船用鋼絲索連接方式適用標準探討

文/劉楨兵 許天羽 張江龍

船用鋼絲索連接方式適用標準探討

文/劉楨兵1許天羽2張江龍1

不少船舶營運中的起重設備和艇架鋼絲索連接方式存在著安全隱患，但目前全球尚無統一標準。本文基于對中國、中國香港地區、英國的相關標準進行比對和探討，為今后完善、統一起重設備和艇架鋼絲索連接方式標準提供參考。

鋼絲索 楔形夾緊套 U形繩頭夾

目前，據香港船舶營運人服務商反映，現有船的起重設備和艇架鋼絲索連接方式有安裝要求，但國際上無統一要求。

傳統的鋁合金壓套法（心形環）由于壓頭重量輕、制作容易、安裝方便，在老齡船上普遍可見，但在受拉力作用時極易產生斷絲和股繩扭轉，安全系數降低，影響壽命，產生安全隱患（如圖1所示）。

圖1 壓套法結構的常見缺陷

圖2 U形繩頭夾安裝位置

一、三種船鋼絲索連接方式標準比較與分析

1.國內

上述形式的鋼絲繩之間往往沒有任何系固裝置，通過壓套方法實現兩股鋼絲繩合并，是一種簡單的物理連接方式。改良后的結構增加了3個U形繩頭夾的結構，常見方式如圖2所示。

GB/T 5976-2006《鋼絲繩夾》采納第一種形式，繩頭夾間距等于6～7倍鋼絲繩直徑（dr），繩頭夾的配備數量對應的計算表格，見表1。

表1 鋼絲繩頭夾配備標準

目前，該結構被廣泛應用于我國建造的船舶。但需滿足離套環最近處的繩頭夾盡可能地靠近套環，離套環最遠處的繩頭夾不可首先單獨緊固；不得損壞鋼絲繩的外層鋼絲。繩頭夾在實際使用中，受載一、二次以后應作檢查，在多數情況下，螺母需要進一步緊固。

2. 中國香港地區

根據香港海事處發布的《商船海員安全工作守則2007》中文版和英國海事與海岸警衛署（MCA）發布的最新版《Code of Safe Working Practices for Merchant Seamen 2016 Edition（COSWP）》（商船海員安全工作守則2016）繩頭夾（bulldog grips）的使用要求，如：不鼓勵使用繩頭夾，繩頭夾也絕不可用在吊索和系泊纜上；若纜索會出現強烈振動，切勿使用繩頭夾；切勿與膠面鋼纜一并使用；使用時，必須按制造商的指示正確安裝。

如圖3所示，繩頭夾的U形位須放在纜索的收結位，兩個繩頭夾之間的距離約為纜索直徑（d）的6倍。最少使用多少個繩頭夾須視纜索直徑而定；使用幾個小時后，須將繩頭夾再行上緊，并定期檢查它們是否已上緊。繩頭夾如安裝正確，其可承載的重量應為該纜索最低斷裂載荷的80%或以上。

圖3 繩頭夾的U形位布置要求（COSWP2016 ANNEX 18.2）

目前，較小船齡的船舶廣泛采用的是楔形夾緊套和附屬U形繩頭夾的結構形式，尤其是香港旗船舶的重力倒臂式艇架的吊艇索。經觀察和統計，現場的結構形式一般有以下三個特點：鋼絲索穿過楔形夾緊套對稱端，從非對稱端穿出尾端形成一個回路；鋼絲索尾端保留大約0.5～1.0 m；鋼絲鎖末端使用3個U形繩頭夾進行固定，鎖扣位置常見的三種情況見圖2，圖4所示的為常見錯誤連接形式和LR船級社推薦形式。

圖4 楔形夾緊套連接形式

3. 英國

英國標準BS EN 13411-6:2004+A1:2008《鋼絲繩接線端 安全性 第6部分 不對稱楔槽》對組成非對稱楔形夾緊套的三部分：本體、楔形塊和定位銷進行了細致的劃分，關于三者的尺寸和角度有嚴格的要求，見圖5和表2所示。

該標準要求本體與楔形塊組裝前必須確保無缺陷，即使兩者設計參數一致，但是兩者必須保證出自同一制造商，以確保加工參數符合表2要求。鋼絲索穿過楔形夾緊套后的固定方式有兩種，為了防止楔形塊變形，繩頭夾距離楔形夾緊套末端的距離X應不大于楔形夾緊套全長的75%，如上圖5所示。

二、船級社實踐應用

LR船級社曾于2000年發布了一份針對于救生筏和救助艇降落裝置鋼絲索承載受力的技術提醒（Technical alert No.10/2000）。其中，明確強調了不鼓勵“鋁合金壓套法”（心形環）和繩頭夾作為重要承載設備的首要連接方式，僅允許在滿足數量、尺寸、間距、方向和夾緊螺母扭矩的前提下作為備用方式，并要求按照《國際海上人命安全公約（SOLAS）》第三章20.4條維護保養的時間間隔內進行更換，該技術提醒明確指出不鼓勵使用繩頭夾的原因是因為受力下的鋼絲繩容易減薄并松扣，存在風險隱患，該要求與COSWP基本一致。

對于使用了楔形夾緊套的結構形式，本身的楔形結構保證了尾端鋼絲繩在安裝到位后固定于楔形環，杜絕了逆向滑動的危險，鋼絲繩末端和受力端必須做到不相連。對于6～8股的鋼絲繩，末端長度至少是6倍的鋼絲繩直徑，對于阻旋型鋼絲繩，末端長度至少為20倍繩直徑，但不得小于6 in（15.24 cm）（見圖6）。

該技術提醒針對現場形式各異的更換鋼絲繩方法，為了統一現場檢驗標準，附錄了英國SCHAT-DAVIT公司的安裝示意圖（見圖7）。其中，正確的形式與圖6有異曲同工之處，即為尾端與受力端分離，采用單個U形繩頭夾對鋼絲繩末端進行夾固，防止楔形塊意外松脫引起的滑動。

圖5 BS EN 13411-6:2004+A1:2008的兩種鋼絲繩尾端處理方式和結構分解圖

表2 BS標準的非規則楔形夾緊套加工部分參數要求

圖6 LR船級社技術提醒展示的常見形式

馬恩島主管機構 （IOMSA）于2010年發布的一份船東公告MSN011 WIRE ROPE TERMINATIONS FOR LIFE SAVING APPLIANCES（第11號海事公告：救生設備的鋼絲索固定方案），針對目前國際上沒有專門的統一立法，提供了一種通用安裝指導給其入級國船舶參考（如圖8所示）。從圖8中可以看出最終的形式與英國標準BS的第一種形式吻合。

圖7 SCHAT-DAVIT公司關于吊艇索的安裝說明

圖8 IOMSA關于楔形夾緊套三部分的組裝指南

圖9 IOMSA對救生艇艇架本體段鋼絲繩連接方式的建議形式

該公告同時為重力倒臂式救生艇艇架本體段鋼絲繩連接方式提供了建議形式，即可采用U形扣連接壓套法接頭的傳統模式（如圖9所示）。

三、結 語

目前為止，國際上針對鋼絲繩固定結構的形式未取得統一標準，比較超前提出建議和要求的是英國標準和香港海事局船東公告，同時部分船旗國和海事組織也對此提出了建議案。雖然，暫時未有明文規定生效，但是上述組織和團體在此方面的研究成果指明了今后改進的方向。經過分析，這些標準和建議對船上鋼絲繩的維護保養帶來較大裨益，同時提高了起重設備和救生設備的安全系數。今后該方面的內容可能作為行業標準或港口國檢查的項目之一，建議各位建造和營運驗船師在檢驗過程中推薦給船員和服務商。

[1] BS EN 13411-6-2004+A1-2008 Terminations for steel wire ropes[S].

[2] 香港海事處.商船海員安全工作守則2010[EB]. http://www.mardep.gov.hk/hk/pub_services/pdf/ code_swp.pdf.

Many linkage methods of lifting equipment and davit steel wire in ship operations have potential safety hazard, but there is no unif i ed standard in this area globally. Based on the comparison and discussion for relevant standards in Chinese Mainland and Hong Kong, UK, this study will provide some references for future improvement and unifying standards on the linkage methods of lifting equipment and davit steel wire.

Metallic cable; Wedge socket; U wirerope grip

（作者單位：1中國船級社2新西蘭海事局）