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《航海技術(shù)雜志》2015年第三期

1船舶走錨原因

船舶在錨地拋錨，當(dāng)錨鏈和錨產(chǎn)生的合力（即制動力）大于船舶所受的導(dǎo)致其產(chǎn)生位移的外力時，不會發(fā)生走錨現(xiàn)象。錨鏈和錨的合力包括錨的抓力與錨鏈在海底平鋪部分產(chǎn)生的摩擦力之和。根據(jù)船舶的大小、種類、操作等選擇錨型，目前，商船較常用的錨有霍爾錨、斯貝克錨、波爾錨和AC-14錨。錨的抓力系數(shù)λa與錨重、底質(zhì)等有關(guān)，見表1。錨鏈與海底的摩擦系數(shù)λc同錨鏈形狀、海底底質(zhì)和運(yùn)動有關(guān)，見表2。錨的大小根據(jù)船舶舾裝數(shù)確定，巴拿馬型船舶一般為斯貝克錨，也有較大型船舶選擇AC-14錨。本次事故中的船舶采用的就是AC-14錨。船舶所受外力包括風(fēng)壓力和流壓力2種。風(fēng)壓力的計算公式。當(dāng)船舶受風(fēng)時，風(fēng)力中心的位置將隨風(fēng)舷角的增大而由前向后移動。船舶所受的風(fēng)力系數(shù)值與風(fēng)舷角有關(guān)，呈馬鞍形曲線。當(dāng)風(fēng)舷角為30°和150°時，風(fēng)力系數(shù)出現(xiàn)極大值。當(dāng)船舶首尾方向與流的方向不一致時，將產(chǎn)生更大的流壓。流速越大、交角越大，流壓力也越大。在不考慮波浪對船舶產(chǎn)生影響時，只要錨和錨鏈的制動力Fa+c大于船舶所受的外力Fw+Fc，船舶就不發(fā)生走錨現(xiàn)象。由于每次拋錨前進(jìn)行上述計算十分復(fù)雜，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，普遍采用以下方式?jīng)Q定合適的錨鏈長度：（1）正常天氣時，水深<20m，出鏈長度為4～6倍水深；水深20～30m，出鏈長度為3～4倍水深；水深>30m，出鏈長度為2～3倍水深。（2）當(dāng)天氣較差時，若風(fēng)速為20m/s（約8級風(fēng)），出鏈長度為3倍水深+90m；若風(fēng)速為30m/s（約9級風(fēng)），出鏈長度為4倍水深+145m。當(dāng)外部環(huán)境變化，船舶所受的綜合外力大于錨和錨鏈產(chǎn)生的制動力時，船舶會發(fā)生走錨現(xiàn)象，特別是海流和風(fēng)力的增大會導(dǎo)致外力成幾何級增大，加大船舶發(fā)生走錨的可能性。因此，當(dāng)海上風(fēng)力超過10級時，不選擇拋錨而采用滯航的方式保證船舶安全，因?yàn)橐蟮膾佸^錨鏈長度遠(yuǎn)大于船舶所配置的錨鏈長度。在惡劣天氣、風(fēng)和流變化較大的海區(qū)，船舶受到的外力不斷變化，容易造成船首向不斷變化，發(fā)生偏蕩現(xiàn)象，加大船舶走錨的可能性。

2船舶錨機(jī)損壞原因

在船舶錨機(jī)液壓馬達(dá)系統(tǒng)中，液壓泵不斷將高壓油輸入液壓馬達(dá)，然后由低壓腔排出。根據(jù)工作原理，液壓馬達(dá)可分為軸向柱塞式和葉片式2種，2種形式的馬達(dá)結(jié)構(gòu)見圖3和4。本文所述事故錨機(jī)采用軸向柱塞式馬達(dá)。錨機(jī)液壓馬達(dá)發(fā)生故障，主要有以下3種情況。（1）在收絞錨鏈時，液壓馬達(dá)處于單向轉(zhuǎn)動工作狀態(tài)，當(dāng)受到的外力等于液壓馬達(dá)的收絞力時，馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動，即“絞不動”，錨鏈處于非常緊張的狀態(tài)。此時如果船舶發(fā)生劇烈的上下顛簸現(xiàn)象，錨鏈將被動性地反向拉動鏈輪，并帶動錨機(jī)液壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)。（2）在松放錨鏈時，液壓馬達(dá)同樣處于單向轉(zhuǎn)動狀態(tài)，并以一定的速度勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)外力將錨鏈拉出的速度大于馬達(dá)轉(zhuǎn)速時，錨機(jī)液壓馬達(dá)將被動性地瞬間高速轉(zhuǎn)動。（3）在液壓馬達(dá)處于鎖止?fàn)顟B(tài)，即控制手柄處于“零”位時，因風(fēng)浪影響造成船舶大幅上下顛簸時，錨鏈的向外拉力大于錨機(jī)的制動力，錨機(jī)鏈輪隨即發(fā)生被動性外轉(zhuǎn)。在故障情況（1）和（2）中，由于外力大于液壓馬達(dá)的輸出力，使馬達(dá)處于泵的工作狀態(tài)。此時，液壓馬達(dá)的內(nèi)部吸收容量小于輸出容量，造成油泵向系統(tǒng)輸油不足，出現(xiàn)馬達(dá)內(nèi)部部分腔室呈真空狀態(tài)。此種現(xiàn)象持續(xù)時間越久或產(chǎn)生的真空現(xiàn)象嚴(yán)重時，會造成馬達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞。在故障情況（3）中，操縱閥處于聯(lián)鎖關(guān)閉狀態(tài)，系統(tǒng)不向馬達(dá)輸油，也沒有進(jìn)油和排油，只有少量的循環(huán)油（約10%）通過安全閥流動。當(dāng)錨機(jī)被動性向外轉(zhuǎn)動時，將產(chǎn)生被動性排油現(xiàn)象，而此時沒有進(jìn)油，如果持續(xù)時間久、排油量多時，將產(chǎn)生真空現(xiàn)象，造成馬達(dá)內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞。本文錨機(jī)液壓馬達(dá)損壞事故的部分照片見圖5和6。

3事故分析

在本文事故中，不僅風(fēng)力增強(qiáng)（9～10級），而且流也因?yàn)闈q潮和風(fēng)的影響達(dá)到3～4kn，錨周圍的海砂在流的影響下發(fā)生移位，大大降低錨的抓力。因此，船舶容易發(fā)生走錨，且一旦走錨，僅憑錨和錨鏈與海底產(chǎn)生的摩擦力，無法抵抗船舶所受的外力。此時，船舶必須采取應(yīng)急措施保證不再移位，包括用船舶動力頂住（效果較明顯）、松錨鏈（效果不明顯）或重新拋錨等。本文事故的原因總結(jié)以下幾方面。（1）首次選擇拋錨作業(yè)時，船長沒有針對性地對駕駛員等值班人員進(jìn)行預(yù)防性培訓(xùn)和指導(dǎo)，對天氣預(yù)報信息和發(fā)生走錨的可能性預(yù)估不足。拋錨時只有7級風(fēng)，認(rèn)為在水深22m時10節(jié)錨鏈入水足夠，未預(yù)料到第2天的風(fēng)力增大到9～10級，也未考慮流的變化。（2）拋錨后，船長沒有指示值班駕駛員密切注意天氣變化和影響錨泊安全的風(fēng)險意識，包括應(yīng)該采取的措施，如通知船長、通知機(jī)艙備車等。船長也未考慮到在流的不斷沖刷下，砂底質(zhì)會影響錨的抓力。（3）當(dāng)?shù)?天上午風(fēng)力已經(jīng)增大到10級以上時，雖然還未發(fā)生走錨現(xiàn)象，但船長仍未預(yù)估到風(fēng)險，直至船舶走錨時才想通過松出錨鏈增加制動力。但是船舶一旦發(fā)生走錨，其產(chǎn)生的慣性無法通過松出有限的錨鏈產(chǎn)生作用，并且在錨泊船密度較大的水域如此操作非常危險。（4）當(dāng)船長發(fā)現(xiàn)松出錨鏈無法制動時，又命令收絞錨鏈以重新拋錨。由于錨鏈在風(fēng)流作用下處于非常緊張的狀態(tài)，而船舶受風(fēng)浪影響發(fā)生大幅顛簸（達(dá)到6m以上），錨鏈的拉力遠(yuǎn)大于錨機(jī)液壓馬達(dá)的收絞力，使錨鏈被動性地快速外滑，導(dǎo)致錨機(jī)液壓馬達(dá)損壞。（5）當(dāng)發(fā)現(xiàn)右錨機(jī)無法動作時，未確定是否損壞和分析原因，而是試圖通過加拋?zhàn)箦^控制船舶。在松出錨鏈到預(yù)定長度時，仍未使用車舵配合使錨鏈適當(dāng)松弛，在船舶的劇烈顛簸下，左錨機(jī)發(fā)生與右錨機(jī)相同的現(xiàn)象，再次損壞左錨機(jī)液壓馬達(dá)。

4正確選擇拋錨方式

船舶抵港前，一般已收到通知直接進(jìn)港靠泊或者拋錨等泊，包括可能拋錨等待的時間等。船長應(yīng)做好如下幾點(diǎn)。（1）根據(jù)雷達(dá)的遠(yuǎn)距離掃描，分析錨地?fù)頂D情況，并根據(jù)船舶特性、或港通管制中心的通知等，在指定錨地拋錨；如果沒有指定，根據(jù)相應(yīng)的信息選擇合理的拋錨點(diǎn)。（2）充分考慮船舶吃水、船舶特性、錨地水深、海底底質(zhì)、當(dāng)時的天氣和預(yù)報、流的情況等決定拋錨方式和錨鏈長度。（3）在拋錨穩(wěn)定后，充分考慮可能發(fā)生走錨的因素和采取的措施，并指示值班駕駛員注意天氣和流的變化、備妥主機(jī)和用車的時機(jī)、通知船長等。（4）當(dāng)預(yù)見天氣不良時，值班駕駛員應(yīng)及時報告船長，采取適當(dāng)松弛錨鏈、拋雙錨、起錨漂航或滯航等措施。6正確進(jìn)行拋錨和起錨在惡劣天氣下，特別是大風(fēng)浪下、船舶劇烈顛簸時，船舶一般不拋錨，而是漂航和滯航。但在受限水域，只能選擇拋錨保證船舶安全。（1）如果選擇拋雙錨（抗擊臺風(fēng)等大風(fēng)天氣時采用的方式），包括一點(diǎn)錨、八字錨、長短錨等，具體操作方式可借鑒其他經(jīng)驗(yàn)和介紹，不贅述。關(guān)鍵要考慮如何避免損壞錨機(jī)的液壓馬達(dá)、制鏈器等設(shè)備。（2）為避免后續(xù)被動性操作，在抵達(dá)錨地前船長要決定拋錨或在合適水域滯航。如果判斷拋錨操作可行，在松出錨鏈時注意天氣情況和船舶顛簸情況，避免在船舶發(fā)生顛簸時錨鏈?zhǔn)芰^大導(dǎo)致錨鏈被動性快速拉出，損壞錨機(jī)液壓馬達(dá)。（3）一旦完成錨泊作業(yè)，船長需指示值班駕駛員密切關(guān)注天氣預(yù)報的接收和分析，判斷是否存在走錨的可能性和應(yīng)采取的預(yù)防措施，如備車、及時用車減輕錨鏈?zhǔn)芰Φ取＃?）當(dāng)發(fā)現(xiàn)船舶存在走錨現(xiàn)象時，尤其是在惡劣天氣下，應(yīng)果斷決定起錨和滯航，避免損壞錨設(shè)備。在收絞錨鏈時，利用車舵配合保證錨鏈不處于緊張狀態(tài)。船首處大副需隨時告知駕駛臺錨鏈的受力情況和方向，避免錨鏈過分緊張，直至錨和錨鏈完全離開海底并收妥，防止錨在船舶的顛簸和晃動中損壞船首。（5）當(dāng)需要松出錨鏈增加錨的制動力時，須提前使用車、舵動作，使錨鏈處于一定的松弛狀態(tài)，并逐漸松出錨鏈至合適長度。（6）及時脫開錨機(jī)的離合器，使錨鏈僅在制鏈器和錨機(jī)剎車作用下受力；合理使用車舵配合，減輕錨鏈?zhǔn)芰Γ苊庖蛑奇溒鲹p壞導(dǎo)致錨鏈外滑，帶動液壓馬達(dá)被動性轉(zhuǎn)動，損壞液壓馬達(dá)。

作者：朱夏忠 單位：上海中波國際船舶管理有限公司