NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO TRÌ HỌ ĐỘNG CƠ IVECO N40 ENT M TRONG ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC Ở VIỆT NAM_2

Ngày nay, trang thiết bị ngày càng được hiện đại hóa, nhưng dù máy móc có hiện đại đến đâu thì sau một thời gian khai thác cũng sẽ bị hao mòn, do đó cùng với các biện pháp khai thác hiệu

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

-o0o -

KS NGUYỄN VĂN HOÀI

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO TRÌ HỌ ĐỘNG CƠ IVECO N40 ENT M TRONG

ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC Ở VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HẢI PHÒNG - 2015

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM

-o0o -

KS NGUYỄN VĂN HOÀI

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO TRÌ HỌ ĐỘNG CƠ IVECO N40 ENT M TRONG

ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC Ở VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - ĐỘNG LỰC; MÃ SỐ: 62.52.42.01

CHUYÊN NGÀNH: KHAI THÁC, BẢO TRÌ TÀU THỦY

Người hướng dẫn khoa học: TS Trương Văn Đạo

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Nguyễn Văn Hoài Sinh ngày 03 tháng 10 năm 1983 Học viên cao học lớp Khai thác, bảo trì tàu thủy, khóa học 2012 - 2014, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Hiện đang công tác tại khoa Máy tàu

biển - Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

Tôi xin cam đoan: Đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình bảo trì cho họ

động cơ inveco-N40 ENT M25 trong điều kiện khai thác ở Việt Nam” do thầy

giáo TS Trương Văn Đạo hướng dẫn là công trình nghiên cứu khoa học của

riêng tôi Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ và trích dẫn

rõ ràng Tôi xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận văn đúng như nội

dung trong đề cương và yêu cầu của thầy giáo hướng dẫn Nếu sai tôi hoàn

toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng khoa học và pháp luật

Hải phòng, tháng 3 năm 2015 Tác giả luận văn

KS NGUYỄN VĂN HOÀI

LỜI CÁM ƠN

Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự động viên, giúp

đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Trương Văn Đạo, luận văn thạc sĩ

kỹ thuật với đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình bảo trì cho họ động cơ

inveco-N40 ENT M trong điều kiện khai thác ở Việt Nam” đã hoàn thành Tác

giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS Trương Văn

Đạo đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này Đồng thời

tác giả cũng xin gửi lời cám ơn đến toàn thể các thầy giáo, cô giáo Viện đào

tạo Sau đại học - Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, cùng các bạn đồng

nghiệp và gia đình đã giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập cũng như

quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn

Hải phòng, tháng 3 năm 2015

Tác giả luận văn

KS NGUYỄN VĂN HOÀI

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ TẮT VÀ KÍ HIỆU v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4 Phương pháp nghiên cứu 3

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT BẢO TRÌ 4

1.1 Sự phát triển của bảo trì 4

1.2 Mục tiêu của bảo trì 5

1.3 Những hiệu quả mang lại từ bảo trì 7

1.4 Những ứng dụng của bảo trì 7

1.5 Khái niệm bảo trì 8

1.5.1 Định nghĩa bảo trì 8

1.5.2 Bảo trì tiên tiến 9

1.6 Bản chất hoạt động và quá trình hỏng của thiết bị 15

1.7 Mô hình bảo trì đề xuất áp dụng cho động cơ diesel tàu thủy 21

Kết luận chương 1 22

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG HỌ ĐỘNG CƠ IVECO N40 ENTM 23

2.1 Cơ sở lý thuyết 23

2.1.1 Các nguyên nhân và các tính chất gây hao mòn của các chi tiết trong

động cơ đốt trong 23

2.1.2 Hư hỏng do mài mòn 25

2.1.3 Quy trình bảo trì định kỳ dựa trên thời gian 28

2.2 quy trình kiểm tra bảo dưỡng các nhóm chi tiết chính của động cơ Iveco N40 ENT M25.10 32

2.2.1 Giới thiệu về họ động cơ Iveco N- ENT M- 32

2.2.2 Kiểm tra bảo dưỡng nhóm tay biên – piston 36

Chương 3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG HỌ ĐỘNG CƠ IVECO N40 ENT M25 TRONG ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC Ở VIỆT NAM 49 3.1 Điều kiện khai thác đặc thù ở Việt Nam 49

3.1.1 Điều kiện khí hậu ở Việt Nam 49

3.1.2 Điều kiện khai thác ở Việt Nam 51

3.2 Xây dựng quy trình bảo dưỡng phù hợp trong điều kiện khai thác ở Việt Nam 52

3.2.1 Cơ sở lý thuyết 52

3.2.2 Nhóm Piston-biên 54

3.2.3 Sơ mi xi lanh 58

3.2.4 Bạc trục, bạc biên 58

3.2.5 Biên bản đo các thông số của động cơ 61

3.3 Xây dựng lại kế hoạch bảo trì nhóm các chi tiết quan trọng bằng phần mềm Microsoft Exel 69

3.3.1 Tổng hợp số liệu 70

3.3.2 Phần mềm theo dõi số giờ hoạt động của các chi tiết động cơ 73

KÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76

1 Kết luận 76

2 Kiến nghị 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

2 Danh mu ̣c ký hiê ̣u

τmax Giờ Thời gian mài mòn bình thường

Smax mm Độ mài mòn lớn nhất cho phép

Sbd mm Độ mài mòn ban đầu của cặp chi tiết sau

chạy rà

tg rad Đại lượng đặc trưng cho cường độ mài mòn

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Những mong đợi đối với bảo trì ngày càng tăng 5

Hình 1 2 Sơ đồ mục đích chính của bảo trì 9

Hình 1.3 Sơ đồ khối quy trình sửa chữa tạm thời 11

Hình 1.4 Các hình thức bảo trì phòng ngừa 14

Hình 1.5 Phân loại các hình thức bảo trì 15

Hình 1.6 Liệt kê các sự cố 18

Hình 1.7 Các trạng thái của thiết bị từ góc độ nhà quản lý 19

Hình 1.8 Biểu đồ quy luật Weibull – Vòng đời thiết bị 21

Hình 2.1 Đồ thị mài mòn của chi tiết theo thời gian 26

Hình 2.2 Định danh quốc tế của họ động cơ 33

34

Hình 2.3 Động cơ Iveco N40 ENT25 M 34

Hình 2.4 Động cơ Iveco N40 ENT25 M 35

Hình 2.5 Các chi tiết của nhóm tay biên – piston 36

Hình 2.6 Tháo các xéc măng 36

Hình 2.7 Tháo phanh hãm 37

Hình 2.8 Số liệu chính của khe hở piston, chốt piston và xec măng 37

Hình 2.9 Đo đường kính của piston 38

Hình 2.10 Kiểm tra bằng thước lá 38

Hình 2.11 Đo đường kính chốt piston 39

Hình 2.12 Kiểm tra tình trạng kỹ thuật của xéc măng 39

Hình 2.13.kiểm tra khe hở xéc măng 39

Hình 2 14 Sơ đồ đo khe hở X giữa rãnh piston đầu tiên và xéc măng hình thang 40

Hình 2 15 Đo khe hở miệng của xéc măng 40

Hình 2 16 Số liệu chính của tay biên 41

Hình 2.17 Kiểm tra độ song song hai lỗ tay biên 42

Hình 2.18 Kiểm tra độ vặn 42

Hình 2 19 Kiểm tra độ cong biên 43

Hình 2 20 Đo khe hở bạc biên 43

Hình 2.21 Kiểm tra độ nhô ra của piston 44

Hình 2.22 Kiểm tra bề mặt đỡ của mặt quy lát 45

Hình 2.23 Các thông số chính của xupap hút và xả 45

Hình 2.24 Kiểm tra cán xupap 46

Hình 2.25 Kiểm tra độ đồng tâm xupap 46

Hình 2.26 Đo đường kính trong của ống dẫn hướng 47

Hình 2.27 Rà lại đế xupap 47

Hình 2.28 Số liệu chính của đế xupap 48

Hình 2.29 Kích thước đế xupap trên mặt quy lát 48

Hình 3 1 Đồ thị mài mòn của chi tiết máy 53

Hình 3 2 Tuyến tính hóa giai đoạn 2 của đò thị mài mòn 53

Hình 3 3 Giai đoạn mài mòn bình thường của piston 55

Hình 3 4 Giai đoạn mài mòn bình thường của chốt piston 55

Hình 3 5 Giai đoạn mài mòn bình thường của sec măng khí số 1 56

Hình 3 6 Giai đoạn mài mòn bình thường của sec măng khí số 1 56

Hình 3 7 Khe hở cạnh séc măng khí 1 57

Hình 3 8 Giai đoạn mài mòn bình thường của sơ mi xy lanh 58

Hình 3 9 Giai đoạn mài mòn bình thường của bạc đầu nhỏ biên 59

Hình 3 10 Giai đoạn mài mòn bình thường của đầu to biên 59

Hình 3 11 Giai đoạn mài mòn bình thường của khe hở dầu bạc trục 60

Hình 3 12 Giai đoạn mài mòn bình thường của cổ trục 61

Hình 3.13 Sơ đồ thuật toán xác định thời gian hư hỏng của các chi tiết 73

Hình 3.14 Bảng tính số giờ hoạt động của các chi tiết 75

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Sự phát triển mạnh mẽ của ngành Hàng hải thế giới khiến cho sự cạnh tranh giữa các quốc gia ngày càng gia tăng, cùng với sự suy thoái của nền

kinh tế toàn cầu, các công ty vận tải, chủ tàu muốn tồn tại được phải giảm

giá cước vận chuyển, đáp ứng được các yêu cầu về an toàn, cũng như cải

thiện điều kiện khai thác, vận hành máy ngăn ngừa tình trạng ô nhiễm môi

trường biển Để làm được điều đó các công ty Hàng hải, chủ tàu luôn phải

duy trì đội tàu của mình ở tình trạng tốt nhất, cơ động nhất sẵn sàng điều

động khi cần thiết Ngày nay, trang thiết bị ngày càng được hiện đại hóa,

nhưng dù máy móc có hiện đại đến đâu thì sau một thời gian khai thác cũng

sẽ bị hao mòn, do đó cùng với các biện pháp khai thác hiệu quả thì các công

ty, chủ tàu cần xây dựng các quy trình bảo trì phù hợp để duy trì và kéo dài

tuổi thọ làm việc của trang thiết bị

Do vậy, việc nghiên cứu các phương pháp, chiến lược bảo trì tiên tiến, nhằm đem lại hiệu quả kinh tế, giúp giảm giá cước vận chuyển, nâng cao

khả năng cạnh tranh giữa các chủ tàu, công ty vận tải biển là vấn đề đang

được quan tâm đặc biệt Phương pháp hiện đại trong bảo trì thiết bị không

chỉ đảm bảo cho việc khai thác đạt hiệu quả cao nhất mà còn là nhân tố chính

để đảm bảo an toàn sinh mạng thuyền viên, nâng cao độ tin cậy máy móc,

trang thiết bị và chống ô nhiễm môi trường

Ngày nay, bảo trì và sản xuất được quan niệm là hai mặt đồng nhất bổ trợ cho nhau, bảo trì cũng chính là sản xuất, có bảo trì tốt thì sản xuất mới đạt

hiệu quả cao Đặc biệt là trong lĩnh vực Hàng hải, sự hoạt động tin cậy của thiết

bị máy móc có tác động rất lớn đến hoạt động khai thác tàu, sự an toàn của các

thuyền viên làm việc trên tàu Máy móc không được bảo trì hoặc bảo trì chưa

hợp lý là nguyên nhân chính dẫn đến mất an toàn, tai nạn Hàng hải và làm tăng

chi phí vận chuyển, gây lãng phí tài nguyên cũng như gây ô nhiễm môi trường

Thông thường trước đây việc bảo dưỡng, sửa chữa các thiết bị cơ khí được

quyết định khi máy móc gặp sự cố (bảo dưỡng hỏng máy- breakdown

maintenance), hay theo các kế hoạch khai thác, bảo dưỡng được khuyến cáo

kèm theo hồ sơ kỹ thuật của chúng do nhà chế tạo cung cấp (phương pháp bảo

trì theo thời gian Preventive Maintenance -Time Based Maintenance) Phương

pháp này bộc lộ nhiều hạn chế như: kế hoạch bảo dưỡng sửa chữa cứng nhắc,

không linh hoạt, có thể thiết bị còn tốt nhưng đến lịch vẫn bảo dưỡng sửa chữa

gây lãng phí Trong nhiều trường hợp việc tháo, lắp bảo dưỡng, sửa chữa lại

làm tăng hư hỏng, độ mài mòn và giảm tuổi thọ của thiết bị Ngược lại nhiều

khi thiết bị vẫn chưa đến thời gian bảo dưỡng, sửa chữa mà chúng đã gặp sự cố,

hư hỏng gây nguy hiểm cho người vận hành, khai thác cũng như gây mất an

toàn cho hệ động lực, đặc biệt khi tàu đang hành trình biển

Trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa các chi tiết của động cơ iveco - N40ENTM25 lắp đặt cho xuồng công tác tàu HQ888, Lữ đoàn 6, Hải quân

Hải Phòng, nhóm sửa chữa đã nhận thấy loại động cơ này khi chuyển sang

khai thác ở điều kiện Việt Nam sẽ không phù hợp nếu áp dụng đúng quy trình

bảo trì của nhà chế tạo Vì vậy, tôi xin được giới thiệu quy trình bảo trì cụ thể

các cụm chi tiết quan trọng và xây dựng lại quy trình bảo dưỡng cho loại động

cơ trên trong điều kiện khai thác ở Việt Nam

Chính vì lẽ đó tác giả chọn thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng quy

trình bảo trì cho họ động cơ inveco-N40 ENTM trong điều kiện khai thác

ở Việt Nam” Nhằm giới thiệu quy trình bảo trì cụ thể các cụm chi tiết quan

trọng và xây dựng lại quy trình bảo dưỡng cho loại động cơ trên trong điều

kiện khai thác ở Việt Nam, nâng cao hiệu quả khai thác, độ tin cậy của các

trang thiết bị máy móc, cũng như sự an toàn của đội ngũ thuyền viên làm việc

trên tàu Đây là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu tổng quan về cơ sở lý thuyết bảo trì, Lập quy trình bảo dưỡng họ động cơ IVECO N40 ENT M

Xây dựng quy trình bảo trì họ động cơ trong điều kiện khai thác ở VN

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài này chỉ nghiên cứu quy trình bảo trì dựa trên tình trạng của chi tiết máy động cơ IVECO N40 ENT M

Nghiên cứu và đề xuất quy trình bảo trì động cơ trong điều kiện khai thác ở Việt Nam dựa trên đồ thị mài mòn

4 Phương pháp nghiên cứu

Trên cơ sở lý thuyết bảo trì công nghiệp và kinh nghiệm thực tế, đo đạc các thông số kỹ thuật, lập quy trình bảo dưỡng họ động cơ IVECO

N40ENTM Dựa vào điều kiện khai thác, điều kiện khí hậu ở Việt Nam, từ đó

đề xuất xây dựng lại quy trình bảo trì phù hợp hơn cho nhóm các chi tiết quan

trọng

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Quy trình bảo trì tiên tiến cho động cơ diesel tàu thủy nhằm đảm bảo độ

an toàn, tăng cao độ tin cậy cho động cơ diesel, hệ động lực tàu thủy Từ đó

sẽ nâng cao hiệu quả và tính cạnh tranh trong khai thác tàu thủy

Ý nghĩa thực tiễn: Là cơ sở để khai thác và bảo trì một cách hiệu quả nhất họ động cơ N40ENTM Đồng thời cũng là một tài liệu tham khảo hữu

ích cho giảng viên và sinh viên khoa Máy tàu biển trong quá trình nghiên cứu

và học tập

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT BẢO TRÌ 1.1 Sự phát triển của bảo trì

Bảo trì đã được con người biết đến và áp dụng từ lâu nhưng phạm vi của bảo trì còn rất hạn hẹp Trong vài thập niên gần đây, khoa học kỹ thuật phát

triển mạnh, nền sản xuất phát triển nhanh, sự thông thương hàng hóa bằng

đường biển giữa các quốc gia được mở rộng, tài sản cố định như máy móc,

thiết bị tăng cả về số lượng, chất lượng và giá trị kinh tế Do đó, bảo trì đã

được coi trọng và quan tâm đúng mức, bảo trì không còn đóng vai trò thứ

yếu trong sản xuất mà trở thành một mắt xích quan trọng đóng vai trò vào

việc duy trì độ tin cậy an toàn của thiết bị, tăng hiệu suất khai thác, vận hành

cũng như lợi nhuận kinh tế

Trong suốt quá trình hình thành và phát triển, bảo trì thế giới đã trải qua

ba giai đoạn phát triển:

- Thế hệ thứ nhất: Trước chiến tranh thế giới thứ II, trong giai đoạn này,

ngành kinh tế Hàng hải chưa phát triển nở rộ, khai thác, vận hành bằng các

thiết bị máy móc còn đơn giản, thời gian dừng máy ít ảnh hưởng đến tiến độ điều động tàu, công việc bảo trì cũng rất đơn giản Bảo trì không ảnh hưởng lớn về chất lượng và hiệu suất Vì vậy, ý thức ngăn ngừa các thiết bị hư hỏng chưa được phổ biến trong đội ngũ quản lý, thuyền viên, người vận hành khai thác Do đó, không cần thiết phải có các phương pháp bảo trì hợp lý cho máy móc Bảo trì chủ yếu là sửa chữa các máy móc và thiết bị khi bị hư hỏng

- Thế hệ thứ hai: Sau chiến tranh thế giới thứ II Do ảnh hưởng của chiến

tranh đã làm tăng nhu cầu về nhiều loại hàng hoá, tăng sự giao lưu, thông

thương bằng đường biển giữa các quốc gia Do đó, ngành kinh tế Hàng hải đã

có điều kiện phát triển mạnh mẽ Trong giai đoạn này, máy móc ứng dụng dưới tàu đã phổ biến hơn và phức tạp hơn Do sự phụ thuộc ngày càng tăng, thời gian ngừng máy ngày càng được quan tâm nhiều hơn Từ đó đã bắt đầu xuất hiện khái niệm phòng ngừa mà mục tiêu chủ yếu là giữ cho thiết bị luôn

hoạt động ở trạng thái ổn định chứ không phải sửa chữa khi có hư hỏng Chi phí bảo trì cũng đã bắt đầu gia tăng đáng kể so với những chi phí vận hành khác Cuối cùng vốn đầu tư cho tài sản cố định đã gia tăng đáng kể, người vận hành cần phải có những phương pháp để làm chủ máy móc, giảm thời gian ngừng máy, giảm bớt chi phí để sửa chữa máy móc thiết bị

- Thế hệ thứ ba: Từ giữa những năm 1980, ngành Hàng hải thế giới đã

có những thay đổi Những thay đổi này đòi hỏi công việc bảo trì phải đáp

ứng các yêu cầu: khả năng sẵn sàng, độ tin cậy và an toàn cao hơn, không gây tác hại môi trường, thời gian làm việc thiết bị dài hơn, hiệu quả kinh tế lớn hơn Từ những yêu cầu đó, con người ngày nay đã có rất nhiều những nghiên cứu mới về bảo trì như: nghiên cứu tình trạng của máy móc, nghiên cứu những rủi ro có thể xảy ra, nghiên cứu và phân tích các dạng hư hỏng…

Hình 1.1 thể hiện những mong muốn đối với bảo trì ngày càng tăng

THẾ HỆ THỨ

HAI

- Khả năng sẵn sàng của máy cao hơn

- Tuổi thọ của thiết

bị cao hơn

- Chi phí thấp hơn

THẾ HỆ THỨ NHẤT

- Sửa chữa khi máy bị hư

THẾ HỆ THỨ BA

- Khả năng sẵn sàng

và độ tin cậy cao hơn

- An toàn cao hơn

- Chất lượng sản phẩm tốt hơn

- Không gây tác hại môi trường

- Tuổi thọ thiết bị dài

- Hiệu quả kinh tế cao hơn

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Hình 1.1 Những mong đợi đối với bảo trì ngày càng tăng

1.2 Mục tiêu của bảo trì

Trong nền công nghiệp cũng như ngành Hàng hải việc sửa chữa sự cố

làm dừng máy cũng như ngưng trệ hoạt động của tàu sẽ dẫn đến những chi

phí rất lớn, thậm chí còn ảnh hưởng đến an toàn của thuyền viên, hàng hóa

trên tàu cũng như nguy cơ bị bắt giữ tàu Do đó, mục tiêu của bảo trì là giữ

cho máy móc, thiết bị luôn hoạt động ổn định theo lịch trình mà bộ phận sản

xuất đã lên kế hoạch, thiết bị phải sẵn sàng hoạt động để nâng cao độ an toàn

cũng như tin cậy cho mỗi chuyến hành hải của tàu Để đạt được mục tiêu

này, bảo trì cần phải thực hiện những công việc sau:

- Xác định độ tin cậy, khả năng bảo trì tối ưu, các yếu tố này nên được thiết kế vào trong từng thiết bị để chu kỳ làm việc là lớn nhất

- Thu nhận các dữ liệu và thời gian vận hành đến khi hư hỏng, ghi nhận tỷ lệ hư hỏng của một bộ phận hoặc thiết bị tương ứng với tuổi đời của

mạng thuyền viên cũng như tổn hại đến uy tín của công ty

- Nghiên cứu các kiểu hư hỏng của các chi tiết, các bộ phận, hệ thống và

tỷ lệ hư hỏng tương quan để đề nghị thiết kế, nghiên cứu và phát triển nhằm

- Xác định những phụ tùng có độ tin cậy cao, chi phí tối thiểu, tối ưu

để cung cấp cho thiết bị và nhờ vậy giảm các chi phí tồn kho

- Định lượng, cực đại hoá khả năng sẵn sàng của thiết bị và cực đại hoá thời gian thiết bị vận hành ổn định

- Tăng doanh thu cho công ty, chủ tàu

- Giảm chi phí cho hoạt động khai thác, vận hành

1.3 Những hiệu quả mang lại từ bảo trì

Những lợi ích mang lại từ công tác bảo trì được thể hiện qua một số mặt sau:

- Giảm được thời gian ngừng máy ngoài kế hoạch, giữ vững ổn định cho các thiết bị hoạt động, luôn sẵn sàng điều động tàu khi có kế hoạch, nâng cao

năng lực cũng như khả năng đáp ứng được kế hoạch điều động của công ty

- Kéo dài chu kỳ làm việc của thiết bị: Vốn đầu tư cho các trang thiết bị cũng như động cơ diesel trên tàu rất lớn vì vậy việc kéo dài chu kỳ làm việc

là một cách tiết kiệm chi phí, giảm giá cước vận tải, nâng cao khả năng cạnh

tranh của công ty

- Khi các thiết bị hoạt động tốt, không xảy ra sự cố cũng như hư hỏng bất ngờ sẽ làm tăng độ tin cậy của các trang thiết bị, độ sẵn sàng của tàu cũng

như an toàn cho sinh mạng thuyền viên và hàng hóa trên tàu

1.4 Những ứng dụng của bảo trì

Bảo trì ngày nay đã phát triển một cách vượt bậc, kỹ thuật bảo trì cung cấp những tính toán và những ứng dụng thực tế sau:

- Dự đoán độ tin cậy của các bộ phận máy từ các dữ liệu về hư hỏng

- Cung cấp các giải pháp đạt được độ tin cậy của hệ thống

- Đánh giá số lượng máy và xác định số lượng vật tư dự phòng cần thiết

- Phân tích mối quan hệ giữa khả năng độ tin cậy, chi phí vận hành và độ

an toàn khi khai thác

- Thời gian chạy rà và làm nóng máy tối ưu

- Thời gian và chi phí vận hành tối ưu

- Nhu cầu về phụ tùng tối ưu

- Giai đoạn bắt đầu mài mòn mãnh liệt

- Xác định khi nào cần thay thế một bộ phận trước khi bộ phận này bị mòn nhanh hoặc hư hỏng hoàn toàn

- Chỉ dẫn ra quyết định thực hiện hành động phục hồi để giảm đến mức thấp nhất các hư hỏng và loại trừ khả năng dừng máy

- Xác định những hư hỏng xảy ra ở những thời điểm nào đó trong thời gian hoạt động của máy và chuẩn bị để đối phó với chúng

- Cung cấp những chỉ dẫn xem xét lại khả năng bảo trì và độ tin cậy tới hạn

- Giảm các chi phí tồn kho nhờ cung ứng đúng phụ tùng một cách kịp thời

- Xác định thời gian cần thiết để sửa chữa định kỳ hệ thống

- Xác định khả năng sẵn sàng của hệ thống và thiết bị

- Xác định khả năng bảo trì của hệ thống và giá trị cần đạt

- Xác định tổng số giờ làm việc cần thiết cho toàn bộ công việc bảo trì

1.5 Khái niệm bảo trì 1.5.1 Định nghĩa bảo trì

Tiêu chuẩn AFNOR x 60-010 (Pháp) định nghĩa Bảo trì như sau: “Bảo trì là mọi việc làm có thể nhằm duy trì hoặc khôi phục một thiết bị tới một

điều kiện xác định để có thể tạo ra sản phẩm mong muốn” (dẫn theo [5])

Định nghĩa của BS 3811: 1984 (Anh): “Bảo trì là tập hợp tất cả các hành động kỹ thuật và quản trị nhằm giữ cho thiết bị luôn ở tình trạng tốt nhất, hoặc

phục hồi nó về một tình trạng trong đó có thể thực hiện chức năng yêu cầu Chức

năng yêu cầu này có thể định nghĩa như là một tình trạng xác định nào đó” (dẫn

theo [5])

Định nghĩa Total Productivity Development (Thụy Điển): “Bảo trì bao gồm tất cả các hoạt động được thực hiện nhằm giữ cho thiết bị ở một tình trạng nhất

định hoặc phục hồi thiết bị về tình trạng này” (dẫn theo [5])

Định nghĩa của Dimitri Kececioglu (Mỹ): “Bảo trì là bất kỳ hành động nào nhằm duy trì các thiết bị không bị hư hỏng ở một tình trạng vận hành đạt

yêu cầu về mặt độ tin cậy và an toàn và nếu chúng bị hư hỏng thì phục hồi

chúng về tình trạng này” (dẫn theo [5])

Theo quan điểm thực hành thì bảo trì là việc thực hiện các tác vụ giúp bảo tồn năng lực thiết bị, qua đó đảm bảo tính liên tục và chất lượng của sản

xuất Bảo trì diễn ra trong toàn bộ thời gian sử dụng của thiết bị Bảo trì tốt là

đảm bảo thiết bị máy móc hoạt động ở mức chi phí tối ưu tổng quát

Định nghĩa về bảo trì cũng đưa ra ba mục đích chính của bảo trì được sơ

đồ hóa như sơ đồ hình 1.2 [5]

NHẬN BIẾT QUÁ KHỨ MỤC ĐÍCH CHÍNH BẢO TRÌ

KIỂM SOÁT HIỆN TẠI

LẬP KẾ HOẠCH CHO TƯƠNG LAI

Hình 1 2 Sơ đồ mục đích chính của bảo trì

1.5.2 Bảo trì tiên tiến

Bảo trì truyền thống chỉ quan tâm đến duy trì hoặc phục hồi khả năng làm việc của máy móc thiết bị vào bất cứ thời điểm nào, không xét đến yếu tố chi phí

và độc lập với sản xuất Trong khi đó, bảo trì tiên tiến tính tới độ sẵn sàng và

chất lượng của thiết bị trong mối quan hệ với chi phí và kế hoạch sản xuất

Các chiến lược bảo trì công nghiệp trên thế giới

Nhu cầu về bảo trì máy móc xuất hiện kể từ khi loài người bắt đầu sử

triển từ thấp đến cao, từ bị động đến chủ động Dưới đây là các loại hình bảo

trì đã và đang được áp dụng trên thế giới [4, 5, 7]:

+ Phương pháp bảo trì sửa chữa (Bảo trì hỏng máy - Breakdown Maintenance)

Đây là phương pháp bảo trì lạc hậu nhất Thực chất lịch bảo trì được quyết định khi máy móc bị hỏng và con người hoàn toàn bị động Khi máy

hỏng, hoạt động khai thác bị ngừng lại và công tác bảo trì mới được thực hiện

Phương pháp bảo trì này có rất nhiều nhược điểm như gây dừng máy bất thường, không ngăn ngừa được sự xuống cấp của thiết bị, có thể kéo theo sự

hư hỏng của các máy móc liên quan và gây tai nạn cho thuyền viên, ảnh

hưởng tới khả năng điều động tàu, làm gián đoạn hoạt động khai thác, tăng

chi phí bảo trì, sửa chữa, tăng giá cước vận chuyển hàng hóa

Do các hạn chế nêu trên, chi phí cho bảo trì theo phương pháp này rất lớn vì vậy cho đến nay phương pháp bảo trì này hầu như không được áp dụng

cho bảo trì máy móc trên bờ cũng như trên tàu thủy tại các nước phát triển,

đối với một số nước có ngành Hàng hải còn chậm phát triển thì phương pháp

này vẫn còn được ứng dụng cho bảo trì, sửa chữa

Các thông tin phải được đánh giá lại trước khi tiến hành can thiệp bảo trì

và được điều chỉnh cho đúng thực tế trong báo cáo can thiệp gọi là “báo cáo

đánh giá hoàn tất”.[5]

QUY TRÌNH SỬA CHỮA TẠM THỜI

CÁC VĂN BẢN GHI CHÉP LIÊN QUAN

Yêu cầu công việc

Yêu cầu sửa chữa tạm thời (Các yếu tố dự đoán)

Sửa chữa tạm thời

Kiểm tra và kiểm soát

Kết quả tốt

Trả lại sản xuất

Kết thúc

Báo cáo đánh giá hoàn tất

Yêu cầu sửa chữa tạm thời

Hình 1.3 Sơ đồ khối quy trình sửa chữa tạm thời

+Phương pháp bảo trì phòng ngừa

Bảo trì Phòng ngừa theo thời gian (Preventive Maintenance - Time Based Maintenance)

Đây là phương pháp bảo trì hiện được áp dụng trong hầu hết các công ty

ở Việt Nam (trừ một số ít các công ty mới xây dựng) và trên tàu thủy Trên

thế giới, phương pháp này đã được phát triển và phổ biến từ những năm 1950

Nội dung chủ yếu của phương pháp này là các máy móc thiết bị sẽ được sửa chữa, thay thế định kỳ theo thời gian Về mặt lý thuyết, dường như đây là

phương pháp khá lý tưởng Tuy nhiên, trong thực tế phương pháp này vẫn bộc

lộ nhiều nhược điểm:

- Thứ nhất là việc xác định các chu kỳ thời gian để dừng máy Do phân bố của các hư hỏng theo thời gian rất khác nhau nên việc xác định các chu kỳ sửa

chữa thích hợp cho toàn bộ các trang thiết bị của hệ thống động lực cũng như

động cơ diesel tàu thủy là rất khó Nếu khoảng thời gian giữa hai lần dừng máy

dài, các hư hỏng có thể xuất hiện giữa hai lần dừng máy gây sự cố nguy hiểm

đến chuyến hành hải và an toàn của thuyền viên trên tàu Nếu khoảng thời gian

giữa hai lần dừng máy ngắn, khối lượng sửa chữa thay thế lớn, một số chi tiết

vẫn còn dùng được nhưng đến thời hạn vẫn phải thay thế gây lãng phí

- Thứ hai, do chủng loại máy móc thiết bị có thể hư hỏng cần sửa chữa bảo trì trong mỗi đợt dừng máy của tàu thường rất đa dạng, khối lượng chi tiết

thay thế, bố trí nhân lực, vật lực cho mỗi lần dừng máy là rất lớn nhưng thực tế

các chi tiết cần thay thế sửa chữa lại không nhiều gây lãng phí

- Thứ ba, các máy móc thiết bị có thể bị hư hỏng do sự bất cẩn của thuyền viên trong quá trình khai thác Một số loại máy dễ bị hỏng, mòn hay

giảm tuổi thọ do bị tháo lắp nhiều lần Thuật ngữ trong ngành bảo trì gọi hiện

tượng này là “bảo trì quá mức”

Phương pháp bảo trì Phòng ngừa theo tình trạng thiết bị (Preventive Maintenance – Condition Based Maintenance)

Đây là phương pháp bảo trì phòng ngừa tiên tiến được phát triển từ bảo trì Phòng ngừa theo thời gian, và được áp dụng khoảng từ giữa những năm

1950 Nội dung chính của phương pháp này là: trạng thái và các thông số làm

việc của các thiết bị hoạt động sẽ được giám sát bởi một hệ thống giám sát và

chẩn đoán tình trạng thiết bị

Hệ thống giám sát sẽ chịu trách nhiệm giám sát các hiện tượng xuất hiện trong quá trình làm việc của thiết bị như tiếng ồn, độ rung, nhiệt độ , kiểm

tra tình trạng thực tế của thiết bị, phát hiện các trạng thái bất thường của thiết

bị, qua đó xác định chính xác xu hướng hư hỏng của thiết bị

Hệ thống phân tích và chẩn đoán tình trạng thiết bị sẽ chịu trách nhiệm phân tích các kết quả thu được từ hệ thống giám sát, thông báo chính xác vị trí,

mức độ hư hỏng giúp người sử dụng kịp thời điều chỉnh hoặc thay thế các phần

hư hỏng, tránh các hư hỏng theo dây chuyền Hệ thống này còn cho phép xây

dựng một bộ hồ sơ dữ liệu về thiết bị (lý lịch máy) Từ đó có thể chẩn đoán các

nguyên nhân gây hỏng thường gặp và hỗ trợ tìm cách khắc phục, ngăn ngừa

Trong phương pháp này, thay vì sửa chữa, bảo trì theo chu kỳ thời gian, người sử dụng sẽ giám sát tình trạng của các thiết bị thông qua các phép đo và

kiểm tra theo chu kỳ thời gian Tuỳ theo tình trạng hoạt động, mức độ phức

tạp và quan trọng của thiết bị ta xác định được các khoảng thời gian đo phù

hợp và như vậy người bảo trì có thể giám sát chặt chẽ tất cả các thiết bị cần

thiết Việc quản lý chặt chẽ tình trạng các thiết bị còn cho phép chủ động

trong lịch bảo trì, kế hoạch sản xuất và sẵn sàng hơn trong việc tiếp nhận kế

hoạch điều động tàu của công ty

Vì chi phí cho công việc thực hiện các phép đo và phân tích nhỏ hơn rất nhiều so với với công việc sửa chữa; độ an toàn và độ tin cậy của các trang

thiết bị máy móc rất cao (do được giám sát chặt chẽ) nên phương pháp bảo trì

này đựơc coi là giải pháp kỹ thuật ưu việt cho việc quản lý bảo trì động cơ

diesel cũng như hệ thống động lực dưới tàu

Hình 1.4 Các hình thức bảo trì phòng ngừa

Bảo trì dự báo: là một phương pháp bảo trì gần tương tự như bảo trì dựa

trên tình trạng thiết bị cũng đã được phát triển song song Về bản chất, loại

hình này dựa trên cơ sở dữ liệu bảo trì và sử dụng các phần mềm chuyên biệt

sử dụng các kỹ thuật hoặc các chuyên gia bảo trì để dự báo về tình trạng hiện

thời của thiết bị, xác suất hỏng của thiết bị (hay khả năng sẵn sàng của thiết

bị) ở các thời điểm cần biết trong tương lai Kỹ thuật bảo trì này không yêu

cầu đầu tư lớn nhưng phụ thuộc rất nhiều vào trình độ chuyên gia và đặc biệt

là hệ thống cơ sở dữ liệu bảo trì phải rất đầy đủ, tin cậy được thu thập trong

thời gian đủ dài, thậm chí tới hàng chục năm

Các phương pháp, chiến lược bảo trì cũng như kỹ thuật áp dụng cho bảo trì được thể hiện tóm tắt như hình 1.5 [3, 5]

BẢO TRÌ

Bảo trì không có kế hoạch Bảo trì có kế hoạch

Bảo trì phòng ngừa

Bảo trì cải tiến

Bảo trì chính xác TPM RCM

Bảo trì phòng ngừa trực tiếp (bảo trì định kì)

Bảo trì phòng ngừa gián tiếp (bảo trì trên cơ

sở tình trạng máy)

Bảo trì thiết kế lại

Bảo trì kéo dài tuổi thọ

Bảo trì phục hồi khẩn cấp

Bảo trì phục hồi

và khẩn cấp

Giám sát tình trạng chủ quan (dùng năm giác quan của con người)

Giám sát tình trạng khách quan (dùng các thiết bị, dụng cụ)

Nghe Nhìn

Giám sát rung động

Giám sát nhiệt độ

Giám sát tiếng ồn

Giám sát tình trạng chất lỏng

Giám sát hạt

Giám sát tốc

độ vòng quay

Giám sát khuyết tật

Phương pháp phổ

Dụng

cụ cầm tay

Thiết

bị giám sát nhiệt độ

Thiết

bị giám sát tiếng ồn

Thiết bị giám sát tình trạng chất lỏng

Phân tích hạt

từ chất lỏng bôi trơn

Tốc kế

Máy kiểm tra khuyết tật bằng siêu âm

Hình 1.5 Phân loại các hình thức bảo trì

1.6 Bản chất hoạt động và quá trình hỏng của thiết bị

- Chức năng bảo trì bao gồm việc duy trì thiết bị ở trạng thái như ban đầu

Nhờ đó, nó có thể tiếp tục đảm bảo các chức năng yêu cầu Việc bảo trì chỉ có

thể thực hiện được khi chúng ta hoàn toàn hiểu kỹ các chức năng của thiết bị

- Để xây dựng và đưa ra được phương pháp bảo trì thì trước hết chúng ta cần phải hiểu thấu đáo và xem xét một cách chi tiết các chức năng hoạt động

ro mà chúng gây ra khi xuất hiện cũng như mức độ ảnh hưởng

Việc chỉ ra được các dạng hư hỏng khác nhau giúp chúng ta có thể sửa chữa một cách phù hợp và không bị nhầm lẫn trong quá trình xem xét các

triệu chứng hỏng hóc Tiếp sau đó, xem xét tác động của mỗi dạng hỏng hóc

Nếu sự cố xảy ra, các hậu quả của nó sẽ là gì? Theo cách đó, chúng ta có thể

định lượng được ảnh hưởng của mỗi loại hư hỏng, định hướng lựa chọn giải

pháp bảo trì tối ưu nhất

Các hậu quả do các sự cố gây ra

+ Hậu quả về mặt an toàn

Một trục trặc về hệ thống động lực hoặc động cơ diesel tàu thủy có thể gây nguy hại đến an toàn sinh mạng của con người, hàng hóa trên tàu Do đó

vấn đề an toàn Hàng hải luôn được đặt lên hàng đầu, trên cả lợi ích kinh

doanh cũng như vấn đề chi phí Mọi hư hỏng của động cơ diesel có nguy cơ

gây mất an toàn được ưu tiên bảo trì, sửa chữa, tìm mọi biện pháp khắc phục

+ Các hậu quả về môi trường Những hư hỏng gây hậu quả đến môi trường nếu vi phạm những qui định pháp lý về ô nhiễm môi trường biển hoặc vi phạm các qui định của công ty

Các hậu quả trầm trọng về môi trường có thể liên quan đến con người, đến kỹ thuật và tài chính Việc đánh giá mức độ nguy hại của chúng tương

đương như các hư hỏng liên quan đến an toàn

+ Các hậu quả về hoạt động Đây là những hư hỏng gây bất lợi cho môi trường biển, gây bất lợi đến

hệ sinh thái biển, ảnh hưởng đến khả năng sẵn sàng điều động tàu, giảm khả

năng cạnh tranh của công ty, gây tổn thất lớn cho chủ tàu

Sau đây là chi tiết tính toán chi phí:

- Các chi phí trực tiếp, bao gồm tất cả các chi phí cho việc khôi phục hoạt động của thiết bị như trạng thái ban đầu

- Các chi phí gián tiếp, bao gồm tất cả các hậu quả liên quan đến quá trình khai thác, vận hành

Các định nghĩa và khái niệm tiêu chuẩn

a Sự cố: Theo tiêu chuẩn AFNOR X 60-011: “Sự cố là sự xuống cấp

hay ngưng trệ của các chức năng yêu cầu” [5]

b Các hành động can thiệp

Sửa chữa tạm thời chỉ có ý nghĩa tạm khôi phục hoạt động trước khi tiến hành sửa chữa chính thức Dạng can thiệp này cần phải được thực hiện theo

những tiêu chí chặt chẽ

Sửa chữa là sự can thiệp cuối cùng trong một thời hạn ngừng khai thác

có thể chấp nhận được Nếu thời hạn chót cho sửa chữa không thể đạt được

đúng như yêu cầu, cần cân nhắc một số khả năng:

- Sửa chữa tạm thời

- Chuyển sang sử dụng thiết bị khác

Một số thiết bị và hệ thống được thiết kế để trong một số trường hợp sự

cố vẫn cho phép đặt một chế độ làm việc, đặc biệt trong một khoảng thời gian

nhất định trước khi buộc phải ngừng hoạt động của máy móc thiết bị Một số

loại sự cố hay xảy ra được liệt kê như bảng 1.1 [5]

Sửa chữa tạm thời (Bảo trì khắc phục)

Bảo trì cuối cùng và giới hạn sau khi hư hỏng

Sự xuống cấp của một thiết bị về chức năng

Sự ngưng trệ hoạt động của một thiết bị do sự cố

chức năng

Hành động khắc phục cho một thiết bị nhằm khôi phục hoạt động tạm thời trước khi sửa chữa chính thức.

Hình 1.6 Liệt kê các sự cố

Như vậy, qua việc sơ đồ hóa sự cố như hình 1.6 giúp người khai thác hiểu rõ và phân loại được các loại sự cố, nhờ đó có thể xác định được thời

gian liên quan đến công tác bảo trì, sửa chữa thiết bị, máy móc

Thời gian ngừng hoạt động sẽ ảnh hưởng đến quá trình khai thác, vận hành trong khi thời gian ngừng đặc biệt sẽ ảnh hưởng đến công tác bảo trì và

kinh phí đi kèm Các trạng thái cúa thiết bị, máy móc dưới góc nhìn của nhà

quản lý cũng như công ty, chủ tàu được mô tả như hình 1.7 [5]

Thiết bị có thể đáp ứng chức năng yêu cầu

Người khai thác mong muốn máy móc ở trạng thái hoạt động đúng chức năng

THỜI GIAN YÊU CẦU

THỜI GIAN BẬT MÁY THỰC TẾ

THỜI GIAN NGỪNG HOẠT ĐỘNG THỰC TẾ

THỜI GIAN HOẠT ĐỘNG

THỜI GIAN Ở CHẾ ĐỘ CHỜ

THỜI GIAN NGỪNG ĐẶC BIỆT

THỜI GIAN NGỪNG HOẠT ĐỘNG

Thiết bị đáp ứng chức năng yêu cầu

Thiết bị có thể hoạt động nhưng không yêu cầu

Thiết bị có thể hoạt động được nhưng không thể vận hành do người vận hành, nhiên liệu

Thiết bị không thể hoạt động được do sự cố hoặc đang trong thời gian bảo trì

Thiết bị có thể đáp ứng chức năng yêu cầu

Hình 1.7 Các trạng thái của thiết bị từ góc độ nhà quản lý

Các thông tin về công việc bảo trì thiết bị cần phải được ghi chép lại

Điều này được thực hiện thông qua 2 dạng:

- Bảng phân tích sự cố hư hỏng cung cấp các thông tin về độ tin cậy của thiết bị, máy móc

- Các bảng tổng hợp cung cấp những thông tin cụ thể và định lượng như:

thời gian sửa chữa, chi phí, thời gian bảo trì, phụ tùng thay thế

Tiêu chuẩn AFNOR X 60-510 phân loại các dạng sự cố thành hai nhóm:

- Các sự cố phổ biến;

- Các dạng sự cố theo nhóm

Bảng 2.2 Các dạng sự cố theo nhóm

4 Không nằm đúng vị trí 19 Hoạt động muộn hơn dự kiến

5 Không mở được 20 Đầu vào sai lệch (bị tăng lên)

6 Không đóng được 21 Đầu vào sai lệch (bị giảm đi)

7 Sự cố ở vị trí mở 22 Đầu ra sai lệch (bị tăng lên)

8 Sự cố ở vị trí đóng 23 Đầu ra sai lệch (Bị giảm đi)

11 Vượt qúa giới hạn cho phép 26 Đoản mạch

12 Thấp hơn giới hạn dưới cho phép 27 Mạch hở ( điện)

13 Hoạt động không liên tục 28 Rò rỉ (điện)

14 Hoạt động không bình thường 29 Không dừng được

15 Đưa ra các chỉ báo sai 30 Khởi động không đúng

Vòng đời của thiết bị Tần suất xảy ra sự cố là một hàm của thời gian và sự tiến triển của nó được biểu diễn bằng đường cong “bồn tắm” nổi tiếng, hay đơn giản gọi là

“qui luật Weibull” được chỉ ra trên hình 1.8 [5]

Giai đoạn chạy ổn định

Giai đoạn mà tần suất xảy ra sự cố là không đổi

Giai đoạn mài mòn mãnh liệt

Giai đoạn trước khi xảy ra sự cố

100%

Kiểm tra thường xuyên

0

Hình 1.8 Biểu đồ quy luật Weibull – Vòng đời thiết bị

Đường cong Weibull chỉ ra ba giai đoạn trong vòng đời của một thiết bị

- Giai đoạn trước khi sự cố được bắt đầu từ lúc khởi động đối với động cơ diesel tàu thủy Đối với các thiết bị điện người ta sử dụng kỹ thuật “lão hóa”

Nhưng đối với hầu hết các thiết bị, quá trình này được theo dõi tại hiện trường

bởi những người sử dụng và đúc rút theo các điều kiện cụ thể của công ty

- Giai đoạn ổn định

- Giai đoạn lão hóa

- Giảm cấp thiết bị

- Phục hồi tổng thể cho thiết bị

Độ tin cậy cho hoạt động phụ thuộc vào tất cả các sự cố kỹ thuật cũng như vào các yếu tố bên trong và bên ngoài công ty

1.7 Mô hình bảo trì đề xuất áp dụng cho động cơ diesel tàu thủy

Ngày nay dưới tàu các chiến lược bảo trì được áp dụng vẫn chỉ dừng ở bảo trì hỏng máy (chạy đến khi hỏng) và cao hơn là bảo trì theo định kỳ thời

gian (theo thời gian khuyến cáo mà nhà sản xuất đưa ra) Do đó hiệu suất bảo

trì chưa cao cũng như chưa hạn chế được các hư hỏng xảy ra, khó kiểm soát

được thời gian làm việc của các trang thiết bị, vật tư phụ tùng yêu cầu dự trữ

nhiều dẫn đến chi phí cho bảo trì lớn, làm tăng giá cước khai thác, vận hành

khó cạnh tranh được với các doanh nghiệp vận tải khác trong điều kiện nền

kinh tế đang gặp khó khăn, các công ty vận tải luôn hướng tới việc giảm giá

cước vận chuyển để thu hút và cạnh tranh đơn hàng

Vì vậy việc ứng dụng một mô hình bảo trì tiến tiến ở đây là bảo trì theo tình trạng thiết bị cho động cơ diesel tàu thủy - một thiết bị quan trọng được

ví như trái tim của con tàu là điều hết sức cần thiết Việc ứng dụng chiến lược

bảo trì dựa trên tình trạng giúp các nhà quản lý, người khai thác, vận hành dự

báo trước được trạng thái kỹ thuật của thiết bị từ đó đưa ra lịch trình bảo trì,

sửa chữa phù hợp, kéo dài tuổi thọ của thiết bị, tiết kiệm được chi phí cho

công tác bảo trì, phụ tùng vật tư lưu kho

Kết luận chương 1

Giới thiệu tổng quan lý thuyết bảo trì, thực trạng bảo trì của ngành Hàng hải Việt Nam, phân tích ưu, nhược điểm của các chiến lược bảo trì đang được

áp dụng phổ biến trên thế giới và Việt Nam, đánh giá khả năng áp dụng cho

bảo trì động cơ diesel tàu thủy

Đề xuất mô hình bảo trì thiết bị theo tình trạng kỹ thuật áp dụng cho động cơ diesel tàu thủy, nhằm nâng cao độ tin cậy, tuổi thọ của thiết bị, giảm

chi phí bảo trì, giá cước khai thác tăng khả năng cạnh tranh của công ty vận

tải trong lĩnh vực vận chuyển hàng hóa Bảo trì trên cơ sở tình trạng máy đã

khắc phục các nhược điểm của bảo trì phòng ngừa và bảo trì định kỳ bằng

cách giám sát liên tục tình trạng máy để xác định chính xác tình trạng và điều

kiện hoạt động của thiết bị ở mọi thời điểm

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG HỌ

ĐỘNG CƠ IVECO N40 ENTM 2.1 Cơ sở lý thuyết

2.1.1 Các nguyên nhân và các tính chất gây hao mòn của các chi tiết trong động cơ đốt trong

Trạng thái kỹ thuật của động cơ trong quá trình khai thác do sự mòn nên dần dần bị thay đổi: công suất bị giảm, tiêu hao nhiên liệu và dầu nhờn

tăng lên, mức ồn và độ rung động tăng

Thông thường sự hao mòn của các chi tiết động cơ mang đặc tính quy luật Cần hiểu biết các quy luật này để tổ chức khai thác, sửa chữa kỹ thuật

thành thạo và nâng cao tuổi thọ của động cơ

Sự hao mòn là quá trình thay đổi dần dần các kích thước, độ kín, trọng lượng và các tính chất của vật liệu các chi tiết, dẫn đến giảm các chất lượng

khai thác của động cơ Khi khai thác thuần thục thì cường độ mòn không vượt

quá các giới hạn đã xác lập Sai lệch bất kỳ khỏi các điều kiện khai thác định

mức, ví dụ sự quá tải, đều gây gia tăng độ mòn của động cơ

Dựa vào các nguyên nhân phát sinh, người ta phân chia thành mòn cơ học, mòn do ăn mòn và mòn xâm thực

Mòn cơ học - ăn mòn xảy ra do ôxi hoá các bề mặt làm việc bằng ôxi không khí, bằng các thành phần hoạt tính của các sản vật cháy và bằng các

axit có trong nhiên liệu và dầu bôi trơn, cũng như do sự phá huỷ tiếp theo các

màng ôxít đã được tạo ra dưới tác dụng của lực ma sát

Sự mài mòn xảy ra do kết quả các sản vật mài mòn lọt vào giữa các bề mặt làm việc, do sự cốc hoá dầu, cặn bẩn, cáu than, v.v Tất cả các chi tiết

làm việc trong động cơ chịu mòn cơ học: các xéc măng, các xy lanh, các ổ,

các ống dẫn hướng các xu páp, v.v

Ăn mòn

ăn mòn xuất hiện do tương tác hoá học hay điện hoá của bề mặt kim loại với nước làm mát, các khí cháy hay hơi ẩm Ăn mòn hoá học (chất khí) là

kết quả tác dụng trực tiếp của khí cháy lên bề mặt kim loại Nó tác dụng lên

đỉnh các pít tông, nắp xy lanh, lên bề mặt làm việc của xy lanh và lên các xu

páp Ăn mòn điện hoá (chất lỏng) tác dụng lên các chi tiết tiếp xúc với nước

làm mát hay hơi ẩm đóng vai trò dung môi, và các chi tiết bị ăn mòn dưới tác

dụng các dòng điện Vônte xuất hiện giữa các phần kim loại có chênh lệch

điện thế Ăn mòn điện hoá tác dụng lên các mặt ngoài và trong của xy lanh,

mặt trong khoang nước làm mát của nắp máy, blok xy lanh và các bộ phận

Phương pháp “đo vi” là phương pháp chính để xác định trị số độ mòn

kể cả trong điều kiện dưới tàu lẫn trong các xí nghiệp sửa chữa Muốn xác

định độ mòn tổng thể của động cơ có thể được xét đoán gián tiếp theo hiện

tượng giảm các chất lượng khai thác của nó (sự giảm công suấts, tiêu tốn

nhiên liệu và dầu bôi trơn tăng lên, biểu hiện khói đen khí xả, v.v ) cũng như

theo thời gian làm việc tổng cộng của động cơ tính từ thời điểm chế tạo hay

sau sửa chữa

2.1.2 Hư hỏng do mài mòn

Các chi tiết mối ghép của các máy móc, cơ cấu khi chuyển động sẽ xuất hiện lực ma sát và gây nên mài mòn Kết quả sau một thời gian hoạt động

kích thước của chi tiết sẽ thay đổi tăng khe hở lắp ghép Mài mòn làm giảm

tính bền, thay đổi hình dạng (tạo elip, côn, hình tang trống, làm tăng khe hở

dầu, tạo vết lỗ rỗ trên bề mặt ma sát do kết quả của ma sát

Sau một thời gian làm việc có hiện tượng tạo gờ trên bề mặt công tác

Hư hỏng bề mặt ma sát (tạo vết xước,vết lõm) khi có các phần tử bột mài rơi trên bề mặt ma sát, khe hở dầu, khe hở nhiệt không đảm bảo, bộ đôi

ma sát chọn không đúng, sự lắp ráp không đúng, dầu bôi trơn không đảm bảo

Mục tiêu để giảm độ mài mòn chi tiết của các máy móc cơ cấu là một trong những vấn đề quan trọng để kéo dài thời gian khai thác tàu và giảm chi

phí trong sửa chữa Hiện tượng mài mòn không chỉ xảy ra trong thời gian khai

thác mà còn trong cả quá trình sửa chữa khi chọn vật liệu cặp ma sát Do vậy

chất lượng của bề mặt ma sát là một trong những yếu tố nâng cao tính chống

mài mòn của chi tiết

Mài mòn phụ thuộc vào các yếu tố như vật liệu, chất lượng bề mặt ma sát, độ lớn của khe hở cũng như các yếu tố của chế độ công tác: nhiệt độ, tốc

độ và áp suất

Khi nghiên cứu sự làm việc của các cặp ma sát khác nhau, đã cho phép xác lập đặc tính mài mòn của chi tiết theo thời gian Người ta đã phân đặc

tính thành 3 giai đoạn (hình 2.1)

Trên đồ thị giai đoạn thứ nhất (I, đoạn AB, thời gian ) được đặc trưng bởi tốc độ mài mòn nhanh Thời gian xuất hiện mài mòn của chi tiết

trong giai đoạn này gọi là giai đoạn chạy rà

Hình 2.1 Đồ thị mài mòn của chi tiết theo thời gian

Chúng ta hiểu rằng đặc điểm trên các bề mặt ma sát của các vật liệu khi gia công sẽ không được hoàn chỉnh, hoặc xuất hiện biến dạng là những tác

dụng phụ tăng cường sự mài mòn Do vậy khi chạy rà với mục đích tăng bề

mặt tiếp xúc thực tế của chi tiết phải giảm áp suất, nhiệt độ, tạo điều kiện bôi

trơn tốt

Độ mài mòn chi tiết tăng lên trong giai đoạn chạy rà là do lực ép của các lớp bề mặt khi gia công thô

Tiếp theo của đồ thị độ mài mòn được giảm, được thể hiện ở giai đoạn thứ hai (II) làm việc của bộ đôi ma sát là giai đoạn mài mòn bình thường (đoạn BC

thời gian max)

Sự tăng mài mòn bề mặt của các chi tiết lắp ghép làm tăng khe hở giữa chúng

Khi độ mài mòn tăng, khe hở giữa các chi tiết lắp ghép lớn, điều kiện bôi trơn kém cộng với sự tác dụng của tải động lực học sẽ đưa tới giai đoạn

thứ ba (III) làm việc của bộ đôi ma sát gọi là giai đoạn mài mòn tăng tốc

(đoạn CĐ) ở giai đoạn này cần thiết phải tiến hành sửa chữa bộ đôi ma sát và

các cơ cấu Giai đoạn mài mòn bình thường được tạo ra giữa 2 lần sửa chữa

các chi tiết lắp ghép Do vậy chu kỳ sửa chữa cần phải có kế hoạch làm việc

S max - độ mài mòn lớn nhất cho phép (mm);

S bd - độ mài mòn ban đầu của cặp chi tiết sau chạy rà (mm);

tg - đại lượng đặc trưng cho cường độ mài mòn

Độ mài mòn giới hạn cho phép cho ở trong lý lịch phụ thuộc vào kích thước, số vòng quay của từng loại cơ cấu, máy móc khác nhau

Giá trị tg có thể xác định bằng thực nghiệm Ví dụ ở nhà máy động cơ được thử 500 giờ Nếu 0 là số giờ hoạt động sau khi chạy rà và S0 là độ mòn

tương ứng trong thời gian đó, thì độ mài mòn trong thời gian 0 được đặc

trưng bằng độ tăng khe hở là:

độ nhẵn gia công Như vậy ở đây trong một vài trường hợp sẽ làm tăng giá

thành của chi tiết

- Các chi tiết của bộ đôi ma sát cần phải có độ cứng cao, một trong 2 chi tiết cần phải có độ cứng lớp bề mặt cao hơn Thực tế cho thấy rằng khi

tăng độ cứng của một trong các chi tiết sẽ làm giảm độ mài mòn của chúng

- Dầu bôi trơn cần phải đảm bảo tính chất bôi trơn tốt cho các cơ cấu

- ở những cơ cấu chịu tải nặng phải sử dụng dầu bôi trơn riêng biệt với các chất phụ gia [6]

2.1.3 Quy trình bảo trì định kỳ dựa trên thời gian

Đây là phương pháp dựa theo thông số kỹ thuật của nhà chế tạo thiết bị

và tình trạng sử dụng Thay thế bắt buộc các chi tiết máy theo lịch trình cố

định - thời gian do nhà chế tạo khuyến cáo và cung cấp

Đây là phương pháp bảo trì tiêu chuẩn, áp dụng hầu hết trên tất cả các đội tàu thủy mà nhà chế tạo đã đưa ra và khuyến cáo người khai thác phải

tuân theo

Ưu điểm: Chủ động về lịch trình, kế hoạch sản xuất cũng như bảo dưỡng sửa chữa, độ an toàn máy tương đối cao

Nhược điểm là tốn kém, phụ tùng còn tốt vẫn phải thay thế, giảm thời gian sử dụng máy, có thể có tình trạng máy hỏng trước thời hạn bảo trì

Bảo trì theo định kỳ có thể được chia thành nhiều cấp độ với từng nội dung công việc cụ thể phù hợp [8]

Kiểm tra lần đầu Thời gian động cơ hoạt động được 30 - 50 giờ cần thực hiện các việc sau:

- Kiểm tra các hệ thống dầu đốt, dầu nhờn, nước ngọt xem có bị rò rỉ

- Kiểm tra các phần tử điện và cáp điện

- Kiểm tra, điều chỉnh khe hở xu páp

- Kiểm tra mức dầu đốt và lượng nước làm mát Nếu thiếu phải bổ sung

- Kiểm tra dầu nhờn, bộ lọc dầu nhờn và thay dầu nhờn mới

- Kiểm tra độ chặt của các chi tiết liên kết với nhau (dùng cờ lê lực để siết chặt theo quy định trong tài liệu hướng dẫn sử dụng)

- Kiểm tra độ co bóp cổ trục cơ

Bảo trì cấp 1 Khi tổng số giờ vận hành của máy được 400 giờ, ngoài việc bảo trì thường xuyên còn phải làm thêm các công việc sau

- Kiểm tra lại mô men siết của bu lông biên và độ chắc chắn của của các chi tiết được bắt chặt (ví dụ như bu lông bạc trục chính…)

- Xúc rửa bầu lọc dầu đốt, dầu nhờn hoặc thay mới các phần tử lọc

- Thay dầu bôi trơn tuỳ theo lượng nước và cặn lẫn trong dầu Làm vệ sinh các te dầu khi thay dầu mới

- Kiểm tra khe hở của xu páp hút/xả và góc phun sớm Nếu cần phải hiệu chỉnh

- Kiểm tra bộ lọc không khí, làm vệ sinh nếu cần thiết

- Kiểm tra và làm sạch cặn trong sinh hàn nước Làm vệ sinh hoặc thay bản kẽm chống ăn mòn, nếu cần

- Kiểm tra hệ thống điều khiển cấp dầu đốt, bôi trơn

Bảo trì cấp 2 Thời gian máy đã chạy đến 1.000 giờ, ngoài các công việc của bảo trì cấp 1, còn phải làm thêm các công việc sau:

- Kiểm tra tính cân bằng của từng xy lanh Nếu có điều kiện hoặc khi cần thiết có thể cân chỉnh bơm cao áp, nhằm đảm bảo lượng phun đồng đều

- Tháo nắp quy lát, làm sạch muội than, kiểm tra lại độ kín của các xu páp hút và xu páp xả Đồng thời thực hiện việc kiểm tra giàn cò, nếu không

đạt yêu cầu kỹ thuật phải cho mài rà lại

- Kiểm tra áp lực kim phun, nếu cần thiết phải tiến hành cân chỉnh và điều chỉnh lại bơm cao áp hoặc đem sửa chữa Kiểm tra van xuất dầu bơm cao áp,

điều kiện làm việc của các bộ đôi Sửa chữa hoặc thay mới theo yêu cầu cụ thể

- Kiểm tra toàn bộ hệ thống đường dầu, đường nước, đường điện và các chi tiết liên quan tới máy cũng như cả hệ thống lắp đặt của động cơ

- Kiểm tra ê cu tay biên và ê cu bánh đà, xem có bị hỏng hoặc lỏng hay không Nếu chưa đạt yêu cầu cần phải siết chặt theo mô men siết quy định

- Kiểm tra phớt bơm nước, kịp thời sửa chữa và thay mới

- Thay rửa dầu máy động cơ, đường ống dầu đốt, làm sạch cặn dầu sau khi xúc rửa, nên xì khô các đường ống

Bảo trì cấp 3 Khi máy chạy được 2.500 giờ, ngoài các công việc cần làm của bảo trì cấp 2, phải làm thêm các công việc sau:

- Xúc rửa bộ sinh hàn gió (làm mát không khí nén), nhất là loại bỏ cặn dầu và đất cát trên tấm tản nhiệt

- Tháo 2 xy lanh để kiểm tra độ bám muội than trên đỉnh pít tông, Cạo muội than, nếu cần Kiểm tra độ kín của xu páp, mài rà lại nếu cần Căn cứ vào tình

hình muội than thực tế để quyết định có cần tháo tất cả các xy lanh hay không

- Làm sạch cặn trong hệ thống làm mát Thay tấm kẽm chống ăn mòn

- Kiểm tra bơm dầu nhờn, độ kín của van dầu Nếu cần, cho chỉnh lại