Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100 000 t

Tóm tắt đề tài Trong quá trình đóng mới các tàu lớn và rất lớn, nảy sinh nhiều vấn đề kỹ thuật mới mà chúng ta đang còn ch−a hiểu thấu đáo và gặp rất nhiều sai sót trong quá trình thực h

- oOo -

Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật

đề tài : nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục

tàu chở dầu thô 100.000dwt

M∙ số: 04 đt – dakhcn

Cơ quan chủ trì: cục đăng kiểm việt nam

Chủ nhiệm đề tài: ths Bùi đức tám

7969

09/6/2010hải phòng – 2008

đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước

Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô

100.000T

Chủ nhiệm đề tài: ThS Bùi Đức Tám

Hải Phòng 2008

Danh s¸ch c¸ nh©n tham gia thùc hiÖn

Côc §¨ng KiÓm ViÖt Nam 24

B C¸n bé tham gia nghiªn

cøu

1 ThS §Æng Anh TuÊn Côc §¨ng KiÓm ViÖt Nam 20

2 KS NguyÔn V¨n Kh©m Côc §¨ng KiÓm ViÖt Nam 12

3 TS Hoµng Lª V−îng Côc §¨ng KiÓm ViÖt Nam 12

4 KS L−¬ng Minh HiÖu Côc §¨ng KiÓm ViÖt Nam 12

5 GS.TS Lª ViÕt L−îng Tr−êng §¹i Häc Hµng H¶i 10

6 KS Ph¹m T−êng Tam ViÖn Khoa häc c«ng nghÖ tµu

7 KS NguyÔn §øc Vinh Tæng Cty.CNTT Dung QuÊt 10

8 KS Bïi V¨n Kim Tæng Cty.CNTT B¹ch §»ng 10

9 ThS NguyÔn Anh ViÖt Tr−êng §¹i Häc Hµng H¶i 10

10 ThS TrÇn Quèc ChiÕn Tr−êng §¹i Häc Hµng H¶i 10

11 ThS §Æng Kh¸nh Ngäc Tr−êng §¹i Häc Hµng H¶i 10

12 KS Tr−¬ng TiÕn Ph¸t Tr−êng §¹i Häc Hµng H¶i 10

Tóm tắt đề tài

Trong quá trình đóng mới các tàu lớn và rất lớn, nảy sinh nhiều vấn đề kỹ thuật mới mà chúng ta đang còn ch−a hiểu thấu đáo và gặp rất nhiều sai sót trong quá trình thực hiện, đặc biệt là các vấn đề về định tâm và công nghệ lắp ráp hệ trục tàu thuỷ cỡ lớn

Trong bối cảnh nh− vậy, việc đóng mới tàu chở dầu thô 100.000T đ−ợc coi là phức tạp nhất của ngành đóng tàu Việt Nam cho đến thời điểm hiện nay (10/2008) càng đòi hỏi phải có một đề tài nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề này

Trên cơ sở các nghiên cứu khoa học và thực tế công nghệ ở các nhà máy đóng tàu hàng đầu của Nhật Bản, Hàn Quốc cũng nh− các nhà máy đóng tàu hàng đầu của Việt Nam hiện nay

Đề tài đã phân tích cơ sở khoa học của các vấn đề, nêu lên các thực tế công nghệ, lí giải đầy

đủ đ−ợc những vấn đề hiện nay chúng ta ch−a nắm rõ trong lĩnh vực này bao gồm:

Tính toán và định tâm hệ trục

Lắp đặt máy chính xuống tàu từ các bộ phận

Sử dụng epoxy resin làm căn cho máy chính

Giải quyết mối ghép của tổ hợp sống đuôi- ống bao- bạc ống bao

Mối ghép không then giữa chân vịt và trục chân vịt

Qui trình công nghệ lắp ráp toàn bộ hệ trục

Đề tài cũng đã giải thích rõ các vấn đề của hệ trục tàu 100.000T, phân tích các đặc điểm kỹ thuật và công nghệ, thiết lập toàn bộ các qui trình công nghệ cho việc lắp ráp và định tâm hệ trục- máy chính tàu này

Đề tài cũng đã đ−a ra các qui trình mang tính chuẩn mực không những có thể áp dụng cho tàu 100.000T mà còn có thể mở rộng áp dụng cho các tàu lớn và rất lớn sau này

Mục lục

Trang

Danh sách cá nhân tham gia thực hiện 3

Tóm tắt đề tài 4

Mục lục 5

Các từ viết tắt và thuật ngữ sử dụng trong quy trình 8

Phần Mở đầu 13

Phần Nội Dung chính 19

Chương I: Nghiên cứu tổng quan 19

1.1 Các vấn đề của hệ trục tàu cỡ lớn 19

1.2 Các vấn đề của hệ trục tàu 100.000T 23

1.3 Khảo sát công nghệ lắp ráp hệ trục tại các xưởng đóng tàu nước ngoài 31

1.4 Tình hình công nghệ lắp ráp hệ trục tại các nhà máy đóng tàu trong nước 35

Chương II: Nghiên cứu qui trình công nghệ căng tâm đường trục 38

2.1 Nghiên cứu các phương pháp căng tâm đang áp dụng tại các nhà máy đóng tàu trên thế giới 38

2.2 Nghiên cứu các phương pháp căng tâm đang áp dụng tại các nhà máy đóng tàu ở Việt Nam 43

2.3 Lựa chọn phương pháp căng tâm cho tàu 100.000T 45

2.4 Qui trình căng tâm cho tàu 100.000T 46

2.5 Qui trình kiểm tra 49

Chương III: Nghiên cứu qui trình công nghệ doa ống bao trục chân vịt 50

3.1 Tổng quan về doa ống bao trục chân vịt 50

3.2 Công nghệ doa ngang 52

3.4 Nghiên cứu công nghệ doa nghiêng 57

3.5 Lựa chọn phương pháp doa cho tàu 100.000T 58

3.6 Quy trình doa ống bao trục chân vịt tàu 100.000T 60

Chương IV: Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp đặt máy chính 61

4.1 Tổng quan 61

4.2 Qui trình lắp đặt máy chính bằng cách lắp đặt tổng thành cả máy chính 67

4.3 Lắp đặt M/E xuống tàu từ một khối 73

4.4 Qui trình lắp đặt máy chính bằng cách lắp đặt từng bộ phận của máy chính 87

4.5 Nghiên cứu phương pháp cố định máy chính bằng căn kim loại (chockline) 91

4.6 Nghiên cứu phương pháp cố định M/E bằng epoxy resin (chockfast) 99

4.7 Qui trình đổ căn epoxy resin cho máy chính tàu 100.000T 100

Chương V: Nghiên cứu qui trình lắp ráp bạc/ống bao trục chân vịt 112

5.1 Nghiên cứu các phương án lắp đặt và cố định bạc - ống bao vào đuôi tàu 112

5.2 Lựa chọn phương pháp lắp ráp tổ hợp bạc- ống bao cho tàu 100.000T 116

5.3 Qui trình lắp ráp bạc vào ống bao cho tàu 100.000T 119

5.4 Qui trình kiểm tra 137

Chương VI: Nghiên cứu qui trình lắp ép chân vịt vào trục chân vịt 139

6.1 Nghiên cứu các vấn đề về mối ghép giữa chân vịt và trục chân vịt 139

6.2 Phân tích lựa chọn mối ghép cho hệ trục tàu 100.000T 147

6.3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới mối ghép không then- Nghiên cứu các yêu cầu của Đăng kiểm đối với mối ghép không then 151

6.4 Lập qui trình công nghệ lắp ép chân vịt cho tàu 100.000T 158

6.5 Qui trình kiểm tra 165

Chương VII: Nghiên cứu qui trình định tâm hệ trục chân vịt 166

7.1 Nghiên cứu các phương pháp định tâm hệ trục 166

7.2 Lựa chọn phương pháp định tâm cho tàu 100.000T 172

7.3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới đường tâm trục và công việc định tâm 175

7.4 Nghiên cứu các yêu cầu của Đăng kiểm đối với phương pháp định tâm hệ trục theo tải trọng 177

7.5 Lập qui trình định tâm hệ trục tàu 100.000T 180

7.6 Qui trình kiểm tra 202

Chương VIII: Lập qui trình lắp ráp tổng quát cho toàn bộ hệ trục- máy chính 204

8.1 Phân tích các phương pháp lắp ráp và định tâm toàn bộ hệ trục- máy chính 204

8.2 Lựa chọn phương án lắp ráp phù hợp cho tàu 100.000T 208

8.3 Thống kê các bước công việc 210

8.4 Lập sơ đồ dòng chảy 214

8.5 Phân tích các bước công việc 225

8.6 Phân tích các tình huống của quá trình 229

8.7 Các qui trình công nghệ tóm tắt cho tàu 100.000T 240

Kết luận và kiến nghị 241

I – Kết luận 241

II - Kiến nghị 244

Lời cảm ơn 245

Tài liệu tham khảo 246

Các từ viết tắt và thuật ngữ sử dụng trong quy trình

1 Các chữ viết tắt

ABS Tổ chức Đăng kiểm Hoa Kỳ

Class Hiệp hội phân cấp

M/E Máy chính (động cơ diezen)

Rules Qui phạm phân cấp và đóng tàu vỏ thép

S/T ống bao

TDC Điểm chết trên của piston trong xi lanh

2 Đường tâm lý thuyết và đường tâm thực tế của hệ trục

- Đường tâm lý thuyết hệ trục là đường tâm của hệ trục được xác định trong bản vẽ thiết kế

- Đường tâm thực tế hệ trục là đường tâm của hệ trục sau khi đã lắp ráp xong các chi tiết và thiết bị của hệ trục được xác định thông qua các thông số đánh giá khác (chuẩn lắp ráp)

định trong 2 trường hợp :

+ Tải trọng lý thuyết : Được xác định thông qua tính toán do nhà chế tạo cung cấp + Tải trọng thực tế : Được xác định thông qua đo đạc thực tế trong quá trình định tâm hệ trục

+ Bảng tính ma trận chuyển vị và sự thay đổi tải trọng trên mỗi ổ đỡ

+ Bảng tính kết quả lệch tâm, gãy khúc hệ trục khi tàu ở các chế độ tải khác nhau + Bảng tính độ tiếp xúc bạc và trục chân vịt

10 Độ co bóp trục khuỷu của động cơ

- Độ co bóp trục khuỷu của động cơ là đại lượng đánh giá sự biến dạng đàn hồi của trục khuỷu do các yếu tố không chính xác trong quá trình lắp ráp hệ trục và động cơ Độ co bóp trục khuỷu là thay đổi khoảng cách giữa hai má khuỷu trên một cổ biên của động cơ được đo

ở hai vị trí đối xứng nhau của trục khuỷu trong một mặt phẳng đi qua tâm trục (∆l) và được xác định bằng công thức:

∆l = l - l , mm

Trong đó: l1 và l2 là khoảng cách giữa hai má khuỷu đo được khi chúng ở hai vị trí đối xứng trong một mặt phẳng dọc tâm trục

- Thông thường độ co bóp trục khuỷu được xác định trong hai mặt phẳng đi qua tâm trục (trên – dưới và trái – phải)

11 Độ lệch tâm và độ gãy của các đoạn trục đo tại bích nối

- Độ lệch tâm của hai đoạn trục (SAG) đo tại mặt bích nối là độ lệch hai đường tâm của hai

đoạn trục kế tiếp nhau trong mặt phẳng vuông góc với đường tâm trục đo tại vị trí liên kết

- Độ gãy khúc của đường tâm của hai đoạn trục (GAP) là góc lệch giữa hai đường tâm của hai đoạn trục nối tiếp nhau đo tại vị trí liên kết

12 Đo wear- down

- Đo wear-down là bước kiểm tra đo khe hở giữa trục chân vịt và gối sau

13 Đặt độ võng trước cho đế máy

- Quá trình mà biến dạng võng theo chiều đứng được thực hiện trên đế máy của M/E trong quá trình lắp đặt M/E xuống tàu

14 Khe hở bạc

- Khe hở hướng kính giữa trục và bạc

15 Offset theo phương ngang

- Giá trị theo phương ngang của bearing offset, thường không mong muốn

Nghiªn cøu c«ng nghÖ l¾p r¸p hÖ trôc tµu chë dÇu th«

100.000T

Ch−¬ng I - Nghiªn cøu tæng quan ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ trong vµ ngoµi n−íc

H¶i Phßng 2008

Phần I - Mở đầu

1 Sự cần thiết của đề tài nghiên cứu

Trong khoảng thời gian chưa đến 10 năm (1999-2008), ngành đóng tàu Việt Nam đã có

sự phát triển to lớn cả về lượng và chất Từ một Tổng công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam, hiện nay đã phát triển thành một Tập đoàn công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam như là một tập đoàn kinh tế lớn Mục tiêu mà VINASHIN đặt ra là đến 2020 đưa Việt Nam trở thành cường quốc đóng tàu đứng thứ tư thế giới

Về lượng:

Kích cỡ tàu đã tăng rất nhanh: từ con tàu trọng tải 6.500T (Bạch Đằng) đến nay chúng ta

đang đóng các con tàu 100.000T (Dung Quất)

Tốc độ đóng tàu đã nhanh đáng kể, khi đóng con tàu 6.500T đầu tiên NMĐT Bạch Đằng phải mất một khoảng thời gian 18 tháng, đến nay con tàu 22.500T nhà máy chỉ đóng trong thời gian 04 tháng

Hàng loạt các nhà máy đóng tàu mới được xây dựng có qui mô lớn và hiện đại, có thể

đóng các tàu có trọng tải lớn 300.000T- 400.000T: Dung Quất, Hải Hà

Về chất:

Từ chỗ chỉ đóng tàu cho các chủ tàu trong nước, hiện nay chúng ta đã và đang đóng hàng loạt các tàu cho các chủ tàu nước ngoài: Loạt tàu Nô ma (chủ tàu Nhật); Loạt tàu dầu/ hoá chất 6.500T (chủ tàu Hàn Quốc); Loạt tàu 34.000T và 53.000 T (chủ tàu Anh); Loạt tàu 56.000 T (chủ tàu Nhật)

Từ chỗ chỉ đóng các tàu hàng thông thường có tính chất kĩ thuật đơn giản, hiện nay chúng

ta đang đóng các tàu đòi hỏi các yêu cầu kỹ thuật phức tạp hơn rất nhiều: Tàu dầu, tàu dầu/ hoá chất, tàu đa chức năng, kho chứa dầu nổi, tàu chở ô tô, tàu chở khí hoá lỏng LPG

Từ chỗ chỉ đóng các tàu trên cơ sở các thiết kế trong nước, hiện nay chúng ta đang đóng

thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến nhất của ngành đóng tàu thế giới và các yêu cầu của các tổ chức đăng kiểm hàng đầu thế giới

2 Các vấn đề kỹ thuật phát sinh trong đóng mới các tàu cỡ lớn

Trong quá trình đóng các tàu cỡ lớn, nhiều vấn đề kỹ thuật và công nghệ phức tạp phát sinh đòi hỏi phải có những nghiên cứu chuyên sâu như: Các vấn đề về hệ thống đường ống của tàu cỡ lớn; Các vấn đề về phòng chống cháy; Vấn đề định tâm và công nghệ lắp ráp hệ trục.…

Các vấn đề liên quan đến việc định tâm và công nghệ lắp ráp hệ trục tàu cỡ lớn bao gồm: Tính toán và định tâm hệ trục; Sử dụng epoxy resin làm căn cho M/E; Giải quyết mối ghép của tổ hợp sống đuôi- ống bao- bạc ống bao; Mối ghép không then giữa chân vịt và trục chân vịt; Qui trình công nghệ lắp ráp toàn bộ hệ trục

Các vấn đề lắp ráp và định tâm toàn bộ hệ trục- máy chính không phải là mới mẻ đối với các nước có nền đóng tàu tiên tiến, ví dụ như Nhật Bản các vấn đề nêu trên đã được thực hiện từ thập kỉ 70 và đang ngày càng hoàn thiện

Nhưng đối với ngành công nghiệp đóng tàu còn rất non trẻ của chúng ta, các vấn đề vừa nêu vẫn còn rất mới, chúng ta đang vừa thực hiện vừa nghiên cứu, vì vậy còn rất nhiều vấn

đề phải bàn luận

Giữa các nhà máy đóng tàu, giữa các cán bộ kỹ thuật cách hiểu về một vấn đề đã có sự khác nhau Chính vì vậy trong quá trình sản xuất đã xảy ra rất nhiều tranh cãi giữa các cán bộ kĩ thuật, giữa chủ tàu, đăng kiểm và nhà máy Nó gây tốn rất nhiều thời gian và tiền của Và nhiều trường hợp đã xảy ra các sự cố, các sự lãng phí không cần thiết

3 Đóng mới tàu dầu 100.000T- Yêu cầu phải có đề tài nghiên cứu

Hiện tại NMĐT Dung Quất đang thực hiện đơn hàng đóng loạt tàu Aframax 100.000T

Đây có thể coi là con tàu lớn nhất, phức tạp nhất từ trước đến nay mà nền đóng tàu Việt Nam thực hiện Ngoài những vấn đề kĩ thuật công nghệ phức tạp của tàu cỡ lớn như đã nói ở trên Nó còn phải giải quyết những vấn đề phức tạp của riêng con tàu này

Nhà máy đóng tàu Dung Quất mới được thành lập năm 2006, phần lớn các cán bộ kỹ thuật và công nhân còn rất non trẻ, trong khi con tàu 100.000T lại là con tàu được coi là lớn nhất, phức tạp nhất đối với ngành công nghiệp đóng tàu Việt Nam hiện giờ

Chính vì thế, Dự án KH&CN: “Phát triển KH&CN phục vụ đóng tàu chở dầu thô 100.000T” được thực hiện nhằm nghiên cứu và đưa ra các giải pháp tốt nhất để giải quyết các vấn đề của tàu 100.000T nói riêng và các tàu rất lớn sau này, đưa trình độ kĩ thuật và công nghệ đóng tàu của Việt Nam lên một tầm cao mới

Đề tài “Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T” nằm trong nhóm

10 đề tài và 9 dự án thuộc Dự án KH&CN: “Phát triển KH&CN phục vụ đóng tàu chở dầu thô 100.000T” Đề tài nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật công nghệ liên quan đến việc lắp ráp và định tâm toàn bộ hệ trục- máy chính

Thực tế đòi hỏi phải có một công trình nghiên cứu giải quyết các vấn đề của hệ trục tàu cỡ lớn nói chung và tàu 100.000T, đưa ra cách hiểu và cách làm thống nhất trong công nghiệp đóng tàu

Như vậy, Đề tài “Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T” phải giải quyết trên cả hai phương diện: Phục vụ cho đóng mới tàu dầu 100.000T và phục vụ cho việc đóng mới các tàu cỡ lớn sau này

Khi thực hiện đề tài này chúng tôi nhằm vào các mục tiêu cơ bản sau:

1 Giải quyết vấn đề công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T nói riêng và các tàu cỡ lớn nói chung

2 Đưa ra cách hiểu và cách làm thống nhất trong việc thực hiện các qui trình công nghệ tại các nhà máy đóng tàu ở Việt Nam

3 Đưa ra các qui trình chuẩn trong lắp ráp hệ trục-máy chính

4 Nội địa hoá việc giải quyết các vấn đề khoa học- công nghệ

Thông tin chung về đề tài Tên đề tài: ” Nghiên cứu công nghệ lắp ráp hệ trục tàu chở dầu thô 100.000T”

Thuộc Dự án KH&CN cấp nhà nước:

“Phát triển KH&CN phục vụ đóng tàu chở dầu thô 100.000 T”

Mã số: ĐT04-ĐAKHCN

Cấp quản lý: Nhà nước

Thời gian thực hiện: Từ tháng 3/2006 đến tháng 3/2008

Kinh phí: 1.127 triệu đồng, trong đó: Từ Ngân sách sự nghiệp khoa học 1.127 triệu đồng Tên cơ quan chủ trì đề tài: Cục Đăng kiểm Việt Nam

Địa chỉ: 18 Phạm Hùng, Từ Liêm, Hà Nội

Chủ nhiệm đề tài:

Họ và tên: Bùi Đức Tám Học vị: Thạc sỹ kỹ thuật

Điện thoại: Cơ quan: (031) 823453 – 745612; Mobile: 0912189730

Cơ quan công tác: Chi cục đăng kiểm số 10, Địa chỉ: 16 Trần Hưng Đạo- Hải Phòng

Nội dung Khoa học và công nghệ của đề tài

Nghiên cứu lựa chọn, tính toán và lập qui trình công nghệ đạt tiêu chuẩn quốc tế và phù hợp với điều kiện sản xuất trong nước để định tâm và lắp ráp hệ trục tàu hàng cỡ lớn Sau

đó ứng dụng kết quả của đề tài này cùng các đề tài khác thuộc dự án đóng tàu chở dầu thô 100.000 T để đóng thành công tàu chở dầu thô 100.000 T tại Nhà máy đóng tàu Dung Quất cũng như cho các tàu cỡ lớn khác

Đề tài bao gồm các phần chính sau:

I Nghiên cứu tổng quan và điều kiện công nghệ trong và ngoài nước

II Nghiên cứu qui trình công nghệ căng tâm đường trục

III Nghiên cứu qui trình công nghệ doa ống bao trục chân vịt

IV Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp đặt máy chính

V Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp ráp bạc/ống bao trục chân vịt

VI Nghiên cứu qui trình công nghệ lắp ép chân vịt vào trục chân vịt

VII Nghiên cứu qui trình định tâm hệ trục chân vịt

VIII Nghiên cứu qui trình lắp ráp tổng quát cho toàn bộ máy chính và hệ trục chân vịt

IX Đào tạo và chuyển giao công nghệ

X Thực nghiệm

Kinh phí thực hiện đề tài và nguồn kinh phí

23 Kinh phí thực hiện đề tài phân theo các khoản chi (Đơn vị:triệu đồng)

Nguyên,vật liệu, năng l−ợng

Thiết bị, máy móc

Xây dựng, sửa chữa nhỏ

Phần II- nội dung chính Chương 1: nghiên cứu tổng quan

1.1 nghiên cứu tổng quan Các vấn đề của hệ trục tàu cỡ lớn

và hệ trục tàu 100.000T

1.1.1 Các vấn đề của hệ trục tàu cỡ lớn

1 Vấn đề định tâm đường trục

Trong một thời gian dài chúng ta vẫn quan niệm rằng đường tâm của hệ trục là một đường thẳng, hệ trục sẽ làm việc tin cậy nếu đường tâm hệ trục thực tế trùng với đường tâm hệ trục lý thuyết xác định được trong quá trình căng tâm

Kết quả trong quá trình lắp ráp hệ trục người ta coi các mặt bích kết nối giữa hai đoạn trục là chuẩn lắp ráp, chỉnh định độ lệch tâm (SAG) và gãy khúc (GAP) tại các mặt bích này có giá trị càng bé càng tốt (tốt nhất là bằng 0)

Quan điểm này có một số hạn chế sau:

- Chưa để ý đến tự trọng của bản thân hệ trục

- Chưa để ý đến việc phân bố tải trọng tại các gối, nhất là gối sau của trục chân vịt

Do các hạn chế này mà làm cho tuổi thọ của cặp bạc- trục ngắn: bạc và trục mòn nhanh, nhiều trường hợp dẫn đến sự cố

Quan điểm định tâm tiên tiến hiện nay là theo phương pháp tải trọng

Vấn đề định tâm theo tải trọng đã được các xuởng đóng tàu tiên tiến trên thế giới thực hiện từ những năm 1970 Tại Việt Nam chúng ta chỉ thực hiện lần đầu tiên trong đóng mới con tàu Vĩnh Thuận 6.500T theo thiết kế của KITADA

Hiện nay toàn bộ các tàu hàng cỡ lớn có thiết kế của nước ngoài đã và đang đóng tại các nhà máy đóng tàu lớn thuộc VINASHIN đều thực hiện định tâm hệ trục theo phương pháp

tải trọng (Các loạt tàu 6.500T, 8.700T, 9.200T, 12.500T, 13.500T, 15.000T, 610TEU, 1.700TEU, NOMA, 22.500T, 34.000T, 53.000T, 100.000T)

2 Sử dụng epoxy resin làm căn cho M/E

Trước khi sử dụng epoxy resin làm căn cho máy chính (M/E) và máy đèn (G/E), người ta

sử dụng các căn nêm thép để điều chỉnh độ cao thấp giữa M/E và đường trục, giữa G/E và

động cơ điện

Việc chế tạo các căn nêm thép đòi hỏi những thợ bậc cao, đòi hỏi rất nhiều thời gian để chế tạo một bộ căn, thông thường phải tốn một vài tuần lễ (Ví dụ loạt tàu 6.500T sử dụng căn nêm thép, mặc dù toàn bộ phôi của căn thép được nhập đồng bộ với M/E, các kích thước của căn đã được chế tạo tương đối chính xác, chúng ta chỉ còn việc gia công tinh và

rà căn thì một tổ thợ cũng phải thực hiện trong khoảng 02 tuần lễ) Mặt khác trong quá trình lắp ráp phải thực hiện nhiều bước kiểm tra và gia công sửa lại liên quan đến nhiều bên như: Chủ tàu, nhà máy đóng tàu, nhà chế tạo máy, đăng kiểm

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và những đòi hỏi của sản xuất, một loại vật liệu mới đã ra đời và dần thay thế cho căn thép, đó là epoxy resin mà ta quen gọi là chock-fast hoặc căn nhựa

Trong ngành công nghiệp đóng tàu thế giới, epoxy resin đã được sử dụng từ những năm

đầu của thập kỷ 70 để làm căn cho M/E, sau này mở rộng sang là làm căn cho máy đèn, các bơm, các máy móc tời neo trên mặt boong, mối ghép giữa ống bao và sống đuôi Càng ngày epoxy resin càng được các nhà máy đóng tàu và các chủ tàu ưa chuộng do nhiều tính chất ưu việt của nó:

• Do tính điền đầy tốt vào không gian giữa hai bề mặt lắp ghép của mối ghép nên khi sử

dụng nó người ta không cần rà ăn khớp giữa các bề mặt lắp ghép, điều này làm giảm rất nhiều thời gian và công lao động

• Giảm số lượng bu lông tinh hoặc Không cần sử dụng các bu lông tinh nên giảm nhiều

về giá thành và thời gian

Khi sử dụng epoxy resin phối hợp với các căn nêm ở hai bên trái phải của M/E (side stopper) và phía đầu bánh đà của M/E (end stopper), các nhà chế tạo máy chính đã:

Thay thế dần các bu lông tinh (reamer bolt) bằng các bu lông thường (loose bolt): khoảng

1/4 bu lông tinh và 3/4 bu lông thường (LH46L, LH46LA: Tỉ lệ tinh/thô = 8/22; 6UEC50LA; 6UEC50LS; 6UEC52LA; 6UEC52LS: Tỉ lệ tinh/thô = 16/44; 4ZAL40S: Tỉ

lệ tinh/thô = 4/22)

Hoặc sử dụng toàn bộ bu lông thường: Dùng cho các loạt tàu (13.500T: 7S35MC;

NOMA: 6UEC33LS; BV: 7UEC45LA; 34.000T: 6S46MC-C; 53.000T: 6S50MC-C; 100.000T: 6S 60MC-C)

• Tính ổn định của mối ghép cao do diện tích tiếp xúc của mối ghép lớn Điều này rất

quan trọng, thực tế cho thấy căn epoxy resin đã tồn tại suốt cả đời con tàu mà không cần

đổ lại

Đối với ngành công nghiệp đóng tàu nước ta, epoxy resin được sử dụng làm căn cho M/E

và liên kết ống bao cho loạt tàu 11.500T và sau này là cho hầu hết các tàu hàng cỡ lớn mua thiết kế của nước ngoài đã và đang được đóng tại các nhà máy đóng tàu như: Bạch

Đằng, Hạ Long, Phà Rừng, Bến Kiền, Nam Triệu (Các loạt tàu: 8.700T; 11.500T; 13.500T; 15.000T; 22.500T; 34.000T; 53.000T; 100.000T; 6.500T oil/chemical tanker)

3 Vấn đề mối ghép của tổ hợp sống đuôi - ống bao - bạc trong ống bao

Trên các tàu hàng cỡ lớn thường sử dụng một số hình thức lắp ghép giữa bạc, ống bao và sống đuôi Mặt khác tuỳ thuộc điều kiện công nghệ của từng nhà máy mà vấn đề lắp bạc trong ống bao có thể khác nhau:

- Bạc và ống bao được lắp chặt thành tổ hợp, sau đó tổ hợp bạc- ống bao được lắp chặt vào sống đuôi sau khi đã doa sống đuôi (Hệ 6.500T, 8.700 T, NOMA số 1,2,3)

- Bạc và ống bao được lắp chặt thành tổ hợp, sau đó tổ hợp bạc- ống bao được ghép với sống đuôi thông qua epoxy resin (Hệ 11.500T, 13.500T, 15.000T, 34.000T, 53.000T)

- Sống đuôi liền khối với ống bao, sau khi căng tâm và doa ống bao, tiến hành lắp chặt bạc vào ống bao (các loạt tàu 46.000T Product Tanker, 32.000T Chemical Tanker tại Shin Kurushima Dockyard - Nhật Bản; 6.500T tại Phà Rừng)

- Sống đuôi liền khối với ống bao Bạc được ghép với ống bao thông qua epoxy resin (22.500T, 100.000T)

4 Vấn đề mối ghép không then

Mối ghép truyền thống cho cặp lắp ghép trục chân vịt- chân vịt là mối ghép có then Nhược điểm cơ bản nhất của mối ghép này là gây tập trung ứng suất tại chân rãnh then, phát triển vết nứt tại đây và nhiều trường hợp gây sự cố cho tàu

Phương pháp tiên tiến hiện nay là sử dụng mối ghép không then So với mối ghép có then thì mối ghép không then có 03 ưu điểm cơ bản sau:

- Giảm kích thước trục chân vịt và chi phí gia công chi tiết do giảm chi phí cho việc gia công then và rãnh then là những chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao trong gia công;

- Tránh được những sự cố do hiện tượng tập trung ứng suất tại rãnh then;

- Có độ tin cậy cao trong thực tế khai thác

Các chủ tàu khi đặt hàng đóng mới tàu hàng cỡ lớn đã dần lựa chọn sử dụng chân vịt không then Tại các nhà máy đóng tàu lớn trong VINASHIN, số lượng tàu đóng mới sử dụng mối ghép này đang nhiều lên (VINASHIN SUN, VINASHIN STAR, VINASHIN SKY, VINASHIN SEA, 34.000T, 53.000T, 100.000 T )

5 Vấn đề lắp ráp hệ trục

Đặc điểm của hệ trục tàu cỡ lớn là buồng máy đặt ở đuôi tàu, hệ trục bao gồm từ 2 đến 3

đoạn trục: 1 trục chân vịt và 1 đến 2 đoạn trục trung gian Trục chân vịt có bích rèn liền ở phía nối với trục trung gian và phần côn ở phía liên kết với chân vịt, có 1 đến 2 gối trục

đặt trong ống bao Mỗi đoạn trục trung gian có bích rèn liền ở cả 2 đầu và có 01 gối trục Thường sử dụng vật liệu white metal cho các gối trục chân vịt và gối trục trung gian, bôi trơn bằng dầu nhờn Liên kết giữa trục trung gian và trục chân vịt dùng bích liền Sử dụng

chân vịt bước cố định, mối ghép giữa trục chân vịt và chân vịt có thể là mối ghép có then hoặc mối ghép không then

Đặc điểm của quá trình lắp ráp là trục chân vịt được lắp từ trong tàu ra, thứ tự lắp ráp là lắp đuổi từ phía trục chân vịt- trục trung gian- máy chính

1.1.2 Các vấn đề của hệ trục tàu dầu 100.000T

1 Giới thiệu hệ trục- Máy chính

Máy chính có các thông số sau:

- Kiểu máy MAN B&W 6S60MC-C

- MCO 13560 kW tương ứng với vòng quay 105vòng/phút

Hệ trục của tàu 100.000T bao gồm 03 đoạn trục: 01 trục chân vịt và 02 đoạn trục trung gian

Đoạn trục trung gian bao gồm 02 đoạn trục có bích rèn liền ở cả 02 đầu có độ dài lần lượt

là 5400 và 6200 có đường kính 515

Chân vịt D = 7,2m, số cánh N = 5, bước cánh tại 0,7R = 0,6699

2 Các đặc điểm cơ bản của hệ trục tàu 100.000T

a) Hệ trục tương đối cứng so với các tàu hàng thông thường

- Bố trí truyền động là truyền động trực tiếp: M/E dẫn động trực tiếp hệ trục, không thông qua hộp số hoặc li hợp

- M/E là loại hai thì thấp tốc công suất lớn- Đặc điểm hệ trục tương đối cứng: Trục chân vịt (L = 9605mm, D = 615mm); Trục trung gian 1 (L =5400mm, D =515mm); Trục trung gian 2 (L =6200mm, D = 515mm)

- Kết cấu thân tàu mềm :Loa = 245m; B = 43m; H = 20m

Với kết cấu như nêu ở trên, nếu so với các tàu hàng thông thường thì hệ trục được coi là cứng và không tương thích với độ mềm dẻo của thân tàu Do vậy hệ trục trở nên nhạy cảm với sự thay đổi của biến dạng vỏ tàu

Các đặc điểm này dẫn tới các đặc trưng của việc định tâm hệ trục loại tàu này như sau: 1) Sự thay đổi lớn của kết quả định tâm do một sự thay đổi nhỏ của Offset các bạc

2) Sự không tương thích giữa độ mềm dẻo của thân tàu (Flexible hull girder structure) với

độ cứng của hệ trục (rigid propulsion shafting)

Từ các đặc trưng này đưa tới các lưu ý đặc biệt cho quá trình định tâm tàu này

Bản thân điều kiện để căng tâm đối với tàu hàng thông thường đã đòi hỏi các điều kiện phải hoàn thành trước khi có thể tiến hành căng tâm, ví dụ điều kiện để có thể tiến hành quá trình căng tâm chỉ khi các tổng đoạn phần đuôi và phần giữa tàu phải được lắp và hàn hoàn chỉnh, các trang thiết bị có khối lượng lớn phải được đặt đúng vị trí trước khi tiến hành căng tâm

Đối với tàu 100.000T các điều kiện này còn phải đòi hỏi cao hơn trước khi cho phép căng tâm: Toàn bộ phần thân tàu từ mặt boong chính trở xuống phải hoàn thiện và đã đăng kiểm xong; Tất cả các thiết bị nặng phải được đặt hoàn chỉnh đúng vị trí

b) Hệ trục tương đối khác so với hệ trục của các aframax khác

Một điều khác biệt nữa của hệ trục tàu dầu 100.000T thiết kế 8239-PT (CTO) so với các thiết kế của các tàu dầu aframax khác (ví dụ thiết kế 107.000T của IMABARI Shipyard.Co; 104.000T của Shin Kurushima Dockyard.Co) là tàu có hai đoạn trục trung gian và trục chân vịt chỉ có một gối sau

Xét về mặt độ mềm dẻo thì ý đồ của người thiết kế là làm cho độ mềm dẻo của hệ trục tăng lên cho tương thích với kết cấu mềm dẻo của thân tàu ưu điểm của việc bố trí 01 bạc cho trục chân vịt là:

c) Tính toán định tâm hệ trục tương đối khác so với các bảng tính định tâm khác

Các bảng tính định tâm được tính toán trong tình trạng tàu nổi và chân vịt chìm hoàn toàn trong nước, đây là điều khác biệt so với các tính toán định tâm thông thường

Đối với các tàu thông thường, ví dụ cho loạt tàu 6.500T,12.500T, 22.500T các bảng tính thường cho điều kiện tàu nổi và chân vịt chìm 1/2 trong nước, điều này tạo điều kiện dễ dàng cho nhà máy vì khi tàu vừa hạ thuỷ, thông thường mớn nước tàu chìm 1/2 của chân vịt

Trong bảng tính của CTO (8239- PT / 401- 41- 43), qui định chân vịt ngập hoàn toàn,

điều này phải được lưu ý trong quá trình định tâm Chúng ta phải dùng hệ thống nước dằn

3 Phương pháp định tâm hệ trục

Tàu dầu 100.000T được tính toán định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng Nhưng có

một đặc điểm khác biệt so với các tàu hàng khác là việc kết nối các đoạn trục chân vịt- trục trung gian 1- trục trung gian 2 không trên cơ sở SAG-GAP mà trên cơ sở tải trọng của gối trục trung gian 1 và trục trung gian 2 Trong quá trình lắp ráp hệ trục, thực hiện

03 lần kiểm tra tải trọng cho các gối đỡ của hệ trục-máy chính: Kiểm tra khi kết nối trục trung gian 1 và trục trung gian 2; Kiểm tra khi kết nối toàn bộ hệ trục-máy chính; Kiểm tra ngay sau khi thử đường dài

4 Căn cho M/E

Tàu 100.000T sử dụng căn cho M/E là epoxy resin

MAN B&W MR02-1924-0 (11- 019667)- Arr epoxy chock

5 Mối ghép của tổ hợp sống đuôi- ống bao- bạc trong ống bao

Kết cấu của tổ hợp này sống đuôi liền khối với ống bao, thực hiện lắp bạc vào ống bao bằng epoxy resin

Kết cấu tổ hợp bạc- sống đuôi tàu 100.000T

Tổ hợp bạc được ghép với sống đuôi thông qua epoxy resin: Trước khi lắp ghép bạc vào sống đuôi, nếu phần gia công sống đuôi chưa đạt, tiến hành doa sống đuôi để đạt độ trụ và

đạt chiều dày của epoxy resin =14mm Tổ hợp bạc được ghép với sống đuôi theo hướng

từ ngoài tàu vào Sử dụng 04 bu lông tăng chỉnh để điều chỉnh tâm của tổ hợp theo đường tâm lý thuyết khi căng tâm

6 Mối ghép giữa trục chân vịt và chân vịt

Mối ghép giữa trục chân vịt và chân vịt là mối ghép không then

7 Vấn đề lắp ráp hệ trục

Phương án lắp ghép hệ trục là theo quan điểm lắp đuổi Thứ tự lắp ráp là: Trục chân vịt-

Kết cấu mối ghép trục chân vịt- chân vịt tàu 100.000T

1.1.3 Các yêu cầu của qui phạm liên quan

Tàu dầu 100.000T là tàu mang lưỡng cấp VR/ABS nên trong toàn bộ quá trình thiết kế và duyệt thiết kế, giám sát các qui trình công nghệ trong đóng mới đều phải thoả mãn các Qui phạm của cả hai tổ chức này

1 Vấn đề định tâm đường trục

Các Qui phạm của VR và ABS đều đưa ra các yêu cầu đối với phương pháp định tâm theo tải trọng về các mặt như: tài liệu trình duyệt, các kết quả tính toán, qui trình định tâm Qui định 6.2.13 đã sửa đổi 3: 2007 (Qui phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép- TCVN 6259- 3: 2003) đã nêu yêu cầu về định tâm hệ trục theo quan điểm này:

“ Đối với hệ lực đẩy chính có trục chân vịt bôi trơn bằng dầu với đường kính không nhỏ hơn 400mm, việc tính toán định tâm hệ trục phải được thực hiện và trình duyệt bao gồm mô men uốn, tải trọng ổ đỡ, đường cong độ võng của trục.”

Qui định 6.3.2 đã sửa đổi 3: 2007 (Qui phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép- TCVN 6259- 3: 2003) cũng nêu yêu cầu về kiểm tra định tâm hệ trục:

“ Đối với hệ lực đẩy chính (trừ các hệ thống đẩy kiểu phụt hoặc hệ đẩy kiểu xoay), việc kiểm tra xác nhận định tâm đường trục phải được thực hiện phù hợp với các yêu cầu cụ thể do Đăng kiểm qui định”

Qui định 4-3-2/7.3 của Qui phạm ABS “Rules for Building and Classing Steel Vessels” cũng nêu ra những yêu cầu tương tự

“In general, shaft alignment calculations and a shaft alignment procedure are to be submitted for reference Specifically, they are to be submitted for review for the following alignment-sensitive type of installations:

i) Propulsion shafting of diameter larger than 400 mm (15.75 in.)

ii) Propulsion shafting with reduction gears (refer to 4-3-1/1.5 of the ABS Rules for Building and Classing Steel Vessels) where the bull gear is driven by two or more ahead

pinions

iii) Propulsion shafting with power take-off or with booster power arrangements

iv) Propulsion shafting for which the tail shaft bearings are to be bored sloped

The alignment calculations are to include bearing reactions, shear forces and bending moments along the shafting, slope boring details (if applicable) and detailed description

of the alignment procedure

The alignment calculations are to be performed for theoretically aligned cold and hot conditions of the shaft with specified alignment tolerances

Calculations are to be performed for the maximum allowable alignment tolerances and are to show that:

• Bearing loads under all operating conditionsare within the acceptable limits specified

by the bearing manufacturer

• Bearing reactions are always positive (i.e., supporting the shaft)

association with other stresses in the shaft

• Forces and moments on propulsion equipment are within the limits specified by the machinery manufacturers

In general, if calculated relative misalignment slope between the shaft and the tail shaft bearing is greater than 0.3 ⋅ 10-3 rad, then consideration is to be given to reducing the relative misalignment slope by means of slope boring or bearing inclination “

2 Vấn đề mối ghép không then

Các Qui phạm của VR và ABS đưa ra các yêu cầu tương tự nhau về các mặt: Vật liệu sử dụng cho mối ghép; Các thông số hình học của mối ghép; Điều kiện tiếp xúc của mối ghép; Các chiều dài lắp ép tối thiểu và tối đa…

- Giới hạn độ côn của trục chân vịt không vượt quá 1/15;

- Hệ số ma sát biểu kiến của cặp lắp ghép sử dụng trong các công thức có giá trị à = 0,13

đối với vật liệu của củ chân vịt là hợp kim của đồng và phương pháp lắp ép bằng thuỷ lực;

- Hệ số chống trượt ở 35oC = 2,8;

- Các trạng thái nhiệt độ giới hạn là 0oC và 35oC

- Bề mặt tiếp xúc côn chân vịt phải đạt độ bóng cao và diện tích tiếp xúc tối thiểu phải > 70% diện tích tính toán lý thuyết nhưng không được có các vùng không tiếp xúc liên tục xung quanh chu vi hoặc kéo dài theo chiều dọc côn

- Qui định độ dài dịch chuyển của củ chân vịt so với trục chân vịt: Độ dài dịch chuyển

được giới hạn dưới bởi Độ dài lắp ép tối thiểu và giới hạn trên bởi Độ dài lắp ép tối đa

qua xem xét đồng thời cả yêu cầu truyền lực và đảm bảo độ bền của cặp lắp ghép

1.2 khảo sát tình hình công nghệ lắp ráp hệ trục tại các xưởng

đóng tàu nước ngoài và đánh giá tình hình công nghệ trong nước

1.2.1 Tình hình công nghệ lắp ráp hệ trục tại các xưởng đóng tàu nước ngoài

Hiện nay trên các xưởng đóng tàu lớn của thế giới mà tập trung chủ yếu là tại 3 quốc gia: Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc đang thực hiện một quá trình cải tiến và áp dụng các công nghệ mới có những tiêu chuẩn chung

Các cải tiến và sử dụng các công nghệ tiên tiến nhằm vào hai mục tiêu chính là: Nâng cao độ tin cậy và đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác tàu; Giảm công lao động và đẩy nhanh tiến độ đóng tàu

Một trong những giai đoạn của toàn bộ quá trình công nghệ đóng tàu mà các cải tiến này nhằm vào là quá trình lắp ráp hệ trục và M/E Điều này thể hiện trên các mặt: Thiết kế, Công nghệ

Về mặt thiết kế:

Một mặt, các thiết kế đều có xu hướng đơn giản hoá hệ trục:

Thường áp dụng đường trục đơn, có nghĩa là một máy chính lai một chân vịt; Sử dụng máy chính thấp tốc dưới 200v/phút và thực hiện truyền động trực tiếp; Hệ trục thường chỉ bao gồm một trục chân vịt và một đoạn trục trung gian; Kết nối giữa các trục thường dùng bích liền (Các bích rời- Tuốc tô hầu như không sử dụng); Thường dùng chân vịt bước cố định (Chân vịt biến bước chỉ dùng cho một số tàu, ví dụ tàu chở container);

Mặt khác, các thiết kế ngày càng áp dụng các thành tựu mới nhất của KHKT vào công nghiệp đóng tàu:

Mối ghép giữa trục chân vịt và chân vịt đang sử dụng mối ghép không then dần thay thế mối ghép có then; Sử dụng Epoxy resin làm căn cho máy chính và cho liên kết tổ hợp bạc trục chân vịt- ống bao- sống đuôi; Thiết kế định tâm hệ trục theo quan điểm tải trọng trên gối

đỡ

Rất nhiều thiết kế tàu hiện đại ngày nay đang có xu hướng sử dụng trục chân vịt loại 1C: có nghĩa là trục chân vịt loại 1, ổ đỡ trong ống bao được bôi trơn bằng dầu, định tâm theo phương pháp tải trọng trên ổ đỡ, có hệ thống kiểm soát chất lượng dầu bôi trơn (Monitoring system of sterntube bearing and oil sealing device)

Việc sử dụng trục chân vịt loại 1C nâng cao độ tin cậy của hệ trục và có lợi về mặt hiệu quả khai thác tàu sau này Theo Qui phạm của các tổ chức phân cấp thì định kỳ rút trục chân vịt loại này có thể kéo dài tới 10 năm hoặc hơn nữa (Thay cho là 5 năm đối với trục 1B hoặc 3 năm với trục 1A)

Về mặt Công nghệ

Căng tâm:

Thường sử dụng căng tâm bằng các phương pháp tiên tiến: Quang học, Laze

So với phương pháp căng tâm bằng dây thì ưu điểm của các phương pháp này là tốn ít thời gian, giảm sai số và giảm được một số bước công nghệ

Bu lông liên kết giữa các đoạn trục:

Sử dụng 100% bu lông tinh cho các liên kết giữa các đoạn trục và giữa trục trung gian và máy chính Vấn đề này trước kia gặp khó khăn trong vấn đề công nghệ, vì thế thường chỉ qui

định là 1/2 số lượng bu lông liên kết trên một cặp bích nối phải là bu lông tinh

Do sự tiến bộ của các máy gia công cắt gọt, đặc biệt là các máy NC, CNC nên việc gia công chính xác đã trở nên dễ dàng

Vấn đề về công nghệ được giải quyết như sau: Đối với mặt bích liên kết giữa các đoạn trục thì được chế tạo và doa đồng bộ; Đối với mặt bích liên kết giữa trục trung gian và M/E thì nhà máy chế tạo trục trung gian sẽ chế tạo các lỗ bu lông theo dưỡng mặt bích của M/E do hãng chế tạo M/E gửi xuống Khi lắp ráp M/E và trục trung gian sẽ đo trực tiếp kích thước các lỗ và chế tạo bu lông tinh

Như đã nói ở trên, khả năng gia công chính xác đã đạt đến rất cao nên ngày nay người ta đã chế tạo các bu lông chính xác có thể lắp lẫn hoàn toàn thay cho việc lắp theo từng cặp lỗ Các

bu lông tinh thường để độ dôi khoảng 0,01- 0,03mm và sử dụng phương pháp lắp lạnh

Bu lông chân bệ:

Đối với các bu lông chân bệ máy, đang hạn chế sử dụng bu lông tinh cho liên kết chân máy chính và bệ máy và nhiều động cơ đã không dùng bu lông tinh cho mối liên kết này: Các máy của MITSUBISHI sử dụng 1/4 bu lông tinh Các máy chính gần đây của MAN- B&W

đã bỏ hoàn toàn bu lông tinh (Loại *SMC- C)

Vấn đề lực cắt sẽ do các căn nêm hai cạnh và căn nêm đầu máy phụ trách

Việc sử dụng bu lông thô thay thế cho bu lông tinh trong mối ghép này giảm được rất nhiều việc doa đồng bộ lỗ bu lông chân bệ và lỗ bu lông chân máy như trước kia Thay vào đó người ta khoan sẵn lỗ bu lông chân máy tại nhà máy chế tạo M/E đến kích thước hoàn thiện

Đối với lỗ bu lông chân máy, sau khi căng tâm xong người ta tiến hành khoan toàn bộ các lỗ

bu lông chân máy đến kích thước hoàn thiện trước khi đặt M/E xuống bệ Việc này làm giảm rất nhiều công lao động cũng như đẩy nhanh tiến độ đóng tàu

Đối với bệ máy:

Trước kia nguyên tắc phân tổng đoạn thường không cho phép đường phân tổng đoạn cắt ngang qua bệ máy Hiện nay do tiến bộ trong công nghệ hàn, mặt khác do sử dụng epoxy resin thay cho hệ thống căn thép nên không đưa ra yêu cầu này

Thực tế rất nhiều thiết kế công nghệ hiện nay đã phân chia tổng đoạn cắt ngang qua bệ máy Điều này cho phép sử dụng hữu hiệu các tờ tôn vỏ bao

Vấn đề định tâm:

Hiện nay các xưởng đóng tàu tiên tiến trên thế giới đều đã thực hiện định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng Việc định tâm có thể thực hiện ngay trên ụ khô hoặc sau khi tàu đã hạ thuỷ Thông thường việc định tâm thường thực hiện sau khi hạ thuỷ tàu

Ví dụ qui trình định tâm tại Shin Kurushima Dockyard (SKD) như sau:

Việc căng tâm, lắp đặt M/E, lắp ráp hệ trục và chân vịt thực hiện trên ụ khô Sau khi hoàn tất việc lắp chân vịt và các bộ làm kín, tiến hành cố định tạm thời M/E và cố định trục chân vịt, tiến hành hạ thuỷ tàu

Qui trình định tâm bao gồm các bước cơ bản sau:

- Thực hiện điều chỉnh trục trung gian trên các giá đỡ tạm thời để đạt các giá trị SAG, GAP giữa trục chân vịt và trục trung gian

- Thực hiện điều chỉnh M/E bằng các bu lông điều chỉnh và kích thuỷ lực để đạt các giá trị SAG, GAP giữa trục trung gian và máy chính (M/E), đồng thời đạt được độ co bóp của M/E

- Cố định M/E bằng các bu lông chân bệ (foundation bolt), các căn nêm cạnh (side stopper)

và căn nêm cuối máy (end stopper)

- Tiến hành đổ căn nhựa (chock fast) cho M/E

- Kiểm tra độ cứng của căn nhựa

- Tiến hành xiết bu lông chân bệ M/E

- Kiểm tra lại các giá trị SAG, GAP giữa trục trung gian và M/E

- Đăng kiểm kiểm tra: Các giá trị SAG, GAP giữa trục chân vịt và trục trung gian; Các giá trị SAG, GAP giữa trục trung gian và M/E

- Tiến hành lắp các bu lông tinh liên kết giữa trục trung gian và M/E, giữa trục chân vịt và trục trung gian

- Kiểm tra phản lực bạc đỡ tại các gối đỡ theo bảng tính định tâm: Bạc trước trục chân vịt, bạc trục trung gian, 02 bạc sau cùng của M/E

- Chế tạo căn thép cho gối đỡ trục trung gian

1.2.2 Tình hình công nghệ lắp ráp hệ trục tại các nhà máy đóng tàu trong nước

Trong xu hướng chung của sự phát triển ngành đóng tàu thế giới Các nhà máy đóng tàu thuộc VINASHIN cũng đang áp dụng mạnh mẽ các công nghệ tiên tiến như đã nói ở trên Mặt khác, do các thiết kế gần đây là mua của nước ngoài, ví dụ các thiết kế của Nhật Bản, Hàn Quốc, Ba Lan, Trung Quốc Các thiết kế này đã đưa các tiến bộ kỹ thuật vào nên việc

sử dụng các cải tiến trên trở thành bắt buộc

Hiện nay toàn bộ các tàu hàng cỡ lớn có thiết kế của nước ngoài đã và đang đóng tại các nhà máy đóng tàu lớn thuộc VINASHIN đều thực hiện định tâm hệ trục theo phương pháp tải trọng

Trong quá trình thực hiện các công nghệ mới đã có nhiều vấn đề phát sinh do chúng ta chưa hiểu cặn kẽ vấn đề

- Qui trình định tâm hệ trục theo tải trọng trên ổ đỡ

- Qui trình công nghệ lắp ép chân vịt không then

- Vấn đề độ dôi của cặp lắp ghép bạc- ống bao, độ lớn lực ép bạc vào ống bao

- Vấn đề chỉnh định bạc đỡ khi sử dụng bạc lệch tâm: Thông thường các nhà chế tạo đã chế tạo sẵn một vành điều chỉnh

- Qui trình đổ epoxy resin cho tổ hợp bạc- ống bao trong sống đuôi: Khi đổ epoxy resin cho mối ghép này cần lưu ý đến khả năng có thể xảy ra hiện tượng gây rỗng trong lòng khối ghép

1) Nhà máy đóng tàu Bạch Đằng:

Đây là nhà máy sử dụng sớm nhất và thành công nhất các vấn đề kỹ thuật mới đặt ra

- Ngay từ năm 1999 khi thực hiện tàu 6.500T (Vĩnh Thuận) đầu tiên do KITADA Ship Design Co.,Ltd thiết kế và Đăng kiểm Nhật Bản (NK) cùng Đăng kiểm Việt Nam (VR) giám sát kỹ thuật Nhà máy đã thực hiện việc định tâm hệ trục theo tải trọng lần đầu tiên ở Việt Nam

Cũng tại con tàu này, công nghệ ép chặt tổ hợp ống bao- bạc trong ống bao vào sống đuôi đã thực hiện thành công

- Năm 2003 khi thực hiện đóng mới tàu 11.500 T (VINASHIN SUN) cũng do KITADA Ship Design Co.,Ltd thiết kế, nhà máy đã thực hiện việc lắp ép chân vịt không then trong đóng mới lần đầu tiên ở Việt Nam

Cũng tại con tàu này, công nghệ lắp ghép tổ hợp ống bao- bạc trong ống bao vào sống đuôi thông qua epoxy resin đã thực hiện thành công

- Việc sử dụng epoxy resin làm căn cho M/E cũng đ−ợc sử dụng lấn đầu cho tàu VINASHIN SUN

- Việc lắp lạnh các bu lông tinh cho mối ghép giữa các mặt bích liên kết giữa trục chân vịt- trục trung gian, giữa trục trung gian - M/E đ−ợc thực hiện lần đầu cho con tàu Vĩnh Thuận

- Việc sử dụng bạc lệch tâm cho bạc trục chân vịt đ−ợc thực hiện lần đầu tiên cho con tàu 22.500T (FALCON)

- Việc sử dụng các căn nêm chèn cạnh và căn nêm đầu máy thay cho việc sử dụng bu lông tinh cho liên kết giữa chân máy và bệ máy đ−ợc sử dụng lấn đầu cho tàu VINASHIN SUN (Máy chính MAN- B&W 7S35MC)

2) Nhà máy đóng tàu Hạ Long

Là nhà máy thực hiện các công nghệ mới sau nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, nh−ng lại khá tập trung trên con tàu VINASHIN STAR, bao gồm các công nghệ:

- Định tâm hệ trục theo tải trọng trên ổ đỡ

- Lắp ép chân vịt không then

- Sử dụng epoxy resin làm căn cho M/E

- Sử dụng epoxy resin cho mối ghép tổ hợp ống bao- bạc ống bao với sống đuôi

- Sử dụng các căn nêm thay cho các bu lông tinh chân bệ máy

Đặc biệt là khi thực hiện đóng mới loạt tàu 53.000T, đã tập trung hầu nh− tất cả các công nghệ mới của hệ trục tàu hiện đại

3) Nhà máy đóng tàu Bến Kiền

Một số công nghệ mới đã đ−ợc thực hiện khi đóng các loạt tàu 6.500T, 540TEU, 8.700T :

- Định tâm hệ trục theo tải trọng trên ổ đỡ

- Sử dụng epoxy resin làm căn cho M/E

4) Nhà máy đóng tàu Nam Triệu

Là nhà máy thực hiện các công nghệ mới sau nhà máy đóng tàu Bạch Đằng, Nh−ng lại rất tập trung hầu nh− tất cả các công nghệ mới của hệ trục tàu hiện đại trong loạt tàu 53.000T

sử dụng thiết bị laze cho căng tâm hệ trục tàu 34.000T

Nghiªn cøu c«ng nghÖ l¾p r¸p hÖ trôc tµu chë dÇu th«

100.000T

Ch−¬ng II - Nghiªn cøu qui tr×nh c«ng nghÖ c¨ng t©m ®−êng

trôc

H¶i Phßng 2008

Chương II: nghiên cứu qui trình công nghệ căng tâm đường trục

2.1 nghiên cứu các phương pháp căng tâm đang áp dụng tại các nhà máy đóng tàu trên thế giới

2.1.1 Khái niệm chung về quá trình căng tâm

2.1.1.1 Đường tâm lí thuyết của hệ trục tàu thuỷ

Đường tâm lý thuyết của hệ trục là đường tâm hệ trục xác định trong bản vẽ thiết kế, đường

tâm lý thuyết này sẽ được sử dụng như một đường tham chiếu trong quá trình định tâm hệ trục Mục đích của quá trình căng tâm đường trục là xác định đường tâm lí thuyết Trên cơ sở

đường tâm lý thuyết đã xác định, tiến hành chuyển tâm lên các vị trí cơ sở: các vị trí ở hai

đầu sống đuôi Từ đó lấy chuẩn để tiến hành doa sống đuôi hoặc doa ống bao (trường hợp lắp chặt), chỉnh định ống bao hoặc bạc (trường hợp dùng epoxy resin)

Khái niệm đường tâm lý thuyết của hệ trục tàu thuỷ

2.1.1.2 Yêu cầu về điều kiện có thể tiến hành căng tâm

Nhằm mục đích tránh gây biến dạng vỏ tàu sau khi đã thực hiện căng tâm làm sai lệch kết quả đã đạt được thì điều kiện để có thể tiến hành căng tâm là:

- Các phần kết cấu thân tàu ở vùng đuôi, đặc biệt trong khu vực sẽ lắp đặt hệ trục- máy chính phải được lắp và hàn hoàn chỉnh Các két vùng đuôi đã được thử theo yêu cầu

- Các thiết bị có khối lượng lớn (máy đèn, nồi hơi) đã được đặt vào vị trí đúng của chúng khi làm việc, trường hợp chưa lắp được phải đặt các vật nặng có khối lượng tương đương thay thế

- Bệ máy đã được hoàn thành, kiểm tra đạt tiêu chuẩn

Để giảm ảnh hưởng do nhiệt đối với các phần của thân tàu, mặt khác tránh được mọi rung

động có thể gây nhiễu trong quá trình căng tâm, thời điểm căng tâm thường chọn vào lúc sáng sớm, các công việc khác đang dừng

2.1.1.3 Yêu cầu về tài liệu cần thiết

Bản vẽ bố trí chung hệ trục và các bản vẽ liên quan

Bảng tính định tâm hệ trục

Quy trình căng tâm đường trục

2.1.1.4 Qui trình căng tâm đường trục tổng quát

1) Kiểm tra các điều kiện để có thể tiến hành căng tâm đường trục được hay chưa

2) Lập giá ngắm tại phía vách trước E/R để thiết lập điểm chuẩn thứ nhất: tại vị trí này ta lập giá đỡ dây (trong phương pháp căng dây) hoặc giá đỡ ống ngắm, máy phát tia laze (trong phương pháp quang học hoặc laze)

3) Thiết lập độ cao của tâm giá đỡ dây hoặc tâm ống ngắm, độ cao này thông thường lấy theo cao độ đường tâm trục so với đường cơ bản trong bản vẽ bố trí trục

4) Điều chỉnh các vị trí của giá đỡ dây hoặc các đích ngắm cho trùng tâm với ống ngắm hoặc cao độ của dây thép (đã tính cả độ võng dây)

5) Sau khi đã thiết lập được đường tâm lí thuyết, mời các bên liên quan: Chủ tàu, đăng kiểm xác nhận kết quả

6) Chuyển đường tâm lên các đích cơ sở để sử dụng trong quá trình doa và chỉnh tâm sau này 7) Kết thúc căng tâm