Különböző típusú horgonyok: tengeri, jacht- és akvakultúra-útmutató

A horgonyok nem cserélhetők fel – a megfelelő horgony teljes mértékben a hajó méretétől, a tengerfenék típusától, a környezeti feltételektől és az alkalmazástól függ. Az öt legpraktikusabb horgonykategória a következő: tengeri hajóhorgonyok (készlet nélküli, admiralitás), yacht horgonyok (eke, métely, bukórúd), ill akvakultúra horgonyzó s (holtteher, spirális, vontatott beágyazás). A nem megfelelő típus kiválasztása húzódást, szerkezeti károsodást vagy teljes kikötési hibához vezethet. Ez az útmutató lebontja az egyes típusokat a tárolási teljesítményadatokkal, az ideális felhasználási esetekkel és a közvetlen összehasonlításokkal, így megalapozott döntést hozhat.

Miért fontosabb a horgony típusa, mint a horgony súlya?

Általános tévhit, hogy a nehezebb horgony mindig jobban tart. A valóságban a horgonygeometria és a tengerfenék kompatibilitása sokkal fontosabb, mint a tömeg önmagában. Egy 15 kg-os modern ekehorgony homokos tengerfenéken ugyanolyan körülmények között felülmúlhatja a 40 kg-os hagyományos admiralitási horgonyt, mert kialakítása lehetővé teszi, hogy mélyen eltemethessen, és vízszintes ellenállást hozzon létre, amely messze meghaladja saját súlyát.

A tartóerőt általában a tartóerő és a horgony súlyának arányában fejezik ki. A nagy teljesítményű modern horgonyok arányát érik el 20:1-től 50:1-ig optimális tengerfenéki körülmények között, míg a hagyományos kialakítások csak 3:1 és 8:1 közötti arányt érhetnek el. A tengerfenék típusa – homok, sár, szikla, kavics vagy korall – határozza meg, hogy melyik horgonygeometria fog megbízhatóan beásni, és melyik ugrik át a felszínen.

Tengeri hajóhorgonyok: Kereskedelmi és haditengerészeti hajókhoz készült

A nagy kereskedelmi hajókhoz, haditengerészeti hajókhoz és tengeri platformokhoz olyan horgonyokra van szükség, amelyeket gyorsan ki lehet helyezni és vissza lehet húzni egy csővezetéken és szélcsövön keresztül, és amelyek megbízhatóan megállnak a változatos mélytengeri tengerfenéken. A két domináns típus a készlet nélküli és az admiralitási horgony.

Stockless (Hall-típusú) horgony

A készlet nélküli horgony a kereskedelmi szállítás globális szabványa. Meghatározó jellemzője egy elforgatható korona két csappal, és nincs vízszintes támasztórúd, lehetővé téve, hogy a teljes horgony visszahúzódjon a horgonycsőbe. Ez teljesen gépesítetté teszi a tárolást és a telepítést – ez kritikus a több tízezer tonnás hajók számára.

• Tipikus súlytartomány: 500 kg és 30 000 kg között nagy tartályhajókhoz és ömlesztettáru-szállító hajókhoz
• Tartóerő arány: körülbelül 3:1 és 5:1 között – alacsonyabb, mint a modern kiviteleknél, de a hatalmas abszolút súly miatt elfogadható
• A legjobb tengerfenék: lágy-közepes iszap és homok; gyenge teljesítmény kemény kőzeten vagy durva kavicson
• A hajóosztályozó társaság szabályai (Lloyd's, DNV, ABS) szabályozzák a hajó berendezésszáma (EN) alapján

Admiralitás (készletezett) horgony

Az admiralitási horgony egy hosszú vízszintes szárral rendelkezik, amely merőleges a horgonyokra, ami arra kényszeríti az egyik horgonyt, hogy a tengerfenékbe ásson, amikor a horgony leszáll. Kiváló tartást biztosít sziklás vagy szabálytalan fenéken, ahol a készlet nélküli horgonyok nem rögzülnek. A kiálló állomány azonban megnehezíti a tárolást, és a használatát kisebb hajókra, örökséghajókra és speciális haditengerészeti alkalmazásokra korlátozza.

• Tartóerő aránya: 8:1 – 12:1 vegyes vagy sziklás tengerfenéken
• Hátrány: a szabaddá vált mézeskalács beszennyezheti a horgonyláncot, amikor az edény az árapály változásával ingadozik
• Még mindig bizonyos haditengerészeti és parti őrségi alkalmazásokhoz ajánlott, ahol a sziklafenék tartása a legfontosabb

High-Holding-Power (HHP) és Super-HHP Tengeri horgonyok

A modern osztályozó társaságok elismerik a HHP horgonyokat (tartóerő ≥ 2× egyenértékű raktár nélküli horgony) és Super-HHP horgonyokat (tartóerő ≥ 4×). Az olyan kialakítások, mint a Spek, Pool és AC-14 horgonyok, ezekbe a kategóriákba tartoznak, és egyre inkább offshore hajókra és félig merülő platformokra írják elő. Az északi-tengeri hadműveletekben széles körben használt AC-14 horgony akár 15:1 tartóerőt is elérhet a puha agyag tengerfenéken. — az uralkodó fenéktípus az adott régióban.

Yacht horgonyok: teljesítmény és kényelem szabadidős hajók számára

A jachthorgonyoknak egyensúlyban kell lenniük a nagy tartási erővel, a könnyű kézi vagy széllovas kezeléssel, a kompakt elhelyezéssel az orrhengeren, valamint a megbízható rögzítéssel a tengeri hajózás során tapasztalható változatos tengerfenéken – homokos öblök, sáros torkolatok, gazos foltok és vegyes fenék. Három típus uralja a modern jachtpiacot.

Eke (CQR és Delta) horgonyok

A mezőgazdasági ekevas alakú ekehorgony világszerte az egyik legszélesebb körben használt jachthorgony. Az eredeti CQR (Secure) csuklós szárral rendelkezik, amely lehetővé teszi a horgony elfordulását és visszaállítását, ha a hajó 180°-ban elfordul. A Delta egy fix szárú evolúció, amely gyorsabb beállítást és jobb tartást kínál a legtöbb körülmény között.

• Tipikus méretek: 10 kg (10 m-es jachtok) 35 kg-ig (18 m-es jachtok)
• Tartóerő aránya: 15:1-től 25:1-ig homokban; 8:1-től 15:1-ig puha sárban
• Tisztán illeszkedik a szabványos orrgörgőkhöz és önfelhordáshoz a legtöbb szériajachton
• Gyengeség: nehezen köthet gyorsan gazban vagy kemény homokban; A csuklós CQR kialakítás kevésbé hatékony, mint a Delta a független tesztekben

Fluke (Danforth és Fortress) horgonyok

A horgonyhorgonyoknak két nagy lapos, forgó horgonyuk van, amelyek sekély szögben mélyednek le a puha tengerfenékbe. Kivételes tartóerő-tömeg arányt biztosítanak homokban és lágy sárban – a Fortress FX-37 (4,5 kg alumínium) úgy van méretezve. 12 méteres hajó 30 csomós szélben — figyelemre méltó teljesítmény 5 kg alatti horgonynál.

• Tartóerő aránya: 25:1-től 50:1-ig lágy sárban (a legmagasabb horgonytípusok között)
• Az alumínium erődmodellek 40-50%-kal könnyebbek, mint az acél megfelelői – ideálisak szegélyként vagy másodlagos horgonyként
• Kritikus korlát: gyengén teljesít sziklán, korallokon, kavicsos vagy erősen gyomos talajon, ahol a pelyhek nem tudnak behatolni
• Nem illeszkedik jól az orrgörgőhöz – általában fedélzeti tartókon vagy szekrényben tárolva

Roll-Bar (Rocna, Manson Supreme, SPADE) Horgonyok

A bukórúd horgonyok a cirkáló jachtok jelenlegi legmodernebb szintjét képviselik. A bukórúdhoz homorú, gombóc alakú métely van rögzítve, amely a horgonyt a megfelelő irányba forgatja abban a pillanatban, amikor az megérinti a tengerfenéket, biztosítva a gyors, egyenletes beállítást. A független összehasonlító tesztek – köztük a Practical Sailor magazin által végzett tesztek – következetesen a csúcsra helyezik a bukókeretek kialakítását az erőtartás, a beállítási sebesség és az irányváltás utáni újrabeállítás tekintetében.

• Rocna 15 kg (10-14 m-es jachtokhoz alkalmas): tartóerő max. 4500 kg homokban — 300:1 arány a hajó vízkiszorításához képest 10 tonnás jachtok esetében
• Megbízhatóan megköt homokban, sárban, gazban és vegyes aljzatban; elfogadható (nem kiváló) sziklán
• Az ekehorgonyokhoz tervezett orrhengerekhez illeszkedik; a bukórúd időnként ráakadhat a görgős ajkakra – vásárlás előtt ellenőrizze a kompatibilitást
• Árprémium: 20–50%-kal drágább, mint az azonos tömegű ekehorgonyok, de széles körben úgy tartják, hogy megéri a költségeket a tengeri cirkálók esetében

Horgonyok összehasonlítása tengerfenék típusa és alkalmazása szerint

Nincs egyetlen horgony sem, amely minden körülmények között kiemelkedő. Az alábbi táblázat összefoglalja a teljesítményt a legelterjedtebb tengerfenéktípusok és -alkalmazások tekintetében, hogy segítse a kiválasztást.

Akvakultúra-kikötési horgonyok: halgazdaságok és tengeri létesítmények tartása

Az akvakultúra kikötési horgonyok alapvetően más célt szolgálnak, mint a hajóhorgonyok – ketreceket, horogsorokat, bójarendszereket és hálókarámokat folyamatosan, gyakran évekig a helyükön kell tartaniuk, többirányú áramlatok és viharterhelés hatására. A több éves üzembe helyezési élettartam alatti megbízhatóság elsőbbséget élvez a telepíthetőség vagy a visszakeresés kényelmével szemben. Három horgonytípus dominál az akvakultúrás kikötési rendszerekben.

Holtsúlyú (gravitációs) horgonyok

A holtsúlyú horgonyok a puszta tömeg révén ellenállnak a kikötési terhelésnek, a súrlódástól és a horgony tengerfenékhez mért súlyától függően. Ezek jellemzően öntött betontömbök, betonnal töltött acélkeretek vagy gyártott acéllemezek.

• Tipikus súly: 500 kg és 10 000 kg között horgonként a terhelési követelményektől függően
• Vízszintes tartóerő: kb. 40-60%-a merülő súlynak (a beton vagy acél súrlódási tényezője miatt a tengerfenék anyagán)
• Előnyök: egyszerű gyártás, bármilyen fenéktípuson működik, beleértve a kemény kőzetet is, ahol a beágyazott horgonyok meghibásodnak, könnyen ellenőrizhető búvárral vagy ROV-val
• Hátrányok: nehéz emelőberendezést (darubárka) igényel a beszerelés és eltávolítás; viszonylag alacsony tartási hatékonyság tonnánként a beágyazott horgonyokhoz képest
• A legköltséghatékonyabb a part menti és védett vízi területeken, ahol a nehéz berendezések szállítása praktikus

Csavaros csavaros horgonyok

A spirális horgonyok egy központi acéltengelyből állnak, egy vagy több spirális csapágylemezzel, amelyeket egy hidraulikus nyomatékmotor segítségével a tengerfenékbe forgatnak, általában búvár által működtetett szerszámra vagy tenger alatti ROV-ra szerelve. A hélix lemezek a talajmátrixba rögzülnek, így ellenállnak a függőleges felemelkedésnek és a vízszintes feszültségnek is.

• Tartóképesség: 50 kN és 500 kN között a tengely átmérőjétől, a csavarvonal méretétől, a lemezek számától és a talajviszonyoktól függően
• A telepítéshez nincs szükség nehéz felületű darukra – jelentős üzemeltetési költségelőny a nyílt tengeri helyeken
• Eltávolítható és áthelyezhető a forgatás megfordításával – értékes a korlátozott időtartamú akvakultúra-lízingeknél vagy olyan gazdaságoknál, amelyek a környezet helyreállítása érdekében váltják egymást
• A nyomaték-kapacitás viszony lehetővé teszi a telepítés minőségének valós időben történő ellenőrzését: A mért beépítési nyomaték közvetlenül korrelál az elért tartóképességgel , amely beépített minőségbiztosítást biztosít további terhelési tesztelés nélkül
• Korlátozás: homokos vagy kötött talajt igényel; macskakövesen, kavicson vagy sziklán keresztül nem telepíthető

Drag Embedment Anchors (DEA)

A beágyazott horgonyokat – beleértve az olyan terveket, mint a Bruce, Stevpris és Vryhof Stevmanta VLA (függőlegesen terhelt horgony) – végighúzzák a tengerfenéken, amíg a horgony olyan mélységbe temet, ahol a talaj ellenállása meghaladja az alkalmazott terhelést. Mélységben a tartóerő drámaian megnő, ahogy a horgony terhelés alatt mélyebbre szánt.

• Tartóerő arányok: 30:1-től 100:1-ig modern VLA kialakításokhoz puha agyagból – így ezek a leghatékonyabb horgonytípusok a tengeri alkalmazásokhoz
• A 3500 kg tömegű Stevpris Mk5 horgony több mint tartó erőt fejleszthet 200 tonna közepes szilárdságú agyagban — az oka annak, hogy ezt a kialakítást FPSO-hoz és félig merülő kikötésekhez használják
• A VLA-változatokat úgy tervezték, hogy közel függőleges terhelési szögeket fogadjanak el mélyre temetés után, így alkalmasak feszes és félig feszes kikötési konfigurációkhoz, amelyeket Norvégiában és Skóciában használt nyílt tengeri lazactenyésztésben használnak.
• Hátrány: jelentős húzási távolság (általában 5–10× horgonymélység) szükséges a teljes beágyazódás eléréséhez, nagy, tiszta tengerfenéki területeket igényel; speciális horgonymozgató hajók nélkül is nehéz leszerelni

Kikötési rendszer kialakítása akvakultúrához: egy vagy több horgonyos konfigurációk

Az egyedi horgonyválasztás csak az akvakultúra-kikötési tervezés része. A konfiguráció – a horgonyok elrendezése és csatlakoztatása – határozza meg, hogy a rendszer képes-e kezelni a többirányú viharterhelést, az árapály-áramok megfordulását és a hullámokban mozgó nagy hálótollak dinamikus erőit.

Spread Mooring

A lazacketrecek és kagylóhorogsorok leggyakoribb konfigurációja. Négy-nyolc horgony van sugárirányban a szerkezet körül. Mindegyik horgony kezeli a teljes terhelés egy részét. Egy 50 méter átmérőjű lazacketrec esetén 1,5 m/s tervezési árammal és 5 méteres hullámmagassággal a teljes vízszintes kikötési erő elérheti 150-300 kN — több horgony megkövetelése, amelyek névleges értéke jóval meghaladja az egyéni terhelési arányt, hogy biztosítsák a 3:1 és 5:1 közötti biztonsági tényezőket horgonként.

Hosszúsoros kikötés (kagyló- és osztrigakultúra)

A kagylófarmokban súlyozott horogsorokat használnak a véghorgonyok közé felfüggesztve. A mindkét végén lévő holtteher vagy spirális horgonyoknak ellenállniuk kell a termény lefelé irányuló súlyának és a zsinór vízszintes ellenállásának az áramban. Mivel a kagyló termés súlya elérheti 15-25 kg vonalméterenként , egy 200 méteres horogsor 3000-5000 kg biomasszát szállíthat – a horgonyméretezés során a környezeti terhelés mellett ezt a statikus terhelést is figyelembe kell venni.

Egypontos kikötés (SPM) offshore farmok számára

A nyílt tengeri akvakultúra-rendszerek – amelyeket egyre gyakrabban telepítenek 30–100 méteres vízmélységű helyekre – egypontos kikötéseket használnak, amelyek lehetővé teszik, hogy a szerkezet az uralkodó szél és áramlatokba kerüljön, minimalizálva a keresztirányú terheléseket. Egyetlen nagy DEA vagy spirális horgonycsoport alkotja a tengerfenék rögzítési pontját. Ezeket a rendszereket úgy tervezték, hogy ellenálljanak 50 éves vagy 100 éves visszatérési periódusú viharesemények osztályozó társaság irányelvei szerint, például a DNV által közzétett (DNVGL-ST-0437).

A megfelelő horgony kiválasztása: gyakorlati döntési keret

A horgony kiválasztása a kérdések logikus sorrendjét követi. A választás szűkítéséhez hajtsa végre a következő lépéseket:

1. Define the application: Ez egy hajóhorgony (ideiglenes tartás) vagy egy kikötőhorgony (állandó vagy félig állandó telepítés)? A hajóhorgonyok előnyben részesítik a könnyű telepítést és visszakeresést. A kikötőhorgonyok előnyben részesítik a hosszú távú tartóképességet és a korrózióállóságot.
2. Határozza meg az edény vagy szerkezet méretét: A jachtok esetében nézze meg a gyártó horgonyméret-táblázatát (általában a LOA és az elmozdulás alapján). Kereskedelmi hajók esetében a horgonyok súlyát a hajóosztályozó társaságok szabályai szerinti felszerelésszám-számítások szabályozzák. Az akvakultúra-struktúrák esetében készítsen hivatalos kikötési elemzést a helyspecifikus környezeti adatok felhasználásával.
3. Határozza meg a tengerfenék típusát: Kérjen tengerfenéki jelentést vagy geológiai felmérést a kritikus állandó létesítményekhez. A jachtok lehorgonyzásához olvassa el az utazási útmutatókat és a térképjelöléseket (pl. "s" a homok, "m" a sár, "r" a kő).
4. Mérje fel a környezeti feltételeket: A maximális várható szélsebesség, a hullámmagasság, az áram sebessége és az árapály-tartomány egyaránt befolyásolja a szükséges tartóerőt. Egy védett öbölben, 15 csomós szélben horgonyzó jachtnak egészen más követelményei vannak, mint a 40 csomós szélben, szabaddá váló földnyelven horgonyzónak.
5. Vegye figyelembe a visszakeresési követelményeket: Előfordulhat, hogy az állandó akvakultúra-létesítményeket soha nem kell visszakeresni. A jachthorgonyokat naponta ki kell venni. A kereskedelmi hajók horgonyait percek alatt ki kell helyezni és le kell mérni. Mindegyik forgatókönyv más-más horgonytípust részesít előnyben.
6. Alkalmazzon megfelelő biztonsági tényezőket: A kedvtelési célú hajókra jellemző a számított maximális terhelés feletti 2:1 biztonsági tényező. A tengeri akvakultúra és kereskedelmi kikötési rendszerek esetében a DNV és az ISO szabványok biztonsági tényezőket határoznak meg 3:1 to 5:1 állandó kikötésekhez kitett helyeken.

Anyagok, korrózió és hosszú távú megbízhatóság

Az anyagválasztás hatással van a szerkezeti integritásra és a karbantartási költségekre a horgony élettartama során, különösen a folyamatosan víz alatti vagy árapályos környezetben lévő horgonyok esetében.

Steel Anchors

A tengeri és kereskedelmi horgonyok túlnyomó többsége lágyacélból vagy nagy szakítószilárdságú acélból készül. A tűzihorganyzás (minimum 85 µm bevonatvastagság az ISO 1461 szerint) 10-20 éves korrózióvédelmet biztosít a tengervízben a ritkán kihelyezett jachthorgonyok számára. A folyamatosan alámerülő horgonyok katódos védelmet (horgany- vagy alumínium anódokat) és időszakos ellenőrzést igényelnek. A trópusi tengervíz védtelen acélja évente 0,1–0,3 mm vastagságot veszít — jelentős 10 éves kiépítés alatt.

Aluminum Anchors

A tengeri minőségű alumíniumötvözet (5000-es vagy 6000-es sorozatú) horgonyok – elsősorban az olyan horgonyok, mint a Fortress – kiváló korrózióállóságot biztosítanak a tengervízben bevonat nélkül, és 60–65%-kal könnyebbek, mint az ezzel egyenértékű acélhorgonyok. A kompromisszum a kisebb szilárdság: az alumínium horgonyok nem alkalmasak 15–18 méter feletti hajókhoz vagy nagy energiájú tengeri körülmények között, ahol a lökésszerű terhelés fáradásos repedést okozhat.

Rozsdamentes acél

A 316L-es fokozatú rozsdamentes acélt magas specifikációjú jachthorgonyokhoz és kikötési hardverekhez használják. Nagyon ellenáll a tengervíz rés- és lyukkorróziójának, de nem használható tartósan eltemetett vagy oxigénhiányos üledékes környezetben , ahol a réskorrózió még a 316L-en is gyorsan lezajlik – ismert meghibásodási mód az anoxikus iszapba temetett kikötési láncokban és horgonybilincsekben.

Horgonyméret gyorsreferencia edény- és szerkezettípus szerint

Az alábbi táblázat általános méretezési útmutatást ad kiindulópontként. Mindig ellenőrizze a gyártó specifikációit és a helyszíni feltételeket.