船舶结构与设备课件第4章系泊设备

船 舶 结 构 与 设 备第 四 章系 泊 设 备 第 四 章 系 泊 设 备 本 章 要 求 ： 本 章 在 水 手 工 艺 课 的 基 础 上 进 行 扩 展 ，目 的 是 能 满 足 船 员 统 考 对 该 部 分 内 容 的 要 求 。要 求 了 解 系 船 缆 的 性 能 特 点 ， 掌 握 系 船 缆 的名 称 和 作 用 。 掌 握 各 种 系 缆 装 置 、 机 械 的 特点 和 使 用 。 学 时 ： 2h 第 四 章 系 泊 设 备 第 一 节 系 船 缆 一 、 系 船 缆 的 性 能 特 点 1、 系 船 缆 的 一 般 要 求 ： 系 船 缆 （ Mooring rope） 是 在 船 舶 系 泊 或 拖 带 时 所 用 的柔 韧 绳 索 。 系 船 缆 应 该 满 足 的 一 般 要 求 是 ： 强 度 大 、耐 腐 蚀 、 耐 磨 损 、 密 度 小 、 弹 性 适 中 、 质 地 柔 软 、 使用 方 便 等 特 点 。 系 船 缆 应 由 船 级 社 认 可 的 生 产 商 制 造 ，其 材 料 和 结 构 形 式 应 符 合 船 级 社 接 受 的 有 关 标 准 。 系 船 缆 的 种 类 可 用 钢 丝 绳 、 化 纤 绳 和 植 物 纤 维 绳 。 常用 的 依 次 是 化 学 合 成 ( 人 造 ) 纤 维 缆 绳(Fiber rope)和 钢 丝 缆 绳 (Wire rope)两 大 类 。 一 、 系 船 缆 的 性 能 特 点 钢 丝 绳 传 统 的 分 类 方 法 是 将 钢 丝 绳 （ Wire rope） 按 绳 芯 和 股芯 的 类 型 分 为 硬 钢 丝 绳 （ Stiff wire rope， 绳 芯 和 股 芯均 为 钢 丝 ） 、 半 硬 钢 丝 绳 （ Semi-stiff wire rope， 绳 芯为 纤 维 ， 股 芯 为 钢 丝 ） 和 软 钢 丝 绳 （ Flexible wire rope，绳 芯 和 股 芯 均 为 纤 维 ） 。 钢 丝 绳 随 着 钢 丝 绳 的 制 造 技 术 和 工 艺 的 发 展 ， 目 前 的 钢 丝 绳的 品 种 很 多 ， 形 式 各 异 。 从 钢 丝 （ Wires） 的 断 面 形 状和 数 量 、 股 的 内 外 层 丝 之 间 的 接 触 形 式 、 股 和 绳 的 捻制 方 法 ， 股 （ Strands） 的 断 面 形 状 和 数 量 , 芯 （ Core）的 种 类 和 数 量 乃 至 成 绳 的 结 构 类 型 等 都 有 多 种 ， 从 而满 足 了 不 同 用 途 的 需 要 。 6 24 7FC 6 37 FC 6 36WS IWR 船 用 钢 丝 绳 一 般 为 单 层 多 股 绳 （ Stranded rope） ， 由 数 根 钢 丝 捻 成 绳 股 ， 再 由 多 个绳 股 （ 一 般 为 6股 ） 围 绕 绳 芯 捻 成 绳 （ 图4.2） 。 绳 芯 可 为 纤 维 芯 （ FC） 或 7 7独立 钢 丝 绳 芯 （ IWRC） 。 2、 钢 丝 绳 钢 丝 绳 纤 维 油 芯 的 作 用 使 钢 丝 绳 变 软 以 便 于 操 作 增 强 钢 丝 绳 的 防 锈 能 力 增 强 钢 丝 绳 的 弹 性 减 小 钢 丝 绳 内 摩 擦 。 钢 丝 绳 当 破 断 负 荷 小 于 或 等 于 500KN时 ， 常 采 用 6 24 7FC钢 丝 绳 ； 当 破 断 负 荷 大 于 500KN时 ， 推 荐 采 用 6 37FC钢 丝 绳 。 对 于 储 存 在 系 泊 绞 车 卷 筒 上 的 钢 丝 绳 ， 可采 用 金 属 钢 丝 绳 式 绳 芯 （ IWRC） 结 构 的 钢 丝 绳 ， 如 西鲁 （ Seale， S） 式 6 19S IWR， 组 合 平 行 捻（ Combined parallel lay） 式 6 36WS IWR等 ， 如 图 .3所 示 。 钢 丝 绳 在 大 型 船 舶 上 现 在 都 推 荐 采 用 独 立 钢 丝 绳 式 绳 芯 （ IWRC） 结 构 ，这 种 钢 丝 绳 具 有 较 大 的 抗 压 能 力 ， 且 能 在 一 定 的 弯 曲 比 下 保 持 较高 的 强 度 性 能 。 西 鲁 式 （ S） 是 指 两 层 具 有 相 同 钢 丝 数 的 平 行 捻 股 结 构 ； 瓦 林 吞 式 （ Warrington,W） 是 指 外 层 包 含 粗 细 两 种 交 替 排 列 的 钢丝 ， 而 且 外 层 钢 丝 数 是 内 层 钢 丝 数 的 两 倍 的 平 行 捻 股 结 构 ； 组 合 平 行 捻 式 （ 即 瓦 西 式 ， WS） 是 指 由 典 型 的 瓦 林 吞 式 和 西 鲁 式股 类 型 组 合 而 成 ， 由 三 层 或 三 层 以 上 钢 丝 一 次 捻 成 的 平 行 捻 股 结构 。 钢 丝 绳 规 格 ： 截 面 外 截 圆 的 直 径 ， mm。 长 度 ： 220m或 者 500m。 种 类 与 代 号 ： 硬 ： 7 19； 半 硬 ： 6 37+1； 软 ： 6 24+7， 6 36+7 钢 丝 绳 的 尺 寸 规 格 钢 丝 绳 的 尺 寸 规 格 一 般 用 绳 索 的 截 面 外接 圆 的 直 径 来 表 示 钢 丝 绳 的 重 量钢 丝 绳 的 重 量 可 用 下 列 公 式 进 行 估 算 WKwD2 式 中 ： W每 百 米 钢 丝 绳 的 重 量 ， kg； D钢 丝 绳 的 公 称 直 径 ， mm； Kw重 量 系 数 ， 按 表 4.2查 取 。 一 、 系 船 缆 的 性 能 特 点 3、 化 纤 绳 共 同 特 点 ： 强 度 大 、 重 量 轻 、 弹 性 好 、 操 作 方 便 ， 不耐 高 温 。 种 类 与 特 点 ： 尼 龙 绳 、 乙 纶 绳 、 丙 纶 绳 和 维 尼 龙 绳 规 格 ： 直 径 （ mm） 或 周 长 （ in） ， 1in周 长 =8mm直 径 长 度 ： 220m 强 度 ： T=98KD2 K： 丙 纶 绳 0.750.85;尼 龙 绳 1.191.33,改 良 丙 纶 绳1.101.21,复 合 缆 2.0 化 纤 绳 用 于 化 纤 缆 绳 的 纤 维 主 要 有 聚 酰 胺 、 聚 酯 、 聚丙 烯 和 聚 乙 烯 等 。 （ 1） 尼 龙 绳 （ Nylon rope） 又 称 锦 纶 绳 ， 采 用 聚 酰 胺 纤 维 （ Polyamide fiber， 俗 称 耐 纶 ,也 称 尼 龙 (nylon)， 中 国 称 锦 纶） 制 造 。 是 传 统 化 纤 绳 中 强 度 最 大 的 一 种 。 它的 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 热 性 和 耐 光 性 较 差 ， 曝 晒 过 久 强 度 会 下 降。 涤 纶 绳 (Polyester rope) 是 以 聚 酯 纤 维 （ Polyester fiber） 为 原 料 制 成 。这 种 绳 的 索 强 度 和 耐 磨 性 仅 次 于 尼 龙 绳 ， 是 化纤 绳 中 最 耐 高 温 和 耐 气 候 的 绳 索 ， 适 应 于 高 负荷 连 续 磨 擦 ， 耐 冲 击 ， 抗 酸 、 碱 和 油 类 能 力 强， 吸 水 率 仅 为 0.4 ， 但 价 格 高 。 丙 纶 绳 (Polyproplyene rope ) 丙 纶 绳 采 用 聚 丙 烯 纤 维 制 成 ， 是 常 见 化 学 纤 维 绳 中 密度 最 轻 的 一 种 （ 丙 纶 纤 维 的 密 度 仅 为 0.91g /cm3） 。 吸水 性 不 大 ， 能 浮 于 水 面 ， 能 耐 磨 ， 低 温 时 仍 具 有 足 够的 强 度 ， 并 且 柔 软 便 于 操 作 。 但 耐 光 和 耐 热 性 差 ， 易老 化 。 破 断 力 约 为 尼 龙 绳 破 断 力 的 51 66 。 丙 纶 绳 是 目前 船 上 应 用 的 较 多 的 一 种 缆 绳 。 进 经 改 进 制 造 工 艺 和原 料 的 选 择 ， 改 良 的 丙 纶 绳 的 破 断 力 已 提 高 至 尼 龙 绳的 90 。 乙 纶 绳 （ Polyethylene rope） 乙 纶 绳 采 用 聚 乙 烯 纤 维 制 成 ， 特 性 与 丙 纶 绳 较为 相 似 。 密 度 较 小 ， 吸 水 性 不 大 ， 能 浮 于 水 面， 能 耐 磨 ， 低 温 时 仍 具 有 足 够 强 度 ， 并 且 柔 软便 于 操 作 。 传 统 的 化 纤 绳 中 乙 纶 绳 的 抗 化 学 蚀性 最 强 。 维 尼 龙 绳 (Vinylon rope) 强 度 在 化 纤 绳 中 最 小 ， 外 表 很 像 棉 纱 绳， 弹 性 差 ， 吸 水 性 最 大 ， 耐 油 类 和 盐 类物 质 ， 耐 气 候 ， 价 格 比 较 便 宜 。 芳 纶 纤 维 绳 芳 纶 纤 维 （ Aramid Fiber） 是 芳 香 族 聚 酰胺 纤 维 ， 其 纤 维 成 形 物 为 高 分 子 长 链 合成 聚 酰 胺 。 芳 纶 纤 维 绳 具 有 强 度 高 、 耐磨 、 断 裂 伸 长 率 低 （ 约 3%） 、 韧 性 好 、耐 高 温 和 低 温 、 耐 海 水 和 酸 、 碱 等 性 能优 点 。 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 （ UHMWPE） 纤 维 绳 目 前 世 界 上 强 度 最 高 的 纤 维 绳 ， 其 比 强 度 （ 强 度 与 质量 之 比 ） ， 即 相 同 质 量 下 的 强 度 是 钢 丝 绳 的 15倍 ， 比芳 纶 纤 维 绳 高 40%， 是 锦 纶 绳 和 丙 纶 绳 的 5倍 以 上 ， 而且 具 有 耐 紫 外 线 、 耐 化 学 品 、 耐 海 水 、 耐 摩 擦 、 抗 切割 、 密 度 小 （ 0.97g/cm3） 、 断 裂 伸 长 率 低 （ 约 4%） 、断 裂 功 大 、 不 回 潮 等 优 点 。 可 用 于 国 防 、 特 殊 船 舶 、 海 上 石 油 、 远 洋 运 输 等 领 域。 防 静 电 纤 维 绳 防 静 电 纤 维 绳 是 经 特 殊 处 理 后 具 有 导 电 性 能 的纤 维 绳 。 主 要 应 用 于 液 体 散 货 船 以 及 其 他 一 些需 要 防 静 电 的 工 作 场 所 ， 能 有 效 地 防 止 静 电 危险 。 第 一 节 系 船 缆二 、 系 船 缆 的 配 备 1、 依 据 ： 船 舶 舾 装 数 （ N） 2、 A/N0.9时 的 增 加 数 ： 0.9A/N 1.1时 1根 1.11.2时 3根 二 、 系 船 缆 的 配 备 3、 万 吨 级 船 一 般 配 备 情 况 首 、 尾 缆 各 34根 前 、 后 倒 缆 左 右 舷 各 一 根 备 用 缆 前 后 各 部 12根 保 险 缆 （ 兼 拖 缆 ） 前 后 各 1根 系 泊 装 置 与 系 泊 机 械 除 系 船 缆 外 ， 系 泊 设 备 还 包 括 系 缆 装 置、 导 缆 装 置 、 系 泊 机 械 和 缆 车 及 附 属 用具 等 。 大 型 船 舶 船 系 泊 设 备 的 布 置 第 四 章 系 泊 设 备 一 、 导 缆 装 置 引 导 缆 绳 从 舷 内 通 向 舷 外 ， 改 变 系缆 走 向 ， 限 制 其 导 出 位 置 ， 减 少 缆 绳 磨损 ， 加 强 舷 墙 开 口 处 的 强 度 。 一 、 导 缆 装 置1、 导 缆 孔 (Chock) 与 缆 绳 的 接 触 面 呈圆 弧 形 ， 避 免 对 缆绳 的 切 割 作 用 。 对 缆 绳 的 磨 损 较 严重 Chock 一 、 导 缆 装 置2、 导 缆 钳 (Fairleader)： 一 般 装 于 首 尾 部 ， 滚 轮 式 导 缆 钳 可 减 轻 对 系 缆的 摩 擦 一 、 导 缆 装 置3、 滚 轮 导 缆 器 roller fairlead 设 于 船 舷 ， 由 数个 轮 并 列 组 成 一 、 导 缆 装 置 4、 滚 柱 导 缆 器 multi-angle fairlead： 设 于 甲 板 端 部 ， 由 四 边 滚 柱 围 成 。 不 论 缆绳 穿 出 船 体 后 的 方 向 如 何 ， 都 可 防 止 磨 损 一 、 导 缆 装 置 5、 导 向 滚 轮 guide roller; Pedestal fairlead; Old man 第 二 节 系 缆 装 置 二 、 缆 桩Bitts ; Bollard 快 速 脱 钩 第 二 节 系 缆 装 置 三 、 绞 缆 机 （ 系 缆 绞车 ） ;winch 作 用 ： 绞 收 缆 绳 设 置 ： 船 首 ： 锚 机 兼 船 尾 ： 专 设 其 他 部 位 ： 起 货 机 兼 形 式 ： 卧 式 、 立 式 、自 动 系 缆 绞 车 绞 缆 机 （ 系 缆 绞 车 ）1-边 卷 筒 (Side drum)； 2-墙 架 （ Web frame） ； 3-底 座 (Seat)； 4-电 动机 (Electric motor)； 5-减 速 箱 (Reduction gear box)； 6-联 轴 节 (Union joint)； 7-主 卷 筒 离 合 器 （ Main drum clutch） ； 8-系 泊 绞 车 （ 主 卷 筒 ， Main drum） ； 9-主 卷 筒 刹 车 (Main drum brake )； 10-主 轴 (Main shaft)； 11-支 架 (Pedestal) 自 动 系 泊 绞 车 （ 自 动 张 力 绞 缆 机 ，Automatic tension mooring winch) l-油 箱 (Oil tank)； 2-压 力 调 节 阀 (Pressure adjusting valve)； 3-卷 筒 (Reel)； 4-电 动 机 (Electric motor)；5-油 泵 (Oil pump)；6-液 压 马 达 (Hydraulic pump) 液 货 船 应 急 拖 带 装 置 国 际 海 事 组 织 (IMO)MSC.35(36) 决 议 案 “ 关 于 油 轮 应急 拖 带 装 置 的 指 南 ” 和 经 1994年 修 正 的 国 际 海 上 人 命安 全 公 约 (SOLAS)第 V/15-1条 的 要 求 ， 20000载 重 吨 及以 上 的 所 有 液 货 船 （ 包 括 油 船 、 液 化 气 船 、 化 学 品 船） 应 自 1996年 1月 1日 起 ， 在 首 、 尾 两 端 安 装 有 应 急 拖带 装 置 （ Emergency towing arrangement， ETA） 。 液 货 船 应 急 拖 带 装 置 对 于 2002年 7月 1日 及 以 后 建 造 的 上 述 液 货 船 应 满 足 ：（ 1） 该 装 置 应 能 够 随 时 在 被 拖 带 的 船 舶 没 有 主 电 源 时迅 速 启 动 ， 并 容 易 连 接 到 主 拖 船 舶 上 。 应 急 拖 带 装 置中 至 少 应 有 一 个 事 先 安 装 就 绪 ， 即 刻 可 用 ； （ 2） 船 舶 两 端 的 应 急 拖 带 装 置 都 应 有 足 够 的 强 度 ， 同时 顾 及 到 船 舶 的 大 小 和 载 重 量 以 及 在 恶 劣 气 候 条 件 下的 预 期 受 力 。 应 急 拖 带 装 置 的 设 计 、 建 造 和 原 型 试 验应 经 主 管 机 关 根 据 国 际 海 事 组 织 (IMO)制 订 的 导 则 予 以认 可 。 应 急 拖 带 装 置 的 组 成 包 括 首 部 应 急 拖 带 装 置 和 尾 部 应 急 拖 带 装 置 。 其 中 油 船 的首 部 紧 急 拖 带 装 置 可 利 用 其 单 点 系 泊 设 备 。 主 要 部 件 设 置 部 位 强 度 要 求船 首 船 尾 回 收 装 置 任 选 要 求 要 求短 拖 索 任 选 要 求 要 求 防 擦 装 置 要 求 根 据 设 计 确 定 要 求导 缆 装 置 要 求 要 求 要 求拖 力 点 （ 强 力 端 ） 要 求 要 求 要 求滚 轮 托 架 要 求 根 据 设 计 确 定 应 急 拖 带 装 置 的 典 型 布 置 首 部 紧 急 拖 带 装 置 首 部 紧 急 拖 带 装 置 a)首 部 紧 急 拖 带 装 置 的 布 置 ； b) 典 型 防 擦 链 的 端 部 结 构 1-导 缆 装 置 ； 2-防 擦 链 ； 3-制 链 器 ； 4-带 座 导 向 滚 轮 尾 部 紧 急 拖 带 装 置 1-绞 车 （ Storage drum） ； 2-牵 引 索 ； 3-卸 扣 ； 4-短 拖缆 （ Towing pennant） ； 5-拖 力 点 和 导 缆 座 ； 6-末 端 眼环 ； 7-弓 形 卸 扣 ； 8-信 号 钢 绳 ； 9-尼 龙 引 导 缆 ； 10-自亮 灯 浮 ； 11-钩 起 绳 拖 带 装 置 的 迅 速 有 效 性 尾 部 应 急 拖 带 装 置 应 预 先 装 配 好 ， 并 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 设 计 成 在 失 去 动 力 和 不 利 环 境 下 ， 能由 1个 人 进 行 手 工 操 作 。 回 收 装 置 应 予 以 保 护 ， 以 防 不 利 的 天 气 和其 他 情 况 。 首 部 应 急 拖 带 装 置 应 设 计 成 至 少 用 1个 适 当 定 位 的 导 向 滚 轮 将 短拖 索 紧 固 到 防 擦 装 置 上 ， 以 便 拖 索 的 连 接 。 首 部 应 急 拖 带 装 置 在 顾 及 回 收 索 装 置 及 短 拖 索 无 须 预 先 设 置 的情 况 下 ， 应 能 在 泊 港 状 态 下 不 超 过 1h内 投 入 使 用 。 符 合 尾 部 拖 带 应 急 装 置 规 定 的 首 部 应 急 拖 带 装 置 可 被 接 受 。 第 二 节 系 缆 装 置 四 、 系 缆 卷 车reel 用 手 柄 或 扶 手 控制 收 放 ， 刹 车 控制 转 速 。 关 键 要控 制 转 速 。 系 泊 属 具 Rat guards Shields（ 盾 、 防 护 物 ） secured around mooring lines to prevent rats from coming aboard ships. Circular metal disk in halves lashed together by lines Concave side （ 凹 面 ） faces pier 系 泊 属 具 Chafing gear - Canvas or other material placed around mooring lines to prevent wear. Fenders shock-absorbing device used to cushion the shock of contact between two ships or a ship and a pier 系 泊 属 具 撇 缆 器 （ Line throwing apparatus，Line-throwing gun ） 又 叫 抛 绳 器 ， 利 用 火 药 或 高 压 气 体作 为 推 力 。 可 将 撇 缆 绳 缆 绳 抛 出 有效 距 离 230m以 上 。 主 要 是 在 船 舶遇 紧 急 情 况 时 ， 进 行 远 距 离 撇 缆 ，以 引 出 缆 绳 。 seldom used as last resort 系 泊 属 具 制 缆 索 (Stopper) 有 制 索 绳 和 制 索 链 二种 。 撇 缆 绳 (Heaving line) 带 缆 时 ， 将 缆 绳 引 送 到 码 头 的 引 ， 其 长 度 约 40m，直 径 为 6mm， 绳 的 前 端 有 一 定 重 量 撇 缆 头 (Heaving line ball)， 以 便 抛 掷 。 系 靠 码 头 时 系 缆 的 名 称 与 作 用 1-首 缆 (Head line)； 2-尾 缆 (Stern 1ine)； 3-前 横 缆(Forward breast line)； 4-后 横 缆 (Aft breast line)； 5-前倒 缆 (Fore spring line)； 6-后 倒 缆 (Aft spring line) 系 缆 上 桩 钢 丝 绳 一 般 至 少 挽 5道 “ 8”字 ， 并 用 系 缆 活 结 固 定 ； 化纤 缆 至 少 4道 “ 8”字 ， 最 后 将 缆 绳 自 由 端 反 压 一 道 。 如果 挽 单 桩 ， 则 至 少 挽 78道 。 码 头 上 系 缆 上 桩 Dip the eye When two mooring lines are placed over the same bollard, the second one is led up through the eye of the first before being put over the bollard. This allows either to be cast off independently. 注 意 事 项 图 4-25不 安 全 的 站 立 位 置 系 浮 筒 1、 3、 5-单 头 缆 (buoy line)； 2、 4、 6-回 头 缆 (slip line)； 第 三 节 系 泊 设 备 的 检 查 与 保 养名 称 周 期 检 查 养 护合 成 纤 维 3个 月 磨 损 洗 净 凉 干 ， 防 磨绞 缆 机 械 3个 月 传 动 、 刹 车 、 离 合 器 加 油 、 维 修导 缆 装 置 6个 月 活 动 、 锈 蚀 、 磨 损 加 油 、 除 锈 、 维 修制 缆 装 置 每 航 次 可 靠 性 眼 板 修 理 、 绳 、 链 换 新 撇 缆 、 靠 把 、 挡 鼠 板 每 航 次 缺 失 、 损 坏 补 充 、 换 新