Tài liệu Thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN. Họ và tên sinh viên: Lê Tiến Quyên. Lớp: 45 Tàu thuyền . Ngành: Đóng tàu. Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép. NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………… Kết luận: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………… Nha Trang, ngày …..tháng…...năm 2007. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN. PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LVTN Họ và tên sinh viên: Lê Tiến Quyên. Lớp: 45 Tàu thuyền. Ngành : Đóng tàu. Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép. NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………… Điểm phản biện: ………………………………………………………………… Nha Trang, ngày ….tháng…. năm 2007. CÁN BỘ PHẢN BIỆN. …………………………………………………………………………………….. Nha Trang, ngày….. tháng…. Năm 2007. CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG. ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam. Độc Lập – Tự do – Hạnh phúc. ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP. Họ và tên sinh viên: Lê Tiến Quyên. Lớp45 tàu thuyền. Tên đề tài: Thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép. Ngành: Đóng tàu. Cán bộ hướng dẫn: Thạc sĩ. Huỳnh Văn Vũ. 1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 1. 1. Đối tượng nghiên cứu: Tàu vỏ thép. 1. 2. Phạm quy nghiên cứu: Quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép. 1.3. Mục tiêu nghiên cứu: Hiểu và lập được quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép. 2. Nội dung nghiên cứu. CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ. 1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp đóng sửa tàu vỏ thép tại Việt Nam. 1.2. Giới thiệu năng lực sửa chữa tàu tại công ty HYUNDAI VINASHIN. 1.3. Giới hạn nội dung nghiên cứu. 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu. 1.3.2. Vấn đề cần nghiên cứu. 1.3.3. Dự kiến kết quả đạt được. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA. 2.1. Các dạng hư hỏng thường gặp của tàu vỏ thép. 2.2. Yêu cầu kinh tế - kỹ thuật đối với công tác sửa chữa tàu vỏ thép 2.2.1.Yêu cầu kinh tế. 2.2.2.Yêu cầu kỹ thuật 2.3. Các cơ sở để lựa chọn phương án sửa chữa. 2.3.1. các dạng phương án sửa chữa. 2.3.2. Lựa chọn phương án. 2.4. Giới thiệu chung về quy trình công nghệ sửa chữa tàu vỏ thép. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA THAY THẾ KẾT CẤU MŨI TÀU VỎ THÉP. 3.1. Giới thiệu chung về tàu sửa chữa. 3.2.Quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép. 3.2.1.Quy trình xác định vùng hư hỏng cần thay thế. 3.2.2. Quy trình cắt bỏ vùng hư hỏng. 3.2.3. Quy trình chế tạo chi tiết kết cấu cần thay thế . 3.2.4. Quy trình lắp chi tiết kết cấu cần thay thế. 3.2.5. Kiểm tra và nghiệm thu. CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ. 4.1. Kết quả. 4.2. Ý kiến đề xuất. 3. Kế hoạch và thời gian thực hiện. Từ ngày 30/07/2007 đến ngày25/08/2007 : Hoàn thành nội dung chi tiết , tìm tài liệu và nghiên cứu đề tài. Từ ngày27/08/2007 đến ngày 22/09/2007: Đi thực tế tại công ty HVS. Từ ngày 23/09/2007 đến ngày 10/11/2007 : Hoàn thành và nộp báo cáo. Nha Trang, ngày 10 – 08- 2007. Cán bộ hướng dẫn. Huỳnh Văn Vũ. Sinh viên thực hiện. Lê Tiến Quyên MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................1 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ .............................................................................2 1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp đóng sửa tàu vỏ thép tại Việt Nam ...........2 1.2. Giới thiệu năng lực sửa chữa tàu tại công ty HYUNDAI VINASHIN...........4 1.3. Giới hạn nội dung nghiên cứu. ......................................................................7 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu. ........................................................................7 1.3.2.Vấn đề cần nghiên cứu. ........................................................................7 1.3.3. Dự kiến kết quả đạt được.................................................. ....................7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG AN SỬA CHỮA.....................8 2.1. Các dạng hư hỏng thường gặp của tàu vỏ thép........... ...................................8 2.2. Yêu cầu kinh tế - kỹ thuật đối với công tác sửa chữa tàu vỏ thép..... ...........13 2.2.1.Yêu cầu kinh tế.............................................................................. ......13 2.2.2.Yêu cầu kỹ thuật.................................... .............................................15 2.3. Các cơ sở để lựa chọn phương án sửa chữa....... ................................... .......17 2.3.1. các dạng phương án sửa chữa................ ............................................17 2.3.2. Lựa chọn phương án................................ ................................... .......17 2.4. Giới thiệu chung về quy trình công nghệ sửa chữa tàu vỏ thép....................17 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ QUY TÌNH CÔNG NGHỆ SỬA CHỮA THAY THẾ KẾT CẤU MUI TÀU VỎ THÉP............................................ ................23 3.1. Giới thiệu chung về tàu sửa chữa.................................................................23 3.2.Quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép....... ...........25 3.2.1.Quy trình xác định vùng hư hỏng cần thay thế..... ..............................25 3.2.2. Quy trình cắt bỏ vùng hư hỏng...........................................................36 3.2.3. Quy trình chế tạo chi tiết kết cấu cần thay thế ...................................38 3.2.4. Quy trình lắp chi tiết kết cấu cần thay thế........... ...............................55 3.2.5. Kiểm tra và nghiệm thu................................... ...................................57 CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ..........................................................62 4.1. Kết quả.......................................................................... ...............................62 4.2. Ý kiến đề xuất.................................................. .............................. ..............62 PHỤ LỤC........................................................... .................................................63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. ................69 -1- LỜI NÓI ĐẦU Công nghiệp đóng và sửa chữa tàu thuỷ là một ngành rất quan trọng đối với các quốc gia, nhất là đối với một quốc gia có đường bờ biển dài như nước ta . Nó có tác động lớn đến sự phát triển kinh tế - xã hội , đặc biệt là kinh tế biển, đồng thời phục vụ đắc lực cho sự nghiệp an ninh quốc phòng của tổ quốc. Trong các bộ phận kết cấu thân tàu thì khung giàn mũi thường xuyên phải làm việc trong những điều kiện rất phức tạp và chịu sự va đập của sóng, gió, dòng chảy, do đó nó là bộ phận cực kỳ quan trọng và thường xuyên bị hư hỏng nhất, ảnh hưởng rất lớn đến các tính năng hàng hải của con tàu. Được sự phân công của bộ môn, trong thời gian từ ngày 30/07 đến 10/11/2007, em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép, cụ thể ở đây là tàu hàng trọng tải 43500 tấn. Nội dung gồm 4 chương sau: - Chương 1: Đặt vấn đề: Giới thiệu sơ lược tổng quan về ngành công nghiệp đóng sửa tàu thủy Việt Nam, năng lực sửa chữa của công ty Huyndai Vinasin và nội dung cần nghiên cứu. - Chương 2: Cơ sở lựa chọn phương án sửa chữa. - Chương3: Thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép. - Chương 4: Thảo luận kết quả. Mặc dù đã hết sức cố gắng và tham khảo rất nhiều tài liệu liên quan, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy thạc sĩ Huỳnh Văn Vũ, nhưng do trình độ kiến thức còn rất hạn chế lại chưa có kinh nghiệm thực tế nên phần đề tài này chắc chắn còn rất nhiều sai sót. Kính mong được sự góp ý và bổ sung của các thầy trong bộ môn để em có thể nắm vững kiến thức và hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao. Em xin chân thành cảm ơn bộ môn đóng tàu khoa kỹ thuật tàu thủy trường đại học Nha Trang, đặc biệt là thầy Huỳnh Văn Vũ đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ và hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình thực hiện đề tài tốt nghiệp này. Nha Trang, ngày 26-10-2007. Sinh viên thực hiện. Lê Tiến Quyên. -2- CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ. 1.1.TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP ĐÓNG SỬA TÀU VỎ THÉP TẠI VIệT NAM. 1.1.1.Giới thiệu chung. Với đường bờ biển dài 3200 km và giá nhân công thấp, Việt Nam có một tiềm năng lớn để phát triển ngành công nghiệp đóng sửa tàu thủy. Việt Nam đã xây dựng trên 60 nhà máy sửa chữa và đóng mới tàu thuỷ trực thuộc bộ quốc phòng, bộ thủy sản và bộ giao thông vận tải. Trong đó, bộ giao thông vận tải sở hữu số lượng lớn nhất, chiếm hơn 70% công suất tàu thuyền của toàn ngành. Phần lớn sản phẩm trong nước là tàu hàng và tàu đánh bắt hải sản xa bờ. Số lượng các tàu chở dầu loại nhỏ, tàu nạo vét và tàu chở khách cũng tăng lên. Và nhiều loại tàu thuyền nhỏ trong nước đã được xuất khẩu sang các nước láng giềng như Lào, Campuchia và Trung Quốc. Cùng với sự hợp tác của các nhà đầu tư nước ngoài, ngành công nghiệp đóng sửa tàu vỏ thép tại Việt Nam đang phát triển mạnh. Các nhà máy đóng tàu trong nước có khả năng đóng được tàu có trọng tải trên 50 nghìn tấn. Đặc biệt là công ty tàu biển Huyndai Vinashin- một liên doanh giữa nhà máy đóng tàu Huyndai-mipo Hàn Quốc và công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam Vinashin có khả năng sửa chữa tàu thuyền có trọng tải 100 nghìn tấn, liên doanh hiện là nhà máy sửa chữa tàu biển lớn nhất Đông Nam Á. Tuy nhiên do cơ sở hạ tầng còn nghèo nàn và công nghệ thô sơ, ngành đóng sửa tàu Việt Nam vẫn còn trong giai đoạn phát triển ban đầu. Hiện nay, công cuộc cải cách kinh tế cùng với sự hội nhập khu vực và thế giới của Việt Nam đã đặt ra một thách thức to lớn đối với các nhà máy đóng sửa tàu trong nước, đòi hỏi toàn ngành phải nâng cao cơ sở hạ tầng, năng lực, cải tiến công nghệ và khả năng cạnh tranh. 1.1.2.Triển vọng về ngành công nghiệp đóng sửa tàu tại Việt Nam. Năm 2005 đánh dấu sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp đóng sửa tàu Việt Nam trên tất cả các lĩnh vực: đóng mới, sữa chữa, vận tải, xây dựng, thương mại và dịch vụ. Hoạt động sản xuất kinh doanh của tổng công ty công nghiệp tàu thủy Việt Nam đạt mức tăng trưởng cao, giá trị tổng sản lượng đạt trên 11.000 tỉ -3- đồng. Vinashin đang tiến hành đóng mới tàu 53.000 tấn, tàu 34000 tấn xuất khẩu cho Nhật Bản, hoàn thành và bàn giao tàu hàng 15000 ấn, t 3 tàu 12500 ất n choVinalines, bàn giao 1 tàu 1.061TEU cho công ty vận tải biển đông… các cơ sở đóng tàu phía nam như công ty công nghiệp tàu thủy Sài Gòn đã đóng mới được tàu hàng 6500tấn. Công ty đóng tàu và công nghiệp hàng hải Sài Gòn đã đóng mới xà lan 15000tấn… các đơn vị xây dựng trong Vinashin đã tự thiết kế và thi công thành công các công trình phục vụ đóng tàu như đà tàu 70000tấn, cầu tàu cho tàu 50000tấn… hàng loạt thiết bị chuyên dùng như cần cẩu có sức nâng trên 150 tấn. Dây chuyền làm sạch được đầu tư đồng bộ. Đây là bước phát triển đột phá nhằm chủ động trong công tác xây dựng hạ tầng của Vinashin. Hiện nay, ngành công nghiệp đóng tàu đang có xu hướng chuyển dịch từ các nước châu Âu sang châu Á, đây là cơ hội rất lớn cho ngành công nghiệp tàu thủy và hàng hải nước ta phát triển. Các chuyên gia, các chủ tàu nước ngoài đánh giá rất cao những thành tựu mà công nghiệp tàu thủy đã đạt được trong những năm gần đây và tiềm năng phát triển của ngành trong tương lai. Trong năm năm gần đây chính phủ đã đẩy mạnh đầu tư vào một gói thầu nhằm xây dựng và nâng cao hoạt động toàn ngành thông qua chương trình phát triển công nghiệp tàu thủy 2002-2010, chính phủ cũng đã quyết định đưa đóng tàu trở thành 1 ngành xuất khẩu mũi nhọn. Kết quả tính tới năm 2003, ngành đóng tàu đạt doanh thu tiêu thụ trong nước là 251 triệu USD và 71 triệu USD từ xuất khẩu và dự kiến tăng tổng doanh thu lên 5,11 tỉ USD vào năm 2010. Đóng tàu chuyên chở 14000 tấn, tàu hàng 6500 tấn và tàu chở dầu 100000 tấn. Dự báo số tàu thuyền tăng thêm trong giai đọan 2006-2010 và 2020. Tàu thuyền 2001-2010 2001-2010 2010-2020 2010-2020 Chiếc Triệu tấn Chiếc Triệu tấn Tàu chở hàng 229 1.65 284 2.1 Tàu congtenơ 28 0.47 58 1 Tàu chở dầu 37 1.11 43 Đơn vị -4- Chương trình phát triển ngành đóng tàu Việt Nam gồm 3 giai đoạn: +Giai đoạn 2002-2005: nâng cấp và đổi mới công nghệ tại các nhà máy đóng tàu hiện tại: Hạ Long, Nam Triệu, Bến Kiền, Bạch Đằng, Phà Rừng, Sài Gòn để nâng cao năng lực đóng mới và sửa chữa. Các nhà máy đóng tàu trong tương lai sẽ có khả năng đóng mới những loại tàu thuyền lớn. Hình thành khu công nghiệp hỗ trợ trong liên doanh với các đối tác nước ngoài nhằm sản xuất thép tấm và lắp ráp động cơ diêzen 6000 mã lực và các thiết bị hàng hải trên tàu. +Giai doạn 2006-2010: tiếp tục nâng cấp nhà máy đóng tàu Nam Triệu để tăng cường năng lực đóng mới và sửa chữa tàu congtenơ lên 50000 tấn. Hình thành các nhóm nhà máy đóng tàu ở Dung Quất ,Đồng Nai, Cà Mau, trong đó các xưởng đóng tàu ở Dung Quất sẽ sửa chữa và đóng mới tàu trọng tải tới 100000 tấn, Đồng Nai đóng mới tàu thuyền và tàu chở dầu 30000tấn. +Giai đoạn 2010-2020: dần dần di dời các nhà máy đóng tàu nằm trong thành phố Hải Phòng, Sài Gòn, Đà Nẵng ra các khu công nghiệp ngo ại ô thành phố. Ngoài kế hoạch xây dựng và cải tạo các khu công nghiệp đóng tàu trên toàn quốc, ngành đóng tàu cũng đang xây dựng một chiến ư l ợc nhằm cải thiện chất lượng đào tạo và các dịch vụ liên quan. Chiến lược này ưu tiên: -Xây dựng một trung tâm mô hình tàu thủy quốc gia để phục vụ mục đích nghiên cứu. -Hiện đại hóa công tác thiết kế và hệ thống kiểm soát quản lý của ngành đóng tàu Việt Nam. -Cộng tác với các trường đại học trong và ngoài nước để hình thành một trung tâm đào tạo đội ngũ cán bộ và nhà nghiên cứu hàng hải để phục vụ công cuộc hiện đại hóa ngành đóng tàu. 1.2. GIỚI THIỆU NĂNG LỰC SỬA CHỮA TÀU TẠI CÔNG TY HYUNDAI VINASHIN. 1.2.1. Giới thiệu chung. Công ty TNHH nhà máy tàu biển Hyundai Vinashin - một liên doanh giữa tập đoàn Hyundai Hàn Quốc và tổng công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam thành lập ngày 30/09/1996 . Hiện nay nhà máy hoạt đông trên các lĩnh vực sửa chữa hoán cải -5- tàu biển và gia công kết cấu thép xa bờ. HVS đang chuẩn bị cho kế hoạch đóng mới tàu biển trong thời gian tới. Từ khi bắt đầu sản xuất kinh doanh năm 1999 đến nay, nhà máy đã sửa chữa hơn 500 chiếc tàu, hoán cải thành công nhiều con tàu và kết cấu thép xa bờ. HVS đang vươn lên trở thành nhà máy hàng đầu thế giới. HVS với 4700 công nhân viên bao gồm 700 công nhân viên thầu phụ và70 chuyên gia kỹ sư Hàn Quốc với trình độ kỹ thuật và kỹ năng quản lý cao vững bước tiến vào thế kỉ mới với một tương lai tươi sáng. Trên diện tích 130 ha mặt đất và 170ha mặt biển, với cơ sở hạ tầng hiện đại và trang thiết bị tiên tiến gồm 2 ụ khô: một ụ 400 nghìn tấn, một ụ 80 nghìn tấn và cầu cảng dài 1400m với 7 cẩu bờ và 2 cẩu bánh xích phục vụ. Ngoài ra nhà máy còn có các cơ sở trang thiết bị khác như phân xưởng vỏ, sơn, máy, điện, xưởng sản xuất oxy, axe tylen, khí nén, trạm điện. Nằm ở vị trí thuận lợi trên tuyến đường hàng hải giữa viễn đông và Đông Nam Á, HVS có điều kiện địa lý và thời tiết thuận. Đặc biệt với đội ngũ lao động có tay nghề cao, nguồn vật tư thép tấm và đường ống dồi dào cùng mạng lưới thương mại mua bán vật tư lớn mạnh, HVS có thể phục vụ khách hàng với giá cạnh tranh. 1.2.2. Sửa chữa tàu. Với đội ngũ công nhân viên lành nghề được các tổ chức đăng kiểm quốc tế cấp chứng chỉ, HVS có thể sửa chữa nhiều loại tàu. HVS có thể tiến hành nhiều loại công việc thay thép với giá cả hợp lý và trong thời gian ngắn. HVS đã sửa chữa phục hồi thành công các con tàu hỏng nặng về vỏ tàu do mắc cạn, va đập, cháy nổ. HVS có 1200 công nhân phòng vỏ tàu có tay nghề cao, được trang bị máy hàn CO2, máy hàn tự động, máy hàn hồ quang, máy cắt plasma, máy cắt CNC, có thể tiến hành thay thế 2000 tấn thép 1 tháng. HVS cố gắng đạt chất lượng cao trong việc sơn vỏ ngoài, trong khoang chở hàng, két nước dằn, thùng chở hoá chất và các vị trí khác. Để đạt được chất lượng cao và giá cả cạnh tranh, HVS có 1200 công nhân sơn với tay nghề cao và được trang bị các thiết bị hiệu quả và hiện đại như máy giảm độ ẩm, máy hút chân không, máy lạnh…HVS có 2 trạm khí nén với công suất 40 nghìn CFM có thể phục vụ cho 200 vòi bắn cát cùng một lúc. Đặc biệt lựa chọn HVS cho việc sửa chữa vệ sinh két cho tàu chở dầu khu vực viễn đông là một giải pháp có hiệu quả và kinh tế nhất nhờ vị trí lí tưởng và giá cả cạnh tranh .Với 800 công nhân -6- máy lành nghề, HVS thành thạo trong mọi lĩnh vực sửa chữa máy như đại tu, gia công cân chỉnh máy chính và bộ nạp khí, thay ống nồi hơi, sửa chữa bộ điều tốc, rút trục chân vịt, sửa chữa chân vịt kể cả chân vịt bước. HVS có thể sửa chữa cùng một lúc 40 chi tiết mô tơ điện tại phân xưởng điện. Với các trang thiết bị như phòng vệ sinh thiết bị điện, phòng sấy khô, phòng thử nghiệm, 200 công nhân chuyên nghiệp HVS có thể tiến hành sửa chữa và kiểm tra thử nghiệm nhiều loại thiết bị điện tử kể cả hệ thống điện tự động. Nhằm hỗ trợ có hiệu quả cho các công việc chính 700 công nhân hỗ trợ sản xuất luôn tiến hành mọi công việc hỗ trợ như vận chuyển, cẩu, bắt dàn giáo, vận hành ụ tàu, cung cấp khí nén, khí oxy, và axêtylen, xử lý rác thải và bảo dưỡng máy móc. HVS còn được biết đến khả năng sửa chữa đa dạng ngoài những tàu thông thường HVS còn có khả năng sửa chữa tàu chở khí thiên nhiên hoá lỏng, tàu chở dầu khí hoá lỏng. HVS tiến hành sửa chữa các hạng mục phức tạp và nhiều công trình ngoài khơi như các loại giàn sản xuất dầu nổi, kho chứa dầu nổi, kho chứa và sản xuất dầu nổi, giàn khoan…Đó là một trong những thế mạnh của HVS. 1.2.3. Hoán cải và thực hiện các dự án xa bờ. Nằm ở vị trí thuận lợi và lý tưởng ở Đông Nam Á, HVS đang vươn lên trở thành một nhà máy hàng đầu chuyên hoán cải tàu biển và thực hiện các dự án xa bờ. Tháng 7/2003 tàu chở hàng HORIO 6 đã được hoán cải thành tàu hút cát tự bóc dỡ lớn nhất thế giới. Công việc hoán cải chính là lắp đặt 2 bơm hút có công suất 11500 mét khối 1 giờ, có thể hoạt động ở độ sâu 65m , thiết bị hút và xử lý cát, hệ thống xả cát, hệ thống đẩy cát ngầm và thay mới 3300 tấn thép. Cũng vào tháng 7/2003 HVS đã hợp tác chế tạo và xử lý thành công công nghệ xử lý trung tâm Buragalia, tổng khối lượng giàn công nghệ này là 9200 tấn gồm các trang thiết bị sản xuất được thiết kế với công suất 60 nghìn thùng dầu và 320 triệu fit khí mỗi ngày. Chế tạo thành công giàn khoan này là dấu mốc lịch sử đưa HVS trở lên nổi tiếng trong lĩnh vực chế tạo các kết cấu thép xa bờ. HVS còn hoán cải nối dài 5 tàu chở ô tô của công ty Wallenius Wilhelmsem - một công ty hàng đầu thế giới trong việc vận chuyển xe cộ và hàng hoá. Phần thân giữa của tàu được nối dài thêm 28,8m với trọng lượng 2300 tấn. Sau khi nối dài tàu có thể chở thêm 1200 chiếc xe hơi. -7- 1.3. GIỚI HẠN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu. Phần mũi tàu có vai trò rất quan trọng quyết định các tính năng hàng hải của con tàu như tốc độ, sức cản, tính quay trở… kết cấu phần mũi tàu thường xuyên phải làm việc trong những điều kiện rất phức tạp, thường xuyên chịu tác dụng của các tải trọng va đập, cho nên độ bền kết cấu phần mũi tàu có ảnh hưởng rất lớn đến các tính năng kĩ thuật và tính an toàn của con tàu. Do phải làm việc trong những điều kiện phức tạp như vậy nên kết cấu phần mũi cũng thường xuyên xảy ra những hư hỏng mà không thể tránh khỏi. Vì thế cần có một quy trình sửa chữa hợp lý để có thể phục hồi hư hỏng của con tàu mà vẫn đảm bảo tính năng hàng hải, độ bền của nó. 1.3.2. Vấn đề cần nghiên cứu. Như đã nêu ở trên, việc sửa chữa kết cấu phần mũi rất khó khăn và phức tạp do đó cần đi sâu nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép sao cho đảm bảo được các yêu cầu kĩ thuật và kinh tế. Cụ thể ở đây là đi nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu chở hàng 43500tấn tại nhà máy sửa chữa tàu biển Huyndai Vinasin. 1.3.3.Dự kiến kết quả đạt được Sau 3 tháng nghiên cứu đề tài này, kết hợp lý thuyết với thực tiễn, có tham khảo các tài liệu kĩ thuật có liên quan, cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn thạc sĩ Huỳnh Văn Vũ và các kỹ sư tại công ty Hyundai Vinashin, em sẽ lập được quy trình công nghệ sửa chữa thay thế kết cấu mũi tàu vỏ thép tối ưu nhất. -8- CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA. 2.1. CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA TÀU VỎ THÉP. Thân tàu bị hư hỏng do rất nhiều nguyên nhân và biểu hiện dưới nhiều dạng khác nhau. Các dạng hư hỏng phổ biến nhất thường là: Rạn nứt, tai nạn trên biển, ăn mòn, sinh vật biển. 2.1.1. Rạn nứt. Các loại rạn nứt thường phân ra ba nhóm chính: - Rạn nứt toàn phần, tức là trường hợp khi thân tàu bị vết nứt chạy suốt một mặt cắt; - Rạn nứt từng phần, khi tất cả các chi tiết kết cấu trong một khu vực nhất định bị nứt, nhưng vết nứt không lan tiếp; - Rạn nứt cục bộ, khi vết nứt xảy ra tại một vị trí trên một chi tiết kết cấu. Hình 2.1: Rạn nứt cục bộ đường sườn chính của tàu. -9- Các loại rạn nứt trên thường xảy ra bởi các nguyên nhân chính sau: + Kết cấu chi tiết không đúng quy cách gây ứng suất tập trung vượt quá giới hạn bền của vật liệu; + Nguyên nhân vật liệu không đúng chất lượng yêu cầu; + Chất lượng gia công, lắp ráp các chi tiết không tốt, ví dụ: hàn không đúng qui trình gây ứng suất bên trong lớn, không đồng đều, hoặc các mối hàn ngậm xỉ, rỗ trỡ thành nơi xuất phát những vết nứt, hoặc lắp ghép gượng ép những chi tiết không đúng kích thước…; + Điều kiện làm việc biến động của thân tàu làm giảm sức bền mỏi của thân tàu; + Hao mòn kết cấu thân tàu trong quá trình sử dụng do hiện tượng han gỉ, xói mòn… cũng làm tăng khả năng rạn nứt thân tàu; + Đối với các tàu hoạt động ở xứ lạnh sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm nhất là sự khác biệt nhiệt độ giữa không khí và nước cũng có thể là nguyên nhân rạn nứt tàu; + Việc bóc xếp hàng hoá không đúng qui cách làm tăng ứng suất bên trong thân tàu dẫn đến hiện tượng rạn nứt. Vùng tập trung của các hiện tượng rạn nứt nói trên của các loại tàu hầu như gần tương tự, chỉ khác nhau về mật độ tập trung. Theo con số thống kê của Del Noske Veritas hiện tượng rạn nứt đối với các tàu dầu thường tập trung ở bụng tàu, sau đến phần mũi và lái. Trên boong tàu chở dầu hiện tượng rạn nứt xảy ra với mật độ ít hơn so với thân tàu. Đối với tàu chở hàng thì hiện tượng rạn nứt ở phần thân tàu cũng tập trung ở phần bụng, mũi và lái nhưng mật độ ít hơn so với tàu dầu, còn trên boong tàu mật độ rạn nứt ở tàu hàng khô lại nhiều hơn so với tàu dầu. Điều đó cho thấy rằng ứng suất lớn thường xảy ra ở phần giữa thân tàu, một phần do mômen uốn chung, phần khác do ứng suất cục bộ trong kết cấu. Ở phần mũi hư hỏng do sóng va đập còn phần lái do chấn động chân vịt. 2.1.2. Tai nạn trên biển. Trong thời gian vận hành các loại tàu thuyền thường gặp các dạng tai nạn trên biển sau đây: - 10 - - Đâm va giữa các tàu hoặc tàu đâm va vào bờ cảng gây hư hỏng thân tàu. - Va đập của sóng làm hư hại phần mũi, sóng lớn đập lên boong có thể làm hư hại thiết bị trên boong, các kết cấu thượng tầng…Nhiều trường hợp tàu không đủ bền sóng lớn đã làm gãy và gây đắm tàu. - Mắc cạn: hiện tượng này thường xảy ra nhất đối với những tàu hoạt động ở vùng nước cạn, mắc cạn gây hư hại chủ yếu ở vùng đáy tàu . - Vấp đá ngầm : hư hại chủ yếu ở đáy tàu. - Vấp phải băng, chướng ngại nổi làm hư hại mũi và chân vịt. Nguyên nhân chủ yếu của những vụ tai nạn đó là : + Điều kiện thời tiết xấu (sương mù, bão tố…) làm mất khả năng nhận biết chướng ngại của người lái tàu, làm mất khả năng điều khiển tàu, sóng gió lớn cũng gây hư hại tàu. + Tàu mất tính ăn lái, mất khả năng điều khiển. Nguyên nhân chính cũng có thể do máy móc điều khiển bị hư hại, động cơ chính bị hỏng, thiết bị điều khiển tàu khi lâm nại không chạy, người điều khiển tàu kém, không thông hiểu giữa thuyền viên và nhân viên cảng hoặc nhân viên tàu kéo khi ra vào cảng…. + Không thông hiểu luồng lạch và vùng hoạt động của tàu. 2.1.3. Cháy và nổ. Các vụ cháy nổ thường xảy ra nhất khi tàu đang bốc xếp hàng hoá ở cảng, tiếp đó là khi sửa chữa trong xưởng. Phạm vi thiệt hại do cháy gây ra phụ thuộc vào: - Vị trí cháy; - Loại hàng hoá; - Kết cấu và thiết bị tàu ở vùng bị cháy; - Phương pháp dập lửa… Thông thường các vụ cháy thường xảy ra ở khoang chứa hàng, sau tới buồng máy có nồi hơi và ống khói. Buồng máy diezen ít có khả năng cháy hơn, các loại cháy ở buồng máy này thường do nồi hơi phụ. Nguyên nhân chủ yếu của các vụ cháy nổ là: - 11 - + Hàng hóa có khả năng tự bốc cháy hoặc dễ bắt lửa ví dụ: bột cá, bông, hàng ngủ cốc, nguyên liệu cháy (xăng, dầu, hơi đốt); + Thiếu thận trọng trong khi bốc xếp hàng hoá và nhất là thau rửa khoang chứa hàng trên tàu dầu; + Vệ sinh buồng máy không tốt, dầu mỡ lan trên buồng máy tạo khả năng dễ bắt lửa. 2.1.4. Ăn mòn. Hiện tượng hư hỏng kim loại do ăn mòn gây ra là hiện tượng phổ biến nhất trong tất cả các kết cấu kim loại đặc biệt là tàu thuỷ. Nó hạn chế tuổi thọ của thân tàu, giảm hiệu quả kinh tế khi sử dụng và đôi khi còn là nguyên nhân của những vụ tai nạn lớn của tàu trên biển. Dựa vào cơ cấu của quá trình ăn mòn, người ta phân ra làm hai loại ăn mòn chính: + Ă mòn hoá học, trong đó hiện tượng ăn mòn xảy ra do những phản ứng hoá học oxit kim loại; + Ă mòn điện hoá, trong đó ăn mòn xảy ra dưới tác dụng của môi trường chất điện phân (dung dịch muối, kiềm hoặc axit). Về mặt đặc tính hủy hoại của hiện tượng ăn mòn, ta có thể phân biệt : Hình 2.2: Các dạng ăn mòn. a) Ăn mòn đều; b) Ăn mòn không đều; c) Ăn mòn một thành phần hợp kim; d) Ăn mòn loang; e) Ăn mòn lỗ chỗ; f) Ăn mòn điểm; g) Ăn mòn giữa các tinh thể; h) Ăn mòn xuyên tinh thể; i) Ăn mòn dưới bề mặt. - 12 - - Ăn mòn toàn phần, tức là toàn bộ bề mặt bị han gỉ; - Ăn mòn cục bộ, han gỉ chỉ tập trung ở một vị trí nhất định trên chi tiết kết cấu. Loại ăn mòn cục bộ còn được phân ra các loại sau: + Ăn mòn lỗ chỗ, loại ăn mòn này không rộng nhưng sâu lỗ chỗ ở một vài điểm; + Ăn mòn điểm, loại này xảy ra trên một bề mặt rất nhỏ (phạm vi bán kính từ 0,2 đến 1,0mm) nhưng vết gỉ ăn sâu có khi đục thủng cả kết cấu; + Ăn mòn giữa các tinh thể gây huỷ hoại tế vi tăng độ giòn của kim loại; + Ăn mòn xuyên tinh thể, hiện tượng này thường kết hợp với sự rạn nứt tế vi của kim loại; + Ăn mòn một thành phần hợp kim; + Ăn mòn dưới bề mặt, loại ăn mòn này xuất phát từ bề mặt nhưng phát triển chính ở dưới bề mặt. Loại này thường xảy ra đối với kim loại có thành phần hoá học phân bố không đồng đều hoặc khi cán bị tách lớp. Sự ăn mòn của kim loại trong nước biển phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau như nồng độ, chiều sâu ngâm, chất lượng thép và các vi sinh vật thực vật bám trên thân tàu… Trong kết cấu tàu thủy ăn mòn đồng đều trên bề mặt không đáng lo ngại bằng hiện tượng ăn mòn lỗ chỗ vì loại này có thể ăn sâu tới 5mm làm giảm nghiêm trọng sức bền vỏ tàu. 2.1.5. Sinh vật biển. Một trong những nguyên chính làm tàu giảm tốc độ là trên bề mặt thân tàu ngâm dưới nước bám một số sinh vật biển bao gồm các loại hầu, hà, rong, rêu, sinh sống trong nước mặn. Ngoài việc làm tăng sức cản thân tàu, hầu, rong, rêu biển còn làm tăng độ ăn mòn thông qua: + Việc tăng khả năng thẩm thấu oxy tới những phần không bị hầu, hà bám, do đó gây tập trung han gỉ tại nơi đó; + Thay đổi thành phần hoá học của nước biển bao quanh vỏ tàu bởi khí thải của động thực vật hoặc xác sinh vật chết; + Huỷ hoại lớp bảo vệ thân tàu. - 13 - Số lượng và độ lớn của các lớp hầu, hà, rong, rêu bám trên thân tàu tùy thuộc trước tiên vào lớp sơn chống hầu, hà và phụ thuộc vào điều kiện của từng luồng lạch. 2.2.YÊU CẦU KINH TẾ-KỸ THUẬT ĐỐI VỚI CÔNG TÁC SỬA CHỮA TÀU VỎ THÉP. 2.2.1.Yêu cầu kinh tế. 1. Thời gian thi công ngắn nhất nhưng vẫn đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật quy định. Để đảm bảo yêu cầu này đòi hỏi công tác chuẩn bị công nghệ phải rất chu đáo. Việc bố trí mặt bằng nhà máy phải rất hợp lý, công tác quản lý lao động phải có hiệu quả. Công tác chuẩn bị công nghệ cho quá trình sản xuất là việc xác định đúng đắn các mối liên hệ tương quan và việc sử dụng giờ công, nguyên vật liệu chính và phụ, các máy móc, trang thiết bị công nghệ và năng lượng ở mọi dạng nhằm mục đích tạo được sản phẩm có giá thành rẽ, chất lượng cao. Việc bố trí mặt bằng nhà máy có ảnh hưởng lớn đến thời gian thi công toàn bộ con tàu nói chung và phần mũi nói riêng. Các yếu tố cần phải chú ý khi bố trí mặt bằng nhà máy là: Khu nước, đường bờ, địa chất, nguồn cung cấp nguyên vật liệu, giao thông thuận tiện, nguồn nhân lực. Ngoài ra thì mối liên hệ giữa các bộ phận trong nhà máy phải hợp lý và chính xác. Để giải quyết yêu cầu này cần phải lưu ý đến các điểm sau: - Chia toàn bộ địa phận xưởng sửa chữa tàu ra thành các vùng khác nhau. - Vị trí các phân xưởng, nhà cửa hoặc thiết bị phải đáp ứng các yêu cầu của quá trình công nghệ. - Các phân xưởng phụ, kho tàng thiết bị cung cấp năng lượng phải được bố trí gần những phân xưởng sản xuất mà chúng phục vụ. - Khoảng cách giữa các nhà xưởng phải đảm bảo các yêu cầu phòng cháy chữa cháy, vệ sinh. - Đường di chuyển nguyên vật liệu phải ngắn nhất và thẳng nhất. - Giao thông phải thuận tiện và không được cắt ngang đường di chuyển nguyên. - 14 - 2. Chi phí sản suất. Quy trình công nghệ đặt ra phải có tính khả thi, phù hợp với năng lực và trang thiết bị hiện có của nhà máy, chi phí sản xuất bao gồm: Chi phí để mua nguyên vật liệu, năng lựợng, giá nhân công, các chi phí vận chuyển, chi hpí điều tra thị trường… Trong nhà máy sửa chữa tàu thủy thì công trình thủy công chiếm tỉ trọng lớn nhất, do đó cần phải đặc biệt lưu ý đến các công trình thủy công. Tùy thuộc vào loại công trình thủy công mà phương pháp tổ chức công nghệ sẽ thay đổi theo, kéo theo sự thay đổi khối lượng công việc và chu trình sửa chữa, ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí chung và riêng của các phân xưởng cho một con tàu. Các chi phí này bao gồm: -Lượng vật tư và bán thành phẩm. - Lượng nhân công trực tiếp sản xuất. - Chi phí chung toàn nhà máy. - Chi phí cho các phân xưởng. - Các chi phí đặc biệt và phụ. - Công tác giao nhận. - Tài liệu kĩ thuật. - Thiết bị công nghệ. - Năng lượng: bao gồm điện, khí đốt, oxy, axetylen, nước, hơi, khấu hao công trình: Đà, bệ, ụ nước, trang thiết bị đà và bệ, xe chở, bến trang trí. - Công tác vận chuyển. - Các chi phí phụ. 3. Năng suất lao động cao. Để có năng suất lao động cao thì quá trình chuẩn bị công nghệ phải hết sức chu đáo. Ở đây, ta áp dụng loại hình sản xuất hàng loạt. Ngoài các yêu cầu cơ sở vật chất và kĩ thuật hiện đại đòi hỏi người lao động và người quản lý sản suất phải có trình độ và ý thức tổ chức kỉ luật cao : - Kỹ năng tổ chức: là khả năng làm việc của con người và phương tiện, nắm bắt được thông tin nhanh chóng và chính xác để đưa ra quyết định điều phối, sử dụng, liên kết, cô lập con người trong hệ thống tổ chức, họ phải có tri thức tâm lý và xã