锚设备及锚泊作业

陈华 船长

船舶不同于陆地上的汽车/火车等带轮子的交通工具,她是漂浮在水上, 受到风/流/涌浪等很多外力的作用,她的运动和停泊需要车/舵/锚/缆/拖轮的单 独或者组合使用才能达到目的,这里的“车”就是我们通常所说的主机,它提供的 动力通过主轴将动力传递给船舶螺旋桨,使螺旋桨产生推力和转矩,推动船舶运行;“舵”就像汽车的方向盘,是一种重要船舶操纵设备,是船舶控制方向的主要手段, 通过它改变航向航行或者避让他船;“锚”就是船舶主机关闭动力后,船舶能够停 留在一个固定位置的设备,它的作用多样:锚泊,港内操纵,应急避险等;“缆”就是 缆绳,将船舶系固在码头泊位上,防止船舶前冲后缩,便于货物装卸和人员上下;“拖轮”是船舶之外的小船只,它是协助大船安全靠/离泊位的港口设施之一.

笔者今天介绍的仅是车/舵/锚/缆/拖轮中的“锚”.锚的用途大致分为锚泊(把船停在 固定地方);港内操纵(利用锚在港内掉头及协助靠/离泊作业);应急抛锚(利用锚 的抓力拖锚,减缓船舶行进速度,达到紧急避险的目的--相当于汽车刹车),由于篇 幅有限,我仅仅介绍锚的主要用途之一:锚泊作业.

目录

第一部分:锚设备的组成及作用

第二部分:锚泊作业方式方法

第三部分:锚设备外部典型事故案例分享

第四部分:锚泊作业和锚设备维护保养好习惯

本轮船舶资料:

第一部分:锚设备的组成及作用

一．锚设备由锚/锚链/锚链筒/止链器/锚机以及其附属设备组成. 下图为船舶右舷锚设备布置图(左舷与此对称): 图一为锚设备布置全图;图二图三为锚设备侧视图,三张图可以全面了解 锚设备的布置位置.方便对锚设备组成中各设备讲解.

图一:锚设备布置全图

图二为锚设备布置侧视图

图三为锚设备布置侧视图

1. 锚:锚(Anchor)是锚设备中产生抓力的主要部分之一. 锚的用途大致可以分为锚泊用锚、港内操纵用锚和应急操纵用锚三类.

A. 锚泊用锚:候潮、候泊、检疫、等引航员等等,常需要锚地抛锚停船,还有在港口锚地装卸货时也需抛锚停船.

B.港内操纵用锚:

a）抑制船速( 对于小船拖锚制动)和首偏.

在靠泊和紧急避碰时,抛短链拖锚制动,抑制船舶惯性滑行距离和首偏.

b）拖锚靠泊(对于小船阻滞船身横移速度)

船舶顶流和吹拢风拖锚掉头靠泊时,抛出外档锚,可利用锚链松出的快慢,即可调整及控制船首贴靠码头的速度,又可控制船速和阻滞船身横 的速度,以利靠泊安全.( 笔者早年航行于中日韩时自行靠离码头,常利用拖锚靠泊,控制船舶贴靠码头速度,开航时也方便船舶驶离码头)

C.应急操纵用锚:

a）避免碰撞、触礁、搁浅.

b）保证狭水道航行安全.

c）用于海上漂滞.

d）搁浅后固定船体或协助脱浅.

e）用于系泊时缓和船体摇荡.

( 笔者曾多次挂靠智利太平洋沿岸港口如:Totollilo 和 Huasco 港,抛外档锚止荡)

注:上图为笔者在 21 万船舶挂靠智利港口 Huasco 抛的外档锚,用于减缓智利太平洋沿岸的大涌浪.

下面介绍锚的产品明细和性能参数:

图一:HY-14 平衡大抓力锚各组成部件的名称.

图二:HY-14 平衡大力抓锚的产品明细.(单锚重:13.95 吨)

图三:航行中拍摄的左锚

图四:航行中拍摄的右锚

2. 锚链:锚链(Anchor Chain)主要用来连接锚和船体,传递锚产生的抓力.在锚 泊时,在出链长度恰当时,卧躺海底部分的锚链也能由与接触地质的摩擦而 产生部分抓力.下面介绍锚的产品明细和性能参数:

图一图二为锚链各组成部件的名称.

图三:锚链产品明细.(锚链直径 102mm,每米重 227.5Kg)

图四:锚链的化学成分和性能参数.

图五:21 万吨级锚链

图六:21 万吨级锚链(锚链直径 102mm,每米重 227.5Kg,破断负荷 747 吨)

3. 锚链筒:锚链筒(Hawse Pipe)是锚链进出以及收藏锚杆的孔道.锚链筒由甲 板链孔/舷边链孔和筒体三部分组成.

4. 止链器:止链器(Chain Stopper)设置在锚机和锚链筒之间,用于固定锚链, 防止锚链滑出.在锚泊时,止链器将锚和锚链产生的拉力传递至船体,以减轻锚机 的负荷,保护锚机.航行时承受锚的重力和惯性力,防止锚丢失.

下面图一图二为止链器的产品明细:

图三:止链器和止链器基座

图四:图中黄色的就是止链器(本轮止链器工作负荷 598 吨)

5. 锚机:锚机(Windlass)作为抛锚、起锚的机械,其上的滚筒可作绞缆用.

图一:为起锚系泊组合机产品明细.

图二:为锚机的性能参数.

图三:锚机、锚链、止链器

图四:锚机、锚链

图五:锚机操作台( 锚机工作负荷 58 吨 @ 9m/Min)

6. 锚设备的其他附属设备如:锚链管(Chain Pipe)、锚链舱(Chain Locker)、 弃链器(Releasing Gear)等就不一一介绍了.

二．锚设备的作用:

船舶抛锚后,在外力的作用下,拖着锚和锚链移动,最后使锚爪逐渐抓到 海底;在锚和锚链的抓力小于作用于船体上的外力时,船舶作减速运动(这 就是港内操纵用锚和船舶应急用锚的原理);当锚牢固抓住海底时,作用在 船体的外力与锚和锚链产生的抓力达到平衡后,船舶便系留在该处.

第二部分:锚泊作业方式方法

商船需要抛锚的时机:1.进入航道狭窄或运河前;2.港口外船舶等待引水员,3. 港外锚地抛锚等待潮水进港;4.排队等候靠码头;5.船舶机械故障;6.中小船只锚 泊避风等几种常见情形.

抛锚操作对于船长来说是再熟悉不过了,如果锚泊前不认真准备,锚泊过程中 掉以轻心,就可能发生走锚、丢锚、断链甚至造成紧迫局面,因而必须慎重对待.

一．抛锚前的准备工作

1.锚地的选择:

在港口锚泊时,一般由 VTS 指定锚位或者锚地,获得锚位后考虑如下因素:

（1）适当的水深:适当的水深至少应考虑到船舶吃水,图标的锚地水深潮高、

波高及船舶的摇摆状况综合加以确定.

（2）良好的底质和海底地形:锚及锚链抓力与底质的关系密切.海底地形 以平坦为好,若坡度较陡则将影响锚的抓力,容易出现走锚.

（3）具有符合水深要求的足够旋回余地,以免与其他锚泊船擦碰.

（4）良好的避风浪条件:水域周围的地形应能成为船舶躲避风浪的屏障， 以保证锚泊水域海面的平静( 特别是小船锚泊避风)

（5）其它方面:是否有海底电缆或者输油管道或者禁止锚泊区域等资讯.

2.备妥主机:

抵达锚地前应进行停车、换向、倒车启动试验,以防长时间海上航行， 主机的换向系统出现滞后、不灵活或者换向系统卡死等情况发生,导致 操控不及时,造成事故或者险情.

3.备妥锚机:

解开两只锚的加固钢丝,试验锚机,检查油柜油位,检查锚机液压管路和 有否异常声响.冬季要根据天气和环境温度及早启动锚机预热,夏季天气酷热需要打开海水冷却系统,把双锚都放在预备抛锚状态.

二．锚泊操纵上的特点

1）向锚地接近 超大型船,由于质量太大,所以,在相当远的距离处就应控制向锚地的接近速度,抵落锚点前倒车时,对地的船速应尽可能地降低( <0.3 节)

2）锚泊的准备工作及抛锚操作

超大型船舶的锚地一般水深较大,而锚和每米锚链的重量又较一般船 为大,所以不允许如同一般船一样,将锚从锚孔直接抛出,否则易引起 锚机刹车失灵、烧损等不良后果.

a.当水深不足 1 节锚链时,利用锚机将锚链送出至水面下接近海底,然 后再利用刹车在船的极低余速下抛锚.

b.当水深超过 1 节链长时,也采用锚机送链法将锚送至海底,以极小余 速抛锚,或者索性将预定锚链全部用锚机 Walk Back 送出,并配合船 舶后退,使锚链横卧海底.

3）抛锚时的余速: 超大型船舶抛锚多采用后退抛锚的单锚泊方法,以便于控制余速及出 链速度,避免使锚链承受过大应力. 为使锚很好抓入海底,必须具备适当的后退速度,但若该速度稍过,则 又要考虑锚机、锚链等条件的制约,通常应低于 0.3kn.一般说来,锚机 刹车最大负荷取值等于锚链破断强度的 45%,所以当锚设备状态不太 好,对于抛锚时船的退速选定必须更加慎重.

4)深水抛锚

(a)水深大于 25m 时,不可直接由锚孔或水面备锚状态抛锚,应利用锚机将锚送出至接近海底的高度,而后使船在确保极小的退势下,用刹车带将锚抛出.

(b)水深大于 50m 时,可利用锚机先将锚送达海底而后以极微的退势抛锚； 或利用锚机将预定需抛出的锚链送出去,并使锚链横卧海底.

能够锚泊的水深是有限度的,它应以锚机的额定起锚能力,能把锚绞 进的水深作为标准/深水抛锚时的最大水深.

(本轮抛锚的最大深度小于等于 110m).

三.常见的锚泊方式:

常见的锚泊方式:单锚泊和双锚泊【八字锚、一字锚、一点锚(抗台）】

1.单锚泊:是应用最为普遍的锚泊方式.

特点:

(a)作业容易,抛起锚方便,适用水域较广;

(b)不足之处大风浪中偏荡严重,锚泊力较弱.

注意:大风浪中为抑制船舶偏荡运动,也将另一锚抛出,呈短链拖动状态;但 由于该锚并不在系留方面起主要作用,仅仅是一个止荡锚. 笔者在抗 台避风时使用过该方式,特别注意的是:当风向或者涌浪方向改变时, 及时把惰锚(止荡锚)绞起来,避免锚链绞缠.

2.八字锚泊:船舶先后抛出左右二锚,使双链保持一定夹角(一般为 60°左 右)的锚泊方式称为八字锚泊.港内锚泊水域受限时,单锚泊不足以抵御 风力时均可采用此种锚泊方式.

特点:

(a)八字锚泊方式,锚泊力和抑制偏荡的作用随二链交角不同而不同;若以 60°夹角的八字锚泊论,较单锚泊在上述两方面均有明显的 增强.

(b)其缺点是作业较为复杂,当风流方向多次改变后锚链常出现绞缠.

3.一字锚泊:狭窄水域内,船舶沿水域纵长方向(一般沿流向)先后抛出二锚， 使双链交角保持在近于 180°的锚泊方式称为一字锚泊.多用于狭水道或 内陆江河.在风流影响下,受外力作用较大的锚称为力锚；另一锚则称为 惰锚.锚链相应地称之为力链和惰链.通常力链长度为 4 节,惰链长度为 3 节.( 笔者在巴西亚马逊河和美国密西西比河使用过这种锚泊方式)

特点：

(a)一字锚泊方式具有最大程度地限制锚泊船运动范围的优点；

(b)但作业也较为复杂,风流方向变化后缠链也较频繁. 该法适用于回旋余地较窄的江河中或港内锚泊.

4.平行锚泊: 船舶同时抛下左右二锚,使双链等长并保持平行,即夹角为零的锚泊方式 称为平行锚泊,也称为 一点锚.

特点:

(a)该锚泊方式可抵御强烈的风浪,也可在江河中抵御湍急的水流,是可以最大程度地发挥双锚锚泊力的一种锚泊方式.合抓力约为 二倍单锚抓力,且操作较为简单.

(b)缺点是由于二锚距离较近,偏荡现象尚难受到抑制,两锚链也可能 出现绞缠, 除非是为了抵御强烈的风浪或者湍急的水流且它们有相对 固定的方向时,使用该锚泊方式,否则不建议使用该锚泊方式

四.台风季节抛锚避风

台风季节,若船舶( 特别是吨位较小的船只)航行于中国沿海,船舶在与 台风保持合理的安全距离,并且船上有足够海图资料的情况下,可以考虑锚 地抛锚避台的方式,待台风过后再续航.注意沿海海产养殖业存在的可能性, 尽量选择白天进入锚地.在中国大陆沿海,避风锚地较多,如兴化湾、湄州湾、 三都澳、厦门港、舟山附近、东山湾、桂山锚地、大屿岛附近水域等都有良 好的避风锚地.船舶应根据本船的船龄、吨位、装载、稳性、设备、台风强 度等情况和特点选择合适的锚地避风.

如果船长选择抛锚避风,航海实践证明,不论是何种船型,锚泊抗台时采 取抛“一点锚”(即平行锚)的方式最为有效.因为两只锚的横距与锚链长度 相比可以视为在一点,两锚链同时受力且受力均匀,不容易发生走锚. 台风过后,风力减小时应及时起锚（两锚同时绞起）,然后再抛单锚或开航,以免涌浪或者海流影响,导致两只锚链发生绞缠/扭结.抛锚避风时期间全程备好主机.

关于避台锚泊方法可参考 笔者信德海事安全公众号的文章 《关于船上避台抗台的决策思路》

五.锚抓力与走锚时的临界风速:

船舶抛锚时选择锚链长度的要求:锚链长度要求依据船舶类型、海域环 境及锚地底质而定,需综合考虑风浪、水流、水深、船舶吃水等因素,确保锚 链长度足以抵抗风浪、水流等外力作用,使船舶能够稳固地锚泊于指定位置, 不同类型的船舶,由于其设计用途、载重量、航行区域等方面的差异,对锚链 长度的要求也有所不同,海域环境也是决定锚链长度的重要因素之一.在风 浪较大、水流湍急的海域,为了确保船舶的安全锚泊,需要适当增加锚链长度 以提高锚泊系统的稳定性和可靠性.而在平静的海域,则可以适当缩短锚链 长度以减少对船舶的拖拽力.锚地底质的软硬程度也直接影响到锚链长度的 选择.遭遇强风时,船舶容易走锚酿成事故.因而在锚泊时,计算出船舶走锚 的临界风速是十分必要的.

笔者在借助相关航海文献上公认的经验公式,各种经验的系数/参 数,使用函数的形成,让船舶吃水/锚地底质/风速变数等对应起来,利用 Excel 强大的编程功能,把复杂的问题简单化,在编制的计算表中,只需要 输入船舶前后吃水和锚地底质(泥/沙),输入计划抛的锚链节数,就可以 推导出抵御最大风速而不走锚的临界风速,使用起来十分便利.

可参考笔者 信德海事安全公众号的文章,在文末提取表格,按照说明修改四个参数后即可使用.

第三部分:锚设备外部典型事故案例分享

俗话说“行船跑马三分险”,锚泊过程中经常出现各种事故,分析他人 事故,从中吸取教训,可以避免类似的事故再次出现,所以各管理公司和海 事保险公司会经常性地通报各类事故.现在对几种比较典型的外部有关锚 设备事故案例分享.

1.船舶锚泊时走锚:

A.走锚的判断

(a)利用各种定位方法勤测船位 (b)连续观察偏荡情况 (c)观测岸上串视标判断法 (d)根据本船与他船相对位置变化来判断 (e)观察锚链情况

B.在 ECDIS(电子海图)观察船只走锚:

正常锚泊状态,船舶在设置的旋回圈内摆荡.

船舶已经走锚.

船舶已经走锚.

2.船舶止链器插销(Stopper)毁坏:在锚泊时,止链器将锚和锚链产生的拉力 传递至船体,以减轻锚机的负荷,保护锚机.由于锚泊期间风浪影响,锚链 不停地扭动抬高止链器,导致止链器插销变形.

3.锚丢失:

a).锚头销脱落.(图一,图二情形)

b).锚杆卸扣销脱落.(图三,图四情形)

c).整个锚链和锚丢失.(图五) ( 有两种情况)

-- 锚泊时丢失(锚泊时大风浪导致,或者抛锚时船速太大)

-- 航行时丢失(航行时大风浪,锚设备紧固装置缺失导致)

4.锚链绞缠:锚绞缠原因很多,最常见的原因是抛锚的时,船舶没有轻微的退速, 导致锚链堆积在锚上或者锚的周围,这样导致锚链挂到锚爪上.所以抛锚时,一次 不要松出太多,而且船舶保持轻微的后退速度用来拉伸锚链,大副看到锚链有向前 的趋势时,马上打开刹车继续松开锚链,不然又可能导致走锚.

第四部分:锚泊作业和锚设备维护保养好习惯

1. 锚泊作业前切记:

a).锚机的最大工作负荷小于锚链破断负荷的 10%.

例:本轮(21 万吨级)的锚链破断负荷(Breaking Test Load)是 7320Kn( 747 吨)

本轮(21 万吨级)的锚机工作负荷(Working Load)是 571Kn( 58 吨)

b).止链器的最大负荷是锚链破断负荷的 80%,而锚机刹车的测试负荷只有锚链

破断负荷的 45%.

例:本轮(21 万吨级)的锚链破断负荷(Breaking Test Load)是 7320Kn( 747 吨) 止链器的最大负荷是 598 吨;锚机刹车的测试负荷只有 336 吨. 所以锚泊时,使用止链器刹住锚链而不是用锚机刹住锚链.

c).锚机的工作负荷仅能够轻松绞起 80~100 米水深的锚和锚链.

2.锚泊作业时切记:

a).选择锚地时最大水深是 3 ~ 4 节锚链的深度(约 80 ~ 100 米).

b).抛锚时船舶的对地后退速度小于 0.3 节( 9m/Min).

c).注意天气状况:风、流、波浪和涌浪,当风速大于 25 节时避免锚泊. d).抛锚时一次不要松出太多,而且船舶保持轻微的后退速度,用来拉伸锚链.

3.起锚时切记:

a).起锚时,冬季要根据天气和环境温度及早启动锚机预热,夏季天气酷热需 要打开海水冷却系统.

b).起锚时锚机使用低档起锚.( 锚机工作负荷 58 吨 @ 9m/Min) c).起锚时，利用主机使锚链在不受力时才可以开始绞锚.否则容易损坏锚机, 各船舶管理公司在驾驶台都有相应的贴图来提醒船长,必须严格执行.

4.锚设备的维护保养

a).在锚设备中做好标记和操作说明.在航行中把锚和锚链收紧,打好止链器,锚机刹车打死,另外再用钢丝把锚绑牢,防止大风浪中船舶摇晃和剧烈震动, 导致锚和锚链丢失造成损失.

b).按照锚机说明书的要求维护保养锚机系统,及时更换锚机的刹车带.

小贴士：锚设备在超负荷时,各设备的损坏顺序:

陈华船长 供稿

2025/06/27