轮船上系船锚为何不用钢丝绳而用铁链?

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卓越的耐磨性

工作环境:锚链在操作过程中(收放锚、与锚链筒摩擦、在海底拖拽、与海床摩擦)会承受剧烈的摩擦和磨损。

优势:锚链的链环由粗大的钢棒制成,具有巨大的横截面积。即使表面被严重磨损,其核心部分仍然能保持大部分强度。相比之下,钢丝绳由许多细小的钢丝捻制而成,表面磨损会直接切断钢丝,导致整根绳子的强度迅速、大幅度下降,且内部钢丝的磨损难以检测。

强大的抗冲击和抗疲劳能力

工作环境:抛锚时锚链会承受突然的冲击载荷;船舶在风浪中摇摆时,锚链会持续承受动态的、变化的拉力,产生疲劳应力。

优势:锚链链环之间可以相对转动和移动,能更好地吸收冲击能量和适应动态载荷。其结构更能抵抗反复弯曲和拉伸造成的疲劳破坏。钢丝绳在反复弯曲、冲击载荷下更容易发生内部钢丝断裂(断丝),导致强度衰减和突然断裂的风险增加。

出色的抗挤压和抗切割能力

工作环境:锚链可能被压在岩石、珊瑚礁或其他坚硬的海底物体上,或者在锚链舱中堆积挤压。

优势:粗壮的链环结构使其具有极强的抗挤压和抗切割能力。即使局部变形,只要没有断裂,通常仍能保持功能。钢丝绳在受到局部挤压或切割时,内部钢丝极易损坏,导致该点成为薄弱环节甚至断裂点。

可靠的结构完整性

工作环境: 锚泊系统是船舶安全的关键设备,必须极其可靠。

优势: 锚链的损伤(如变形、裂纹、过度磨损)通常易于通过目视检查发现。而钢丝绳的内部损伤(断丝、锈蚀、疲劳)往往难以察觉,需要专门的检测设备,存在更大的安全隐患。

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提供必要的悬链线重量

工作机理:锚泊时,锚链的一部分会躺卧在海床上,形成悬链线。这部分躺底的链重至关重要:

缓冲作用: 吸收船舶因风浪摇摆产生的冲击力,防止直接冲击锚抓。

稳定作用: 增加水平抓力,帮助锚爪更有效地嵌入海床。

降低锚抓负荷: 使作用在锚爪上的力更接近水平方向(锚抓力最强的方向)。

优势: 铁链单位长度重量大,能更有效地提供所需的悬链线重量。钢丝绳重量较轻,要达到同等效果需要更长的长度,这在空间有限的船上通常不现实。

与锚机(起锚机)的兼容性

锚机设计: 船用锚机(起锚机)的核心部件是链轮,其轮齿是专门设计用来啮合和驱动锚链链环的。

优势: 锚链能牢固地被链轮齿咬住,提供可靠的驱动力进行收放。钢丝绳无法与这种链轮兼容,强行使用会打滑、严重磨损甚至损坏。

不易扭结和缠绕

工作环境: 锚链在操作和储存中需要顺畅进出锚链筒和锚链舱。

优势: 锚链链环的结构使其不易发生扭结或缠绕。钢丝绳在受力或松弛状态下容易发生扭结,一旦扭结会极大降低强度且难以解开。

抗腐蚀性

工作环境: 长期浸泡在盐水中。

优势: 现代锚链通常由高强度合金钢制成,并经过镀锌或采用其他防腐处理(如喷涂环氧树脂),具有足够的抗海水腐蚀能力。虽然钢丝绳也有镀锌等防腐措施,但其更细的钢丝结构使其对腐蚀更为敏感,内部腐蚀更难检测和控制。

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虽然钢丝绳在抗拉强度/自重比上优于铁链(即同样强度下钢丝绳更轻),但在锚泊这个极其严苛的应用场景中,耐磨性、抗冲击/疲劳、抗挤压/切割、结构可靠性、悬链重量效应、与锚机的兼容性以及不易扭结这些关键性能要求上,铁链(锚链)的综合表现远胜于钢丝绳。这些优势直接关系到锚泊的安全性和可靠性,因此铁链成为了船舶锚泊系统无可争议的标准选择。

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