Nghiên cứu thiết kế, chế tạo phao báo hiệu ĐTNĐ bằng vật liệu composite

Mục lục Tóm tắt Tóm tắt nội dung nghiên cứu 5 phần 1 Mở đầu - Tổng quan xây dựng đề tài 7 II Các bước nghiên cứu xây dựng đề cương đề tài 8 IV Kinh phí thực hiện đề tài và nguồn kinh

Bộ giao thông vận tải

Tổng Công ty công nghiệp Tàu thủy Việt nam

Nhà máy đóng tàu Bến Thủy

" nghiên cứu thiết kế, chế tạo

phao báo hiệu ĐTNĐ

danh sách ban chủ nhiệm đề tài

T

T

Họ và Tên Chức vụ - đơn vị công tác Ghi chú

1 KS Phan Đình Thuận Giám đốc

nhà máy Đóng tàu Bến Thủy

Chủ nhiệm

đề tài

2 KS Nguyễn Hữu Khương Phó Giám đốc

nhà máy Đóng tàu Bến Thủy

Phó chủ nhiệm

đề tài

3 KS Nguyễn Đình Đạt Trưởng phòng Kế hoạch - CN

Chuyên viên K phòng KH- CN nhà máy Đóng tàu Bến Thủy

Thành viên

đề tài

4 KS Hoàng Văn Châu Trưởng phòng tổ chức sản xuất

nhà máy Đóng tàu Bến Thủy

Thành viên

đề tài

5 KS Nguyễn Văn Thanh Chuyên viên K phòng KH- CN

nhà máy Đóng tàu Bến Thủy

Thành viên

đề tài

6 KS Võ Đức Tài Chuyên viên K phòng KH- CN

nhà máy Đóng tàu Bến Thủy

8 ThS Phạm Minh Nghĩa Phó Cục trưởng

Cục Đường sông Việt Nam

10 KS Lê Văn Trường Chuyên viên chính phòng KHCN

Cục Đường sông Việt Nam

12 KS Võ Văn Điệp C/v Ban KHCN -Tổng công ty

Công nghiệp tàu thủy Việt nam

Thành viên

đề tài

13 KS Vương Đình Trung Chi Cục trưởng

Chi Cục Đăng kiểm 3 - Nghệ An

Thành viên

đề tài

Mục lục

Tóm tắt Tóm tắt nội dung nghiên cứu 5 phần 1 Mở đầu - Tổng quan xây dựng đề tài 7

II Các bước nghiên cứu xây dựng đề cương đề tài 8

IV Kinh phí thực hiện đề tài và nguồn kinh phí: 9

V Tính toán khả thi thay thế các phao tiêu biển báo đường

sông bằng vật liệu composite

9

Phần II Hiện trạng phao báo hiệu đường thuỷ trên thế giới 12

I Hiện trạng sử dụng các loại phao báo hiệu trên thế giới 12

II Nghiên cứu chế tạo phao báo hiệu đường thuỷ của thế giới 17 III Thực trạng sử dụng các loại báo hiệu ĐTNĐ tại Việt Nam 20

IV Dự báo nhu cầu sử dụng phao báo hiệu trên ĐTNĐ Việt Nam 25 Phần III điều tra đánh giá :

- Hiện trạng vật liệu, công nghệ và thiết bị chế tạo sản phẩm composite của một số đơn vị trong nước

- Khả năng chế tạo phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng v

ật liệu composite của nhà máy đóng tàu bến thuỷ

27

I Đội ngũ cán bộ, công nhân viên trong dây chuyền công nghệ

Composite của nhà máy đóng tàu Bến Thủy

28

Phần IV: Thuyết minh thiết kế phao báo hiệu đường thuỷ nội

địa bằng vật liệu Composite

33

II Tính chọn kích thước : 33 III Các yêu cầu về tính ổn định của phao: 35

IV Quy trình kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa phao báo hiệu

đường thuỷ bằng vật liệu composite

61

Phụ lục Một số biên bản và các văn bản liên quan đề tài 69

Tóm tắt

Phao báo hiệu đường thuỷ là thiết bị quan trọng nhất trong công tác

đảm bảo an toàn giao thông đường thuỷ Từ trước đến nay, Phao báo hiệu

đường thuỷ chủ yếu được làm bằng vật liệu thép, gỗ, nhưng loại vật liệu này có nhược điểm chịu ảnh hưởng của môi trường kém, độ bền thấp, cho nên thường xuyên phải bảo dưỡng, duy tu sửa chữa và thay thế Do đó chi phí cho phao báo hiệu đường thuỷ hàng năm rất lớn, hiệu quả kinh tế không cao

Nhiều năm nay Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ đã triển khai thiết kế, chế tạo thành công các loại tàu thuỷ bằng vật liệu composite như : Tàu kiểm ngư bảo vệ nguồn lợi thuỷ hải sản, tàu chở khách tốc độ cao, tàu du lịch, tàu đánh cá xa bờ, phao cứu sinh …Từ thành công này, nhà máy đã kết hợp với Cục

Đường sông việt Nam xây dựng đề án khả thi: “ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các loại phao báo hiệu đường thuỷ bằng vật liệu composite “ nhằm khắc phục

các nhược điểm, tồn tại của các loại phao bao hiệu hiện nay đang sử dụng và

được Bộ KHCN phê duyệt cho thực hiện đề tài KHCN trên

Sử dụng phao báo hiệu đường thuỷ bằng vật liệu composite sẽ khắc phục được những nhược điểm của các loại phao báo hiệu làm bằng vật liệu gỗ, thép Ưu điểm của vật liệu composite là ít bị ảnh hưởng của môi trường ( chống

hà, mòn và chịu được môi trường khắc nghiệt ) chịu được va đập , thời gian sử dụng lâu dài và có thể chế tạo được nhiều chủng loại khác nhau theo yêu cầu của người sử dụng

Bằng thiết kế tối ưu, đáp ứng được nội dung của đề tài Bộ khoa học công nghệ Quyết định cho Nhà máy đóng tàu Bến Thủy kết hợp với Cục đường sông Việt Nam nghiên cứu sản xuất thử nghiệm Sau 15 tháng thực hiện, đến nay, các loại phao báo hiệu đường thủy bằng vât liệu Composite đã được lắp

đặt, thử nghiệm khai thác hoàn chỉnh với kết quả đạt được như sau:

Tổng số phao chế tạo thử nghiệm: 8 chiếc có màu xanh lục và đỏ

Trong đó : + 2 phao 1.7 m + 2 phao 1.4 m

+ 2 phao 1.2 m + 2 phao 1.0 m

- Chất lượng sản phẩm tốt: chịu va đập, độ ổn định thoả mãn yêu cầu đề

ra, chịu được môi trường khắc nghiệt, thời gian sử dụng lâu dài

- Qui trình chế tạo phao phù hợp với dây chuyền công nghệ Composite của nhà máy nhập từ Cộng hoà Ba Lan

Các thông số kỹ thuật 4 loại phao

1 Phao có đường kính thân phao 1000 mm

Vật liệu chế tạo : Composite FRP

Kiểu phao : Hình trụ

Công dụng : Phao báo hiệu Đường thuỷ nội địa

Đường kính thân phao : 1.000 mm

Chiều cao từ đáy phao đến mút trên tiêu thị : 2.755 mm

Chiều cao từ mặt nước đến mút trên tiêu thị : 1.845 mm

Chiều cao phần nổi trên mặt nước 978 mm ( không kể phần mang tiêu thị ) :

Chiều cao phần nổi của thân phao : 203 mm

Chiều dày lớp composite thân phao : 10 mm Đường kính nắp phao : 500 mm

2 Phao có đường kính thân phao 1200 mm

Vật liệu chế tạo : Composite FRP

Kiểu phao : Hình trụ

Công dụng : Phao báo hiệu Đường thuỷ nội địa

Đường kính thân phao : 1.200 mm Chiều cao từ đáy phao đến mút trên tiêu thị : 3.486 mm Chiều cao từ mặt nước đến mút trên tiêu thị : 2.094 mm Chiều cao từ đáy phao đến mớn nước : 1.392 mm Chiều cao phần nổi trên mặt nước 1.093 mm ( không kể phần mang tiêu thị ) :

Chiều cao phần nổi của thân phao : 244 mm

Chiều dày lớp composite thân phao : 10 mm Đường kính nắp phao : 500 mm

3 Phao có đường kính thân phao 1400 mm

Vật liệu chế tạo : Composite FRP

Kiểu phao : Hình trụ

Công dụng : Phao báo hiệu Đường thuỷ nội địa

Đường kính thân phao : 1.400 mm Chiều cao từ đáy phao đến mút trên tiêu thị : mm Chiều cao từ mặt nước đến mút trên tiêu thị : mm Chiều cao từ đáy phao đến mớn nước : mm Chiều cao phần nổi trên mặt nước 1.326 mm ( không kể phần mang tiêu thị ) :

Chiều cao phần nổi của thân phao : 284 mm Chiều dày lớp composite thân phao : 10 mm Đường kính nắp phao : 500mm

4 Phao có đường kính thân phao 1700 mm

Vật liệu chế tạo : Composite FRP

Kiểu phao : Hình trụ

Công dụng : Phao báo hiệu Đường thuỷ nội địa

Đường kính thân phao : 1700 mm Chiều cao từ đáy phao đến mút trên tiêu thị : 5072 mm Chiều cao từ mặt nước đến mút trên tiêu thị : 2725 mm Chiều cao từ đáy phao đến mớn nước : 2347 mm Chiều cao phần nổi trên mặt nước 1537 mm ( không kể phần mang tiêu thị ) :

Chiều cao phần nổi của thân phao : 345 mm

Chiều dày lớp composite thân phao : 10 mm Đường kính nắp phao : 500 mm

Phần I: mở đầu

Tổng quan nghiên cứu xây dựng đề tài

I Mục tiêu của đề tài

Thiết kế, chế tạo và xây dựng quy trình công nghệ sản xuất các loại phao báo hiệu Đường thuỷ bằng vật liệu Composite nhằm đảm bảo an toàn giao thông Đường thuỷ Việt Nam và từng bước thay thế các loại phao báo hiệu

Đường thuỷ làm bằng thép hiện nay

Ngoài nước:

Phao báo hiệu đường thủy là một trong các thiết bị quan trọng nhất để

đảm bảo an toàn giao thông đường thủy Trước kia phao báo hiệu đường thủy thường được làm từ thép, gỗ, nhưng có nhược điểm là chịu nhiều ảnh hưởng của môi trường nên cần phải bảo dưỡng thường xuyên, chi phí hàng năm cho phao báo hiệu đường thuỷ khá lớn Gần đây, cùng với việc phát triển ứng dụng của các vật liệu mới, vật liệu composite đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực xây dựng, giao thông, và phao báo hiệu đường thủy cũng đã được chế tạo

từ composite Ưu điểm của vật liệu này là ít bị ảnh hưởng của môi trường , chống được hà mòn và chịu được môi trường khắc nghiệt , chịu được va đập, màu sắc giữ được bền lâu ( không bị phai màu ), thời gian sử dụng lâu dài và có thể chế tạo nhiều chủng loại theo yêu cầu của ngành giao thông đường thủy Vì vậy mấy năm gần đây ở nhiều nước trên thế giới phao báo hiệu đường thủy và

đường biển được chế tạo bằng vật liệu composite đã thay thế phao chế tạo từ thép, gỗ, nhờ đó giảm giá thành và chi phí bảo dưỡng

Trong nước:

Việt Nam là một quốc gia có hệ thống sông ngòi chằng chịt, hệ thống

giao thông đường thuỷ đang được phát triển mạnh mẽ phục vụ nhu cầu vận tải, chuyên chở hành khách Chính vì vậy mà nhu cầu sử dụng các loại phao báo hiệu đường thuỷ trong cả nước rất lớn Hiện nay, trong nước đang sử dụng các loại phao thép, gỗ là phổ biến Loại phao này có thời gian sử dụng thấp, kinh phí bảo dưỡng, sửa chữa hàng năm lớn

Việc nghiên cứu một loại vật liệu mới để chế tạo phao báo hiệu đường thủy vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật an toàn, đảm bảo yêu cầu kinh tế, thẩm mỹ, là một vấn đề đang được quan tâm Hiện nay vật liệu composite đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành kinh tế nước ta và trong nhiều trường hợp composite chứng tỏ là vật liệu hiệu quả Nhà máy đóng tàu Bến thủy và Nhà máy đóng tàu Nha trang (Tổng công ty công nghiệp tàu thủy Việt nam) đã được

đầu tư đồng bộ dây chuyền đóng tàu bằng vật liệu composite từ Cộng hoà Balan

và đó là tiền đề tốt để nghiên cứu chế tạo (tiến tới sản xuất hàng loạt) phao báo hiệu đường thủy phục vụ cho nhu cầu đảm bảo an toàn giao thông đường thuỷ ở nước ta Bên cạnh đó, một số đơn vị trong ngành giao thông vận tải cũng đã bước đầu nghiên cứu, ứng dụng vật liệu composite, đó cũng là thuận lợi cho đề tài nghiên cứu, chế tạo phao báo hiệu đường thủy có tính khả thi cao Việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu composite trong việc chế tạo phao báo hiệu đường thủy giải quyết được các vấn đề quan trọng sau:

1, Rút ngắn thời gian thi công, giảm giá thành sản phẩm, góp phần nâng

cao chất lượng sản phẩm nhờ Công nghệ chế tạo đã được hoàn thiện

2, Giảm toàn bộ chi phí bảo dưỡng và sửa chữa hàng năm trong công tác

đảm bảo an toàn giao thông đường thuỷ

3, Mở rộng sản xuất, tạo thêm công việc và thu nhập cho người lao động

4, Công tac thu và thả phao trên luồng lạch giảm nhẹ sức lao động do trọng

lượng phao composite nhẹ hơn phao bằng thép ( chỉ bằng 30 ữ 35% phao bằng thép cùng loại )

5, Sau khi phao mẫu đã được nghiệm thu thì việc triển khai sản xuất hàng

loạt phao báo hiệu đường thủy bằng vật liệu Composite dược bảo đảm chất lượng trên một quy trình hết sức nghiêm ngặt và một phương thức sản xuất theo tiêu chuẩn ISO 9001 : 2000

6, Phao composite là một mặt hàng mà nhiều nước trong khu vực và thế giới

đang có nhu cầu sử dụng, nếu chúng ta có phương thức tiếp thị quảng bá sản phẩm tốt thì khả năng xuất khẩu sản phẩm này là hiện thực

II Các bước nghiên cứu xây dựng đề cương đề tài

1/ Cách tiếp cận: ứng dụng công nghệ tiên tiến sản xuất các loại phao báo hiệu

đường thuỷ bằng vật liệu Composite Một mặt tiến hành nghiên cứu thiết kế và phân tích các quy trình công nghệ trong quá trình sản xuất phao của các nước trên thế giới một cách cơ bản, khảo sát nghiên cứu khả năng công nghệ ở Việt nam và hiện trạng nguyên vật liệu để đề xuất ra quy trình công nghệ phù hợp nền sản xuất trong nước, tiết kiệm nhiên liệu

2/ Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng: Sử dụng kỹ thuật phân tích, tính toán tối ưu bằng phương pháp so sánh, sử dụng dây chuyền công nghệ tiên tiến hiện đại để sản xuất phao báo hiệu đường thuỷ bằng vật liệu Composite

III Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về phao báo hiệu đường thuỷ hiện nay trên thế giới và

ở Việt Nam

- Điều tra, đánh giá hiện trạng vật liệu, công nghệ và thiết bị của một số nhà máy trong nước để phân tích khả năng chế tạo phao báo hiệu đường thủy bằng vật liệu Composite

- Nghiên cứu tính toán thiết kế, lập quy trình chế tạo phao bằng vật liệu Composite trong nước phục vụ cho việc sản xuất hàng loạt

- Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo phao báo hiệu đường thuỷ bằng vật liệu Composite

- Chế tạo thử nghiệm phao báo hiệu đường thuỷ bằng vật liệu Composite theo thiết kế và quy trình Công nghệ mới

- Lắp ráp thử nghiệm và hiệu chỉnh đồng bộ hệ thống thiết bị và hiệu chỉnh nghiệm thu sản phẩm

- Soạn thảo quy trình nghiệm thu, kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa phao

- Đưa vào sử dụng, theo dõi, đo đạc đánh gía các thông số kỹ thuật, hiệu chỉnh công nghệ chế tạo

- Xây dựng luận chứng khả thi làm căn cứ cho việc sản xuất hàng loạt phao báo hiệu đường thủy bằng vật liệu Composite

- Báo cáo khoa học ( đánh giá tổng quan ) của đề tài

-

IV Kinh phí thực hiện đề tài và nguồn kinh phí:

- Tổng kinh phí thực hiện đề tài: 1.500.000.000đ

- Kinh phí đề nghị nhà nước hỗ trợ: 450.000.000đ

V tính toán khả thi thay thế các phao tiêu biển báo

đường thuỷ bằng vật liệu composite

để đảm bảo an toàn giao thông trong vận tải đường thuỷ nội địa, trong đó hàng năm phải thay thế khoảng hơn hai ngàn chiếc các loại

Dựa trên cơ sở nhu cầu thực tế, chúng ta mạnh dạn đưa ra giải pháp dùng các phao báo hiệu ĐTNĐ bằng vật liệu composite thay thế vật liệu thép và áp dụng cho 4 loại phao tiêu là A1000, A1200, A1400, A1700

Toàn bộ phần xích neo và rùa bê tông đều giữ nguyên theo thiết kế và Định mức của Cục Đường sông Việt nam, nên chúng tôi chỉ tính toán giá thành phần phao

Giá thành sản xuất 01 phao (loại có đường kính D = 1 m):

TT Chiều

dày thân phao

Trọng lượng thân phao

Đơn giá Thành

tiền

Định kỳ duy tu bảo

dưỡng

Thời hạn sử dụng

Chi phí duy tu bảo dưỡng hàng năm:

Đối với phao thép: -Trục vớt đưa phao về xưởng để gỏ rỉ ,sơn bảo dưỡng: + Nhân công trục vớt, thả lại : 200.000đ/lần x 2lần/ năm = 400.000 đ

+ Chi phí thuê tàu thuyền trục vớt phao, thả phao :

600.000đ/lần = 1.200.000đ

- Chi phí gỏ rỉ sơn : = 1.078.400 đ

- Tổng chi phí bảo dưỡng trong một năm = 2.678.400 đ

Như vậy, chi phí cho một quả phao trong một năm là : = 2.678.400 đ

• Đối với phao Composite : Định kỳ kéo lên đại tu 7 năm

+ Nhân công trục vớt, thả lại :200.000đ/lần x 2lần /7 năm = 400.000đ

+ Chi phí thuê tàu thuyền trục vớt phao, thả phao :

600.000 đ/ lần x2 lần /7 năm = 1.200.000đ

- Chi phí kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng lại : = 1.000.000đ

- Tổng chi phí bảo dưỡng tính cho một năm là :

2.600.000đ / 7 năm = 371.428đ/ năm

Như vậy, chi phí cho 01 quả phao trong một năm là : 371.428đ

- Chênh lệch chi phí trong một năm cho 2 loại phao là :

2.678.400 - 371.428 = 2.306.972đ/ năm

Nếu mỗi năm thay thế 650 phao thép bằng phao Composite thì sẽ tiết kiệm

được một số tiền tương đương là : 1.500.000.000đ Như vậy, sau một năm áp dụng ,chi phí số lượng phao thay thế khiêm tốn như trên,chúng tôi đã có thể bù

đắp được chi phí thực hiện đề tài (1.500.000.000 đ )

Tính toán hiệu quả kinh tế cho một chu kỳ phao nhựa so với chu kỳ phao thép ta sẽ thấy rõ:

- Nếu mỗi năm cả nước phải bảo dưỡng sửa chữa định kỳ 2.227 phao bằng thép, tính trung bình phảI mất số tiền trong 30 năm là:

( 2.227 x 2.678.400 ) 30 năm = 178.943.904.000 đồng

- Trong đó mỗi năm chi phí bảo dưỡng sửa chữa định kỳ cho phao bằng Composite tính trung bình là:

( 2.227 x 371.428 ) 30 năm = 24.815.104.680 đồng

- Do tuổi thọ phao Composite gấp 4 lần phao thép do đó số phao thép phải

bổ sung trong 30 năm sẽ là 30.000 chiếc Thành tiền sẽ là:

Đây là một đề tài khoa học có tính khả thi về mặt hiệu quả kinh tế cũng như xã hội Vậy cần có sự ủng hộ mạnh mẽ của các cơ quan ban ngành liên quan

Có hai loại báo hiệu cho phương tiện thuỷ:

- Báo hiệu cho tàu biển đi lại gọi là báo hiệu hàng hải;

- Báo hiệu cho tàu sông đi lại là báo hiệu đường thuỷ nội địa

1 Báo hiệu hàng hải

Hiện nay báo hiệu hàng hải đã được quốc tế hoá và thống nhất dùng chung hệ IALA Hiệp hội hàng hải thế giới đã chia thế giới ra hai vùng là A và

B để từ đó áp dụng hệ A của IALA hoặc hệ B của IALA (Bản vẽ trang 12 )

Việt Nam thuộc vùng áp dụng hệ A của IALA Cục Hàng Hải Việt Nam

từ trước đến nay vẫn áp dụng hệ A mặc dù chỉ là liên quan nhưng quy định này cũng khá quan trọng cho việc lựa chọn hệ thống báo hiệu ĐTNĐ vì yêu cầu là hai hệ phải hài hoà với nhau để thuận lợi cho đi lại của các phương tiện thuỷ từ sông ra biển, từ biển vào sông

* Nguyên tắc chung của IALA hệ A:

- Chiều dòng chảy: Tính theo chiều của dòng thuỷ triều từ biển vào, bên tay phải là bờ phải, bên tay trái là bờ trái

- Hình dáng: Bên tay phải biển báo hiệu có hình tam giác, bên tay trái biển báo hiệu có hình vuông

- Màu sắc: Bên tay phải báo hiệu có màu xanh lục, bên tay trái báo hiệu

* Phao báo hiệu dùng trong hàng hải gồm có:

2- Báo hiệu đường thuỷ nội địa

Báo hiệu đường thuỷ nội địa hiện nay trên thế giới được dùng rất khác nhau Có thể nói ở mỗi khu vực, thậm chí mỗi nước lại khác nhau

Sự khác nhau về báo hiệu ĐTNĐ chủ yếu là ở màu sắc:

- Các nước sử dụng hệ SIGNI( Báo hiệu ĐTNĐ Châu Âu) thì bờ phải quy

định màu đỏ, bờ trái quy định màu xanh lục

- Các nước sử dụng hệ báo riêng này ví dụ Nga, Trung Quốc, các nước tiểu vùng Mêkong như Lào, Thái Lan, Myanma, thì bờ phải quy định màu

đỏ, bờ trái quy định màu trắng

ở đây chúng tôi xin giới thiệu hiện trạng sử dụng hệ thống SIGNI mà Việt Nam ta từ 2001 đến nay đã vận dụng biên tập vào điều kiện của Việt Nam

và sau đó đi sâu vào phao báo hiệu

2.1 Hiện trạng sử dụng:

Hiện nay hệ thống SIGNI được dùng khá phổ biến trên thế giới, nó có các ưu việt sau đây

- Hiện đại, có logic rõ ràng, nên người ta dễ thuộc, dễ nhớ, dễ hiểu

- Hài hoà với IALA nên rất thuận lợi cho cả tàu biển và tàu sông đi lại,

đặc biệt là hệ thống phao báo hiệu

- Nội dung của SIGNI phù hợp với hầu hết điều kiện địa lý tự nhiên, sông ngòi, tập quán của người, của các nước khi sử dụng

Hiện nay trong khu vực Việt Nam và Campuchia đã dùng chung một hệ thống báo hiệu theo SIGNI, nói cách khác Campuchia đã sử dụng hệ thống của Việt Nam Điều này rất thuận lợi cho các doanh nghiệp khi muốn mở rộng sản xuất, đầu tư vào phao tiêu báo hiệu cho phía Nam và Campuchia

Số liệu sau đây cho thấy, báo hiệu đường thuỷ nội địa ở Việt Nam thuộc hàng phát triển nhất ở khu vực Đông Nam á và trong 6 nước tiểu vùng sông Mekong

+Việt Nam: có 14.406 báo hiệu, trong đó có 2.227 phao

+ Cambodia: có 273 báo hiệu, trong đó có 12 phao

+Lào: có 1.297 báo hiệu, trong đó có 45 phao

+Thái Lan : có 760 phao

+Bên trái báo hiệu có hình thoi và

hình tam giác xuôi

+Trên luồng báo hiệu có hình tròn

- Màu sắc:

+ Bên phải báo hiệu có màu đỏ

+ Bên trái báo hiệu có màu xanh lục

+ Trên luồng báo hiệu có màu xanh

lục- đỏ xen kẽ, trắng - đỏ xen kẽ, đen

- Tín hiệu:

+ Theo màu của báo hiệu: bờ phải tín

hiệu có màu đỏ, bờ trái tín hiệu có màu xanh

lục, trên luồng tín hiệu màu trắng riêng báo

hiệu chỉ hướng đi của luồng không phân biệt

theo bờ có màu vàng và tín hiệu màu vàng

*Về phao báo hiệu:

- Hình dáng:

+ Bên phải phao trụ, phao gậy biển

hình vuông

+ Bên trái: phao nhót, phao trụ, phao

gậy biển hình tam giác

+ Trên luồng: phao có hình cầu, phao

trụ phao gậy biển hình tròn

- Màu sắc:

+ Bên phải phao, biển có màu đỏ

+ Bên trái phao, biển có màu xanh lục

+ Trên luồng ban đêm tín hiệu màu trắng

b- Phân loại báo hiệu:

- Báo hiệu chỉ vị trí và giới hạn luồng tàu chạy

- Báo hiệu chỉ vị trí nguy hiểm trên luồng

- Báo hiệu thông báo chỉ dẫn

Trong 3 loại báo hiệu trên thì loại báo hiêu thứ nhất và thứ hai là sử dụng phao báo hiệu

c- Chiều dòng chảy:

Chiều của dòng chảy được xét theo chiều của dòng chảy lũ từ thượng lưu xuống hạ lưu( Quy định chi tiết trong điều 5 chương II Quy tắc báo hiệu 4099)

Chiều dòng chảy quyết định đến việc bố trí phao báo hiệu cũng như cột báo hiệu, bên nào dùng phao bờ phải, bên nào dùng phao bờ trái

2.3 Phao báo hiệu

Phao là một loại báo hiệu dùng đặt trực tiếp ở dưới nước, tính năng và tác dụng của phao thì hữu hiệu hơn rất nhiều so với báo hiệu bờ, nhưng cũng do đặt dưới nước nên phao chịu sự tàn phá của thiên nhiên và con người nhiều hơn so với báo hiệu bờ

a) Việc phân loại phao ở dưới nước có khác nhau nhưng nhìn chung phao

Thông thường vào cuối lũ năm trước, qua mùa cạn đến đầu lũ năm sau (khoảng 8 tháng) phao được sử dụng trên luồng, vào mùa lũ người ta thường kéo phao về để duy tu bảo dưỡng

Do luồng lạch thay đổi, nên nội dung công tác thả phao có các hạng mục sau:

Công tác duy tu bảo dưỡng phao và 4 nội dung của công tác phao trên

đều có quy trình

c) Kết cấu:

ở các nước tiến tiến phao báo hiệu trên đường thuỷ nội địa đã dược sử dụng đại trà bằng vật liệu composite nhằm nâng cao độ bền và tiện lợi cho sử dụng song hầu hết các quốc gia phao vẫn còn sử dụng bằng vật liệu thép

ở các nước tiểu vùng Mekong hiện tại chủ yếu là sử dụng phao thép Riêng ở Việt Nam là nước đầu tiên sử dụng phao bằng composite song số lượng còn rất hạn chế Hiện cả Việt Nam chỉ sử dụng 5 quả phao bằng com posite ở trên tuyến mẫu

Lý do chính hiện nay báo hiệu bằng composite còn ít được các nước sử dụng là do thiếu thông tin Thiết kế mà Việt Nam sử dụng còn quá cồng kềnh

và giá thành ban đầu đắt, ngoài ra còn yếu tố tâm lý vì chưa quen

II- Nghiên cứu chế tạo và sử dụng phao báo hiệu đường thuỷ của các nước thế giới

Chúng tôi xin giới thiệu khái quát công nghệ chế tạo phao báo hiệu qua các tư liệu đang lưu hành tại Việt Nam

1.Chế tạo, sản xuất phao báo hiệu bằng sắt :

1.1 Giai đoạn thiết kế:

Đây là giai đoạn đầu của quá trình sản xuất phao báo hiệu Việc thiết kế cần căn cứ:

- Nhiệm vụ thiết kế

- Kích thước cơ bản quy định từ quy tắc báo hiệu

- Điều kiện tự nhiên sông nước( các yêu cầu về lưu tốc, sóng, gió)

- Yêu cầu kỹ thuật về độ nổi, độ chịu va đập, độ nghiêng cho phép, độ ổn

định độ bền vv

Hiện nay do nhiều năm thiết kế, chế tạo, sử dụng, các loại phao báo hiệu của các nước và Việt Nam hầu như đã được định hình hoá, do vậy nhiệm vụ thiết kế đã dược đơn giản hoá đi rất nhiều, chủ yếu tập chung vào tính kiểm tra

về độ nổi, độ ổn định, độ nghiêng cho phép vv

1.2 Giai đoạn sản xuất thử

Sau khi có thiết kế chi tiết hay thiết kế định hình tiến hành sản xuất thử là nhiệm vụ chính của giai đoạn này :

- Sản xuất đúng theo thiết kế

- Thử độ nổi, độ chịu va đập, độ nghiêng cho phép, độ ổn định, độ bền vv

- Việc sản xuất theo các Model định hình thông thường:

+ Sản xuất phần thân phao

+ Sản xuất phần giá phao (kèm biển)

+ Sản xuất phần phụ kiện xích, rùa, đối trọng

Sau sản xuất là công đoạn thử việc thử phao theo

+ Theo dõi ổn định của phao, các chỉ tiêu

về độ nổi, độ nghiêng so với thiết kế, ghi chép các

dữ liệu

+Trục phao lên tàu, thu dọn hiện trạng, kết thúc công việc

Khi phao không đạt các chỉ tiêu thiết kế thì phải sửa lại một trong các giải pháp thông thường là điều chỉnh đối trọng Hiện nay do hình dáng phao, kết cấu đã được định hình nên sau sản xuất phao đạt các chỉ tiêu về độ ổn định, độ nổi,

độ nghiêng

Khi thử phao thường đặt ra yêu cầu về khu vực thả phao, về độ sâu(h), về sóng(λ), về gió(H), về lưu tốc(V) dòng nước,

về thử độ va đập của phao với phương tiện vv

1.3 Sản xuất công nghiệp (sản xuất hàng loạt )

Giá phao

Thân phao

Sau khi phao đã đựơc chỉnh sửa đạt theo các yêu cầu thiết kế là công

đoạn sản xuất công nghiệp phục vụ theo nhu cầu sử dụng

Hiện nay phao đã được định hình theo các kích thước D = 1,0 ; 1,2 ; 1,4; 1,7; ,8 ; 2,0; 2,4 (phao báo hiệu đường thuỷ nội địa)

Mục đích đặt ra là :

- Số lượng phao cần sản xuất

- Loại phao (trái,phải), kích thước yêu cầu

- Vùng sử dụng phao

ở Việt Nam hiện nay duy nhất có một xí nghiệp cơ khí của Đoạn QLĐS

số 8 HảI Phòng thuộc Cục đường sông Việt nam có chức năng, nhiệm vụ sản xuất phao báo hiệu ĐTNĐ Các Đoạn QLĐS có nhiệm vụ tham gia vào việc sản xuất, bảo dưỡng sửa chữa phao báo hiệu ĐTNĐ

ở giai đoạn sản xuất chi tiết, việc chế tạo thành phẩm theo các Modull

được thực hiện trên dây chuyền bán tự động với các máy móc hiện đại

ở giai đoạn lắp ráp là công đoạn hàn đấu các Modull, công nghệ bán tự

động, sử dụng lao động hàn thủ công

Do đặc điểm của phao, sau công đoạn lấy dấu, gia công vật liệu, nhiệm

vụ chính là hàn các chi tiết bằng lao động thủ công, do vậy công nghệ sản xuất phao báo hiệu bằng thép mặc dù được trang bị các máy móc hiện đại nhưng vẫn

là công nghệ bán thủ công

Các nhà máy chế tạo sản xuất phao báo hiệu của Hà Lan thường kèm theo nhiệm vụ duy tu, sửa chữa phao báo hiệu, sản xuất chế tạo cơ khí các loại sản phẩm khác

- Việt Nam: Công nghệ sản xuất phao báo hiệu cơ bản thực hiện bằng gia công cơ khí

+ Máy móc sử dụng trong công đoạn cắt, uốn vật liệu

+ Lao động thủ công sử dụng trong các công đoạn: lấy dấu vật liệu, hàn chi tiết, hàn lắp ráp, vận chuyển công xưởng

Nhìn chung hiện nay nhu cầu sản xuất phao báo hiệu còn rất thấp so với năng lực của các phân xưởng cơ khí

2 Chế tạo sản xuất và sử dụng phao composite

Phao composite đã được các nước trên thế giới sử dụng vào khoảng 20 năm nay, và có các tính năng ưu việt sau:

- Có độ bền lâu hơn phao sắt

- Nhẹ, dễ vận chuyển và thao tác lắp đặt

- Chi phí cho duy tu bảo dưỡng thấp.mà giá trị sử dụng là cao hơn rất nhiều lần phao sắt

Nhược điểm của phao composite là giá thành sản xuất ban đầu cao nhưng

về lâu dài thì phao composite hơn hẳn phao sắt, vì vậy ở các nước tiên tiến hiện nay sử dụng chủ yếu là phao composite

Nhược điểm là giá thành cao, gia công khó

Các phao dẫn luồng, phao vùng nước của Hà Lan hầu hết là phao composite

2.2 Tại Canađa:

Tại Canada phao báo hiệu bằng composite được sử dụng phổ biến và có cấu tạo, hình dáng khác nhiều với phao của Hà Lan

a- Đặc điểm: Có hình dáng mô phỏng theo phao sắt, hòm đựng ắc quy

đèn năng lượng mặt trời, vi mạch, đèn, thu tín hiệu rada và tiêu thị được liên kết theo chiều dọc tạo ra hình ảnh giả của giá phao Đặc điểm chính của phao này

có chiều cao lớn

b- Kết cấu: Phao được chia ra làm 3 modull chính là thân phao, phần phụ kiện đèn và tiêu thị, phần phụ kiện xích lỉn, rùa Phần thân phao, 1 phần của giá phao (hình trụ ) được chế tạo bằng composite đặc không có lõi thép

Kết cấu này đơn giản hơn rất nhiều phao composite của Hà Lan và các phao composite mà một số cơ sở của Việt Nam đang sản xuất

Nhược điểm của phao này là gía thành cao, ắc quy, đèn, vi mạch không

được bảo vệ, dễ bị mất trong điều kiện ở Việt Nam hiện nay

Loại phao này có hình dáng và kết cấu, cách lắp ghép các phần phù hợp với báo hiệu ĐTNĐ của Việt Nam

III/ Thực trạng sử dụng các loại báo hiệu ĐTNĐ tại Việt Nam

Việt Nam có hơn 230 tuyến sông kênh với hơn 41.000km có thể khai thác vận tải, có tiềm năng phong phú để phát triển vận tải thuỷ

Sông trung ương đang quản lý 6.371 km bao gồm hệ thống sông Hồng, Thái Bình ở miền Bắc, các sông chính của 7 tỉnh miền Trung là Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Huế, Quảng Nam, hệ thống sông

Đồng Nai ( miền đông Nam bộ), hệ thống sông Cửu Long ( miền tây Nam bộ)

Hệ thống báo hiệu trên các tuyến hiện tại đã lên đến 14.406 chiếc trong

đó 2.227 báo hiệu thì có hơn 700 phao báo hiệu ở vùng nước mặn, nước lợ

1.Tính năng tác dụng:

- Phao chỉ vị trí và giới hạn luồng tàu chạy (dẫn luồng cho tàu đi lại)

- Phao chỉ cho phương tiện biết vị trí có chướng ngại vật hay vị trí nguy hiểm để phương tiện thuỷ chủ động phòng ngừa, đảm bảo an toàn ( phao vật chướng ngại )

- Phao giới hạn vùng nước, phục vụ cho sản xuất kinh doanh của các tổ chức trong đó hai mục tiêu trên là tính năng, tác dụng chính của phao báo hiệu

Như vậy tính năng của phao được phát huy tác dụng khi lắp đặt đúng vị trí, có mục đích, có hình dáng, màu sơn và tín hiệu đúng quy định

2 Các chủng loại phao và sử dụng trong thực tế

Nếu phân theo hình dáng thì phao có 4 chủng loại sau

Trường hợp phần nổi trên mặt nước có hình trụ tròn

xoay, mặt phao phẳng thì bản thân phao có thể dùng thay báo

hiệu, không cần có biển ở trên

Trên thân phao có phần giá phao,

giá phao là khung thép có hình nón, dùng kết hợp gắn

biển báo hiệu, gắn đèn hoặc tiêu thị

Báo hiệu hàng hải và báo hiệu ĐTNĐ hiện nay

ít dùng gắn cánh vào khung và dùng tiêu thị ở trên

đỉnh thay cho biển báo hiệu

Phao hình trụ có các kích thước D =1,0;1,2;1,4;1,7

(1,8);2,0;2,4 là phổ biến và là kích thước quy định

Phao hình trụ được dùng phổ biến làm phao bên

phải của luồng Hiện nay khi dùng tiêu thị thay biển thì

phao hình trụ được dùng cho cả phía bên trái của luồng,

dùng cho cả phao vùng nước

Theo thống kê, số phao hình trụ hiện nay có 1521

quả chiếm 68,3% số phao đang dùng trong cả nước

Phao hình trụ là loại phao được dùng phổ biến hiện nay

2.2 Phao hình nón

Là loại phao mà phần thân phao là hai hình nón tròn

xoay nối với nhau, phần nổi trên mặt nước thường được kết

hợp làm biển cho phao bờ trái

Khi không thắp đèn trên phao thì người ta lắp trực tiếp

đèn trên đỉnh phao, ắc quy để trong phao

Loại phao này thường dùng cho bờ trái, do chế tạo

để đèn và ắc quy hơi khó khăn nên hiện nay phao này chủ

yếu dùng cho tuyến không đốt đèn, các tuyến miền núi,

miền Trung

Phao nàychỉ có các kích thước 0,8;1,0;1,2; hiện nay

chủ yếu có loại 0,8 cũ còn lại, loại 1,0

Theo thống kê số phao hình nón bờ trái hiện có 706

quả chiếm 31,7% số phao đang dùng trong cả nước

2.3 Phao cầu:

Phao cầu là phao có phần nổi trên mặt nước hình cầu

Phần nổi trên mặt nước được sơn thành báo hiệu Khi

có đốt đèn thì đèn được để trên đỉnh phao, ắc quy để ở trong

phao loại phao này dùng cho báo hiệu báo trên luồng trên

đường thuỷ rộng, phao phân luồng

Theo quy định phao cũng sẽ có kích thước phần nổi

trên mặt nước là 1,0-1,2-1,4m

Đặc điểm của loại phao này là rất khó gia công, chế tạo

Tình huống phải sử dụng trên luồng ít, hiện tại cả Việt Nam

chưa có có quả phao cầu nào

Tương lai báo hiệu này cũng sẽ được sử dụng nhưng

số lượng chỉ chiếm vào khoảng 5% tổng số lượng phao

2.4 Phao gậy:

Phao gậy là phần phao có nổi trên mặt nước là hình trụ

có tiết diện nhỏ và cao, biển báo hiệu được treo trên đỉnh của phao

Kích thước của phao gậy theo Quy tắc 4099 được quy định

là ỉ=0,2m, chiều cao có 3 loại là 1,0m;1,2m;1,4m

Phao này được sử dụng rộng rãi cho cả phía phải, phía

trái, cho giới hạn vùng nước, cho báo vật chướng ngại, cho phân

luồng nghĩa là các tình huống cần phải dùng phao thì đều

có thể dùng được loại phao này

Phao rất thích hợp dùng cho kênh, rạch, sông nhỏ,

sông miền núi, cho các tình huống đột xuất

Tuy nhiên loại phao này chưa được dùng, có lẽ là

do thói quen dùng phao lớn, có chi phí sửa chữa duy tu lớn

hợp với nguyện vọng của người lao động hơn

Trong tương lai chắc chắn loại phao này cũng sẽ được

sử dụng rông rãi

3.Sử dụng, quản lý, duy tu bảo dưỡng

3.1 Mục đích sử dụng: Phao báo hiệu ĐTNĐ là hệ thống báo hiệu hướng

dẫn tuyến luồng cho các phương tiện thuỷ

3.2 Thời gian sử dụng:

Khi có tình huống phao được thả xuống sông và sử dụng, đến mùa lũ hoặc khi hết tình huống phao được trục vớt đưa lên bờ, hoặc kéo về trạm

- Trong một năm phao được sử dụng từ 10 ữ 11 tháng

- Thời gian sử dụng của phao ở vùng nước ngọt là 10 năm /1 chiếc

- Thời gian sử dụng của phao vùng nước mặn là 8 năm /1 chiếc

3.3 Quản lý phao

Phao do các trạm QLĐS trực tiếp quản lý, trên thực tế phụ thuộc rất nhiều vào bản thân người sử dụng, quy trình duy tu và bảo dưỡng, việc quản lý theo dõi phao theo quy trình , sổ sách quy định

Các phao đều có lý lịch sử dụng và theo dõi hàng ngày

Khi không sử dụng phao được kéo về trạm, về kho xưởng và được duy tu bảo dưỡng theo các quy định

Khi ở trên sông nước phao phải làm việc trong điều kiện sóng, gió, ăn mòn của nước, va đập của phương tiện qua lại và cả sự phá hại của con người

Theo định ngạch mỗi một năm 1 quả phao được kéo lên (trụcphao)3 lần

và 3 lần thả xuống tuỳ theo đặc điểm của lũ Có 12-15 lần phao được điều chỉnh chuyển vị trí tuỳ theo diễn biễn của luồng theo các vùng sông khác nhau, 12-15 lần phao được kéo lên chống bồi và thả lại ngay vị trí đó Như vậy mỗi một năm một quả phao chịu tác động của con người từ 30-36 lần, bình quân 2-3 lần /1tháng

Ngoài quản lý bằng sổ sách theo dõi và qua công tác trực tiếp với phao 30-36 lần / năm, phao còn được quản lý theo dõi thông qua các lần đi kiểm tra tuyến của các trạm QLĐS, mỗi năm từ 72-95 lần

Khi phao bị phá hoại, hay bị lũ cuốn trôi, các trạm QLĐS lại tìm kiếm về duy tu bảo dưỡng và dùng lại

- Bảo dưỡng, mỗi năm phao được bảo dưỡng 2 lần quy trình bảo dưỡng

+ Cạo sơn, gõ rỉ, gò nắn(nếu có), lau chùi sạch sẽ

+ Sơn chống rỉ một nước, sơn màu hai nước theo yêu cầu kỹ thuật khi bảo dưỡng phao kèm theo bảo dưỡng xích nỉ theo quy trình

+ Gõ rỉ, lau chùi sạch sẽ

+ Nhuộm hắc ín hoặc sơn đen (2 nước)

Các công tác phao, duy tu bảo dưỡng phao, về tiêu chuẩn kỹ thuật, định ngạch, định mức được quy định tại định mức 39/2004/QĐ-BGTVT ngày31 tháng 12 năm 2004 của Bộ Giao thông vận tải

3.5 Giá thành của phao

Hiện nay phao có giá thành từ 15 ữ 60 triệu đồng tuỳ theo đường kính Loại phao 1,0m có giá 15 ữ17 triệu ( cả phụ kiện), loại phao đường kính 2,4m

có giá 50 ữ60 triệu đồng ( cả phụ kiện)

Phao thực chất là một tài sản và trong ngành đường sông được coi là cơ

sở hạ tầng Phao có tác dụng quan trọng trong công tác đảm bảo giao thông, phao được quản lý chặt chẽ Tuy nhiên, do kinh phí đầu tư cho duy tu bảo dưỡng thấp, do tàn phá của thiên nhiên phao cũng nhanh hư hỏng

Chính vì vậy giải pháp phao bằng Composite là một giải pháp rất thực tiễn và sớm muộn cũng sẽ được sử dụng rộng rãi

IV.Dự báo nhu cầu sử dụng phao báo hiệu trên ĐTNĐ Việt Nam

Hiện nay cả trung ương và địa phương đang quản lý vào khoảng 8000Km, số phao báo hiệu được sử dụng vào khoảng 3000 quả

Dự báo đến năm 2020 cả nước sẽ quản lý vào khoảng 17000Km trong đó

sẽ quản lý vào khoảng 2000Km đường ven vịnh, đường ra các đảo

Các số liệu này căn cứ vào số Km và phao tiêu báo hiệu quản lý hiện trạng cũng như bản quy hoạch phát triển giao thông vận tải thuỷ đến năm 2020 của Chính phủ theo QĐ số 16/2000/QĐ-TTg ngày 3/02/2000

Hiện tại tỷ trọng phao mới chiếm (2.227 quả/ 14.406 BH) = 15.5% tuy nhiên theo chúng tôi trong tương lai khả năng phao sẽ ngày càng được sử dụng nhiều, tỷ trọng phao/ báo hiệu sẽ tăng lên vì hai lý do sau đây

1 Gia tăng do tăng chiều dài quản lý

Nếu tính đến năm 2020 chúng ta dự kiến quản lý cả nước cả trung ương

và địa phương là 17.000Km xấp xỉ gấp 3 lần hiện nay thì đương nhiên nhu cầu

sử dụng phao báo hiệu càng tăng lên nhiều

Nếu xét về tăng cơ học thì khi đó số phao sử dụng sẽ vào khoảng 6000 quả, một con số đáng kể Đặc biệt là vào khoảng 2000Km ven biển sẽ chủ yếu

sử dụng phao báo hiệu

2 Gia tăng do tính năng sử dụng và do phát triển kinh tế xã hội

Hiện nay trung bình 1 quả phao giá thành bằng 5 lần một cột báo hiệu, mặt khác do phương tiện đi lại va quệt, thậm chí phao rất dễ bị phá hoại hay bị

lũ, sóng gió cuốn trôi, nên tâm lý ngại dùng phao, thông thường chỉ khi thật cần thiết mới dùng đến phao

Nhưng khi kinh tế xã hội ngày càng phát triển việc đầu tư cho một quả phao không còn là vấn đề, nhu cầu dẫn luồng ngày càng đòi hỏi cao về chính xác ( mà chỉ phao mới đáp ứng được), ý thức dân trí cao và khả năng quản lý,

công nghệ của ngành đường sông ngày càng phát triển, thì chắc chắn phao sẽ ngày càng được sử dụng nhiều Việc quản lý sử dụng phao theo qui trình chặt chẽ và hiện đại

Với tính toán dự báo tỷ lệ sử dụng phao vào năm 2015 - 2020 sẽ vào khoảng 30 - 35%

Như vậy nhu cầu sử dụng phao như sau:

Riêng trong 10 năm qua từ 1993 - 2004 mặc dù kinh tế kém phát triển,

đầu tư hạ tầng kém thì số phao cũng đã tăng thêm gần 2000 quả ( 1993 là 345 quả phao, 2004 là 2.227 quả phao)

Đặc biệt nếu có giải pháp công nghệ hạ giá thành, kéo dài tuổi thọ sử dụng phao, giảm chi phí duy tu bảo dưỡng, thì phao Composite được sử dụng phổ biến ở Việt Nam

Phần III

điều tra đánh giá :

hiện trạng vật liệu, công nghệ và thiết bị chế tạo sản phẩm composite của một số đơn vị trong nước và Khả năng chế tạo phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng vật liệu composite của nhà máy đóng tàu bến thuỷ

Hiện nay trên thế giới các nước có ngành công nghiệp tiên tiến như na-đa, Hà Lan, Ba Lan …phao báo hiệu đường thuỷ bằng vật liệu Composite đã

Ca-được sử dụng từ lâu Đây là một loại vật liệu mới, một công nghệ mới mang lại nhiều lợi ích về kinh tế Đặc biệt là các sản phẩm Composite làm việc trong môi trường nước mặn, giảm nhẹ sức lao động cho người công nhân trong công tác duy tu, bảo dưỡng và quản lý đường sông là đặc điểm nổi trội của phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng vật liệu Composite

ở nước ta đã có một số tuyến mẫu đường sông được tài trợ của nước ngoài lắp đặt sử dụng thí điểm một số phao Composite và đèn năng lượng mặt trời như tuyến Phả Lại- Quảng Ninh của dự án CIDA Ca-na-đa Song thực tế cho thấy các loại phao thí điểm trên hình dáng còn cồng kềnh, công năng sử dụng còn có những hạn chế chưa đạt được các kết quả như mong đợi của chúng

ta

Hiện tại ở nước ta công nghệ Composite đang được áp dụng và bước đầu

đã mang lại hiệu quả kinh tế qua sử dụng các sản phẩm Composite Đó là các loại xuồng, canô, ô tô nước, xuồng cứu sinh và các sản phẩm khác … song phần lớn các loại hình kinh tế này còn ở mức nhỏ, lẻ; các sản phẩm tạo ra mới chỉ ở mức đáp ứng cho nhu cầu dân sinh mà chưa thực sự tạo ra một đột phá mới cho loại vật liệu mới, công nghệ mới này

Nhận thấy sự hữu ích to lớn của công nghệ Composite, Tổng Công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam cho phép Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ và Nhà máy đóng tàu Nha Trang nhập dây chuyền công nghệ Composite của nước cộng hoà Ba Lan Hiện hai dây chuyền trên đã được đưa vào sử dụng từ những năm

2002 và đang được phát huy tác dụng, đã tạo ra một số sản phẩm mang lại hiệu quả kinh tế rộng lớn

Tại Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ, các sản phẩm phục vụ đa ngành như xuồng cứu sinh lắp đặt trên các tàu vận tải lớn, tàu chở khách 45 chỗ ngồi (ô tô nước), tàu đánh cá, tàu du lịch, các loại xuồng cao tốc phục vụ công tác tuần tra, chống lụt bão, cánh cổng thuỷ lợi, xe gom rác, hộp công tơ điện, tấm cản trước, sau của ô tô chở khách,… đã tạo được nhiều uy tín đối với khách hàng trong nước

Trong các năm 2002, 2003 có nhiều đoàn cán bộ của ngành Giao thông

đi thị sát tại Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ và đều khẳng định rằng: Cơ sở vật chất kỹ thuật, công nghệ của Nhà máy hoàn toàn đáp ứng nhu cầu sản xuất phao báo hiệu bằng Composite- Được sự giúp đỡ của Bộ KHCN, Cục Đường

Sông Việt Nam đã đề xuất nghiên cứu ứng dụng công nghệ này vào sản xuất thử nghiệm phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng vật liệu Composite Đề tài

đã được Bộ KHCN giao cho Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ thuộc Tổng Công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam và Cục Đường sông Việt Nam thực hiện

Như vậy, Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ có được điều kiện để thực thi đề tài nhờ có:

1, Đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân lành nghề trong dây chuyền công nghệ Composite

2, Cơ sở vật chất kỹ thuật công nghệ để sản xuất các loại sản phẩm phức tạp bằng vật liệu Composite

I Đội ngũ cán bộ, công nhân viên trong dây chuyền công nghệ Composite:

Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ - thuộc Tổng Công ty công nghiệp tàu thuỷ Việt Nam

Địa chỉ: thị trấn Xuân An- Nghi Xuân- Hà Tĩnh

Điện thoại: 039 821341/821625 Fax: 039 821518

Email: benthuycompany@yahoo.com

Tổng số cán bộ công nhân viên: 220 người

- Công nhân làm thời vụ: 130 người

- Kỹ sư đóng tàu: 06 người

- Kỹ sư máy tàu: 05 người

- Kỹ sư điện tàu: 02 người

- Kỹ sư chế tạo máy: 02 người

- Trung cấp kỹ thuật: 15 người

- Công nhân đóng tàu: 130 người

Trong đó: + Thợ bậc cao: 50 người

+ Công nhân phân xưởng Composite: 74 người

Đ∙ đóng mới các loại tàu vỏ thép : Tàu tuần tra trên biển, tàu đánh cá,

tàu kéo gắn máy 1800 mã lực, tàu chở hàng trọng tải đến 3800 T

Đóng tàu Composite:

Tàu kiểm ngư gắn máy: 320 mã lực

Tàu chở khách: 45 khách gắn máy 315 mã lực x 2 máy Xuồng cứu sinh 24 người trang bị trên các tàu vận tải từ 6500 T – 15.000 T

Xuồng cứu sinh xuyên lửa bằng vật liệu composite trang bị cho các tàu chở dầu , tàu LPG

Ngoài ra: đóng các loại xuồng cao tốc gắn máy đến 200 mã lực phục vụ cho công tác chống lụt bão, cứu hộ, cứu nạn trên biển trên các bãi tắm, các loại dụng cụ nổi: 12 người Trang bị trên các tàu đánh cá, tàu vận tải

Các loại hàng hoá phục vụ dân sinh: xe chở rác thùng chứa rác, hộp công tơ điện, cánh cống thuỷ lợi, bồn tắm, tấm cản trước, sau xe ô tô khách …

Các sản phẩm đạt được các tiêu chuẩn kỹ thuật cao như xuồng cứu sinh

28 chỗ ngồi đã được đăng kiểm BV Pháp cấp chứng chỉ đạt tiêu chuẩn quốc tế

Nhà máy đã có được một đội ngũ cán bộ kỹ thuật và công nhân có trình

độ cao, có đầy đủ năng lực để sản xuất ra các sản phẩm Composite từ khâu thiết kế, thi công, sản xuất đúng quy trình công nghệ đáp ứng mọi yêu cầu kỹ thuật của khách hàng

Như vậy, với yêu cầu kỹ thuật về chế tạo các loại phao báo hiệu đường thuỷ nội địa do Cục đường sông Việt Nam nêu ra thì Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ hoàn toàn đáp ứng được

II Cơ sở vật chất kỹ thuật:

A Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ có diện tích mặt bằng sử dụng vào khoảng 77.240 m2

Trong đó:

+ Diện tích mặt đất sử dụng vào sản xuất: 51.204 m2

+ Diện tích đường đi lại nội bộ : 6.000 m2

+ Diện tích mặt nước đỗ tàu trên : 30.000 m2

+ Diện tích bãi xếp hàng hoá, vật tư : 9.900 m2

+ Diện tích khu vực đóng tàu trên : 6.642 m2

- Hệ thống triền phục vụ hạ thuỷ các loại tàu hàng đến 3000 T, với đầy đủ các loại thiết bị máy móc phục vụ cho gia công chế tạo, lắp ráp để đóng hoàn chỉnh nhiều loại tàu lớn

Khu vực nhà xưởng Composite có đầy đủ hệ thống dây chuyền công nghệ:

- Nhà sản xuất các sản phẩm Composite dài 100 m, rộng 20 m, cao 20 m với hệ thống nhà kho, văn phòng, phân xưởng, phòng thí nghiệm, nhà vệ sinh nam, nữ, nhà thay quần áo, kho chứa máy móc, thiết bị khoảng 600 m2

- Hệ thống cẩu di động theo chiều ngang và chiều dọc với sức nâng 10 tấn Hệ thống chiếu sáng bằng đèn cao áp phục vụ cung cấp ánh sáng đủ cho làm việc 3

B Máy móc thiết bị dùng trong công nghệ Composite

Với dây chuyền nhập ngoại Composite của công hoà Ba Lan cùng với

đầy đủ các loại thiết bị phục vụ cho quá trình thi công các sản phẩm Số lượng trang thiết bị hỗ trợ cho quá trình sản xuất để hoàn thiện một con tàu rất nhiều loại và đa dạng Dựa vào quy mô cũng như công nghệ chế tạo vật liệu này mà ta

có thể xác định số lượng trang thiết bị cần thiết hỗ trợ cho công việc Hiện các loại thiết bị này đang được sử dụng gia công các sản phẩm nhựa Composite

1- Máy phun: Số lượng 01 cái

Đây là loại thiết bị để phun nhựa và chất gia cường để tạo thành vật liệu FPR Đây là thiết bị dùng khá phổ biến trong công nghệ chế tạo vỏ tàu, vỏ phao Composite

2- Máy đánh bóng : Số lượng 02 cái

Đối với việc đóng tàu, chế tạo phao bằng vật liệu FPR thì máy đánh bóng

đóng vai trò quan trọng, nó được dùng để đánh bóng vật liệu FPR đã được tinh chế Thông thường đường kính từ khoảng 8-12cm đối với loại nhỏ, khoảng 18cm đối với loại có công suất lớn – máy đánh bóng có công suất 1kw

3- Mặt nạ phòng độc và khẩu trang

Đây là các thiết bị để hỗ trợ cho công nhân phải làm việc trong môi trường độc hại, nhất là trong giai đoạn gia công và đánh bóng vỏ mặt ngoài thường tạo ra nhiều bụi nhất Vì vậy khi làm việc với vật liệu này phải trang bị mặt nạ phòng độc cũng như khẩu trang là điều cần thiết

4- Máy nén khí: Số lượng 01 cái

Đây là thiết bị được dùng vào việc cung cấp khí nén cho súng phun trợ lực trong công đoạn tách khuôn, sơn vỏ máy nén khí theo số lượng súng phun, công suet 12m3/f

5- Quần áo bảo hộ

Khi làm việc với FPR quần áo bảo hộ có vai trò quan trọng trong vấn đề

an toàn lao động cũng như vệ sinh sức khoẻ cho công nhân tránh bụi, khói và các chất hoá học khác

6- Khoan điện:Số lượng 08 cái

Đây là thiết bị rất cần thiết cho công việc gia công cơ Nó dùng trong việc lắp ghép các chi tiết được chế tạo tháo rời lại với nhau

Đối với nhà xưởng của Nhà máy có hệ thống hút bụi lớn, hiện đại với hai

hệ thống hút bụi xử lý qua bể nước làm cho nhà xưởnge sạch sẽ

12- Con lăn:

Con lăn là thiết bị dùng vào việc tẩm nhựa vào sợi, dùng để loại bỏ những bong bóng tạo ra trong quá trình chế tạo vật liệu góp phần làm tăng cơ tính của vật liệu tạo thành

Ngoài các thiết bị ở trên xưởng còn có một số công cụ dùng để trộn nhựa với chất xúc tác hay chất đông cứng, dùng để chứa dung môi rửa công cụ.v.v…

13- Que khuấy:

Que khuấy có thể làm bằng vật liệu: Kim loại, gỗ hay chất dẽo trước khi

để nhựa ra xô để sử dụng, ta nên khuấy nhựa trong thùng bằng que Ngoài ra còn có ; cọ cước, kéo và dao, giấy nhám

15 Cần cẩu trục di động : Số lượng 01 cái

16 Pa lăng xích 5 tấn : Số lượng 01 cái

17 Máy đo độ dàI vật liệu : Số lượng 01 cái

Còn một số thiết bị khác có từ 2 ữ 3 cái

* Hiện tại, Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ có phân xưởng nhựa Composite

được lắp đặt bố trí: 01 phòng thí nghiệm để kiểm tra các mẫu thử vật liệu khi quá trình polymer hoá hoàn chỉnh Các thông số cần kiểm tra đó là : độ uốn, độ kéo nén, độ va đập, độ bắt lửa vv… , phân tích, chế tạo thử cùng với hệ thống kho chứa các loại vật liệu nhựa- phía trên nhà xưởng có bố trí hệ thống cầu trục nâng 10 tấn di chuyển theo chiều dọc và chiều ngang của nhà xưởng thuận tiện cho việc gia công lắp đặt các mô dun chế tạo riêng biệt lại với nhau

Nói tóm lại: Với đội ngũ cán bộ kỹ thuật đã được đào tạo trong nước và

tu nghiệp tại Công hoà Ba Lan Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ là cơ sở có đầy đủ khả năng để: Thiết kế, chế tạo phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng vật liệu nhựa Composite

Để hiểu rõ hơn về loại vật liệu mới này chúng tôi xin giới thiệu tổng quát về vật liệu Composite FRP như sau:

Chúng ta biết rằng FRP là loại vật liệu Composite gồm chủ yếu hai thành phần: Sợi thuỷ tinh gia cường và nhựa nền

Vật liệu FRP tạo ra từ nhựa polyeste không no và sợi thuỷ tinh có nhiều tính năng ưu việt:

- Bền trong môi trường ẩm, môi trường mặn rất tốt,chịu ăn mòn tương

đối tốt

- Dễ tạo dáng

- Nhẹ, có tính năng cơ lý khá cao

- Có độ bóng bề mặt cao có thể đạt tới ∇11-∇12

- Dễ gia công, dễ sửa chữa khi hư hỏng

Trong ứng dụng thực tiễn FRP thường được dùng kèm với các vật liệu khác như gỗ, kim loại …để nâng cao khả năng chịu lực, tính năng ưu việt và khắc phục các mặt hạn chế của nó

Tất cả các loại vật liệu này đều có trên thị trường Quốc tế, việc mua bán hết sức thuận lợi, dễ dùng

Hiện tại Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ đã nhập nhiều các loại vật tư này

để sản xuất ra các sản phẩm Composite

III Kết luận

Qua phân tích đánh giá ở trên, chúng tôi khẳng định rằng:

Nhà máy đóng tàu Bến Thuỷ là đơn vị có đầy đủ mọi yếu tố để thực hiện đề tài

“Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các loại phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng vật liệu Composite”

Bởi đơn vị chúng tôi hội tụ đầy đủ các yếu tố mà Bộ KHCN cần có đó là: + Cơ sở vật chất, kỹ thuật, trang thiết bị trong dây chuyền sản xuất hàng hoá bằng vật liệu Composite

+ Đội ngũ cán bộ KHKT và công nhân có năng lực và tay nghề cao trong lĩnh vực Composite

Đây là một đề tài lớn, tuy mới là thử nghiệm song kết quả của đề tài là cơ

sở để mở ra một hướng đi mới trong sử dụng vật liệu Composite vào sản xuất phao báo hiệu đường thuỷ nội địa, đặc biệt hữu ích khi sử dụng phao ở vùng nước mặn Thành công của đề tài góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện

đại hoá ngàng Đường sông Việt Nam

Phần IV:

Thuyết minh thiết kế phao báo hiệu đường thuỷ

nội địa bằng vật liệu Composite

I Nhiệm vụ thư thiết kế :

Như các phần nghiên cứu trong đề tài đã chứng minh được vật liệu

composite là lọai vật liệu có những thuộc tính ưu việt , ví dụ như độ bền kéo

nén tương đối cao , chịu ăn mòn , chịu va đập , không bị rỉ sét và ít bị ảnh

hưởng của điều kiện môi trường tự nhiên Do đó , chúng hoàn toàn phù hợp

cho việc sản xuất các phao báo hiệu đường thuỷ nội địa Tuy nhiên , composite

là lọai vật liệu mới trên thế giới đã ứng dụng từ lâu , song tại Việt nam vẫn chưa

có cơ quan nào nghiên cứu sản xuất các phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng

vật liệu composite

Đứng trước yêu cầu thực tế , Nhà máy Đóng tàu Bến thuỷ với dây chuyền công

nghệ hiện đại sản xuất các sản phẩm composite do Cộng hoà Ba lan chuyển

giao, đã mạnh dạn thực hiện đề tài khoa học " Nghiên cứu thiết kế và chế tạo

các phao báo hiệu đường thuỷ nội địa bằng vật liệu composite "

Mục đích của đề tài là nghiên cứu thiết kế và chế tạo các loại phao báo

hiệu đường thuỷ nội địa bằng vật liệu Composite thoả mãn yêu cầu của các quy

định mang tính pháp quy và các tài liệu kỹ thuật sau :

- Quy tắc báo hiệu Đường thuỷ nội địa Việt Nam tại Quyết định

số 4099/2000/QĐ-BGTVT ngày 28/12/2000 của Bộ giao thông vận tải

- Một số thiết kế định hình phao báo hiệu đường thuỷ nội địa theo Quy

tắc 4009/2000/QĐ-BGTVT của Bộ GTVT

- Các yêu cầu kỹ thuật có liên quan đến công tác thiết kế chế tạo phao

báo hiệu ĐTNĐ

Đồng thời , thiết kế của đề tài nghiên cứu cũng phải phù hợp với đặc tính

của vật liệu composite và công nghệ sản xuất các vật liệu bằng composite cũng

như điều kiện cơ sở vật chất kỹ thuật hiện nay của nước ta

II.Tính chọn kích thước :

Đáp ứng mục đích của đề tài , trên cơ sở thống nhất với Cục đường sông

Việt nam về các lọai phao báo hiệu đường thuỷ nội địa thông dụng trong thực tế

, chúng tôi tính chọn các kích thuớng cơ bản cho một số loại phao báo hiệu

trong phạm vi đề tài này như sau

a Về hình dáng:

- Các loại phao đều có hình dáng tương tự các phao báo hiệu đường thuỷ

bằng thép , đồng thời do đặc thù của việc chế tạo các sản phẩm bằng vật liệu

composite là phải có kết cấu phù hợp để thoát khuôn khi tách tháo sản phẩm ra

khỏi khuôn nên hình dáng của phao được biến đổi cho phù hợp với tính công

nghệ

- Tiêu thị trên phao có hình vuông ghép kiểu mũi khế ( đối với bờ phải)

và hình tam giác ghép kiểu mũi khế (đối với bờ trái) hoặc hình tam giác ghép

kiểu mũi khế Kích thước tiêu thị được chọn phù hợp với quy định nêu trong

mục 2 phần IV – 2 trang 44 ữ 45 của Quy tắc báo hiệu ĐTNĐ 4099/2000

BGTVT ngày 28/12/2000

- Giá mang tiêu thị được lắp ghép từ các thanh hình chữ L bằng

composite , kết cấu giá được nêu chi tiết trong bản vẽ thiết kế của từng loại

phao Hình chiếu của giá mang tiêu thị có dạng hình thang cân

- Phao có dạng hình trụ , đuôi phao kéo dài xuống để tăng tính ổn định

trong sóng gió

Có thể chia phao thành thành các phần chính sau :

+ Tiêu thị

+ Giá mang tiêu thị và đèn hiệu Đèn hiệu được lắp trực tiếp lên thùng

đựng ắc quy Thùng đựng ăc quy có kết cấu kín nước thời tiết , trong thùng đặt

4 ăc quy loại 12 V

+ Thân phao hình trụ , có nắp , nắp liên kết với thân phao bằng bu lông

vàlàm kín bằng zoăng cao su Do đặc điểm của vật liệu composite là không bị

rỉ trong nước nên chúng tôi chia thân phao thành hai phần , phần trên được làm

kín nước hoàn toàn , phần dưới thân phao được khoét lỗ hình ôvan cao 100,dài

150 để cho phao ngập nước nhằm mục đích để giảm nhẹ trọng lượng vật dằn

mà vẫn đảm bảo tính ổn định của phao, qua đó tạo điều kiện thuận lợi trong

việc vận chuyển , tác nghiệp thả phao.Ngoài ra lỗ khoét này còn là vị trí để thao

tác bắt bu lông nối phần đuôi phao với thân phao Thân phao được gắn 3 móc

cẩu bằng thép inôc φ 20 để cẩu nâng thả phao Các móc cẩu uốn hình theo bản

vẽ , được hàn với tấm inôx 8mm Tấm Inox được bắt với thân phao bằng các bu

lông inôx M12 Mặt trong là các tấm thép 8mm được dán với thân phao bằng

lớp composite có chiều dày 10mm , cách dán theo quy định của quy phạm

Tại vị trí gần đuôi phao , gắn 2 móc bằng thép inôc φ 20 để liên kết với phần

rùa và xích neo Kết cấu chi tiết được chỉ rõ trong bản vẽ thíêt kế của từng lọai

phao

+ Đuôi phao hình trụ , có đường kính 400mm cho tất cả các lọai phao

Đuôi phao gắn với thân phao bằng bu lông Phần chuyển tiếp giữa đuôi phao và

thân phao có dạng hình nón cụt Phần cuối đuôi phao khoan lỗ φ 20 để bắt chốt

thép giữ tấm đối trọng bằng gang Tấm đối trọng có dạng vành khăn , trọng

lượng 20 kg mối tấm để dễ vận chuyển lắp đặt

+ Xích neo được chế tạo bằng thép , xích có đường kính φ 18 , bước xích

l = 140mm , chiều dài xích bằng 20 m , nối các phần xích với nhau bằng maní

và con quay

+ Rùa neo được đúc bằng bê tông, có trọng lượng tuỳ theo từng loại phao

Kết cấu rùa và xích được chỉ rõ trong bản vẽ thiết kế từng lại phao

b.Về màu sắc:

- Phao báo hiệu của bờ phải màu đỏ ( đỏ cờ )

- Phao báo hiệu của bờ trái màu xanh lục ( xanh lá cây )