Đây là bài soạn các nội dung ôn thi trong mô công nghệ chất dẻo ( Công nghệ đóng tàu bằng vật liệu composite), các câu hỏi đã được biên soạn đầy đủ theo các nội dung chính cần nêu. Các bạn chỉ cần tải về và học theo những ý trong tài liệu.
Trang 1Câu 1: Tại sao nói chất lượng sản phẩm composite phụ thuộc nhiều vào trình độ tay nghề công nhân?
Do vật liệu composite được hình thành ngay trong quá trình chế tạo sản phẩm Người công nhân phải thực hiện từ khâu pha chế vật liệu, tạo khuôn mẫu, chế tạo
và lắp ráp Bên cạnh đó, đóng tàu bằng vật liệu compozite không chỉ đòi hỏi người công nhân có sự hiểu biết về kĩ thuật tốt mà còn phải am hiểu về vật liệu
Câu 2: Tại sao khi thi công tấm composite nhiều lớp người ta thường sử dụng Mat (sợi vô hướng) để trát lớp đầu tiên, lớp trung gian và lớp cuối cùng?
Vì :
- Mat thấm nhựa tốt => khả năng bám dính cao hơn sợi có hướng
- Mat tạo bề mặt phẳng đẹp hơn
- Mat có tính liên kết tốt hơn sợi vô hướng => thấm đều các sợi thủy tinh tăng khả năng chống thấm nước
Câu 3: Trong quy trình công nghệ đóng tàu vỏ composite, tại sao phải gắn các chi tiết gia cường vào vỏ tàu trước khi tách?
Đảm bảo cho vỏ tàu đủ cứng vững và không bị biến dạng Trong công nghệ đóng tàu compozite, các chi tiết, kết cấu gia cường được gắn sau khi tàu đã hoàn thành Nếu tách vỏ ra khỏi khuôn mà chưa gắn các chi tiết, kết cấu gia cường như: sườn, đà, nẹp, vách, gân gia cường thì sẽ làm cho vỏ tàu bị biến dạng
Câu 4: Phân tích những điểm khác nhau cơ bản giữa công nghệ đóng tàu vỏ composite và tàu vỏ thép ?
Tàu vỏ thép:
- Vỏ tàu được chế tạo từ nhiều tấm thép nhỏ ghép lại với nhau bằng bulong, chốt, đinh tán hay bằng phương pháp hàn (welding)
- Dùng dưỡng để chế tạo các chi tiết cong phức tạp như vỏ ở hong, mũi
- Có thể chế tạo đồng thời các chi tiết, cụm kết cấu (Block) với nhau
- Các chi tiết gia cường được làm cùng lúc với vỏ tàu
- Công đoạn sơn sau khi đã chế tạo hoàn chỉnh các Block
- Chất lượng sản phẩm ít phụ thuộc vào tay nghề của công nhân
Tàu vỏ Compozite:
Trang 2- Vỏ được chế tạo liền khối
- Phải có khuông để chế tạo
- Làm theo qui trình thứ tự nhất định
- Các chi tiết gia cường được chế tạo sau khi vỏ tàu đã hoàn thành
- Vỏ được sơn trước
- Chất lượng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào tay nghề của công nhân và đòi hỏi người công nhân phải có am hiểu về vật liệu
Câu 5: Phân tích những điểm giống và khác nhau giữa khuôn đực và dưỡng?
Giống : + Hình dáng
+ Bề mặt
Khác : Công dụng (chế tạo sản phẩm/chế tạo khuôn cái)
Câu 6: Tại sao người ta có thể trát tiếp các lớp composite lên tấm composite đã đông cứng hoàn toàn mà vẫn đảm bảo độ liên kết giữa lớp cũ và mới?
Nhựa Polyester có tính kỵ khí (không đông cứng hoàn toàn trong môi trường không khí)
Câu 7: Phân tích những điểm khác nhau cơ bản giữa cốt sợi thủy tinh dạng vải (Woven roving) và dạng Mat (Mating)
- Sợi liên tục và có hướng
- Trọng lượng lớn 0,6-1,2 kg/m2
- Hấp thụ nhựa ít
- Liên kết lớp kém
- Khó tạo góc uốn và mặt phẳng
- Cơ tính cao
- Sợi không liên tục, hướng ngẫu nhiên
- Trọng lượng nhỏ (0,2 - 0,9) kg/m2
- Hấp thụ nhựa nhiều
- Liên kết lớp tốt
- Dễ tạo góc uốn và mặt phẳng
- Cơ tính thấp
Trang 3a Mát (CSM):
Được sử dụng ở những kết cấu tàu cần độ kín nước cao, những khu vực khó thi công, những nơi có góc cạnh bé Thường dùng làm lớp đầu tiên, các lớp trung gian và lớp cuối cùng của tấm vỏ tàu Phổ biến nhất là 2 loại sau:
- Loại có trọng lượng 300 g/m2, ký hiệu CSM300
- Loại có trọng lượng 450 g/m2, ký hiệu CSM450
b Vải thô (WR):
Được sử dụng ở phần tàu cần độ chịu lực cao, cần thi công nhanh (do tạo nên chiều dày lớn), và phải được sử dụng xen kẽ với CSM Có nhiều loại
WR, tuy nhiên phổ biến nhất là các loại sau:
- Loại có trọng lượng 600 g/m2, ký hiệu WR600
- Loại có trọng lượng 800 g/m2, ký hiệu WR800
Câu 8: Trình bày các ưu nhược điểm của vật liệu Composite (FRP) trong lĩnh vực đóng tàu cỡ nhỏ ?
Ưu:
- Chịu được môi trường biển: không sét gỉ, không bị ăn mòn khi hoạt động
lâu dài trong môi trường nước và không khí biển Nó cũng không bị ảnh hưởng với nhiều chất ô nhiễm môi trường có ở sông và cầu cảng
- Nhẹ: nếu thiết kế và thi công đúng tiêu chuẩn thì tàu FRP nhẹ tương đương
với tàu nhôm và chỉ bằng khoảng 50% trọng lượng tàu gỗ hoặc thép cùng
cỡ Ưu điểm này cho phép tăng sức chở của tàu
- Chịu hóa chất: tàu FRP không bị tác động bởi muối hoặc các hóa chất trong
môi trường biển Nó cũng không thể bị ảnh hưởng của hiện tượng điện phân
- Tạo hình và thiết kế thuận lợi: Đặc tính của vật liệu FRP cho phép thực hiện
đúc các hình dáng phức hợp một cách dễ dàng và kinh tế Bằng cách chọn
Trang 4các loải vải sợi thủy tinh gia cường phù hợp, sắp xếp sợi thủy tinh theo chiều chịu ứng lực tối đa, các nhà thiết kế dễ dàng định ra các cấu trúc phù hợp, tối
ưu về sức bền, trọng lượng và kinh tế
- Tính đàn hồi – dẻo: mô đun đàn hồi thấp của FRP làm cho nó có tính dẻo
dai, đàn hồi do đó có khả năng chịu va đập Đặc tính này được ứng dụng trong thiết kế những chỗ mà sự sai lệch bị giới hạn
- Khuôn và màu sắc đẹp: Khuôn được làm từ chính FRP Màu sắc được phun
vào lớp gelcoal làm mặt ngoài vỏ tàu Cho phép tạo dáng vỏ tàu với các loại
màu sắc đa dạng dễ dàng
- Giá thành: Nếu tính giá cả trên đơn vị trọng lượng tàu, thì tương đối cao so
với tàu gỗ và thép cùng cỡ, bởi vì tàu FRP nhẹ hơn, nhất là khi chỉ chế tạo một tàu mẫu hoặc một số loại vỏ tàu FRP Thế nhưng nếu tính đầy đủ khấu hao khuôn và thiết kế, trong điều kiện sản xuất seri vỏ tàu FRP, thì tổng giá thành của một tàu FRP chỉ cao hơn một chút so với tàu gỗ và thép cùng cỡ Còn so với tàu nhôm, nếu sản xuất hàng loạt với cỡ tàu lớn thì giá thành thấp hơn và nếu sản xuất với số lượng hạn chế thì giá thành tàu FRP vẫn có thể
cạnh tranh được
Tuy nhiên, xết về tổng thể kể cả những lợi ích trong sử dụng như chi phí sửa chữa và bảo trì thấp, tuổi thọ tương đương, thì giá trị sử dụng của tàu FRP hoàn toàn cạnh tranh được với các loại tàu gỗ, thép, nhôm cùng cỡ
- Tuổi thọ tàu: Nếu thiết kế, thi công, bảo dưỡng, bảo trì và sử dụng đúng kỹ
thuật, đảm bảo kết cấu cứng vững đúng kỹ thuật thì nói chung tuổi thọ của
tàu FRP là lâu bền
- Sửa chữa: Tàu FRP cho phép sửa chữa rất dễ dàng Trừ khi xảy ra những sự
cố, nhìn chung công việc sửa chữa không nhiều Do đó chi phí sửa chữa
thấp
- Chi phí bảo trì: Vì FRP không sét gỉ cho nên chi phí bảo trì, bảo dưỡng
thấp, đặc biệt rất thấp nếu là tàu nhỏ Tàu FRP nói chung không phải sơn
phủ định kỳ như tàu thép, không phải cạo hà, sơn lườn tàu như tàu gỗ
- Nhanh: Thời gian để chế tạo một con tàu FRP so với các loại tàu vỏ thép và
gỗ có cùng kích cỡ thì tương đối nhanh
- Dễ sử dụng: Cùng với những ưu điểm kể trên thì tàu bằng vật liệu FRP dễ sử dụng hơn so với các loại tàu chế tạo bằng thép hoặc gỗ
Trang 5 Nhược điểm:
- Tái sinh: Nếu là tàu thép, nhôm sau khi hết thời gian sử dụng thì có thể làm
phế liệu nấu lại để cán thành những tấm thép, nhôm tái sinh cho mục đích sử dụng thích hợp Với tàu gỗ thì cũng chỉ tận dụng những tấm gỗ cho mục đích thông thường không đáng kể Vật liệu FRP thuộc loại chất dẻo đóng rắn không tái sinh được như các loại nhựa nhiệt dẻo, cho nên sau khi hết thời gian sử dụng thì cũng như tàu gỗ, chỉ có thể tận dụng những tấm cho mục
đích thông thường không đáng kể
- Chỉ phù hợp với các tàu cỡ nhỏ: Tàu composite lớn nhất hiện nay trên thế giới có chiều dài 180foot (khoảng 54m) nhưng rất ít
- Gây vô sinh: Việc chế tạo tàu bằng vật liệu composite (FRP) có thể gây vô sinh cho những người trực tiếp làm việc mà hít phải composite
- Gây ô nhiễm môi trường: Cũng vì không thể tái sinh được nên khi tàu bằng
vật liệu FRP sau khi đã hết sử dụng vẫn chưa có biện pháp tối ưu để xử lý rác thải vật liệu FRP và trong quá trình chế tạo cũng gây ra ô nhiễm môi
trường