Zalo QR
Như chúng ta đã biết, hiện nay số lượng tàu thuỷ trên thế giới rất lớn. Trong quá trình khai thác, do nhiều nguyên nhân làm cho các con tàu bị hao mòn, hư hỏng cục bộ và xuống cấp. Để tăng tuổi thọ của những con tàu, một vấn đề lớn đặt ra là cần phải sửa chữa. Công tác sửa chữa phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cao và đảm bảo thời gian sửa chữa ít nhất, vì đây là một vấn đề có ý nghĩa kinh tế và quốc phòng lớn.
Những nhiệm vụ cơ bản của công tác sửa chữa là: Bảo đảm sự hoạt động bình thường của tàu trong suốt thời gian khai thác, ngăn ngừa hư hại thiết bị và vỏ tàu; Bảo đảm thời gian sửa chữa nhanh chóng; Trang bị lại và cải tiến tính năng khai thác của tàu, kéo dài tuổi thọ của chúng.
Trên cơ sở các nhiệm vụ đặt ra, công tác sửa chữa có thể phân thành 4 hình thức sau: Bảo dưỡng; Tiểu tu (sửa chữa nhỏ); Trung tu (sửa chữa vừa); Đại tu (sửa chữa lớn). Các hình thức sửa chữa trên mang tính định kỳ. Ngoài ra còn có những hình thức sửa chữa không định kỳ, đó là sửa chữa những con tàu bị nạn.
1). Bảo dưỡng: là hình thức sửa chữa thấp nhất, được tiến hành một phần trong lúc vận hành, một phần ở cảng. Công việc chủ yếu là lau chùi, kiểm tra các thiết bị máy móc và sơn phần vỏ tàu trên mặt nước.
2). Tiểu tu: công tác này được tiến hành theo định kỳ hàng năm. Nhiệm vụ chủ yếu là sửa chữa những hư hỏng được phát hiện trong lúc bảo dưỡng mà do thiếu thiết bị nên chưa sửa chữa được, cạo gỉ và quét sơn phần dưới nước của thân tàu.
3). Trung tu: là hình thức sửa chữa vừa, được tiến hành từ 2 - 3 lần giữa 2 kỳ đại tu. Các công việc bao gồm phần việc của công tác tiểu tu năm đó và còn tiến hành sửa chữa hoặc thay thế một số cá biệt các thiết bị không còn khả năng làm việc bình thường, đồng thời tiến hành sửa chữa, thay thế một số cấu kiện vỏ tàu. Mục đích là duy trì sự khai thác bình thường của con tàu trong khoảng thời gian giữa hai kì trung tu, đại tu.
4). Đại tu: nhiệm vụ của công tác này là sửa chữa thân tàu, thiết bị và máy móc một cách triệt để, nhằm khôi phục lại trạng thái kỹ thuật ban đầu. Thời gian giữa 2 kì đại tu thường là 9 - 12 năm. Bốn hình thức sửa chữa đã nêu trên, trừ hình thức bảo dưỡng, đều được tiến hành tại nhà máy.
Sự tăng trưởng về số lượng và kích thước tàu thuỷ thể hiện sự phát triển của công nghiệp đóng tàu. Để minh hoạ điều này chúng ta có thể xem bảng (I-1) dưới đây. Số lượng và kích thước tàu tăng nhanh là động lực thúc đẩy kỹ thuật đóng tàu và công tác tổ chức sản xuất ngày càng hoàn thiện hơn. Công tác đóng tàu trong những năm gần đây đã được tiêu chuẩn hoá và chuyên môn hoá rất cao. Kể từ khi hàn điện ra đời và thay thế hình thức tán rivê, thì việc đóng tàu được tiến hành theo phương pháp phân đoạn. Quá trình công nghệ đóng mới theo phương pháp phân đoạn được chia thành 3 giai đoạn:
Hình 1- 1 Sơ đô phần chia tàu thành các phân đoạn
Bảng 1- 1 Bảng phân phối số lượng tàu cảu đội tàu biển thế giới
1). Gia công cấu kiện và lắp ghép phân đoạn: Dựa vào tính chất và kích thước của tàu cần đóng, dựa vào thiết bị nâng và vận chuyển của nhà máy, người ta chia thân tàu thành nhiều đoạn. Trọng lượng và kích thước của các đoạn phải tương đối đồng đều và có thể tới 300T (Xem H.I-1). Các cấu kiện được gia công trong phân xưởng gia công, sau đó chuyển sang phân xưởng hàn để hàn chúng thành các phân đoạn.
2). Lắp ghép thân tàu: Sau khi các phân đoạn đã được hoàn thành, chúng được chuyển đến vị trí lắp ghép thành thân tàu. Vị trí lắp ghép là các công trình thuỷ công như: bệ tàu, ụ tàu, triền tàu hoặc đà tàu. Sau khi hoàn thành giai đoạn này, người ta tiến hành thử các mối hàn kín nước, sau đó sơn phần dưới nước của thân tàu, rồi tiến hành hạ thuỷ.
3). Trang trí thiết bị và thử nghiệm: Tàu được hạ thuỷ và đưa tới bến trang trí để lắp máy, trang bị các thiết bị điện, hệ thống đường ống, kiến trúc phần trên boong và quét sơn. Sau khi trang trí xong, người ta tiến hành thử máy, cho chạy thử để phát hiện và bổ sung những thiếu xót có thể xảy ra, rồi tiến hành bàn giao cho đơn vị đặt hàng.
Mặt bằng bố trí các bộ phận sản xuất trong 1 nhà máy đóng mới hoặc sửa chữa tàu thuỷ phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ sản xuất như: phương pháp đóng tàu, dây chuyền sản xuất, nhiệm vụ sản xuất của nhà máy, loại công trình nâng, hạ... Tuy thế, một cách tổng quan ta có thể phân thành những bộ phận chủ yếu sau đây:
Đây là bộ phận chủ yếu nhất trong nhà máy, thường nó bao gồm 3 phân xưởng thành phần: phân xưởng vỏ tàu, phân xưởng mộc, phân xưởng cơ khí.
Phân xưởng thân tàu: Bao gồm xưởng gia công cấu kiện thân tàu, xưởng lắp ghép phân đoạn, xưởng gia công, lắp, nối đường ống, tổ sơn, tổ lắp ghép thân tàu tại bệ và tổ trang trí thiết bị trên tàu.
Phân xưởng mộc: Bao gồm xưởng cưa, xưởng mộc, kho gỗ, xưởng gia công các dụng cụ và ván lót khoang tàu.
Phân xưởng cơ khí: Bao gồm xưởng đúc (gang và thép), xưởng rèn, xưởng lắp ráp (chế tạo, lắp ráp và sửa chữa).
Là phân xưởng phục vụ cho các bộ phận sản xuất chính, gồm có xưởng sửa chữa máy móc thiết bị, xưởng chế tạo dụng cụ, xưởng sửa chữa công trình...
Bao gồm bệ tàu, công trình nâng hoặc hạ , bến tàu,khu nước và đê chắn sóng nếu cần.
Bao gồm trạm phân phối điện, trạm biến thế, lò hơi, trạm khí nén, đường dẫn khí, trạm khí axêtylen (C2H4), thiết bị thông tin, thiết bị cấp thoát nước, mạng điện và đường ống động lực...
Kho chứa nguyên vật liệu và bán thành phẩm.
Gồm hệ thống đường thuỷ, đường sắt, đường ôtô...
Bao gồm nhà hành chính, câu lạc bộ, nhà ăn...
Trong các bộ phận kể trên, công trình thuỷ công là quan trọng nhất vì nó chiếm vị trí trung tâm của nhà máy, giá đắt nhất lại khó thi công. Vì vậy vị trí của công trình thuỷ công có ảnh hưởng lớn tới toàn bộ dây chuyền sản xuất của nhà máy.
Như trên chúng ta đã khẳng định rằng các công trình thuỷ công trong xưởng đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ là những bộ phận quan trọng nhất. Đối với các nhà máy đóng mới chúng được dùng để hạ tàu xuống nước, còn đối với nhà máy sửa chữa chúng được dùng để nâng tàu lên bờ để sửa chữa, cạo gỉ, hàn và sơn lại, đồng thời hạ tàu xuống nước sau khi đã sửa xong phần dưới nước của thân tàu.
Theo nguyên tắc làm việc, các công trình thuỷ công được phân thành một số loại sau đây:
1.3.1. 1.Đà tàu
Là loại công trình mái nghiêng, chỉ dùng để hạ thuỷ tàu, nên chỉ được xây dựng ở nhà máy đóng mới. Đà tàu bao gồm 2 đoạn: Đoạn trên khô, đồng thời là bệ đóng mới; Đoạn dưới nước là đường trượt.
Sau khi đóng xong, tàu tự trượt xuống nước theo mái nghiêng, nhờ trọng lượng bản thân của nó. Khi hướng trượt trùng với hướng trục dọc của thân tàu, thì đà đó được gọi là đà dọc, còn khi hướng trượt vuông góc với trục dọc của thân tàu thì đà đó được gọi là đà ngang. Đặc điểm chung của đà tàu là giá thành xây dựng hạ, kết cấu đơn giản, có thể dùng để đóng mới loại tàu có trọng tải dưới 20000T. Nhược điểm lớn là yêu cầu khu nước phải có kích thước lớn.
1.3.1.2. Triền tàu
Đây cũng là công trình mái nghiêng, song trên đường trượt có thiết bị kéo tàu và chở tàu để đưa tàu lên bờ và ngược lại. Thiết bị kéo và chở tàu bao gồm đường ray, xe chở tàu, tời kéo và hệ thống dây cáp và puly vv...
Do triền tàu vừa có thể nâng và hạ thuỷ tàu nên có thể trang bị cho nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thuỷ. Cũng như đà tàu, triền tàu cũng có hình thức triền dọc và triền ngang. Tuy nhiên, so với đà tàu, giá thành xây dựng triền tàu cao hơn nhiều, vì vậy để tăng hiệu quả khai thác triền tàu trong thực tế người ta bố trí một hệ thống các bệ tàu ở hai bên đường triền, cho phép có thể đóng mới hoặc sửa chữa nhiều chiếc tàu đồng thời.
Hình 1- 2 Sơ đồ dà dọc 1-Bệ đóng mới; 2-Đường trượt; 3 tàu
1.3.2.1.Ụ tàu khô.
Về hình dáng ụ khô giống như một chiếc bể có đáy và ba mặt kín nước, còn mặt thứ tư gọi là đầu ụ, có cửa chắn nước. Đầu ụ hướng ra khu nước để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đưa tàu vào hoặc ra khỏi ụ. Quá trình đóng mới và sửa chữa tàu trong ụ được tiến hành trong trạng thái ụ khô nước. Vì vậy, bắt buộc phải có thiết bị cấp và tháo nước. Hệ thống cấp nước chủ yếu là hệ thống đường hầm và van, còn để tháo nước người ta dùng trạm bơm.
Hình 1- 3 Sơ đồ triền ngang
Hình 1- 4 Sơ đồ ụ khô
Nguyên tắc đưa tàu vào hoặc ra khỏi ụ được tiến hành như sau:
a) Đưa tàu ra khỏi ụ. Gồm các thao tác cơ bản sau:
- Mở van cấp nước, nước tự chảy vào đầy buồng ụ, ngang bằng với mực nước bên ngoài;
- Mở cửa ụ;
- Kéo tàu ra khỏi ụ.
b) Đưa tàu vào ụ. Thao tác theo chiều ngược lại.
- Mở cửa ụ;
- Đưa tàu vào ụ;
- Đóng cửa ụ và bơm khô nước.
Đặc điểm chung của ụ khô:
- Có thể nâng và hạ tàu được;
- Quá trình nâng, hạ tàu đảm bảo an toàn cao không gây biến dạng thân tàu;
- Có thể trang bị cho nhà máy đóng mới hay sửa chữa;
- Giá thành xây dựng đắt, kết cấu phức tạp.
1.3.2.2. Ụ tàu có buồng nước.
Loại này được cải tiến từ ụ khô ra, chỉ khác ụ khô ở một điểm là người ta bố trí thêm 1 hoặc 2 bệ phẳng ở một hoặc hai bên buồng ụ nước để tiến hành các thao tác đóng mới hoặc sửa chữa tàu thuỷ. Thao tác nâng, hạ tàu được tiến hành theo nguyên tắc sau đây:
1) Thao tác nâng tàu:
- Mở cửa buồng ụ nước;
- Đưa tàu vào buồng ụ nước;
- Đóng cửa buồng ụ nước;
- Bơm nước vào buồng ụ cho đến cao trình có thể đưa tàu lên buồng khô ở trên;
- Đưa tàu lên buồng trên đặt lên trên đệm tàu.
- Tháo nước ra (tự chảy) cho đến khi ngang với mực nước của khu nước bên ngoài.
Hình 1- 5 Ụ tàu có buồng nước
1- Buồng nước; 2 – Buồng khô
2) Thao tác hạ tàu: Tiến hành ngược lại.
- Đóng cửa ụ;
- Bơm nước vào buồng ụ;
- Đưa tàu ra buồng nước;
- Tháo nước ra cho đến khi bằng cao trình mực nước của khu nước;
- Mở cửa ụ;
- Kéo tàu ra ngoài.
Để nâng cao hiệu quả khai thác loại ụ này và giảm giá thành xây dựng, người ta bố trí một số bệ tàu kết hợp với ụ. Khi đó ở buồng khô cần phải bố trí đường ray, xe chở tàu và bố trí 1 cửa phía sau buồng khô để liên hệ với hệ thống bệ phẳng trên khu bãi. Loại ụ này thích hợp với việc đóng mới và sửa chữa hàng loạt tàu vừa và nhỏ.
Về hình dạng ụ nổi như một con tàu có đáy bằng, hai đầu hở. Trên đó có trang bị đầy đủ các trang thiết bị phục vụ các thao tác nâng, hạ và sửa chữa tàu.
Quá trình nâng, hạ tàu được tiến hành theo nguyên tắc sau:
1.3.3. 1. Nâng tàu.
- Đánh chìm ụ bằng cách cho nước chảy vào đầy các khoang đáy của ụ qua hệ thống van;
- Đưa tàu vào ụ;
- Bơm nước ở đáy ụ ra cho ụ nổi lên, khi đó cả con tàu được nổi lên, buồng ụ khô nước, cho phép tiến hành mọi thao tác sửa chữa tàu.
1.3.3.2. Hạ tàu.
Đánh chìm ụ;
- Kéo tàu ra khỏi ụ;
- Bơm nước ra khỏi khoang đáy cho ụ nổi lên (Xem hình I-6).
Hình 1- 6 Sơ đồ thao tác nâng tàu a
- Đánh chìm ụ; b-Kéo tàu vào ụ; c- Cho ụ nổi lên
Để tăng hiệu suất làm việc của ụ nổi, người ta bố trí một số bệ tàu kết hợp với ụ nổi, khi đó ụ nổi đóng vai trò như là một công trình nâng hoặc hạ tàu đơn thuần, còn mọi công việc sửa chữa hoặc đóng mới được tiến hành trên bệ.
Bao gồm những công trình nâng hoặc hạ tàu theo phương thẳng đứng, thường công trình loại này được kết hợp với nhiều bệ để tăng hiệu quả khai thác.
Quá trình nâng, hạ tàu được tiến hành theo nguyên tắc sau:
1.3.4.1. Nâng tàu.
- Hạ dàn nâng;- Đặt tàu lên dàn nâng;- Đặt tàu lên xe trên dàn nâng;- Chuyển tàu vào bệ.
1.3.4.2.- Hạ tàu:
- Chuyển tàu từ bệ ra và đặt lên dàn nâng;- Hạ dàn nâng xuống cho đến khi tàu nổi được;- Chuyển tàu ra ngoài;- Kéo dàn nâng lên. (Xem hình I-7)
Đặc điểm chung của loại công trình này là: thao tác nhanh, có thể cơ khí hoá và tự động hoá cao, thích hợp cho vùng có dao động mực nước lớn. Tuy nhiên, kết cấu và thiết bị phức tạp nên chưa được dùng phổ biến.
Hình 1- 7 Sơ đồ máy nâng tàu
Vào năm 1500 trước công nguyên người ta đã có thể đóng được loại thuyền buồm lớn, có lượng dãn nước gần 100T. Cùng thời kỳ đó hình thức đơn giản nhất của công trình thuỷ công cũng xuất hiện để nâng và hạ thuyền. Đó là loại mái nghiêng và loại hố thuyền.
Loại công trình mái nghiêng xuất hiện đầu tiên ở bờ Địa Trung Hải, ở đây là vùng biển không có thuỷ triều. Kết cấu đường trượt rất thô sơ bằng gỗ. Loại công trình dạng "hố thuyền" xuất hiện rất sớm dọc theo bờ Đại Tây Dương, Bạch Hải , ở những vùng biển này độ chênh mực nước thuỷ triều rất lớn, do đó người ta lợi dụng mực nước để đưa tàu lên cạn hoặc xuống nước. Khi triều lên, người ta cho thuyền vào một cái hố kín ba mặt, khi triều rút thuyền được đặt lên trên những bệ đá kê sẵn, sau đó dùng đất đắp mặt còn lại để sửa chữa tàu trong đó. Khi sửa chữa xong, cần đưa xuống nước thì ta đào bỏ mặt đã được đắp, chờ nước lên rồi kéo tàu ra ngoài.
Đầu thế kỉ 18 bắt đầu xuất hiện ụ tàu có kết cấu bằng đá xây và dùng máy bơm để hút nước, nên nó đã được xây dựng ở cả những nơi không có thuỷ triều. ụ tàu Xalaman là một trong những ụ khô đầu tiên được xây dựng ở nước Nga vào thời kì Pie đệ nhất (1702). Vào thời kì này cũng bắt đầu xuất hiện ụ tàu nổi. Năm 1705 người ta đã dùng sà lan nâng thuyền để sửa chữa tàu.
Đầu thế kỉ 19, công trình nâng tàu đã phát triển một bước đáng kể về kết cấu, kỹ thuật xây dựng và thiết bị sản xuất. Các công trình bằng bê tông và bê tông cốt thép đã xuất hiện nhiều và thay thế các công trình bằng gỗ và đá xây.
Để phục vụ đóng mới, người ta dùng đà dọc là phổ biến nhất, còn đà ngang chủ yếu được dùng cho đóng tàu nhỏ vì việc hạ thuỷ bằng đà ngang kém an toàn. Tuy nhiên, năm 1859, con tàu lớn nhất của Anh khi đó là "Gretuster" có trọng tải 20.000T, đã được đóng trên đà ngang.
Trong sửa chữa, chủ yếu người ta dùng ụ khô. Số lượng tàu thuyền ngày càng nhiều, yêu cầu sửa chữa ngày càng tăng, do đó các công trình nâng hạ tàu cũng ngày càng được cải tiến và phát triển nhanh chóng.
Năm 1819 Tômát Mooctôn (người Anh) đã được cấp bằng phát minh do công lao nghiên cứu và xây dựng thành công 1 loại công trình mái nghiêng được gọi là "Triềnmooctôn" (hình I-8). Triền này được dùng rộng rãi ở nhiều nước và có sức nâng lớn nhất tới 4000T. ở Nga "Triền-mooctôn" được xây dựng ở h ầu hết các cảng lớn như: Xêvátstôpôn, Krôngstat, Pêtecbua...
Sang thế kỉ 20, loại triền mooctôn chỉ được tiếp tục xây dựng ở Anh và các nước thuộc địa của Anh. Đây là loại triền cơ giới hoá đầu tiên. Ơ Mỹ và Nam Mỹ thì phát triển rất phổ biến một loại công trình gọi là "ụ đường ray". Nó cũng là loại công trình mái nghiêng, trên đường trượt có bố trí ray và xe chở tàu. So với "Triền mooctôn" thì "ụ đường ray" có sự tiến bộ là xe chở tàu có cao độ hai đầu khác nhau để giảm độ nghiêng của tàu khi thao tác nâng, hạ. "ụ đường ray" được phát triển mạnh ở Liên Xô và các nước khác ở châu Âu. ở Liên Xô nó được dùng rất phổ biến và chỉ phục vụ cho nâng, hạ tàu chứ không sửa chữa trên đó.
Từ giữa thế kỉ 19, ngành luyện kim phát triển rất mạnh, người ta đã dùng kim loại để đóng ụ nổi và làm cửa ụ khô. ụ nổi hiện đại đã được đóng lần đầu tiên vào năm 1859 ở cảng Các-ta-ghen (Tây Ban Nha), ụ này có chiều dài 105 m, rộng trong lòng 22,0 m, dùng sửa chữa tàu có trọng tải 11.500 T và trọng lượng sửa chữa là 6.000 T.
Đặc biệt từ đầu thế kỉ 20, khi hàn điện thay thế cho tán rivê, thì công nghiệp đóng tàu đã phát triển một bước nhảy vọt về đóng mới . Từ đóng đơn chiếc, chuyển sang đóng hàng loạt theo những dây chuyền nhịp nhàng. Trong điều kiện đó, các công trình nâng, hạ tàu cũng tiến bộ đáng kể, chúng được trang bị thêm các phương tiện vận chuyển và bố trí kết hợp với bệ tàu tạo thành dây chuyền sản xuất có mức độ cơ giới hoá cao.
Hình 1- 8 Sơ đồ triền tàu Moocton
1-Xe chở tàu; 2-Gối đỡ; 3-Đệm tàu; 4-Thấp gỗ 5 – Tời kéo tàu; 6 – Đường trượt; 7 - Tàu
Ngày nay, công nghiệp đóng tàu của nhiều nước trên thế giới đã có khả năng đóng mới và sửa chữa những con tàu có trọng tải (20 ÷ 40) vạn tấn, cá biệt đã đóng con tàu có trọng tải 500 nghìn tấn để chở dầu. Điều đó, một phần đáng kể nói lên sự phát triển về qui mô, kết cấu của các công trình nâng, hạ tàu.
Ở nước ta, trước cách mạng tháng Tám, công nghiệp đóng tàu hầu như chưa có gì. Cả nước chỉ có xưởng Bason và vài cơ sở đóng và sửa chữa ca nô. Sau khi kháng chiến chống Pháp thắng lợi, hơn 10 năm xây dựng trong hoà bình chúng ta đã xây dựng được một số triền, đà, ụ như: nhà máy đóng tàu Bạch Đằng có đà 1.000 T, triền Ninh Bình, triền Cửa Hội, ụ của xưởng cơ khí Hải Phòng phục vụ lắp ráp tàu Cuốc...
Giai đoạn sau này, công nghiệp đóng tàu của ta cũng được phát triển mạnh, một loạt nhà máy ra đời và phát triển: nhà máy đóng tàu Hạ Long (T-3), nhà máy đóng tàu Hải Phòng, Sông Cấm, A-173 của quân đội, CK-67, CK-82, Phà Rừng, Nam triệu... Nhà máy đóng tàu Bạch Đằng và Bason cũng được trang bị thêm. Khả năng của các nhà máy của ta có thể đóng mới tàu 5.000 T, sửa chữa tàu hàng vạn tấn. Các công trình thuỷ công lớn đã được trang bị: ụ 10.000 T ở nhà máy Phà Rừng (ụ khô), ụ nổi 3.500T tại nhà máy Bạch Đằng, đang xây dựng ụ 3.000T ở nhà máy Nam-triệu, các nhà máy khác đều có triền nâng, hạ, phần lớn trong số đó là do ta thiết kế và xây dựng. Thầy trò khoa Công trình-Bảo đảm ATĐT, trường ĐHHH, Hải Phòng đã đóng góp một phần không nhỏ vào việc thiết kế và xây dựng các triền tàu đang sử dụng tại một số nhà máy đóng tàu của nước ta như: triền tàu ray lệch của xí nghiệp sửa chữa thuỷ Hải Phòng, triền tàu của công ty vận tải xăng dầu vv,..
Sưu tầm và biên soạn bởi: Valve Men Team./.