常用作系泊索和船上其他用途的缆索。•双层多股编制所即称双编索，内部由许多小股编制的股绳组成，外层同样由许多小股编织成的包复结构构成。由于结构紧密，这种索的强度一般要高于同样直径的其他缆索，它一般用于钢索上的缆尾索。•合成纤维索由于弯曲所造成的强度损失显然不像钢索那样严重。一般对固定表面的，弯曲半径比取8；对滚动表面的，弯曲半径比取4.3.系泊索的选型•任何一个系泊系统的设计，首先必须确定系泊索的材料、数量和尺寸，为此系泊索选择可归纳为如下几点。①根据强度、弹性、耐用性和操作特性选择最合适的材料。缆索的材料类型会影响到系泊绞车卷筒的尺寸、导缆器的形式、导缆器弯曲半径及需占用的甲板空间等要素。建议在大型船舶上采用钢索，而在中小型船舶上优先采用合成纤维索。②选用船上和码头操作人员都能安全操作且直径适当的缆索。一般认为钢索的最大直径是48mm，而合成纤维索适合实际使用的最大的直径为80mm。③全部系泊索尽可能选用相同的尺寸和材料，但某些船上采用钢索倒缆和合成纤维索横缆的系统，它将减少船舶的前后漂移，有效地限制了刚性输油臂或输油软管相对于船的移动。二、按船级社规范配置系泊索•各国船级社规范除了按舾装数配置锚和锚链外，对系泊索的数量、长度和破断强度也提出了要求或建议。•CCS对系泊索的要求见第二章第四节及表2-1和表2-2，其补充规定如下：如果船舶的A