锚是利用重量和摩擦力的组合来限制船舶在水中沿着海床或海底移动的航海设备称为锚。

其主要目的是为船舶提供一种机制，使其在港口停泊和系泊作业期间保持其位置，或使大型海上设施（如半潜式石油钻井平台）在油藏上方保持静止。

为了做到这一点，锚会抓住海底的岩石或碎片，为船只提供一个保持静止的支点。

此外，在必要时，锚还可以增加船只的阻力。当锚拖在船后时，它们可以充当人工阻力装置。

通过让锚跟随船尾，整艘船可以在暴风雨期间稳定下来，抵御任何突然的波浪运动。这是防止海水负荷和船首撞击的关键因素。

船首砰击是指暴风雨期间海浪对船头施加的巨大力量。通过让锚吸收大量负载并将力量从船体转移开，船舶即使在不利条件下也能保持相对稳定。

锚链的重要性

由此可见，锚在船舶和海上作业中起着重要作用。然而，它只有在附着在浮动结构上时才能发挥作用。

考虑到在日常停泊或抛锚情况下锚与船舶之间的连接会承受巨大的力，传统的锚固定方法最终会在巨大的压力下失效。

锚链是将锚固定在船舶或结构上的部件，通常称为锚杆（或锚索）。它在强度和承重方面优于传统方法。

锚链的目的是将锚固定到船只的某个部位，以便在需要时可以轻松地将其拉起。

它还在吸收部分来自主结构和锚头的力方面发挥着重要作用。例如，在暴风雨或其他类似天气条件下，船舶或海上钻井平台往往会发生纵倾和侧倾。这种运动可能会加剧，从而对船舶造成损坏。

为了减弱这些力，锚链被设计成可以吸收一定量的负载。由于锚链和缆绳的设计可以承受很大的力，因此它们不会因这种负载而严重损坏或变形。这种从主结构和锚上吸收力的过程称为阻尼。

在选择或设计锚链时要记住的重要因素是

• 最大允许负载，

• 易于储存

• 预计锚链长度。

需要检查每个链条单元的应力。金属链条以链环为主要单元组件，而绳索和缆绳则以纤维为主要单元组件。

易于存放是锚链设计的另一个关键因素。如果锚链无法收回并安全存放，则可能导致船体损坏。

每艘船舶或海上设施都大致了解作业地点，因此也了解这些地点水体的最大和最小深度。根据这些信息，锚杆会按照必须牢固固定的特定长度制造。

锚绳放出的长度与水体实际深度的比值称为范围。它代表了船舶漂移和锚上垂直力之间的平衡。

锚链的锚固比通常为 5:1 至 7:1。锚链越短，松弛度越小，因此船舶不容易因自然波浪运动而漂移。但是，由于海床与锚链之间的角度接近 90 度，冲击和颠簸会直接传递到锚链上，进而传递到船舶上。

如果范围增加到超过某个值，它会大大减少船只上的力量，但也会让船只漂移到更大的区域。

锚索（或锚链）上的作用力

为了确定设计链条时使用的材料和结构要求，分析作用于链条上的各种力非常重要。作用于链条的主要力包括拉力、压缩力、振动力、扭转力、热力和化学力。

拉伸力是指试图沿纵向拉长任何结构的负载。相反，压缩力是指收缩整个结构的负载。

振动载荷是由船舶机械和其他部件的高频运转引起的。例如，由于发动机以高转速振动，位于发动机附近的锚链会承受很大的应变。

扭转是指当一端固定时，结构发生扭曲。当单个链环或纤维打结时，就会造成扭曲。由于链条的另一端承受较大的重量，因此可能会发生变形。

热力的产生是因为锚附近的温度发生了变化。白天和夜晚之间，不同的天气条件可能会使锚链变热或变冷。这种冷热循环会引起热应力，从而导致材料疲劳。最后，化学力的产生是因为锚链的材料腐蚀，腐蚀可能是由于生锈或暴露在水中的生物体中。

必须使用正确的材料混合物来制造锚链。在船舶和海上设施的停泊作业期间，连接断裂可能极其危险。设计锚的两种常见方法：金属链环（称为链环）或绳索（称为锚缆）。

锚缆/锚绳

在这种类型中，单个单元是沿着整个缆线长度延伸的纤维。它们被扭曲以增加强度，并且通常被某种形式的护套覆盖。

这些类型的锚索非常轻便灵活，因为它们本质上是由绳索制成的。此外，由于屈服应力高，它们可以吸收大量负载。然而，使用锚索的最大缺点是它们容易磨损和磨损。

与水下碎片的摩擦或相邻电缆纤维之间产生的摩擦是造成这种退化的主要原因。这种锚杆的另一个常见问题是，当内部应力超过允许水平时，锚杆可能会断裂。

这些类型的锚索用于小型船只、水上交通工具和轻型船只。较大的结构会对纤维施加过度的压力，这可能会导致它们在操作过程中断裂。有几种制造更耐负载的锚索的方法。

最常见的电缆类型是绞合锚缆。两根或多根单独的锚缆相互绞合，直到形成一根坚固的锚缆。这种方法的好处是，它增加了强度，而不会显著增加生产时间。

问题是，当锚缆受到力的作用时，锚缆可能会部分散开。第二种是编织和双编织锚缆。在这种类型中，单个纤维被扭在一起并编织起来，而不仅仅是锚缆。

双编织缆绳具有内部编织芯，然后由外部编织护套包裹。优点是这种锚索非常坚固。但是，制造缆绳所需的时间可能非常耗费人力。

大麻和黄麻等天然纤维正迅速被强度更高的合成纤维所取代。聚酰胺是锚缆的常用材料，其中一种广为人知的品种是尼龙。它对阳光紫外线照射造成的损坏具有很高的抵抗力，弹性接近 30%，非常适合吸收和消散力。

尼龙缆绳的替代品是聚酯，其商业名称为达克龙。聚酯的强度几乎与尼龙相同，但弹性较差。为了克服这种阻尼不足的问题，可以延长骑行距离。

聚酯纤维在接触水时，能更好地保持其长度和整体形状，这一点比尼龙更好。此外，聚酯纤维对紫外线照射和磨损造成的损害具有更好的抵抗力。

不太常见的替代品是聚丙烯，由于它能浮在水面上，所以更受欢迎。然而，聚丙烯强度较低，而且对紫外线极其敏感。标准合成钓竿的常见替代品是将增强聚合物与传统尼龙或涤纶编织在一起。

通过这种方式，锚索的强度重量比变得相当大，同时保持总长度和范围不变。这些加固锚索在海上设施中很常见，并被拖船用来在港口牵引各种结构。

锚链

锚链由多个类似闭合环的链节组成。每个环都与相邻的环相连，形成任意长度的链条。

这种锚链的主要优点是它能抵抗锚索中极为常见的磨损。由于它通常由金属制成，因此两个相邻链环之间的摩擦作用在长时间内只会引起很小的变形。

与缆绳磨损的问题相比，链式锚链在涂抹润滑剂后可以承受几乎所有类型的摩擦变形。大多数润滑剂最终会因持续暴露在水中而脱落。然而，这只需要将锚重新卷起，并在所需的链环上涂上油脂即可。

虽然人们使用 WD-40 等常见润滑剂，但由于化学物质的侵蚀，它们对海洋动植物产生了毒性作用，因此逐渐被油脂和其他类型的润滑剂所取代。

锚链的另一个优点是，由于每个链环的重量相当重，它可以紧凑地装入锚链舱中。与往往具有弹性、因此更难卷起的绳索或缆绳不同，单个链环更容易储存。

然而，使用链条的最大问题是锚链会变得非常重，尤其是对于船舶或海上设施等大型结构而言。当链条与锚本身的重量相结合时，系统的总重量将达到几吨。为了能够拉起这个重量，需要重型电机或起重机，这会使操作变得复杂。

另一个问题是，与锚缆或绳索相比，金属吸收的能量较少。因此，它通常无法转移海床或海底产生的任何冲击或其他干扰。如果整个链条因自然波浪运动而突然绷紧，巨大的冲击就会传递到船只或结构上，随着时间的推移，这可能会导致故障和金属疲劳。

锚链的一个有趣方面是加重链环的悬链作用。由于每个链环的重量相当大，因此整个链条往往会因为重量而下垂或从中间掉落。悬链是指链条悬挂在两点之间时呈现的自然形状。

这种悬链作用的好处是它降低了海底或海床与锚杆之间的初始角度。因此，一定量的力和负载被吸收并从结构和锚中消散。然而，这只有在角度保持较小且负载范围可接受的情况下才会发生。

这种锚索主要用于大型船舶和海上设施。这是因为这些结构相当重，可以排出数万立方米的水。如果用缆索来锚定这些结构，它最终会磨损并断裂。

使用的重型金属链节可以承受施加在链条上的巨大负载。制造单个金属链节的常用材料包括高碳钢和热处理高碳钢。后者被称为运输链或 G70，具有出色的强度重量比，非常适合此类用途。

锚链组合锚

考虑到纯链条和绳索设计所涉及的各种参数，两种类型的锚杆的组合将能够消除某些缺点。

它用于大型海上结构和大型巡洋舰。该组合的工作原理是，锚索的链条部分将位于传统锚缆可能发生磨损的区域。这将确保结构的整体完整性保持完好，同时不影响锚索的阻尼效果。

因此，链条部分直接连接到锚杆上，而缆绳则构成锚索的其余部分。一般来说，链条和缆绳之间的连接处是锚索中最薄弱的部分，必须使用专门的方法来连接这两种类型的锚索。

镀锌连接件用于覆盖接头，并将锚缆光纤部分连接到链条。与此同时，锚缆可直接接入链条。

使用缆绳-链条组合的另一个优点是海床和锚杆之间的角度减小，从而减少了浮动结构上的垂直负载。但是，它只适用于中等至轻微的水下水流。否则，链条不够重，无法留在海床上。

解决方案是放出更长的锚索，这将有助于分散锚的一定能量。锚索长度的增加会增大漂移的风险，因此建议根据这些参数优化放出的锚索长度。

锚链标记

锚杆的范围在平衡锚定作业期间锚链或缆绳承受的漂移量和力方面起着重要作用。因此，准确测量锚杆放出的长度非常重要。为了测量这一点，锚杆上有专门的标记，以便锚操作员和其他人员可以直观地识别放出的长度。

标记锚链的最常见方法是塑料标记元件或分段涂漆。

扎带等塑料元件相当常见，因为这些元件易于安装，磨损后也易于更换。

此外，由于它们是用塑料制成的，因此与油漆和其他方法相比，它们在海上的使用寿命更长。彩色扎带以规则的间隔打结（标准为 25 英尺或略大于 7.5 米），并标明已放出的长度。

颜色代码表示长度，通常由白色、红色和蓝色组成，符合海事标准。然而，塑料部件的问题是它们可能会被卷入锚机和其他锚定设备中。

此外，如果它们不断与锚链管和系绳轴摩擦，就会破裂。破碎的塑料部分最终会污染水体，造成不容忽视的严重环境危害。

油漆是另一种相当常见的标记锚链的方法。这种方法采用三色系统，类似于塑料扎带方法。每种颜色都表示锚链长度的特定数字和重要数字。

其功能类似于电气设备上电阻带的标记。根据确定的标记差异，按特定顺序排列的三个带中的每一个带都可以代表一个唯一的数字。

例如，某船舶操作员决定锚链上两个相邻油漆标记之间的差异为 25 英尺。那么，三个带的特定顺序将指示 25 的唯一倍数，可用于识别所支付的锚链长度。

给这些带子涂漆是一种常见的方法，特别是因为环保涂料在市场上很容易买到。然而，这种方法的唯一问题是，由于暴露在恶劣的气候条件下，油漆会很快磨损。为了防止这种磨损，必须经常涂漆，而且带子必须足够宽，这样即使油漆剥落，仍然有相当大的部分可以正确识别锚索的长度。

锚链装载安排

从前面的讨论可以看出，锚链与锚一起起着至关重要的作用。然而，由于现代锚是由金属或绳索制成的，因此它们很容易出现与磨损相关的问题，例如生锈或磨损。

解决办法是，每当锚链被拖回船上时，要不断监控锚链。

为此，必须制定特殊的存放安排，以使锚链安全地远离腐蚀性物质，并且可以轻松进行维护或用锚放出。

锚链存放在船体深处的锚链舱中。锚链舱是通风良好的封闭空间，用于在不使用锚时存放锚链，并在使用锚链时存放剩余的锚链。工程师和工作人员可以进入锚链舱进行例行检查或长期维护。

锚链舱的底部一般都经过加固，以便能够承受金属锚链的额外重量。为了将锚链从锚链舱中拖出，甲板上成对设置了一系列重型马达和齿轮。锚链舱位置

锚储存设备成对使用的原因是为了使左舷和右舷锚有单独的部件。如果发生机械故障，两条锚链都由同一台锚机操作，则可能导致船舶容易漂移。

除了锚机外，甲板上还配有一个辅助卷轴，位于锚机前方。其目的是确保各个链环在移动时不会缠结。它拉直链条，并慢慢将其从船中拉出。此卷轴上有一个锁定机制，这样一旦展开链条，就可以将其固定在所需的长度。

最后，锚链管或锚孔是船体上的一个缺口，锚链通过这个缺口放出。它有三个主要用途：送入锚链、放置锚链清洁设备以及固定锚头。根据定义，锚链管在左舷和右舷各有一个缺口，用于将锚链放入或抬入锚链舱。

此外，当将锚链从水中拖出时，锚链上很有可能沾满地下的砾石、泥土甚至生物。为了清除这些有机物，锚链管口处装有软管，这样锚链在存放前就可以清洗干净。

最后，锚管上的锁定装置将锚牢牢地固定在船体侧面。它还可以限制锚头的移动，否则，如果无人看管，尤其是在暴风雨期间，锚头的移动会造成损坏。

锚杆在将锚固定到船舶或结构上起着重要作用。如果选择的类型和材料不正确，可能会对锚系统的结构完整性造成严重后果。根据连接类型，锚杆大致可分为缆绳型和链条型。

轻型和小型船只首选缆绳，而大型结构（如轮船和海上钻井平台）则通常使用链条。现代锚杆结合了这两种类型，以提高锚的耐用性、减震效果和整体强度。

范围是锚放出的长度与水体深度之比的量度。通过根据船舶大小和总体运行条件选择合适的锚索类型，并选择合适的材料来制造锚索，可以延长锚系统的使用寿命。

 

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