B.3.2 계류삭

항구의 부두에 보관된 계류 체인. 이미지 제공: Acteon 무단 전재 및 재배포 금지.

주요 정보

계류삭은 전체 길이에서 동일한 재질과 사양으로 제작될 가능성이 거의 없다. 세 개의 구간으로 나뉜다고 생각하면 된다.

• 하부 구조물과 연결되는 상부 구간은 파도가 치는 구간에 위치하여 가장 큰 하중을 받는다.
• 가운데 구간은 자유롭게 매달려 있는 부분으로, 파도가 치는 구간이나 해저면과의 마찰이 심한 구간의 영향을 받지 않는다.
• 일반적으로 해저에 놓이는 앵커와 지면의 줄이 연결된다. 무게가 무거워야 하며 무거운 하중을 받으며 해저에서 움직임으로 인한 마모에 견딜 수 있어야 한다. 스래시 존(Thrash Zone)이라고 한다.

현수선 장치의 일반적인 프리텐션 하중은 200~300 t이다.

강철 체인 고려 사항:

• 스터드 링크 체인은 스터드가 없는 체인보다 튼튼하고 무겁고 꼬이는 것을 방지하는 데 효과적이다. 스터드가 없는 체인은 특정 하중에서는 더 저렴하고 피로 하중에 덜 민감한다.
• R2, R3, R4, R5와 같은 강철 체인 규격은 강도와 재료 특성을 결정하지만 강도가 매우 높은 재료라고 해서 반드시 피로 강도가 높아지는 것은 아니다.
• 가장 큰 하중을 받는 상부 구간에서 체인의 크기가 더 커야 한다. 또한 체인 스토퍼의 연결고리는 체인의 나머지 부분보다 더 높은 하중을 받는다.
• 강철 체인은 사용되는 강철 막대의 직경에 따라 여러 크기로 제조되는 데 이는 하중에 따라 다른 계류 장치 구성품과의 호환성을 확보하기 위해서이다.
• 부유식 해상 풍력 터빈에 사용될 것으로 예상되는 185~220mm 직경의 강철 체인은 크기가 상당하고 무겁다. 예를 들어, 직경 220mm 체인의 단일 연결고리의 무게는 700kg이고, 길이는 1m 이상이다.
• 강철 체인의 무게가 무겁기 때문에 일반적으로 200m 미만 깊이의 얕은 장소로 사용을 제한한다.

합성섬유 로프 고려 사항:

• 나일론은 계류 장치에서 역사가 가장 깊다. 합성 계류 장치 자재 중에서 가장 유연해 얕은 수심에서는 하중을 줄이는 데 도움이 되지만 움직임이 커질 수 있다. 피로 하중을 수용할 수 있는 능력에 대한 우려가 있으며, 최근에는 수명 연장 연구에 초점을 맞추고 있다.
• 폴리에스테르는 고탄성 폴리에틸렌(HMPE)과 나일론보다 영구 계류에 더 많이 사용되기 때문에 가까운 시일에는 가장 자주 사용될 것으로 예상된다. 폴리에스테르는 중간 정도의 유연성을 가지고 있다.
• HMPE는 폴리에스테르보다 더 뻣뻣하며 하중 용량이 높다. 긴장식(taut) 계류 장치 설계에 이상적이다.
• 합성섬유 로프의 각 구역 끝에 고리를 엮어서 만들고 강철 고리가 추가된다. 이 방식은 숙련된 기술이 필요한 공정으로 족쇄나 H형 연결 고리를 사용하여 인접한 계류 구성품과 연결할 수 있다.
• 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리우레탄 재킷은 마모성 모래 입자가 로프 본체에 유입되는 것을 방지하기 위해 모래 차단층과 함께 마모에 대한 저항력 제공에 사용된다.
• 나일론, 폴리에스테르, HMPE로 만든 일반적인 합성 로프 계류삭은 동일한 하중에 대해 강철 체인 라인보다 미터당 훨씬 가볍다.

와이어 로프 고려 사항:

• 동일한 파단 하중에서 와이어로프는 체인보다 가볍고 탄성이 높으며 다루기가 더 쉽다. 높은 강도 대 중량 비율 덕분에 와이어로프는 심해 계류 장치의 잠재적인 대안이 될 수 있다. 그러나 단점은 낮은 무게로 수주(water column)에서 뻣뻣함이 떨어지고 추가 보호 장치 없이 해저에 놓일 경우, 구조적 손상이 발생할 수 있다는 점이다.

일반적으로 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리우레탄 재킷이 부식을 방지하고 어느 정도의 손상 방지를 위해 사용된다.

구성 요소

• 계류삭이 공급되는 드럼
• 스터드 또는 스터드 없는 강철 체인
• 나선형 와운드 강철 밧줄
• 폴리에스테르, 나일론, HMPE를 포함한 합성 섬유