傳統(tǒng)意義上的繩纜即繩索、繩子，多使用棉、麻、棕等天然纖維通過扭或編等方式制作而成，樣式如圖1所示，其通常具有一定的拉伸強度但沒有壓縮強度，多用于做連接、牽引的工具。隨著海洋綜合開發(fā)利用技術、漁具材料技術及繩網加工技術的不斷進步[1]，海洋特殊環(huán)境及用途對繩纜提出了更高的要求。
圖1 傳統(tǒng)繩索
海洋產業(yè)中的繩網類產品需要滿足強度高、耐磨性和耐腐蝕性好、輕量化等要求，目前多用復合材料進行生產加工，如超高分子量聚乙烯、對位芳香族聚酰胺、碳纖維等，同時在生產過程中對繩索進行前處理和后處理工序來達到不同環(huán)境下使用的要求。接下來對繩索在海洋中的不同用途類型進行介紹。
航運系泊纜。系泊纜繩（圖2）用于固定船只位置，通常與錨鏈或錨繩一起使用，確保船只保持在指定位置，不被海浪或風力推動。系泊纜繩具有高強度（可承受巨大張力）、彈性（減緩船只與碼頭之間的沖擊力）、耐候性（抵抗日曬、雨淋等惡劣天氣條件）、輕便靈活（便于攜帶和使用）等特點。對于特殊運輸船只（如液化天然氣）的系泊纜繩，還會在其表面鍍鋅以確保其安全性與穩(wěn)定性。
圖2 系泊纜繩
海洋工程系泊纜索。海洋工程系泊纜索可以固定鉆井平臺、浮式生產平臺和輔助類海洋平臺等海洋工程裝備（圖3），以保障海上工作平臺系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少受海上風浪以及各種氣候環(huán)境的干擾。此類纜索常選用強度高、彈性好、蠕變低、抗疲勞性好、重量更輕的合成纖維來降低海洋平面的垂向載荷。我國“深海一號”海上深水半潛式生產儲油平臺系泊纜索采用聚酯作為基體材料，單根纜繩直徑275mm、長度2000m、重51t，四兄繩業(yè)承擔了其中一根系泊纜的研發(fā)制造，打破了歐美企業(yè)在深水系泊纜領域的長期壟斷。
圖3 海洋工程設施
海洋浮標系泊纜。海洋浮標是一種錨定在海面上的海洋水文氣象觀測站（圖4），對海水的各種理化參數及氣候環(huán)境數據進行全天候采集。浮標采用錨與系泊鏈等組成的系泊系統(tǒng)來實現固定。目前國內對海洋浮標系泊纜的研究尚處于發(fā)展初期，大多仍使用傳統(tǒng)鋼制錨鏈作為系泊纜，已有研究人員結合其他領域的系泊纜索發(fā)展態(tài)勢，對合成纖維系泊纜索、系泊組合連接索、碳纖維復材系泊纜索等進行研究，未來新型纜索及組合纜索替代傳統(tǒng)鋼制錨鏈將是一大發(fā)展趨勢。
圖4 海洋水文氣象觀測站
海上能源設施系泊纜。海上能源設施主要指各類海上發(fā)電設施，如風能、光伏、波浪能等，該領域是系泊纜的新興應用領域（圖5）。目前所用系泊纜主流材料仍是鋼制纜繩與錨鏈，兼容合成纖維系泊纜（聚酯、尼龍等）、錨鏈和鋼制纜繩的混合纜索，它們都具有強度高、彈性好、抗疲勞性優(yōu)等特性，未來高性能纖維、碳纖維復材等新型材料系泊纜將會有更加廣泛的應用，與傳統(tǒng)鋼制系泊纜形成優(yōu)勢互補的態(tài)勢。
圖5 海洋水文氣象觀測站
海洋科考特種作業(yè)纜索。海洋科考涵蓋大氣、水面、水體、海底、巖心等多學科，大多數作業(yè)都離不開纜索的支持，新型的鎧裝纜、合成纖維纜、同軸纜和光電復合纜等高科技新型纜索逐漸代替了傳統(tǒng)纜索，大大提高了海洋科考調查作業(yè)的工作效率和樣品、數據的采集質量。目前“極地號”“雪龍?zhí)?/span>”“雪龍2號”等科考船上已成功應用超高分子量聚乙烯系泊纜繩；“大洋一號”科考船所用的“高性能深?？睖y用繩”已替代國外進口產品（圖6）；成功研發(fā)“雪龍”號南極科考首次布放抗冰山碰撞結構海洋潛標配套纜繩。
圖6 “大洋一號”科考船
休閑海洋纜索。休閑海洋纜索是高性能纖維應用的高頻領域，各類游艇、帆船，海上觀光、娛樂設施以及水上運動均有應用。除常規(guī)合成纖維外，對位芳綸、聚芳酯纖維等高性能纖維也常用于休閑海洋纜索中，目前我國在此領域尚處于初級階段或中試階段。2021年航海家翟墨駕駛“全球通號”帆船從上海啟航，首次配備了魯普耐特研制開發(fā)的帆船繩索，圓滿完成“2021人類首次不停靠環(huán)航北冰洋”活動（圖7）。
圖7 航海家翟墨駕駛“全球通號”帆船
海上吊裝作業(yè)纜。海上吊裝作業(yè)纜是浮式風機等重大海上結構工程建設及貨物裝卸的重要工具（圖8），有吊裝繩、升降索、吊索、港口吊裝帶等多種應用形式。港珠澳跨海大橋沉管隧道是我國第一條外海沉管隧道，其采用吊裝方式進行對接施工，吊帶材質為儀征化纖生產的纖維，該纖維強度高、重量輕、耐疲勞性好等特性，實現了穩(wěn)定、經濟的吊裝作業(yè)過程。
圖8 海上油氣平臺吊裝作業(yè)
海洋漁業(yè)用纜繩。海洋漁業(yè)用纜繩廣泛應用于捕撈漁具與水產養(yǎng)殖等領域，包括捕撈漁具用纜繩、水產養(yǎng)殖用纜繩等（圖9）。為適應現代漁業(yè)的發(fā)展需要，不同漁業(yè)領域用纜繩對繩索的漁用適配性、性價比、延伸性、抗沖擊性、耐磨性等綜合性能及價格有著特殊要求，高性能纜繩、功能性纜繩及智能化纜繩等將是漁用纜繩未來的主要發(fā)展方向。
圖9 進行中的捕撈作業(yè)
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參考文獻：
[1]姜潤喜,石建高,陳晉.海洋用繩網材料與產品的應用現狀與發(fā)展趨勢[J].紡織導報,
2023(05):24-33.DOI:10.16481/j.cnki.ctl.2023.05.020.
