叶 邦 全
(708研究所,上海 200011)
对于采用多点锚泊系统定位的浮式海洋工程装置来说,锚是装置通过系泊索系固在海底并藉以保持船位的关键设备。一旦锚失效(走锚)将引起装置大幅度位移,从而导致重大的甚至是灾难性的事故。
上世纪 50年代以来,随着海洋工程的发展,国际上涌现出一代又一代性能优良的拖曳埋置锚,近年来出现的新型拖曳锚更是越来越多地采用钢板焊接结构。同时还出现了能承受垂向负荷的负压锚和板锚。在锚的研究、设计和海上安装中大量采用先进的科学理论、试验方法和工艺技术,真正成为跨学科的高科技工程项目。
拖曳埋置锚通常以其抓力与自重之比即抓重比(或抓力系数)表征锚的抓持特性,随着锚重的增加,抓重比将会下降。拖曳埋置锚一般只能承受水平力,不考虑承受垂向力。因此,与之相连的锚索应有足够的长度,并尽可能使得锚索在锚处与海底相切。图1[1]为海洋工程装置用的各种拖曳埋置,表1为拖曳埋置锚的分级及在泥或沙中的抓持特性。
根据用途及抓持能力,拖曳埋置锚可分为4类:
1)船用锚。由于该类锚航行区域变化大,需要适应多种底质(沙、硬泥、软泥、淤泥以及这些底质的混合物),大多为无杆转爪锚,抓力都不是很大。锚爪折角一般在 35~45°的范围内,如霍尔锚、斯贝克锚等普通船用无杆锚的折角为42°,其最大抓力仅为其自重的4倍左右,AC-14型大抓力无杆锚的折角为35°,其最大抓力则可达到自重的8倍以上,但是当拉力超过抓力限额时很容易翻转而导致失效。……