다양한 유형의 앵커: 해양, 요트 및 양식업 가이드

앵커는 서로 바꿔 사용할 수 없습니다. 올바른 앵커는 전적으로 선박 크기, 해저 유형, 환경 조건 및 용도에 따라 달라집니다. 가장 실용적인 다섯 가지 앵커 카테고리는 다음과 같습니다: 해양 선박 앵커(스톡 없음, 해군성), 요트 앵커 (쟁기, 우연, 롤바) 및 양식업 계류 앵커 s(자중, 나선형, 드래그 매립). 잘못된 유형을 선택하면 끌림, 구조적 손상 또는 전체 계류 실패가 발생할 수 있습니다. 이 가이드는 전력 데이터 보유, 이상적인 사용 사례 및 직접 비교를 통해 각 유형을 분류하므로 정보에 입각한 선택을 할 수 있습니다.

앵커 무게보다 앵커 유형이 더 중요한 이유

일반적인 오해는 앵커가 무거울수록 항상 더 잘 고정된다는 것입니다. 실제로는 앵커 형상과 해저 호환성은 질량보다 훨씬 더 중요합니다. 모래 해저에 있는 15kg의 현대식 쟁기 닻은 깊이 매설할 수 있고 자체 무게를 훨씬 초과하는 수평 저항을 생성할 수 있도록 설계되었기 때문에 동일한 조건에서 40kg의 기존 해군 닻보다 성능이 뛰어납니다.

유지력은 일반적으로 앵커 중량에 대한 유지력의 비율로 표현됩니다. 고성능 현대식 앵커는 다음과 같은 비율을 달성합니다. 20:1 ~ 50:1 최적의 해저 조건에서 전통적인 설계는 3:1에서 8:1까지만 달성할 수 있습니다. 해저 유형(모래, 진흙, 암석, 자갈 또는 산호)에 따라 어떤 앵커 형상이 안정적으로 파고 들고 어떤 앵커 형상이 표면을 건너뛸지 결정됩니다.

해양 선박 앵커: 상업용 및 해군 선박용으로 제작됨

대형 상업용 선박, 해군 선박 및 해양 플랫폼에는 호스 파이프 및 윈들러스 시스템을 통해 신속하게 배치 및 회수할 수 있고 다양한 심해 해저에서 안정적으로 고정할 수 있는 앵커가 필요합니다. 두 가지 주요 유형은 스톡리스 앵커와 해군성 앵커입니다.

스톡리스(홀형) 앵커

스톡리스 앵커는 상업용 운송의 글로벌 표준입니다. 그 정의 특징은 두 개의 요충이 있고 수평 스톡 바가 없는 회전식 크라운으로, 전체 앵커가 호스 파이프에 수평으로 들어갈 수 있도록 합니다. 이로 인해 적재 및 배치가 완전히 기계화되어 수만 톤에 달하는 선박에 매우 중요합니다.

• 일반적인 체중 범위: 500kg ~ 30,000kg 대형 유조선 및 벌크선용
• 유지력 비율: 약 3:1 ~ 5:1 - 최신 디자인보다 낮지만 엄청난 절대 무게를 고려하면 허용 가능
• 최고의 해저: 연약하거나 중간 정도의 진흙과 모래; 단단한 암석이나 거친 자갈에서는 성능이 좋지 않습니다.
• 선박 장비 번호(EN)를 기준으로 선급 협회 규칙(Lloyd's, DNV, ABS)의 적용을 받습니다.

해군성(비축) 앵커

해군성 닻은 흡충에 수직인 긴 수평 스톡을 갖추고 있어 닻이 착륙할 때 흡충 한 마리가 해저를 파헤치게 됩니다. 스톡이 없는 앵커가 고정되지 않는 바위나 불규칙한 바닥에 탁월한 고정력을 제공합니다. 그러나 튀어나온 개머리판으로 인해 보관이 어려워 소형 선박, 전통 선박 및 특정 해군 용도로 사용이 제한됩니다.

• 유지력 비율: 혼합 해저 또는 암석 해저에서 8:1 ~ 12:1
• 단점: 조수 변화에 따라 선박이 흔들릴 때 노출된 우연이 앵커 체인을 오염시킬 수 있습니다.
• 암석 바닥 유지가 가장 중요한 일부 해군 및 해안 경비대 응용 분야에 여전히 지정되어 있습니다.

높은 유지력(HHP) 및 Super-HHP 해양 앵커

현대 분류 사회에서는 HHP 앵커(유지력 ≥ 2× 등가 스톡리스 앵커)와 Super-HHP 앵커(유지력 ≥ 4×)를 인식합니다. Spek, Pool 및 AC-14 앵커와 같은 설계는 이러한 범주에 속하며 해양 지원 선박 및 반잠수형 플랫폼에 대한 지정이 점점 더 늘어나고 있습니다. 북해 작전에서 널리 사용되는 AC-14 앵커는 연약한 점토 해저에서 최대 15:1의 유지력 비율을 달성합니다. - 해당 지역의 주요 바닥 유형.

요트 앵커: 레저용 선박을 위한 성능과 편의성

요트 앵커는 손쉬운 수동 또는 윈들러스 지원 핸들링, 바우 롤러의 컴팩트한 보관, 모래 만, 진흙 하구, 잡초가 많은 바닥 및 혼합 바닥 등 항해 중 직면하는 다양한 해저에 대한 안정적인 설정과 높은 유지력의 균형을 유지해야 합니다. 세 가지 유형이 현대 요트 시장을 지배하고 있습니다.

쟁기(CQR 및 Delta) 앵커

농업용 쟁기 모양의 쟁기 앵커는 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 요트 앵커 디자인 중 하나입니다. 원래 CQR(보안)에는 선박이 180° 흔들리면 앵커가 회전하고 재설정될 수 있는 경첩이 달린 생크가 있습니다. Delta는 대부분의 조건에서 더 빠른 설정과 더 나은 고정을 제공하는 고정 생크의 진화입니다.

• 일반적인 크기: 10kg(요트 최대 10m) ~ 35kg(요트 최대 18m)
• 유지력 비율: 15:1 ~ 25:1 모래에; 부드러운 진흙에서 8:1 ~ 15:1
• 대부분의 생산 요트에 표준 보우 롤러 및 자체 적재 장치에 깔끔하게 맞습니다.
• 약점: 잡초나 단단한 모래에 빨리 자리잡는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 힌지형 CQR 설계는 독립적인 테스트에서 Delta보다 효율성이 떨어집니다.

Fluke(Danforth 및 Fortress) 앵커

Fluke 앵커에는 얕은 각도로 부드러운 해저를 파헤치는 두 개의 크고 편평한 회전형 Fluke가 있습니다. 모래와 부드러운 진흙에서 뛰어난 지지력 대 중량 비율을 제공합니다. Fortress FX-37(4.5kg 알루미늄)은 30노트의 바람으로 항해하는 길이 12미터의 선박 — 5kg 미만 앵커의 놀라운 성능입니다.

• 유지력 비율: 25:1 ~ 50:1 부드러운 진흙(모든 앵커 유형 중 가장 높은 것 중 하나)
• 알루미늄 포트리스 모델은 강철 제품보다 40~50% 가벼워서 케지 또는 보조 앵커로 이상적입니다.
• 한계: 암석, 산호, 자갈 또는 흡충이 침투할 수 없는 잡초가 많은 바닥에서는 제대로 작동하지 않습니다.
• 활 롤러에 잘 맞지 않습니다. 일반적으로 데크 브래킷이나 사물함에 보관됩니다.

롤바(Rocna, Manson Supreme, SPADE) 앵커

롤바 앵커는 크루즈 요트의 최신 기술을 나타냅니다. 오목한 국자 모양의 플루크가 롤 바에 부착되어 앵커가 해저에 닿는 순간 앵커를 올바른 방향으로 회전시켜 빠르고 일관된 설정을 보장합니다. Practical Sailor 잡지에서 실시한 테스트를 포함하여 독립적인 비교 테스트에서는 유지력, 설정 속도 및 방향 변경 후 재설정 측면에서 롤바 디자인을 지속적으로 상위에 배치했습니다.

• Rocna 15kg(요트 10~14m에 적합): 최대 유지력 모래 4,500kg — 10톤 요트의 선박 배수량 대비 300:1 비율
• 모래, 진흙, 잡초 및 혼합 바닥에 안정적으로 고정됩니다. 바위 위에서는 허용 가능(뛰어나지 않음)
• 쟁기 앵커용으로 설계된 보우 롤러에 적합합니다. 롤바가 때때로 롤러 입술에 걸릴 수 있습니다. 구매하기 전에 호환성을 확인하세요.
• 가격 프리미엄: 같은 무게의 제설 앵커보다 20~50% 더 비싸지만 해양 순양함의 경우 그만한 가치가 있는 것으로 널리 간주됩니다.

해저 유형 및 용도별 앵커 비교

단일 앵커가 모든 조건에서 탁월할 수는 없습니다. 아래 표에는 선택을 안내하기 위한 가장 일반적인 해저 유형 및 응용 분야의 성능이 요약되어 있습니다.

양식 계류 앵커: 양어장 및 해양 구조물 고정

양식업 계류 앵커는 선박 앵커와 근본적으로 다른 목적을 수행합니다. 다방향 해류와 폭풍 하중 하에서 케이지, 연승줄, 부표 시스템 및 그물 펜을 종종 한 번에 몇 년 동안 지속적으로 제 위치에 고정해야 합니다. 다년간의 배포 수명에 대한 안정성은 배포 가능성이나 검색 편의성보다 우선시됩니다. 세 가지 앵커 유형이 양식 계류 시스템을 지배합니다.

중량형(중력) 앵커

중량 앵커는 마찰과 해저에 대한 앵커 무게에 의존하여 전단 질량을 통해 계류 하중에 저항합니다. 일반적으로 주조 콘크리트 블록, 콘크리트로 채워진 강철 프레임 또는 조립된 강철판입니다.

• 일반적인 무게: 500kg ~ 10,000kg 하중 요구 사항에 따라 앵커당
• 수평 유지력: 수중 중량의 약 40~60%(해저 재료의 콘크리트 또는 강철 마찰 계수로 인해)
• 장점: 간단한 제작, 내장된 앵커가 파손되는 단단한 암석을 포함한 모든 바닥 유형에서 작동, 다이버 또는 ROV가 쉽게 검사 가능
• 단점: 설치 및 제거를 위해 무거운 리프팅 장비(크레인 바지선)가 필요합니다. 내장형 앵커에 비해 상대적으로 톤당 고정 효율이 낮습니다.
• 중장비 운송이 실용적인 해안 및 보호 수역에 가장 비용 효과적입니다.

나선형 나사 앵커

나선형 앵커는 일반적으로 다이버가 작동하는 도구 또는 해저 ROV에 장착되는 유압 토크 모터를 사용하여 해저로 회전하는 하나 이상의 나선형 베어링 플레이트가 있는 중앙 강철 샤프트로 구성됩니다. 나선형 플레이트는 토양 매트릭스에 고정되어 수직 융기 및 수평 장력에 대한 저항을 제공합니다.

• 보유 용량: 50kN ~ 500kN 샤프트 직경, 나선 크기, 플레이트 수 및 토양 상태에 따라 다름
• 설치에는 무거운 표면 크레인 장비가 필요하지 않습니다. - 노출된 해양 위치에서 상당한 운영 비용 이점이 있습니다.
• 역회전을 통해 제거 및 재배치 가능 - 제한된 기간의 양식 임대 또는 환경 복구를 위해 장소를 회전하는 농장에 유용
• 토크 대 용량 관계를 통해 설치 품질을 실시간으로 확인할 수 있습니다. 측정된 설치 토크는 달성된 유지 용량과 직접적으로 연관됩니다. , 추가 로드 테스트 없이 내장된 품질 보증 제공
• 제한사항: 모래나 응집력이 있는 토양이 필요합니다. 자갈, 자갈 또는 암석을 통과하여 설치할 수 없습니다.

드래그 매립 앵커(DEA)

Bruce, Stevpris 및 Vryhof Stevmanta VLA(수직 하중 앵커)와 같은 디자인을 포함한 드래그 매립 앵커는 흡충이 토양 저항이 적용된 하중을 초과하는 깊이까지 묻힐 때까지 해저를 따라 끌려갑니다. 깊이에서는 앵커가 하중을 받아 더 깊이 파고들기 때문에 유지력이 극적으로 증가합니다.

• 유지력 비율: 30:1 ~ 100:1 연약한 점토로 만든 최신 VLA 설계용 - 해양 적용 분야에서 무게 기준으로 가장 효율적인 앵커 유형이 됩니다.
• 무게가 3,500kg인 Stevpris Mk5 앵커는 다음을 초과하는 유지력을 개발할 수 있습니다. 중간 강도 점토 200톤 — 이 설계가 FPSO 및 반잠수식 계류에 사용되는 이유
• VLA 변형은 깊은 매몰 후 거의 수직에 가까운 하중 각도를 수용하도록 설계되어 노르웨이와 스코틀랜드의 노출된 연안 연어 양식에 사용되는 팽팽한 및 반 팽팽한 계류 구성에 적합합니다.
• 단점: 완전히 매립되기 위해서는 상당한 항력 거리(일반적으로 5~10× 앵커 깊이)가 필요하고 크고 깨끗한 해저 영역이 필요합니다. 또한 특수 앵커 처리 선박 없이는 회수가 어렵습니다.

양식업을 위한 계류 시스템 설계: 단일 앵커 구성과 다중 앵커 구성

개별 앵커 선택은 양식 계류 설계의 일부일 뿐입니다. 구성(앵커 배열 및 연결 방식)에 따라 시스템이 다방향 폭풍 하중, 조류 역전, 파도 속에서 움직이는 대형 그물 펜의 동적 힘을 처리할 수 있는지 여부가 결정됩니다.

스프레드 계류

연어 케이지와 홍합 연승의 가장 일반적인 구성입니다. 4~8개의 앵커가 구조물 주위에 방사형으로 배치됩니다. 각 앵커는 전체 하중의 일부를 처리합니다. 설계 전류가 1.5m/s이고 설계 파고가 5m인 현장에서 직경 50m의 연어 가두리의 경우 총 수평 계류력은 다음과 같습니다. 150~300kN — 앵커당 3:1 ~ 5:1의 안전 계수를 제공하려면 개별 하중 공유보다 훨씬 높은 정격의 여러 앵커가 필요합니다.

장선 계류(홍합 및 굴 양식)

조개 양식장은 끝 앵커 사이에 매달린 가중치가 있는 주낙을 사용합니다. 양쪽 끝에 있는 중량 또는 나선형 앵커는 작물의 아래쪽 무게와 흐름에 따른 라인의 수평 끌림을 모두 견뎌야 합니다. 홍합 작물의 무게가 도달할 수 있으므로 라인의 선형 미터당 15~25kg , 200미터 길이의 줄은 3,000~5,000kg의 바이오매스를 운반할 수 있습니다. 앵커 크기는 환경 부하 외에도 이러한 정적 부하를 고려해야 합니다.

해양 양식장을 위한 단일 지점 계류(SPM)

노출된 연안 양식 시스템(수심이 30~100m인 위치에 점점 더 많이 배치됨)은 구조가 우세한 바람과 조류에 풍향계를 적용할 수 있도록 하는 단일 지점 계류를 사용하여 횡단 하중을 최소화합니다. 단일 대형 DEA 또는 나선형 앵커 클러스터가 해저 부착 지점을 형성합니다. 이러한 시스템은 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 50년 또는 100년 주기의 폭풍 사건 DNV(DNVGL-ST-0437)에서 발행한 것과 같은 분류 협회 지침에 따라.

올바른 기준을 선택하는 방법: 실용적인 의사결정 프레임워크

앵커 선택은 논리적인 질문 순서를 따릅니다. 선택 범위를 좁히려면 다음 단계를 수행하세요.

1. 애플리케이션을 정의합니다. 이것은 선박 앵커(임시 고정)입니까 아니면 계류 앵커(영구 또는 반영구 설치)입니까? 선박 앵커는 배치 및 검색의 용이성을 우선시합니다. 계류 앵커는 장기 유지력과 내식성을 우선시합니다.
2. 용기 또는 구조물 크기 결정: 요트의 경우 제조업체의 앵커 크기 표(일반적으로 LOA 및 배수량 기준)를 참조하세요. 상업용 선박의 경우 앵커 중량은 선급협회 규칙에 따른 장비 번호 계산에 따라 결정됩니다. 양식 구조물의 경우 현장별 환경 데이터를 사용하여 정식 계류 분석을 의뢰합니다.
3. 해저 유형을 식별합니다. 중요한 영구 설치물에 대한 해저 보고서 또는 지질 조사를 요청하세요. 요트 정박의 경우 크루즈 가이드 및 해도 표기(예: 모래는 "s", 진흙은 "m", 바위는 "r")를 참조하세요.
4. 환경 조건을 평가합니다. 최대 예상 풍속, 파도 높이, 현재 속도 및 조석 범위는 모두 필요한 유지력에 영향을 미칩니다. 15노트 바람으로 보호된 만에 정박하는 요트는 노출된 곶에 40노트로 정박하는 요트와 매우 다른 요구 사항을 갖습니다.
5. 검색 요구 사항을 고려하십시오. 영구 양식 시설에서는 회수가 필요하지 않을 수도 있습니다. 요트 닻은 매일 회수해야 합니다. 상업용 선박 앵커는 몇 분 안에 배치되고 무게를 측정해야 합니다. 각 시나리오는 서로 다른 앵커 유형을 선호합니다.
6. 적절한 안전 요소를 적용합니다. 레저용 선박의 경우 계산된 최대 하중보다 2:1의 안전 계수가 일반적입니다. 근해 양식업 및 상업용 계류 시스템의 경우 DNV 및 ISO 표준은 다음과 같은 안전 계수를 지정합니다. 3:1 ~ 5:1 노출된 위치에 영구 계류용.

재료, 부식 및 장기 신뢰성

재료 선택은 앵커의 사용 수명 동안 구조적 무결성과 유지 관리 비용 모두에 영향을 미치며, 특히 지속적으로 물에 잠기거나 조간대 환경에 있는 앵커의 경우 더욱 그렇습니다.

강철 앵커

대부분의 해양 및 상업용 앵커는 연강 또는 고장력강으로 제작됩니다. 용융 아연 도금(ISO 1461에 따른 최소 코팅 두께 85μm)은 자주 배치되지 않는 요트 앵커에 대해 해수에서 10~20년 동안 부식 방지 기능을 제공합니다. 지속적으로 물에 잠기는 계류 앵커에는 음극 보호(희생 아연 또는 알루미늄 양극)와 정기 검사가 필요합니다. 열대 해수에서 보호되지 않은 강철은 매년 0.1~0.3mm의 두께를 잃습니다. — 10년 간의 배포 기간에 걸쳐 중요한 의미를 갖습니다.

알루미늄 앵커

해양 등급 알루미늄 합금(5000 또는 6000 시리즈) 앵커(주로 Fortress와 같은 Fluke 설계)는 코팅 없이 해수에서 탁월한 내식성을 제공하며 동급 강철 앵커보다 60~65% 가볍습니다. 대신 강도는 낮습니다. 알루미늄 앵커는 15~18m 이상의 선박이나 충격 하중으로 인해 피로 균열이 발생할 수 있는 고에너지 해상 조건에는 적합하지 않습니다.

스테인레스 스틸

316L 등급 스테인레스 스틸은 고사양 요트 앵커 및 계류 하드웨어에 사용됩니다. 해수에서의 틈새부식 및 공식부식에 대한 저항성은 매우 높지만, 영구적으로 묻혀 있거나 산소가 고갈된 퇴적물 환경에서 사용해서는 안 됩니다. , 316L에서도 틈새 부식이 빠르게 진행될 수 있습니다. 이는 무산소 진흙에 묻혀 있는 계류 체인 및 앵커 샤클의 고장 모드로 알려져 있습니다.

선박 및 구조물 유형별 앵커 크기 조정 빠른 참조

다음 표에서는 시작점으로 일반적인 크기 조정 지침을 제공합니다. 항상 제조업체 사양 및 현장 조건을 확인하십시오.