4.第四章 系泊设备

（2）半硬钢丝绳（semi-flexible wire rope）
由6股钢丝股绕着一股纤维芯搓制而成。 该种钢丝绳有一股纤维绳芯，但钢丝 股的股芯均为钢丝，因此钢丝绳的强 度较大，比硬钢丝绳柔软，操作使用 比较方便，一般用作拖缆、保险缆和 系船缆，也可用作起重设备的吊货索。
（3）软钢丝绳（flexible wire rope）
（1）尼龙绳（nylon rope）基本 特点
尼龙绳又称锦纶绳，是化纤绳中强 度最大的一种。 特点：耐磨，对酸碱和油类等有一 定的抵抗能力，但是伸长率较大， 弹性大，有一定的吸水性，耐气候 能力较差，曝晒过久强度会降低。
(2)涤纶绳（polyesterBiblioteka Baidurope）特点
涤纶绳的强度仅次于尼龙绳，是化 纤绳中最耐高温和耐气候的一种绳 索，使用于高负荷连续摩擦，抗酸、 碱和油类能力强，吸水率仅为 0.4%，但价格最高。
安全工作负荷的估算
如无相应的产品证书，则可根据绳索的破断强度 和工况取一个安全系数，按下式求出安全工作负 荷，即 安全强度 = 破断强度/安全系数 通常系船缆的安全系数取6 ~ 8，拖缆为8 ~ 10， 且在无特别说明的情况下，一般安全系数可取值 6。具体使用时，还须根据不同的工作需要、钢 丝绳的新旧程度、接插方法等情况来选定不同的 安全系数。如插接降10%,生锈降30%,过度拉伸 降30%。
第二节 系缆的名称、作用与配备 一、系缆的名称与作用
系缆的主要作用是： 靠泊时绑牢船舶 拖带时传递拖力 靠码头时协助操纵船舶 利用系缆实现船舶沿码头边前后移动 （移泊）。
1.系靠码头时缆绳的名称与作用
船舶系靠码头时，系缆可按其位置、 出缆的方向和作用分为：头（首） 缆、尾缆、前（首）横缆、后（尾） 横缆、前（首）倒缆、后（尾）倒 缆等，如图4-3所示。
3.复合缆
除钢丝缆和化纤缆绳外，我国等一些国家 已生产出一种用金属与纤维复合而成的缆 绳，简称复合缆（compound rope）。 复合缆的结构特点是每股均含有金属丝核 心，外覆纤维护套，有3、4、或6股，可用 于系船缆或拖缆。 这种缆绳强度较大，一根周长8.5in粗的复 合缆的强度相当于同样粗的2.5根丙纶缆的 强度。
化纤缆绳的破断强度估算
化纤缆绳的破断强度可用下列公式进行估算: T = 98kD² 式中:T——化纤缆的破断力，N； D——缆绳的直径，mm； k——系数，一般丙纶绳为0.74 ~ 0.85,尼龙 绳为1. 19 ~ 1. 33，改良的丙纶绳为1. 10 ~ 1.21，复合缆为2.0。
2.钢丝缆 1）钢丝缆的种类
船用钢丝缆应由CCS认可的钢厂制造， 用作系船缆、拖缆及尾锚索的钢丝缆结 构型式应满足规范的有关规定，典型结 构型式参见表4-1规定。 种类主要有三种：硬钢丝缆、半硬钢丝 缆和软钢丝缆。 特点：强度大、使用寿命长是船用钢丝 缆的突出。
用途 股数 6 6 6 尾锚索、 拖索和 系船索 6 6 6 6 与绞车 配合的 拖索和 系船索 6 6 6
二、缆绳的规格、长度与重量估算 1.缆绳的规格与长度
1）缆绳的规格 缆绳的规格（粗细）一般用缆绳的截面 外接圆直径D（mm）来衡量，如用周长 C（in）表示，则其换算关系为： C/D ≈ 1/8 其中钢丝绳截面外接圆直径的正确量法 如图4-2所示。
2)缆绳的长度
缆绳的长度通常以捆为计量单位， 钢丝绳与拧绞纤维缆绳每捆的标准 长度一般为 220m； 编织纤维缆绳每捆的标准长度一般 为100m（已很少使用）。 除上述标准长度外，少数也有500m 一捆的。
2）相应规定
（2）钢丝的等级根据其规定最小抗 拉强度一般分为1420N/mm2、 1570N/mm2、1670N/mm2、 1770N/mm2、1870N/mm2和 1960N/mm2六级。除另有规定外， 钢丝的实际抗拉强度应不超过规定 最小抗拉强度的1.2倍。
2）相应规定
（3）除另有规定外，钢丝绳应采用全 镀锌的钢丝绞制而成。钢丝应采用热 浸法或电解法镀锌。钢丝的镀锌层应 平滑、完整和牢固。镀层可分为下列3 级： 1级：厚镀层，在镀锌后拔丝； 2级：厚镀层，在拔丝后镀锌； 3级：薄镀层，在镀锌后拔丝。
由6股钢丝股绕着一股纤维绳芯搓制而成。 该种钢丝绳除了有一股纤维绳芯外，每股钢丝 股的股芯亦为纤维绳芯，如图4-1所示。 软钢丝绳典型的结构型式有6 X 24 和6 X 30， 均含有7股纤维绳芯。 这种钢丝绳最为柔软，便于操作使用，其强度 在钢丝绳中也最小，一般用于系船缆、拖缆和 起重设备的吊货索及安全设备的吊艇索等。
1.缆绳的破断强度（breaking load, BL）
使用认可的拉断试验机并时被试缆绳 逐渐均匀受力，直至其拉断时所需的 拉力为该绳索的破断强度，也称该绳 索的破断力，一般用B表示。 绳索的破断强度也可用表4-2所列公 式进行估算。
绳索破断强度
规格 6X7 6 X 12 6 X 19 6 X 24 6 X 30 6 X 37 破断强度（N） 英制（in） 9.8 X 3.1C 9.8 X 2.0C 9.8 X 2.9C 9.8 X 2.7C 9.8 X 2.3C 9.8 X 2.5C
（4）维尼龙绳（vinylon rope）特 点 其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。
2）相应规定
（1）化纤缆绳主要由聚酰胺、聚酯 和聚丙烯制成。 （2）绳索内不应加入任何填料和增 加其质量的物质。 （3）经验收合格的每卷（或每捆） 成品纤维绳，均应在显明易见处贴 上纤维绳号、材料、结构、规格和 厂名标签，并应打上CCS标志。
1.纤维缆
用于系船索（缆）和拖索（缆）的植物 纤维绳和化学合成（人造）纤维绳均应 由船级社（CCS）认可的工厂制造，且 船用纤维绳的结构形式和材料，应符合 船级社接受的有关标准。 鉴于合成纤维绳（化纤缆绳）已被广泛 用于船舶系船索（缆）和拖索（缆）， 故本部分内容仅介绍合成纤维绳。
1）船用合成纤维绳的种类 船舶船用的合成纤维绳主要有 尼龙绳、涤纶绳、丙纶绳、乙 纶绳几种。
（3）丙纶绳和乙纶绳 （polypropylene and polythene rope） 特点
这两种缆绳的特性较为相似，即密度小，能 浮于水面，吸水性不大，低温时仍具有足够 强度，并且柔软便于操作。 乙纶绳对化学品抗腐蚀性最强；而丙纶绳能 耐磨，其破断力为尼龙绳破断力的51 % ~ 66%。 丙纶绳是目前船上配备较多的一种缆绳。但 上述两种缆绳都不耐热。目前，日本等国家 改造了制造工艺和原料的选择，已将丙纶缆 的破断强度提高至尼龙缆的90%。
1）头缆（head line）
头缆也称首缆。 其中，从内舷引出的头缆可称为内档头缆； 从外舷引出的头缆也可称为外档头缆，当 外档头缆与码头线的交角较大时，可称其 为包头缆，如图4-4所示。 头缆的主要作用是用来承受来自船首前方 的风、流等外力作用，防止船位后移和外 张。
2）尾缆（stern line）
2 2 2 2 2 2
表4-2
破断强度（N） 公制（mm） 9.8 X 47D 9.8 X 31D 9.8 X 45D 9.8 X 42D 9.8 X 35D 9.8 X 45D
2 2 2 2 2 2
缆绳的破断强度
表中D为直径，单位为毫米（mm）。 如一根规格为6 X 30、直径为36mm的 钢丝绳的破断强度：B = 9.8 X 35 X （36）²= 9.8 X 45360 = 444528 N ≈ 444.5kN。
尾缆也有里档和外档之分，主要作 用是承受从船尾后方来的风、流等 外力作用，防止船位前移和外张。
3）前倒缆（fore spring line）
前倒缆也称首倒缆，主要作用是承受 来自船尾方向的风、流作用力的影响， 防止船位向前移动及船首外张。 在离泊作业中，常用前倒缆带住船首， 利用车舵或风流将船尾甩出，再用倒 车使船驶离泊位。为此，常用钢丝绳 或钢丝绳与尼龙缆连接成的混合缆作 为前倒缆。
钢丝绳规格 钢丝数 24 37 26 31 36 41 30 31 36 41 绳芯 纤维 纤维 纤维 纤维 纤维 纤维 纤维 钢芯 钢芯 钢芯 股芯 纤维 钢丝 钢丝 钢丝 钢丝 钢丝 纤维 钢丝 钢丝 钢丝 中心丝 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 内层 6 5 6 7 8 6 7 8
股 结 构 中层 9 12 (5+5) (6+6) (7+7) (8+8) 12 (6+6) (7+7) (8+8) 外层 15 18 10 12 14 16 18 12 14 16 股结构型式 (0+9+15) (1+6+12+18) (1+5+5/5+10) ((1+5+6/6+10) (1+5+7/7+10) (1+5+8/8+10) (0+12+18)6 (1+6+6/6+12) (1+7+7/7+14) (1+8+8/8+16)
钢丝绳的破断负荷估算
若因条件限制不能以完整钢丝绳进行试 验时，可采用单根钢丝试验，则钢丝绳 的破断负荷为单根钢丝的破断拉力乘以 钢丝的总数，再乘以规定的换算系数求 得。 如6 X 24 钢丝绳的换算系数为 0.87，6 X 37 钢丝绳的换算系数为0.852。
2.绳索的试验强度（test strength, TS）
(1)硬钢丝绳（stiff wire rope）
由6股钢丝绳绕着一股钢丝股芯（以 钢芯为绳芯）搓制而成。 该种钢丝绳的绳芯与股芯均为钢丝， 无纤维绳芯与股芯，因而是一种最硬 的钢丝绳，虽不便于操作，但这种钢 丝绳强度最大。 除可用于大桅和烟囱等支索外，还可 用于与绞车配合的拖索和系船索。
绳索的试验强度，亦即验证负荷 （proof load， PL），是绳索制造厂 在CCS验船师主持下对其产品进行 拉力试验时所采用的强度标准，一般 取破断强度的3/4。
3.绳索的安全强度（safety load）
为保证安全，不使绳索断裂而发生事 故，一般都规定一个绳索允许使用的 最大负荷，即安全工作负荷（safe working load, SWL）。 必须注意的是，在船用绳索的产品证 书上（由CCS授权的验船师签发）均 有明确规定的SWL，使用时应以此为 准。
锚链的公称抗拉强度
公称抗拉强度:按规范规定的方法 进行拉力试验，在拉的过程中直 到拉断时的最大力,除以锚链的截 面积。这是一个应力！
第四章 系泊设备 第一节 系船缆
一、系船缆的种类和特点 将船舶系固于码头、浮筒、他船或用于拖带的 绳索统称为缆绳，简称系船缆（又称系船索）。 系船缆主要有三种：纤维缆（fiber rope）、 钢丝缆（wire rope）和复合缆 特点：无论何种缆绳，均应具有强度大、耐腐 蚀、耐磨损、密度小、弹性适中、质地柔软和 使用方便等。
2.钢丝绳的重量估算
钢丝绳的重量可用下列习惯估算公式进行估 W ≈ kd² 式中:W——每米钢丝绳的重量,kg； d——钢丝绳直径，cm； k——系数，硬钢丝绳、半硬钢丝绳取0.35，软 钢丝绳取0.30。
三、缆绳的强度
缆绳的强度主要有三大类，即 破断强度 试验强度 安全强度 其中安全强度是允许使用的最大强度。
钢丝绳中纤维绳芯的作用
①可减少钢丝内部摩擦，即在钢丝绳受力拉 紧时，纤维绳芯可起衬垫作用； ②可增加钢丝的柔软度，便于操作使用； ③因纤维绳芯含油，故可防止钢丝绳内部锈 蚀； ④可起到润滑作用； ⑤可依据钢丝绳内的纤维绳芯数量判断钢丝 绳的种类。
2）相应规定
根据我国CCS颁布的《材料与焊接规范》 规定，用作系船索、拖缆和尾锚索的钢丝 绳应负荷以下要求： （1）制造钢丝绳用的钢丝，应采用优质碳 素结构钢，其硫、磷含量不应大于0.035%， 其他元素的含量应负荷CCS接受的有关标 准。由钢材冷拔拉制成的钢丝应呈圆形截 面，且应材质均匀，强度一致，表面应无 裂纹、竹节、起刺、锈蚀和伤痕等影响钢 丝性能的缺陷。