第四章-系泊设备

第四章系泊设备第一节系船缆第二节系缆的名称与作用第三节系泊设备的组成第四节系泊设备的检查保养和使用注意事项2020/9/16第四章系泊设备2第一节系船缆一、系船缆的种类和特点系船缆(系船索)：用于船舶系固于码头、浮筒、他船或拖带的绳索。1.种类：有纤维缆、钢丝缆和复合缆三种。2.特点：具有强度大、耐腐蚀、耐磨、密度小、弹性适中、质地柔软、使用方便等特点。3.纤维缆：植物纤维缆和化纤缆两种。1)植物纤维缆有白棕绳、棉麻绳及油麻绳三种。2)常用的化纤缆绳(合成纤维绳)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。2020/9/16第四章系泊设备3(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。改进后，丙纶缆的破断强度已至尼龙缆的90%。(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。2020/9/16第四章系泊设备4(5)相应规定①化纤缆绳主要由聚酰胺、聚酯和聚丙烯制成。②绳索内不应加入任何填料和增加其质量的物质。③经验收合格的每卷(或每捆)成品纤维绳，均应在显明易见处贴上纤维绳号、材料、结构、规格和厂名的标签，并应打上CCS标志。锦纶复丝八股2020/9/16第四章系泊设备54.钢丝缆1)特点：强度大、使用寿命长是突出特点。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(纤维绳芯)，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股钢丝股绕着一股纤维绳芯搓成。中间有一股(纤维绳芯)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。2020/9/16第四章系泊设备6③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(纤维绳芯)，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(纤维绳芯)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；⑤其数量可用于判断钢丝绳的属性。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。2020/9/16第四章系泊设备75)钢丝缆应满足的规定用作系船索、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钢丝绳的等级根据其最小抗拉强度一般分1420N/mm2、1570N/mm2、1670N/mm2、1770N/mm2、1870N/mm2和1960N/mm2六级。钢丝的实际抗拉强度应不超过规定最小抗拉强度的1.2倍。③应采用全镀锌的钢丝绞制成。5.复合缆一种用金属与纤维复合而成的缆绳，结构特点是每股均有金属丝核心，外覆纤维护套，有3、4或6股，可用于系船缆或拖缆。缆绳强度较大，一根周长8.5in粗的复合缆的强度相当于同样粗细的2.5根丙纶缆的强度。2020/9/16第四章系泊设备8二、缆绳的规格、长度与重量估算1.缆绳的规格与长度1)缆绳的规格缆绳的规格除用股数或丝数表达外，还需用绳索的截面外接圆直径D(公制mm)来衡量。如用周长C(英制inch)表示，则其换算关系为：C/D≈1/8正确量法错误量法钢丝绳截面外接圆直径的正确量法2020/9/16第四章系泊设备92)缆绳的长度通常以捆为计量单位，钢丝缆与拧绞纤维缆绳每捆的标准长度一般为220m，编织纤维缆绳每捆的标准长度一般为100m(已很少使用)。除上述标准长度外，少数也有500m一捆的。2.钢丝绳的重量估算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。2020/9/16第四章系泊设备10三、缆绳的强度缆绳的强度主要有破断强度、试验强度和安全强度三大类，其中安全强度是允许使用的最大强度。1.绳索的破断强度(BL)一般用B表示绳索的破断强度(证书中有此值)，也可用公式进行估算。如一根规格为6×30、36mm钢丝绳的破断力：B=9.8×35×(36)2=444528(N)≈444.5(kN)。2020/9/16第四章系泊设备11化纤缆破断力的估算公式为：T=98kD2(N)式中：D——直径(mm)；K——系数，丙纶绳0.74～0.85，尼龙绳1.19～1.33，改良丙纶绳1.10～1.21，复合缆2.0。注意：若因条件限制不能以完整钢丝绳进行试验时，可采用单根钢丝试验，则钢丝绳的破断负荷为单根钢丝的破断拉力乘以钢丝的总数，再乘以规定的换算系数求得。如6×24钢丝绳的换算系数为0.87，6×37钢丝绳的换算系数为0.825。2.绳索的试验强度(TS)亦称验证负荷(PL)，是绳索制造厂在CCS验船师主持下对其产品进行拉力试验时所采用的强度标准，一般取破断强度的3/4。2020/9/16第四章系泊设备123.绳索的安全强度为绳索允许使用的最大负荷，用安全工作负荷(SWL)体现，其产品证书中有此值，使用时应以此为准。也可据破断强度和安全系数求出：安全强度=破断强度/安全系数一般带缆的安全系数取6～8，拖缆为8～10；在无特别说明的情况下，安全系数取6。具体使用时，还须根据不同的工作需要、钢丝绳的新旧程度、接插方法等(如插接后、已生锈的及过度拉伸受伤的强度应分别降低10%、30%和50%)情况来选定不同的安全系数。必须注意的是，在船用绳索的产品证书上(由CCS授权的验船师签发)均有明确规定的SWL，正常情况下使用时应以此为准。2020/9/16第四章系泊设备13第二节系缆的名称与作用系缆的主要作用是：靠泊、拖带、协助操纵及移泊。2020/9/16第四章系泊设备14一、系靠码头时缆绳的名称与作用按位置、出缆的方向和作用，分为：头缆、尾缆、前(首)横缆、后(尾)横缆、前(首)倒缆、后(尾)倒缆等。1、头缆(首缆)2、尾缆3、前倒缆(首倒缆)离泊作业中，常用前倒缆带住船首，利用车舵或风流将船尾甩出，再用倒车使船驶离泊位。2020/9/16第四章系泊设备154、后倒缆(尾倒缆)5、横缆(首、尾横缆)系靠码头时，系缆的使用种类与数量应根据码头的情况、船舶的长度、缆绳强度、停泊时间的长短、天气和潮汐及港口涌浪等因素的影响程度而定。2020/9/16第四章系泊设备16二、浮筒系缆的名称与作用有单头缆与回头缆两种。1、单头缆：从首尾方向送至浮筒，至少各两根。钢丝缆用卸扣系在浮筒环上；纤维缆用司令扣系在浮筒环上。强风急流时须增加数量。2、回头缆：回头缆主要是在离浮筒时利用其自行离浮，平时不受力，带好浮筒后应比单头缆松弛些。首尾各带一根，方法是用一根较长的钢丝缆从首尾的左舷或右舷送出穿过浮筒环后再从另一舷拉回船上挂在脱钩上。2020/9/16第四章系泊设备17三、拖缆的名称与作用靠离码头、掉头或为确保安全，常用拖轮协助大船操作；船舶失控时，也可用拖船进行吊拖和绑拖。拖带缆的名称根据不同的拖带方式分：1、傍拖的拖缆船舶失控时，较多采用吊拖或尾绑拖，也可两者兼顾。尾绑拖也称掮拖，相当于船舷尾部的一侧增加一台主机，能使船前后移动，也易使船朝另一舷转向。绑拖需3根缆。传递推力的掮缆由大船出，头缆(领水缆)与尾缆(艄缆)由拖船出。2020/9/16第四章系泊设备182、横向顶推的拖缆靠离泊时用。顶推时，此缆相当于拖船的头缆用来控制拖船的船首，并在车舵的配合下，使拖船与大船保持丁字形状态。拖开时起拖缆作用。3、吊拖的拖缆分船首吊拖和船尾吊拖。有流的港口吊拖大船掉头；过桥洞船闸，采用首尾同时吊拖。吊拖大船掉头时，一般由大船出头缆，尾拖缆一般由拖船出，以使解缆时不易卷入大船螺旋桨。2020/9/16第四章系泊设备19四、应急拖带装置国际海事组织(IMO)要求停泊中的油船，在其外舷(档)的首尾处各垂下一根应急拖缆，其琵琶头应垂于水面上方，并在装卸与压载过程中保持此状。用于防止拖缆落入水中的绑扎小绳应便于拖船上的船员判断、解掉或拉断。《钢规》对20000载重吨及以上的液货船，包括油船、化学品液货船和液化气体船配备应急拖带装置作了明确的规定。规定：尾部应急拖带装置应能在泊港状态下不超过15min内投入使用；尾部短拖索的回收装置应在失去动力和不利环境下，能由1人手工操作；首部应急拖带装置应能在泊港状态下不超过1h内投入使用。2020/9/16第四章系泊设备20第三节系泊设备的组成系泊设备由系船缆、挽缆装置、导缆装置、系泊机械、车及附属用具等组成。2020/9/16第四章系泊设备21一、挽缆装置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，缆桩附近的甲板均需加强。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。2020/9/16第四章系泊设备22二、导缆装置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、主甲板两舷、舷墙或栏杆所在均设有导缆装置。2.种类：①导缆孔：有圆形和扁形两种。②导向滚柱：首、尾及距首尾两端四分之一船长处的甲板舷墙或栏杆处。2020/9/16第四章系泊设备23③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)。主要设置在首、尾及距首尾两端四分之一船长处的甲板舷墙或栏杆处。④导向滚轮：以直立式布置方式为主，设置在首、尾及距首尾两端四分之一船长处的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。导向滚轮同时也是配合锚机或绞缆机绞缆的导缆装置。2020/9/16第四章系泊设备24⑤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柱，工作条件大为改善。2020/9/16第四章系泊设备25三、绞缆机绞缆机(又称系缆绞车)。用于靠离码头、与他船并靠及移泊时收绞缆绳。设置于首、尾楼甲板，大中型船船首绞缆机一般均与锚机组合，大型船舶还在船首及距首尾两端四分之一船长处专设绞缆机，小型船舶也有在船尾甲板设系缆绞盘的。2020/9/16第四章系泊设备261.绞缆机的分类1)按动力源分：有电动和电动液压两种，高安全性的电动液压绞缆机已在油船、液化气体船及化学品船上广泛使用。2)按卷筒轴线的布置方式分：有卧式和立式两种。2020/9/16第四章系泊设备27电动和电动液压卧式绞缆机的共同缺点是占用甲板面积较大，但能获得较大的绞缆力矩，电动液压卧式绞缆机的主要动力源部分设置于甲板以下，在大中型船上广泛应用。立式绞缆机又称系缆绞盘，动力装置设在甲板下面，占用甲板面积小，有利于保护机器，在船尾甲板面积小及小型船舶上仍有使用。2020/9/16第四章系泊设备28自动张力绞缆机全称为自动张力调整绞车。动力源有电动也有液压的。基本原理是在绞缆卷筒上施加一个可调的动力矩，并与系船缆上张力所引起的拉力矩保持平衡。当船舶因吃水变化或受潮汐、风力影响，导致系船缆张力有所增减，偏离规定值时，自动绞缆机能够相应地自动收放缆绳，使其张力稳定到规定值。这样，可以防止缆绳拉断，保证系泊安全，并减少值班人员的操作和劳动强度。自动绞缆机必须与转动导缆装置(万向导缆器)配套使用。由于自动绞缆机的