江西船用錨鏈斷裂原因分析及預防措施,安全使用要點?
船舶錨鏈是船舶錨泊系統的關鍵應力構件,在固定船舶和抵御風浪方面發揮著關鍵作用。其性能直接關系到船舶的航行安全。錨鏈斷裂可能導致嚴重事故,如船舶失控、擱淺甚至撞擊。因此,有必要對斷裂原因進行深入分析,落實預防措施,規范安全使用流程。從斷裂原因、預防措施和安全操作要點三個方面進行了詳細說明。
一、船用錨鏈斷裂的關鍵原因
錨鏈斷裂多為“材料缺陷”使用不當維修缺失的“共同作用的結果,具體可分為以下五類:
(1)材料和制造缺陷:先天缺陷埋下隱患
材料不符合標準:部分錨鏈采用低型鋼(如未達到標準) GB/T 549-2021 規定的 M3、M4 級高強度鋼)抗拉強度和屈服強度不足,在額定載荷下容易發生塑性變形甚至斷裂;如果鋼中的硫和磷含量超過標準,也會導致材料脆化,降低抗沖擊性。
制造工藝缺陷:環焊接頭未焊透,存在虛焊或焊瘤,對接焊接強度低于環本身(焊接強度應為≥鏈條本身的強度 90%);熱處理方法不當(如淬火溫度不足、淬火不足),導致鏈環硬度不均勻,內部應力集中,長期受力后容易出現裂紋。
尺寸偏差超標:環徑、厚度不符合標準(例如M4) 級別錨鏈鏈的直徑誤差≤±3%)局部截面過薄,形成受力弱點,優先發生斷裂。
(2)過載受力:超過承載極限導致斷裂
錨工況超載:船舶在強風、大浪等惡劣天氣下錨定,錨鏈承受的張力遠遠超過定量荷載(如10000噸級船舶錨鏈的額定斷裂張力)在強臺風下,2000-3000kN 3500kN 以上);如果錨爪沒有牢牢抓住底部,錨鏈反復承受沖擊荷載,加速疲勞斷裂。
操作錯誤過載:錨鏈被巖石礁石和海底雜物卡住,錨鏈被迫啟動,導致錨鏈局部應力急劇增加;如果錨鏈過快,錨鏈會自由落體,產生巨大的沖擊力,超過鏈條的承載極限。
選擇匹配不當:錨鏈規格與船舶噸數不匹配(如100噸級船舶選擇100噸級錨鏈),長期處于超負荷工作狀態,損壞逐漸積累直至斷裂。
(3)腐蝕損傷:降低材料劣質變化的強度
海水腐蝕:錨鏈長時間浸泡在海水中,氯離子會加速鋼的電化學反應,形成點蝕和潰爛腐蝕,導致鏈環厚度變薄,截面減小,強度顯著降低(腐蝕后厚度減?。姸认陆导s為10% 20%)。
大氣腐蝕:暴露在甲板上的錨鏈受到海洋空氣中鹽霧和濕度的影響,表面形成腐蝕層。如果不及時清潔,腐蝕將擴展到內部,破壞材料的連續性。
電偶腐蝕:當錨鏈與錨、起錨機等不同金屬結構連接時,形成電偶電池,加速陽極金屬(一般為錨鏈)的腐蝕深度。
(4)疲勞損傷:反復受力引起裂紋
錨鏈在錨、錨、錨的過程中,反復承受拉伸、彎曲、扭轉等交變載荷,鏈的應力集中位置(如鏈的弧形過渡和對接焊縫)會逐漸產生微觀裂紋。隨著使用次數的增加(一般) M3級錨鏈疲勞壽命約為 10000 二次交變荷載),裂紋不斷擴大,最終導致鏈條突然斷裂。特別是在低溫環境下,鋼的韌性降低,疲勞裂紋的擴展速度加快 30%-50%。
(5)缺乏維護:累計損傷未及時處理
日常檢查不到位:錨鏈的腐蝕程度、裂紋、變形情況沒有定期檢查,小損傷逐漸發展成大故障;
潤滑保養不足:鏈接處未定期涂抹防銹潤滑脂,造成損傷加重,同時失去對海水腐蝕的保護作用;
未及時報廢:錨鏈已達到使用壽命(一般為 8-15 年,取決于使用次數和環境)或嚴重損壞(如鏈環變形超過直徑) 5%、裂痕長度≥10毫米),仍然正常使用,增加了斷裂的風險。
二、錨鏈斷裂的預防措施
針對上述原因,應從“源頭控制、工藝規范、維護加強”三個方面落實防范措施:
(1)嚴格控制材料和制造質量
選型合規:根據船舶噸數和航行區域(如遠洋船舶)選擇M4 級錨鏈,可以選擇沿海船舶 M3級),選擇符合要求 GB/T 549-2021、ISO 1704-2018 要求供應商提供材料檢驗報告、焊接質量檢驗報告和拉伸試驗報告等標準錨鏈;
入場檢查:錨鏈到達后,檢查鏈條尺寸、厚度誤差,對焊縫進行超聲波探傷(探傷比例)≥20%),對鋼材進行力學性能試驗(抗拉、屈服強度試驗),確保質量達標。
(2)規范操作,防止過載受力
合理錨定:錨定前勘察海底地形,繞過巖石礁石和淺灘區域;避風港錨定優先于極端天氣。如果需要在廣闊的水域錨定,錨鏈應適當釋放較長時間(通常為水深) 3-5 倍),降低錨鏈拉力;
正確操作:如果錨鏈在錨起時卡住,應緩慢調整船位,防止強制拉動;拋錨時控制速度,通過制動裝置緩解錨鏈下落速度,降低沖擊載荷;
定期校正:起錨機的拉力限位器需要每半年校正一次,以確保錨鏈的應力達到額定值 1.1 倍時自動停機,避免過載。
(3)加強腐蝕保護
涂層保護:錨鏈出廠前噴涂專用海洋防腐涂料(如環氧煤瀝青涂料)≥200μm),每 1-2 每年再涂一次;在鏈接處涂上鋰基防銹潤滑脂,兼顧潤化和防腐功能;
陰極保護:犧牲陽極(如鋅合金陽極)安裝在錨鏈周圍,通過犧牲陽極保護錨鏈免受電化學反應,每個陽極 2-3 每年更換一次;
定期清洗:每次出航后,用高壓淡水清洗錨鏈表面的鹽垢和銹蝕,保持表面清潔。
(4)加強疲勞損傷控制
控制使用次數:減少不必要的頻繁起錨、拋錨,減少錨鏈交變荷載頻率;
應力集中提升:對鏈環弧形過渡處進行拋光處理,減少應力集中;選擇圓弧過渡對接焊縫,提高疲勞性能;
定期檢查:每年對錨鏈進行磁粉探傷或滲透探傷,重點檢查鏈環弧形、對接焊縫,及時發現并修補微裂紋。
三、錨鏈安全操作要點
日常檢查:每天錨前檢查錨鏈是否有明顯變形、裂紋和腐蝕,鏈接是否牢固;錨固后,檢查錨鏈是否卡住和發出異常噪音,以確保順利運行。
定期維護:每季度對錨鏈進行一次全方面維護,包括清潔、除銹、油漆和潤滑;每年進行一次張力試驗(實驗張力為額定斷裂張力)對錨鏈強度進行60%-70%的測試。
報廢更換:當錨鏈出現以下情況時,必須報廢:①超過原直徑的鏈環直徑磨損率 10%;②環形變形超過直徑 5%;③出現長度≥10mm 的裂痕;④達到規定的使用壽命,性能明顯下降。
應急管理:如果錨鏈在錨泊過程中突然斷裂,應立即啟動備用錨系統(如備用錨),同時調整船位,防止船舶失控;應及時回收斷裂的錨鏈,以防止影響其他船舶的航行。
四、總結
船用錨鏈斷裂的預防需要堅持“預防為主,預防與控制相結合”的原則。通過嚴格控制質量根源,防止過載受力,做好腐蝕和疲勞保護工作,從材料選擇、規范操作、加強維護三個維度施加力量,較大限度地降低斷裂風險。同時,船員要靈活運用錨鏈的安全使用要點,定期檢查維護,及時處理潛在隱患,確保錨鏈始終處于可靠運行狀態,為船舶航行安全提供堅實保障。