Технічний посібник щодо типів суднових якорів, критеріїв розміру та вимог до вибору

Морські якоря є важливими компонентами обладнання для комерційних суден, у тому числі нафтових танкерів, балкерів, контейнеровозів, суден для зрідженого газу та морських суден. На відміну від малих суднових якорів, суднові якорі розроблені як частина повної системи якірного кріплення, яка включає якорі, якірні ланцюги зі шпильками, брашпили, стопори ланцюгів, труби для мотузків і замки для ланцюгів.

Для великих суден вибір якоря не визначається лише вагою якоря. Правильна специфікація базується на параметрах судна, розрахунках кількості обладнання, вимогах класифікаційного товариства, характеристиках утримання якоря та сумісності з повною системою кріплення.

Правильно підібраний морський якір повинен забезпечувати достатню силу утримування за очікуваних умов експлуатації, одночасно відповідаючи вимогам до конструкції та встановлення судна.

1. Типи якорів, що використовуються на великих торгових суднах

1.1 Безштоковий якір

Якір без штока є найпоширенішим типом якоря для сучасних комерційних суден.

Зазвичай він встановлюється на:

· Нафтові танкери

· Балкери

· Контейнеровози

· СПГ-вози

· Офшорні допоміжні судна

Основною особливістю безштокового якоря є шарнірна конструкція хвостовика, яка дозволяє обертатися хвостовику відносно хвостовика. Ця конструкція забезпечує ефективне проникнення на морське дно, одночасно дозволяючи легко дістати якір через трубу судна.

Загальні конструкції безштокових анкерів включають:

· Hall Anchor

· Spek Anchor

· Якір басейну

· Якір AC-14 з високою силою утримання

До переваг безштокових анкерів відносяться:

· Компактна конструкція для зручного зберігання

· Надійне проникнення

· Ефективне відновлення через труби

· Сумісність із сучасними анкерними системами

1.2 Якір з високою силою утримання (HHP).

Анкери з високою силою утримання (HHP) розроблені для забезпечення більшої міцності в порівнянні зі звичайними анкерами тієї ж ваги.

Завдяки оптимізованій геометрії труби та покращеній здатності проникнення в морське дно, якорі HHP можуть досягти вищої ефективності утримування, одночасно зменшуючи необхідну вагу якоря для даного застосування судна.

Типові програми включають:

· Великі танкери для перевезення сирої нафти

· VLCC

· Надвеликі контейнеровози

· Офшорні судна

У порівнянні зі звичайними анкерами без штока анкери HHP пропонують:

· Більш високе співвідношення сили утримання до ваги

· Зменшене навантаження на носове спорядження

· Покращена ефективність кріплення в складних умовах

1.3 Якір із надвисокою силою утримання (SHHP).

Анкери SHHP розроблені для застосувань, які вимагають більшої фіксації, ніж стандартні анкери HHP.

Вони в основному використовуються для:

· Великі офшорні судна

· Спеціалізовані судна

· Програми, що вимагають розширених можливостей прив’язки

Вибір між звичайними якорями HHP і SHHP залежить від вимог до конструкції судна та затвердження класифікації.

2. Як визначається розмір якоря судна?

Для комерційних суден розмір якоря визначається відповідно до правил класифікаційного товариства, а не лише довжиною судна.

Ключовим параметром для вибору анкерного обладнання єНомер обладнання (EN).

Кількість обладнання розраховується на основі основних розмірів судна та відкритих ділянок над ватерлінією. Розрахунок зазвичай враховує:

· Довжина судна

· Ширина судна

· Глибина судна

· Прогнозована бічна площа вітру

· Інші конструктивні параметри посудини, визначені правилами класифікації

На основі номера обладнання визначається необхідне анкерне обладнання, включаючи:

· Кількість анкерів

· Вага якоря

· Діаметр якірного ланцюга

· Довжина якірного ланцюга

Класифікаційні товариства, які надають відповідні вимоги, включають:

· Міжнародна асоціація класифікаційних товариств (IACS)

· Китайське класифікаційне товариство (CCS)

· Американське бюро судноплавства (ABS)

· Det Norske Veritas (DNV)

· Регістр Ллойда (LR)

Остаточна специфікація якоря повинна відповідати затвердженій конструкції судна та застосовним вимогам класифікації.

3. Загальний контрольний діапазон ваги якоря судна

Фактична вага якоря залежить від конструкції судна, типу якоря та вимог класифікації. У наступній таблиці наведені загальні норми для комерційних суден.

Ці значення є лише загальними посиланнями. Остаточні характеристики якоря визначаються номером обладнання судна, затвердженою проектною документацією та вимогами класифікаційного товариства.

4. Відповідність ланцюга анкера та шпильки

Морська якірна система складається з кількох взаємопов’язаних компонентів:

· Морський якір

· Якірний ланцюг

· Стопор ланцюга

· Брашпиль

· Хоз труба

· Ланцюгова шафка

Якірний ланцюг передає між судном і якорем сили, створювані вітром, хвилями і рухом судна.

Зазвичай використовують великі комерційні суднаякірні ланцюгиоскільки вони забезпечують:

· Висока міцність на розрив

· Покращена стабільність ланцюга

· Знижена деформація при великих навантаженнях

· Тривалий термін служби в морських умовах

Типовий діапазон діаметрів якірного ланцюга:

Якір, діаметр ланцюга, ємність брашпиля та розміри труби тросу повинні бути розроблені як цілісна система. Збільшення розміру анкера без урахування інших компонентів може вплинути на експлуатаційні характеристики.

5. Фактори, що впливають на ефективність утримання якоря

Ефективність утримання морського якоря залежить не тільки від його ваги. Основні фактори включають:

Дизайн якоря

Геометрія хвостовика, конструкція хвостовика та здатність проникнення безпосередньо впливають на силу утримання.

Анкери з високою утримуючою силою досягають покращеної продуктивності завдяки оптимізованому структурному дизайну, а не просто збільшенню ваги.

Умови морського дна

Різні типи морського дна впливають на продуктивність якоря:

· Пісок: як правило, забезпечує хороше проникнення та утримання

· Глина: утримувальна здатність залежить від глибини проникнення та міцності ґрунту

· Грязь: потрібна відповідна геометрія якоря для ефективного зчеплення

· Скеля або тверде морське дно: може зменшити здатність проникнення

Якірний ланцюг

Кут між якірним ланцюгом і морським дном впливає на горизонтальну силу, прикладену до якоря.

Довший приціл зазвичай зменшує вертикальне навантаження на якір і покращує ефективність утримання.

6. Вибір якоря для різних типів суден

Нафтові танкери

Нафтові танкери, як правило, мають велике водотоннажність і значні площі парусності.

Загальні конфігурації включають:

· Безштокові анкери HHP

· Анкерні ланцюги великого діаметру

· Надпотужні брашпильні системи

Якірна система повинна витримувати високі навантаження на навколишнє середовище під час очікування, морських операцій або підходів до порту.

Балкери

Балкери зазвичай мають широкі розміри корпусу та глибоку осадку.

Загальні варіанти прив’язки включають:

· Безштокові анкери холового типу

· Анкери Spek

· Якір HHP для великих суден

Якірна система розроблена відповідно до розміру судна, робочих маршрутів і вимог класифікації.

Контейнеровози

Сучасні контейнеровози мають збільшену вітрову зону за рахунок розміщення контейнерів над палубою.

Типові вимоги включають:

· Анкери високої міцності

· Якірні ланцюги великого діаметру

· Високопродуктивне обладнання для переміщення якорів

7. Матеріали, виробничі стандарти та сертифікація

Суднові якорі виготовляються з використанням високоміцних морських сталевих матеріалів, щоб витримувати ударні навантаження та тривалий вплив морської води.

Важливі аспекти виробництва включають:

· Контроль якості матеріалу

· Контроль процесу лиття або кування

· Точність розмірів

· Випробування механічних властивостей

· Вимоги до захисту поверхні

Для комерційних суден якоря та пов’язане з ними обладнання може вимагати схвалення або сертифікації від визнаних класифікаційних товариств, зокрема:

· CCS

· ABS

· DNV

· LR

· BV

Вимоги до сертифікації залежать від типу судна, адміністрації прапора та специфікацій проекту.

8. Приклад: Якірна система для танкера 100 000 DWT

Типовий танкер Aframax може мати таку систему якорного кріплення:

· Довжина судна: приблизно 250 м

· Тип анкера: безшкольний анкер HHP

· Вага якоря: приблизно 15-20 тонн на якір

· Діаметр якірного ланцюга: приблизно 100–120 мм

Остаточна конфігурація підтверджується розрахунком кількості обладнання та затвердженням класифікації.

Висновок

Вибір якорів для великих комерційних суден — це технічний процес, що включає розрахунок судна, вимоги класифікації та сумісність систем.

Сучасні торговельні судна в основному використовують якорі без штоків і якорі з високою силою утримання, оскільки вони забезпечують ефективне утримання, одночасно задовольняючи вимоги до монтажу великих суднових конструкцій.

Повне рішення для якорного кріплення вимагає правильного підбору типу якоря, ваги якоря, якірного ланцюга з шпильками, місткості брашпиля та способу встановлення для забезпечення надійного якорного кріплення протягом усього терміну служби судна.