PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG
Khảo sát điều kiện thi công nhà máy
1.1.1 Giới thiệu chung về Công ty Đóng tàu Phà Rừng:
Công ty Đóng tàu Phà Rừng, trước đây là Nhà máy Sửa chữa tàu biển Phà Rừng, được thành lập từ ngày 25 tháng 3 năm 1984, là kết quả của sự hợp tác giữa chính phủ Việt Nam và Cộng hòa Phần Lan Ban đầu, công ty chuyên sửa chữa các loại tàu biển có trọng tải lên đến 15.000 tấn Sau hơn 30 năm hoạt động, công ty đã thực hiện sửa chữa gần một ngàn lượt tàu, phục vụ không chỉ cho các tàu trong nước mà còn cho nhiều quốc gia danh tiếng như Liên bang Nga, Đức, Hy Lạp và Hàn Quốc.
Phà Rừng nổi bật là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực đóng mới và sửa chữa tàu biển, hiện đang là một trong những doanh nghiệp lớn nhất Việt Nam trong ngành này Các hoạt động kinh doanh chính của Phà Rừng bao gồm đóng mới và sửa chữa tàu biển.
Đóng mới tàu biển trọng tải đến 40.000 Tấn
Sửa chữa tàu biển trọng tải đến 17.000 Tấn
Gia công cấu kiện thép cỡ lớn công suất đến 20.000 Tấn/năm
Từ năm 2004, Phà Rừng đã mở rộng hoạt động và gia nhập thị trường đóng mới tàu biển, sản xuất hàng chục con tàu đa dạng Công ty chuyên đóng tàu chở hàng rời với trọng tải từ 6.500 Tấn đến 34.000 Tấn, bao gồm tàu chở dầu hoá chất 6.500 Tấn và tàu kim cương 34.000 Tấn xuất khẩu sang Anh và Ý Ngoài ra, Phà Rừng còn sản xuất tàu chở hoá chất 13.000 Tấn và 6.500 Tấn, xuất khẩu sang Hàn Quốc và Đài Loan, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng cao, khẳng định thế mạnh của công ty trong lĩnh vực này, cùng với các sản phẩm tàu RORO.
Công ty đã đóng mới 5612 tàu cho Hà Lan, đồng thời cũng thực hiện việc đóng mới cho các loại tàu kiểm ngư, tàu vỏ thép đánh bắt cá xa bờ, tàu kéo đẩy và xà lan sông nhằm đáp ứng nhu cầu trong nước.
Địa chỉ: Thị trấn Minh Đức, huyện Thủy Nguyên, thành phố Hải Phòng
Email: Contact@pharung.com.vn
Website: https://pharung.com.vn
Tổng công ty CNTT Phà Rừng có vị trí địa lý thuận lợi, tiếp giáp với sông Giá, nơi có độ sâu lớn, lý tưởng cho việc tiếp nhận và sửa chữa các tàu vừa và lớn.
Hình 1.1 Sơ đồ bố trí mặt bằng của Công ty đóng tàu Phà Rừng
1.1.3 Nhiệm vụ và chức năng của từng phân xưởng
Là phòng quản lý, giám sát, nắm rõ về nguồn cung cấp vật tư của nhà máy.
Bảo đảm cung cấp đủ vật tư cho sản xuất và xây dựng cơ bản theo kế hoạch.
Thực hiện các hợp đồng mua bán vật tư với nhà cung cấp, đảm bảo vận tải và áp tải vật tư về kho của Công ty, đồng thời tiến hành nghiệm thu Ngoài ra, xây dựng nội quy kho bãi để quản lý và bảo quản vật tư hiệu quả.
Căn cứ vào kế hoạch thời gian để lập kế hoạch thi hành sản xuất ở các phân xưởng, giúp cho quá trình sản xuất diễn ra đúng tiến độ.
Kiểm tra đôn đốc việc tổ chức các khâu gia công trong phân xưởng.
Có nhiệm vụ đưa đón tàu ra vào bến của Công ty, kéo tàu ra luồng và bàn giao phương tiện cho khách hàng sau khi sửa chữa xong.
Quản lý toàn bộ khu mặt dưới nước của Công ty, khu vực cần tàu, bảo quản các phương tiện, thiết bị được giao của Công ty.
Phân xưởng vỏ 1: sửa chữa tàu và gia công các chi tiết, cụm phục vụ trong quá trình sửa chữa tàu.
Phân xưởng vỏ 2: gia công chi tiết, cụm chi tiết phục vụ quá trình đóng mới và một phần nhỏ cho sửa chữa.
Phân xưởng vỏ 3: gia công chi tiết, cụm chi tiết, lắp ráp các phân xưởng tổng đoạn.
Phân xưởng vỏ 4: Đấu lắp tổng thành trên triền, âu.
Sửa chữa phần máy chính, sửa chữa, đóng mới phần máy phụ tàu thuỷ.
Gia công các thiết bị tàu thuỷ.
Sửa chữa, lắp đặt hệ thống động lực.
Thực hiện trình tự các bước công nghệ đóng mới một con tàu:
Gia công các loại bích nối ống, bích theo van, ống nối, …
Tháo lắp, sửa chữa, kiểm tra và thay thế hệ thống ống trên tàu.
Thi công, lắp đặt các thiết bị điện trên tàu.
Sửa chữa các hệ thống điện tàu thuỷ theo đúng yêu cầu kỹ thuật và thiết kế.
Gõ cạo rỉ, phun cát làm sạch vỏ tàu và các kết cấu kim loại khác.
+ Sơn chống hà, chống rỉ, sơn trang trí hoàn chỉnh vỏ tàu sông, tàu biển, các loại phương tiện thuỷ, công trình công nghiệp.
- Phân xưởng thiết bị động lực:
Quản lý hiệu quả thiết bị máy móc của công ty bao gồm theo dõi số lượng, chất lượng và điều động thiết bị giữa các phân xưởng Đồng thời, lập kế hoạch sửa chữa để đảm bảo hoạt động liên tục và tối ưu hóa hiệu suất.
+ Hướng dẫn công nhân sử dụng máy móc theo đúng qui định và vận hành máy.
+ Bảo quản và xây dựng các tài liệu kỹ thuật và hồ sơ thiết bị.
Quản lý và cung cấp điện năng cùng gió nén cho toàn bộ Công ty, bao gồm hệ thống thiết bị như máy gia công cơ khí, máy thủy lực và hệ thống cầu tải.
Phân xưởng Oxy: vận hành thiết bị cung cấp oxy, khí gas phục vụ sản xuất trong Công ty.
1.1.4 Nhân lực công ty CNTT Phà Rừng
Công ty đóng tàu Phà Rừng hiện có hơn 3000 công nhân, bao gồm 1816 lao động trực tiếp, 390 kỹ sư và cử nhân được đào tạo trong và ngoài nước Trong số đó, có 313 công nhân lành nghề từ bậc 5-7/7, 522 thợ hàn vỏ tàu và hàn ống, cùng 456 thợ lắp ráp vỏ tàu và ống Đặc biệt, có 145 công nhân lành nghề sản xuất chính với chứng chỉ nghề do cơ quan Đăng kiểm Quốc tế cấp Hệ thống nhân lực của công ty được thể hiện rõ trong hình ảnh đi kèm.
Hình 1.2: Sơ đồ điều hành Công ty Đóng tàu Phà Rừng
1.1.5 Cơ sở hạ tầng trong công ty
Khu vực đóng kín hay khoang chứa được xây dựng trên một đoạn kênh hoặc sông, với cửa van mở và đóng ở hai đầu Mực nước bên trong khu vực này có thể thay đổi để nâng hạ tàu.
Trang thiết bị chính: Cần cẩu chân đế 50T/14m (2 cái).
Hình 1.3: Âu tàu ở Phà Rừng b Ụ nổi:
Là cấu trúc nổi không tự hành dùng để nâng, hạ tàu thuyền phục vụ cho mục đích đóng mới, sửa chữa, kiểm tra tàu thuyền.
Trang thiết bị chính: Cần cẩu chân đế 5T/15m (2 cái).
Là loại công trình mái nghiêng, dùng để hạ thuỷ và đưa tàu lên bờ
Đóng được tàu có trọng tải lên tới 40.000 T.
Trang thiết bị chính: Cần cẩu dàn 200T/63m (1 cái)
Đường đà có tổng chiều dài: Lmax = 270 (m)
Chiều rộng mặt đường trượt: b = 1 (m)
Hình 1.5: Triền đà ở Phà Rừng d Thiết bị nâng hạ
Thiết bị nâng hạ, bao gồm tời điện và pa lăng, được lắp đặt trên xe con hoặc cụm di chuyển dọc theo cầu trục Thiết bị này hoạt động trên ray I, di chuyển trên bản cánh dưới và bản cánh trên của dầm chính.
STT Tên gọi Sức nâng tối đa Số lượng Đơn vị
2 Cẩu bán cổng trục 2 x 5T 10 cái
3 Cổng trục công sơn 2 x 5T 3 cái
4 Cẩu bán trục trong nhà xưởng 5T 1 cái
5 Cẩu trục trong nhà xưởng 16T 3 cái
8 Xe nâng vận chuyển tổng đoạn 100T 1 cái
9 Xe nâng vận chuyển tổng đoạn 190T 1 cái e Cẩu trục
Cầu trục là thiết bị nâng hạ chuyên dụng, được sử dụng để nâng, hạ và di chuyển hàng hóa trong các nhà xưởng và nhà máy Thiết bị này hoạt động trên hệ dầm đỡ, được lắp đặt trên cao, giúp tối ưu hóa không gian làm việc và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Hình 1.6: Cẩu trục f Cầu trục hai dầm
Trọng lượng nâng tối đa : 16T
Hình 1.7: Cầu trục hai dầm
1.1.6 Thiết bị hàn, cắt a Máy cắt CNC
Máy cắt CNC là thiết bị sử dụng công nghệ CNC kết hợp với các phương pháp khác để cắt vật liệu theo các hình dạng đã được lập trình sẵn Thiết bị này có những đặc tính kỹ thuật nổi bật, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong quá trình gia công.
Chiều dài tôn cắt được max 24,5 m
Chiều rộng tôn cắt được max 6,5 m
Chiều dày tôn cắt oxy-gas max 100 mm
Hình 1.11: Máy lốc 3 trục b Máy dập tạo thép hình
Máy sử dụng một nguồn lực mạnh để đục lỗ hoặc tạo hình thép theo yêu cầu.
Hình 1.12: Máy dập tạo thép hình Đặc tính kỹ thuật :
Khả năng uốn thép mỏ bản rộng 120-340mm (1 chi tiết)
Bán kính uốn nhỏ nhất 1500mm
Khả năng uốn thép chữ T 340mm
Bán kính uốn nhỏ nhất 1500mm
Lực uốn ngang theo hai hướng 250T c Hệ thống dây truyền làm sạch và sơn lót:
Hệ thống dây chuyền làm sạch và sơn lót bao gồm các thiết bị hiện đại như bình bắn bi, thiết bị thu hồi bi, và thiết bị hút chân không Ngoài ra, còn có bình lọc khí thở, máy phun sơn, máy hút bụi sơn, thiết bị sấy ẩm, cùng với hệ thống máy nén khí trục vít, đảm bảo quy trình làm việc hiệu quả và chất lượng cao.
Sản phẩm sau khi làm sạch và sơn sẽ đạt các yêu cầu tiêu chuẩn làm sạch và tiêu chuẩn sơn của quốc tế.
Hình1.13: Dây truyền làm sạch và sơn lót d Máy sơn Đặc tính kỹ thuật :
Lưu lượng tối đa: 10-14 lít/phút
Áp lực phun tối đa: 20MPA
Phân tích tổng đoạn (311 + 3111 + 321 + 3211)
Tổng đoạn thiết kế bao gồm các phân đoạn 311, 3111, 321 và 3211 thuộc khoang hàng, có vị trí từ sườn 30 +150 đến sườn 37 +570, với khoảng sườn thực của tàu là 720 mm Kích thước của tổng đoạn được xác định rõ ràng.
Chiều dài tổng đoạn: Ltđ = 5460 mm
Chiều cao tổng đoạn: Htđ = 11600 mm
Hình 1.15: Hình chiều đứng của tổng đoạn (311 + 3111 + 321 + 3211)
Hình 1.16: Hình chiếu bằng của tổng đoạn tại vị trí boong
Hình 1.17: Hình chiếu bằng của tổng đoạn tại vị trí đáy
1.2.2 Phân tích các cụm chi tiết của tổng đoạn:
Tổng đoạn được chia làm 4 phân đoạn bao gồm:
Phân đoạn đáy: Hai phân đoạn 3111 (trái) và 311 (phải)
Phân đoạn mạn: Phân đoạn mạn trái 3211 và phân đoạn mạn phải 321
Phân đoạn boong: Hai phân đoạn 3211 (trái) và 321 (phải)
Các đoạn (311 + 3111 + 321 + 3211) được lắp ghép theo phương pháp phân tổng đoạn, sử dụng mã liên kết giữa các cơ cấu trong từng phân đoạn Tại vị trí mặt cắt ngang sườn 31, mối liên kết giữa các phân đoạn được thiết lập một cách chặt chẽ.
Phân đoạn đáy 3111 liên kết với phân đoạn mạn trái 3211 thông qua đà ngang và sườn thường, thường sử dụng mã có bẻ mép Tương tự, phân đoạn đáy 311 cũng cần liên kết với phân đoạn mạn phải 321.
Hình 1.18: Liên kết giữa sườn thường và đà ngang tại vị trí sườn 31
Phân đoạn mạn 3211 trái được kết nối với phân đoạn boong 3211 trái thông qua sự liên kết của sườn thường với dầm dọc mạn gần nhất, sử dụng mã thường có bẻ mép Tương tự, phân đoạn mạn 321 phải cũng cần được liên kết với phân đoạn boong 321 phải.
Hình 1.19: Liên kết của phân đoạn mạn 3211 trái và phân đoạn boong 3211 trái tại vị trí sườn 31
Hình 1.20: Liên kết của phân đoạn mạn 321 phải và phân đoạn boong 321 phải tại vị trí sườn 31
Tại các sườn 32, 33, 34, 35, 36, 37, liên kết giữa các phân đoạn tương tự như tại sườn 31 Tuy nhiên, sườn 32 và 36 có sự thay đổi trong liên kết giữa phân đoạn mạn và phân đoạn boong Liên kết này sử dụng sườn thường và xà ngang boong khoẻ, tạo mã uốn và liền xà ngang, giúp giảm mức độ tập trung ứng suất tại vùng chuyển tiếp mã và kết cấu cứng như xà ngang boong, từ đó tăng tuổi thọ mỏi của chi tiết mã.
Hình 1.21: Liên kết giữa phân đoạn mạn và phân đoạn boong trái
Hình 1.22: Liên kết giữa phân đoạn mạn và phân đoạn boong phải
Các chi tiết trong tổng đoạn sẽ được làm rõ hơn qua việc phân tích cấu trúc và đặc điểm liên kết giữa các cơ cấu của từng đoạn trong phần sau.
PHÂN TÍCH KẾT CẤU PHÂN ĐOẠN 311
Giới thiệu phân đoạn
Phân đoạn thiết kế 311 là một phần của khoang hàng, cụ thể là đáy có cấu trúc đáy đôi Vị trí của phân đoạn này nằm từ sườn 30 +150 đến sườn.
37 +570 với khoảng sườn thực của tàu là 720 mm Kích thước của phân đoạn như sau:
- Chiều dài phân đoạn : 5460 mm
- Chiều cao phân đoạn : 1500 mm
Hình 2.1 : Hình chiếu đứng phân đoạn 311
Hình 2.2 : Hình chiếu bằng của phân đoạn 311
Phân tích kết cấu và đặc điểm liên kết giữa các cơ cấu của phân đoạn 311
Giới hạn chiều rộng của phân đoạn được xác định là 100mm cách đường dọc tâm Hệ thống kết cấu của phân đoạn được bố trí bên phải tàu so với mặt phẳng dọc tâm khi nhìn về phía mũi tàu.
Hình 2.3 : Đặc điểm liên kết tại sườn số 31
- Gồm các cơ cấu : + Dầm dọc đáy + Nẹp dọc + Tấm thép gia cường + Mã gia cường
Tại vị trí sườn 31, có 6 dầm đọc đáy, bao gồm 4 dầm dọc được bố trí cách nhau 722mm, cùng với 2 dầm dọc còn lại được liên kết với 2 mã gia cường đã khoét lỗ.
+ Liên kết giữa mã gia cường và tấm thép có độ dày là 12mm là liên kết gián đoạn có khoét lỗ.
+ Liên kết giữa tấm thép gia cường và sườn thường trên mạn là liên kết bằng mã hông.
+ Vị trí sống phụ được gia cường bởi nẹp dọc đáy có quy cách L150x90x9.
Bảng 2.1: Chi tiết kết cấu phân đoạn 311 tại sườn số 31
STT Tên gọi Quy cách (mm) Số lượng Hình triển khai chi tiết
Hình 2.4 : Đặc điểm liên kết tại sườn 32
- Gồm có các cơ cấu :
STT Tên gọi Quy cách(mm) Số lượng Hình triển khai chi tiết
Tại vị trí sườn 32 được bố trí 8 dầm dọc đáy liên kết với các tấm ốp, các dầm dọc có quy cách L200x90x9/14 nằm trên các đà ngang đặc.
Trên đà ngang này có các lỗ như : lỗ thoát người chui có quy cách là 400x500 và cỏc lỗ khoột cụng nghệ cú quy cỏch lần lượt là 250ỉ và 350ỉ.
Bảng 2.2 : Chi tiết kết cấu phân đoạn 311 tại sườn số 32
Hình 2.5 : Đặc điểm liên kết tại sườn 33
- Gồm có các chi tiết :
Tại vị trí sườn 33 có các dầm đọc dáy có quy cách là L200x90x9/14.
Sống phụ được gia cường bởi nẹp dọc đáy có quy cách L150x90x9.
Trên tấm thép gia cường có độ dày 10mm bẻ 90 có lỗ khoét công nghệ cú quy cỏch 250ỉ.
Bảng 2.3: chi tiết kết cấu phân đoạn 311 tại sườn số 33
STT Tên gọi Quy cách(mm) Số lượng Hình triển khai chi tiết
Hình 2.6 : Đặc điểm liên kết tại sườn 34
- Gồm có các cơ cấu :
Tại vị trí sườn 34, các dầm dọc đáy được thiết kế với quy cách L200x90x9/14 Để tăng cường khả năng chịu lực, các dầm này được gia cường bởi các cột chống có quy cách L150x90x12.
+ Sống phụ được gia cường bởi nẹp dọc đáy có quy cách L150x90x9. + Tấm thép có độ dày 10mm bẻ 90 có lỗ khoét công nghệ có quy cách là 250ỉ.
+ Đà ngang đặc cú độ dày 10mm cú lỗ khoột cú quy cỏch 250ỉ.
Bảng 2.4: chi tiết kết cấu phân đoạn 311 tại sườn số 34
STT Tên gọi Quy cách(mm) Số lượng Hình triển khai chi tiết
- Gồm có các chi tiết :
Tại vị trí sườn 35, hệ thống liên kết được thiết kế với các dầm dọc đáy có quy cách L200x90x9/14 Sống phụ được gia cường bằng nẹp dọc đáy có quy cách L150x90x9 Ngoài ra, tấm thép gia cường có độ dày 10mm, được bẻ 90 độ và khoét lỗ công nghệ với quy cách 250ỉ.
Bảng 2.5: chi tiết kết cấu phân đoạn 311 tại sườn số 35
STT Tên gọi Quy cách(mm) Số lượng
Hình triển khai chi tiết
Hình 2.6 : Đặc điểm liên kết tại sườn 36
- Gồm có các cơ cấu : + Dầm dọc đáy + Tấm thép gia cường + Đà ngang
- Đặc điểm liên kết : + Tại vị trí sườn 36 có các dầm dọc đáy có quy cách L200x90x9/14 liên kết với các tấm ốp.
+ Tại các đà ngang đặc có độ dày 10mm có các lỗ như lỗ người chui có quy cỏch 400x500, lỗ khoột cụng nghệ 250ỉ.
Bảng 2.6: Chi tiết kết cấu phân đoạn 311 tại sườn số 36
STT Tên gọi Quy cách(mm) Số lượng
Hình triển khai chi tiết
Hình 2.7 : Đặc điểm liên kết tại sườn 37
- Gồm các cơ cấu sau :
+ Dầm dọc đáy + Nẹp dọc đáy + Tấm thép gia cường
Tại vị trí sườn 37, các dầm dọc đáy được thiết kế với quy cách L200x90x9/14, trong khi sống phụ được gia cường bằng nẹp dọc đáy có quy cách L150x90x9 Ngoài ra, tấm thép sử dụng có độ dày 10mm và được khoét lỗ với kích thước 400x500mm để tạo điều kiện thuận lợi cho việc đi lại.
Bảng 2.7 : chi tiết kết cấu phân đoạn 311 tại sườn số 37
STT Tên gọi Quy cách(mm) Số lượng
Hình triển khai chi tiết
Hình 2.8 : Đặc điểm liên kết tại nẹp dọc số 1
Gồm dầm dọc đáy trên và dầm dọc đáy dưới có quy cách là L200x90x9/14 được khoét lỗ ô van có quy cách 100x50.
Các dầm dọc được gia cường bởi thanh dẹt có quy cách 125x12FB và bẻ 90.
Hình 2.9 : Đặc điểm liên kết tại nẹp dọc số 2
Gồm dầm dọc đáy trên và dầm dọc đáy dưới có quy cách là L200x90x9/14 được khoét lỗ ô van có quy cách 100x50.
Các dầm dọc được gia cường bởi thanh dẹt có quy cách 125x12FB và thanh chống có quy cách L150x90x12.
- Nẹp dọc số 3 ( sống phụ ) :
Hình 2.10 : Đặc điểm liên kết tại nẹp dọc số 3
Gồm các nẹp dọc đáy có quy cách L150x90x9 gia cường cho sống phụ.
Hình 2.11 : Đặc điểm liên kết tại nẹp dọc số 4
Gồm dầm dọc đáy có quy cách L200x90x9/14 được khoét lỗ ô van có quy cách 100x50.
Dầm dọc đáy được gia cường bằng thanh dẹt có quy cách 125x12FB, thanh chống có quy cách L150x90x12.
Hình 2.12 : Đặc điểm liên kết tại nẹp dọc số 5
Gồm dầm dọc đáy có quy cách L200x90x9/14 được gia cường bằng các bẻ 90 và thanh dẹt có quy cách 125x12FB và các mã gia cường có quy cách 300x350x12.
Hình 2.13 : Đặc điểm liên kết tại nẹp dọc số 6
Gồm thanh dẹt gia cường có quy cách 100x12FB, mã gia cường có độ dày 11mm, lỗ khoét người chui có quy cách 400x500 và lỗ khoét công nghệ 50R; 70R.
2.3 Tính toán khối lượng phân đoạn 311
Khối lượng phân đoạn được xác định bằng tổng khối lượng của thép tấm và thép hình Trong đó, khối lượng thép tấm bao gồm các thành phần như khối lượng sống dọc, đà ngang, nẹp dọc đáy, tấm thép gia cường và mã gia cường.
Khối lượng thép tấm được tính bằng tích công thức: [ trang 9 / Sổ tay vỏ tàu]
M1 : Khối lượng thép tấm (kg)
Diện tích của chi tiết thứ i được ký hiệu là Si (m²) và được đo trực tiếp từ bản vẽ kết cấu chi tiết phân đoạn Chiều dày tôn của chi tiết thứ i là ti (m), trong khi ni là số lượng chi tiết giống nhau trong phân đoạn Khối lượng riêng của thép được xác định là ρ = 7.85 T/m³ Khối lượng thép hình được tính theo công thức được nêu trong Sổ tay vỏ tàu.
M2 : khối lượng thép hình (kg)
Ki: Khối lượng trên một đơn vị chiều dài (kg/m)
Li: Chiều dài của chi tiết thứ i (m) và được đo trực tiếp trên bản vẽ kết cấu chi tiết phân đoạn 311.
Khối lượng của phân đoạn bằng tổng khối lượng tất cả các cơ cấu của phân đoạn bao gồm:
+ Khối lượng các đà ngang đã trừ đi lỗ khoét
+ Khối lượng dầm dọc đáy
+ Khối lượng tấm thép gia cường đã trừ đi lỗ khoét
+ Khối lượng nẹp dọc đáy
+ Khối lượng các mã gia cường trừ đi lỗ khoét.
Bảng 2.8: Tính toán khối lượng thép hình STT Tên gọi chi tiết Ký hiệu Quy cách Chiều dài (m) Số lượng Ki (kg/m) Khối lượng chi tiết (kg)
1 Dầm dọc đáy trên 311.DDĐ.01 L200x90x9/14 5.46 2 23.3 254.436
2 Dầm dọc đáy dưới 311.DDĐ.02 L200x90x9/14 5.46 2 23.3 254.436
3 Dầm dọc đáy trên 311.DDĐ.03 L200x90x9/14 4.17 2 23.3 194.322
4 Dầm dọc đáy dưới 311.DDĐ.04 L200x90x9/14 4.17 2 23.3 194.322
Bảng 2.9: Tính toán khối lượng thép tấm
STT Tên gọi chi tiết Ký hiệu Quy cách Số Diện tích mặt cắt (m 2 ) Chiều dày Khối lượng chi tiết lượng chi tiết (m) (kg)
Tấm thép gia cường 311.TTGC.01 t = 12
Tấm thép gia cường 311.TTGC.01 t = 12
Tấm thép gia cường 311.TTGC.01 t = 12
Tấm thép gia cường 311.TTGC.01 t = 12
Tấm thép gia cường 311.TTGC.01 t = 12
Tấm thép gia cường 311.TTGC.01 t = 12
Tấm thép gia cường 311.TTGC.01 t = 12
Bảng 2.10 : Tính toán khối lượng tôn bao STT Tên gọi chi tiết Ký hiệu Quy cách Số lượng Diện tích mặt cắt Chiều dày Khối lượng chi tiết
Vậy tổng khối lượng tôn bao là : M = 1003.382 + 3341.58015 + 8524.35425 = 12869.3164 (kg)
CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHÂN ĐOẠN 311
Phân tích lựa chọn phương án chế tạo phân đoạn 311
3.1.1Các phương án thi công
Các chi tiết thân tàu sau khi gia công sẽ được chuyển ra triền đà để tiến hành lắp ráp Quá trình lắp ráp có thể thực hiện theo hai phương pháp chính: lắp úp hoặc lắp ngửa.
Khung giàn lắp ráp đơn giản, các đường hàn với tôn bao của cơ cấu phần lớn là hàn bằng nên dễ hàn.
Nhược điểm: Phải tiến hành cẩu lật nên đòi hỏi nhà máy phải có cần cẩu có sức nâng lớn.
Ưu điểm: Tạo được hình dáng vỏ bao rất chính xác, biến dạng nhỏ Phù hợp với việc lắp ráp tàu nhỏ và tàu có tốc độ cao
Phân đoạn 313 có kết cấu khung giàn phức tạp với các đường hàn nối tôn bao chủ yếu là hàn đứng và hàn trần, dẫn đến chất lượng hàn không cao Để khắc phục vấn đề này, lựa chọn lắp úp cho phần mối nối tôn bao lớn ở đáy là giải pháp tối ưu nhằm tránh hiện tượng hàn không đạt yêu cầu.
3.1.2 Kế hoạch chuẩn bị về ATLĐ, PCCC và VSMT
Về an toàn lao động:
Tất cả cán bộ kỹ thuật và công nhân làm việc trực tiếp tại nơi sản xuất cần được trang bị đầy đủ bảo hộ lao động, bao gồm quần áo lao động, nón bảo hộ, giày cao su và kính bảo hộ.
Cán bộ an toàn lao động cần liên tục giám sát quá trình thi công và kịp thời xử lý các vi phạm nội quy an toàn lao động.
Trang bị ánh sáng, quạt gió khi làm việc trong các hầm kín, hầm tối.
Về phòng cháy chữa cháy:
Kiểm tra toàn bộ các thiết bị phòng cháy chữa cháy như: bình tạo bọt, bình CO2 có còn trong thời hạn sử dụng hay không.
Kiểm tra các trạm phòng cháy chữa cháy theo định kỳ.
Không gian làm việc (khi hàn) ở những nơi dễ gây ra cháy nổ.
Tại những nơi dễ gây ra cháy nổ phải để biển cấm và các bảng hướng dẫn xử lý khi có sự cố xảy ra.
Về vệ sinh môi trường:
Trong các xưởng gia công chế tạo phải làm vệ sinh sạch sẽ hằng ngày để đảm bảo vấn đề vệ sinh, thoáng mát nơi sản xuất.
Các phế liệu, que hàn phải được thu gom về một vị trí nhất định để thuận tiện cho việc xử lý.
Trên hình chiếu tấm tôn ta chọn sườn giữa 34 làm chuẩn và vẽ dây cung O5O của sườn đó.
Từ điểm O5 võng nhất của cung sườn 34 ta kẻ đường thẳng vuông góc O5O
Đường thẳng n là đường chuẩn.
Dựng đường thẳng m vuông góc và cắt đường thẳng n tại điểm H
Hình 3.1 : Hình xác định đường chuẩn
Trên một vị trí khác của sàn phóng dựng đường thẳng Ox bất kì.
Lấy dấu vị trí các sườn thực từ sườn 30 +150 đến sườn 37 +570 trên ox, qua các điểm đó dựng các đường thẳng vuông góc với Ox.
Đặt lát gỗ T dọc theo đường chuẩn mn, lấy dấu các điểm từ O1 đến O9 lên lát gỗ.
Duỗi thẳng T sau đó đặt T vuông góc với Ox sao cho điểm H trùng vị trí sườn
30 +150 , từ các điểm O1 đến O9 trên T kẻ gióng các đường thẳng song song Ox cắt các đường thẳng vuông góc với Ox lần lượt tại các điểm từ O’1đến O’9.
Nối các điểm đó lại bằng đường cong trơn đều ta được hình khai triển của đường chuẩn.
Hình 3.2 : Khai triển đường chuẩn
Khai triển mép trên, mép dưới
Đặt lát gỗ T1, T2 vuông góc với m tại A và B
Làm tương tự như cách khai triển đường chuẩn
Hình 3.3 : Khai triển mép trên, mép dưới
3.1.3.3 Vẽ hình khai triển tấm tôn
Tại một vị trí khác trên sàn phóng, hãy vẽ một đường thẳng Oy và đặt đường chuẩn khai triển đã được duỗi thẳng trên đó Từ các điểm O’1 đến O’9 trên đường chuẩn, kẻ các đường vuông góc với đường chuẩn khai triển.
Để xác định vị trí của tấm tôn, ta lấy giao điểm của đường chuẩn với các sườn làm gốc và đặt độ dài thực nửa chiều rộng tấm tôn về hai phía tương ứng với từng sườn Độ dài này được đo theo đường cong cung sườn từ đường chuẩn m đến mép trên và mép dưới của tấm tôn, dựa trên hình chiếu của tấm tôn.
Nối các giao điểm nhận được bằng các đường cong trơn đều ta sẽ có đường mép trên và đường mép dưới tấm tôn khai triển.
Hình 3.4 : Khai triển tấm tôn
Các tấm tôn còn lại khai triển tương tự.
Ta chọn các khổ tôn thép A36 có kích thước : 10 x 9000 x 2500; 10 x 6000 x 2500;
12000 x 6000 để chế tạo sống phụ, đà ngang, các thanh gia cường,…
Chuẩn bị vật liệu
Trong công nghiệp đóng tàu nguyên vật liệu thường được dùng là các loại thép tấm, thép hình và các vật đúc Với thép hình cần chuẩn bị loại L200x90x9/14,
L150x90x12 Với thép tấm cần chuẩn bị loại dày 10mm, 11mm, 12mm và 19mm.
Sau khi chuyển đến nhà máy đóng tàu, các nguyên vật liệu được sắp xếp hợp lý Thép tấm được xếp nằm, trong khi thép hình cần phân loại rõ ràng theo kích cỡ Các loại thép lớn và nặng nên được đặt ở những vị trí có thể di chuyển bằng cầu, trong khi các loại nhỏ và nhẹ có thể được xếp trên giá kệ.
Quá trình xử lý vật liệu bao gồm hai bước chính: nắn thẳng và làm sạch bề mặt Nắn thẳng giúp loại bỏ các chỗ lồi lõm và một phần oxit sắt bám trên bề mặt tấm, thường được thực hiện bằng máy làm sạch tôn Bước làm sạch bề mặt nhằm loại bỏ lớp oxit sắt, dầu mở và các tạp chất bẩn khác, đảm bảo bề mặt vật liệu sạch sẽ và đạt tiêu chuẩn.
Sau khi chuẩn bị, vật liệu sẽ được làm sạch để loại bỏ lớp oxit sắt, dầu mỡ và tạp chất bám trên bề mặt Phương pháp phun cát được sử dụng để làm sạch, tránh việc sử dụng phun hạt mài cho các tấm mỏng dưới 10mm Hỗn hợp cát ướt, gồm 30-40% cát và 60-70% nước, với đường kính hạt khoảng 1,2 mm và độ tinh khiết trên 95%, sẽ được phun qua miệng phun áp suất 5-8 at lên bề mặt kim loại.
Hình 3.5 : Dây chuyền làm sạch tôn
Sơn lót chống gỉ là bước quan trọng sau khi làm sạch bề mặt thép, vì thép dễ bị oxi hóa trong môi trường tự nhiên Chất liệu sơn lót cần đáp ứng một số tiêu chí nhất định để đảm bảo hiệu quả bảo vệ.
- Có thể phun (xi) và khô trong vòng vài phút.
- Sau khi khô phải tạo thành một lớp bảo vệ chắc chắn không rạn nứt chân chim
- Không gây khó khăn cho các quá trình công nghệ tiếp theo.
- Phải tương đối bền vững trong suốt thời gian đóng tàu và chịu được những va đập cơ học trong khi vận chuyển.
Chuẩn bị: Các dụng cụ cần thiết cho lấy dấu: đột thường, đột đánh tâm, đột kiểm tra, compa, phấn vạch, bút sơn, kìm, kéo, búa và thước dây …
- Chiều sâu mũi đột không vượt quá 1 mm Tại các vị trí góc cạnh, khoảng cách giữa các mũi đột không vượt quá 10 ~ 30 mm.
- Sai lệch đường lấy dấu vị trí cơ cấu so với lí thuyết là 1 mm.
- Tất cả các nguyên vật liệu đưa ra vạch dấu đều phải được nắn phẳng, đánh sạch và sơn lót chống gỉ.
- Kích thước các chi tiết hoặc kết cấu được vạch dấu theo số liệu lấy từ nhà phóng dạng
Đối với các tấm hoặc phân đoạn cần đánh dấu cho những kết cấu lắp ráp, chỉ trừ một số đường kiểm tra đặc biệt, việc đánh dấu cần được thực hiện cẩn thận Đặc biệt, các đường uốn nên được đánh dấu ở phía lõm xuống để ngăn ngừa hiện tượng rạn nứt trong quá trình uốn.
- Cần phải vạch dấu các đường sau: Đường lý thuyết, đường kiểm tra, đường bao chi tiết, đường bao lỗ khoét, tâm cung tròn, lượng dư, đường cơ cấu …
- Trên tất cả các chi tiết phải được miêu tả các thông tin sau: tên chi tiết, tổng đoạn lắp ráp, loại thép, cách gia công,…
- Trước khi tiến hành lấy dấu, công nhân cần biết kích thước chi tiết, làm quen với bản vẽ, dưỡng mẫu, thuyết minh công nghệ.
- Phương pháp lấy dấu: căng dây, bật phấn và đột.
Hình 3.6 : Quy cách đột lỗ các đường lấy dấu
Quy trình chế tạo các chi tiết và cụm chi tiết
3.3.1 Gia công các tấm tôn
Gia công các tấm tôn phẳng: Tôn đáy, sống phụ
Các tấm tôn được nắn phẳng, đánh sạch.
Sử dụng máy cắt CNC tiến hành cắt để thu được hình dạng tấm tôn theo yêu cầu, các lỗ khoét cũng được cắt ngay lúc này.
Tiến hành vát mép, làm sạch khu vực hàn nối các tấm tôn.
Sơn chống gỉ và ghi rõ vị trí lắp ráp, khối lượng, các kí hiệu cần thiết.
Hình 3.7 : Gia công sống phụ
Hình 3.8 : Gia công đà ngang Gia công các tấm tôn cong:
- Nắn phẳng và đánh sạch các tấm tôn
- Từ bản vẽ khai triển tôn, nhập dữ liệu và sử dụng máy CNC để cắt được hình dáng, kích thước thật của tờ tôn đã khai triển.
- Vạch dấu các đường uốn lên tờ tôn bằng dưỡng đo chiều dài tấm tôn lúc khai triển.
- Tiến hành uốn để tạo độ cong bằng máy lốc đĩa.
Kiểm tra tấm tôn cong:
- Sử dụng dưỡng phẳng, dưỡng khung để kiểm tra độ cong của các tấm tôn.
- Độ trơn nhẵn bề mặt, tẩy sạch ba via các cạnh hàn.
- Sơn chống gỉ, ghi tên chi tiết, vị trí lắp ráp, các kí hiệu cần thiết lên tấm tôn.
3.3.2 Gia công các thanh phẳng, mã gia cường
Xác định kích thước và hình dáng của mã gia cường, thanh phẳng là bước quan trọng Sắp xếp và phân loại các chi tiết theo độ dày giúp tối ưu hóa việc cắt trên một khổ tôn, từ đó tiết kiệm vật liệu một cách hợp lý nhất.
Cách tiến hành theo trình tự sau:
- Chọn tấm tôn có chiều dày ứng với nẹp gia cường, mã để nắn phẳng, làm sạch.
- Vạch dấu hình dạng, các đường cắt tiết kiệm vật liệu nhất.
- Nhập dữ liệu, thông số vào máy cắt tự động CNC để tiến hành cắt.
- Kiểm tra lại bằng dưỡng.
- Sơn phủ chống gỉ, ghi rõ vị trí lắp, khối lượng, các kí hiệu cần thiết lên chi tiết.
Hình 3.9 : Gia công các thanh gia cường Kiểm tra:
- Sai số kích thước theo chiều rộng: 0,5mm
- Sai số kích thước theo chiều dài đến 3m: 0,5mm
- Sai số kích thước theo chiều dài trên 3m: 1,0mm
- Đối với kích thước theo đường chéo: 2,0mm
- Đối với các lỗ khoét nẹp cứng, lỗ người chui: 1,0mm
- Kiểm tra lại bằng dưỡng, sơn phủ chống gỉ, ghi rõ vị trí lắp, các kí hiệu cần thiết trên chi tiết.
3.3.3 Gia công các chi tiết thép hình
- Tiến hành nắn phẳng, làm sạch thép hình.
- Cắt lấy theo chiều dài yêu cầu.
- Kiểm tra lại bằng dưỡng.
- Sơn lót chống gỉ, ghi rõ vị trí lắp, khối lượng và các kí hiệu cần thiết lên.
Hình 3.10 : Gia công các dầm dọc đáy Kiểm tra:
- Sai số chiều dài chi tiết đến 3m: 1,0mm
- Sai số chiều dài chi tiết trên 3m: 2,0mm
- Chiều rộng, chiều cao các chi tiết sườn, dầm dọc: 1,0mm Độ cong bản thành: 2,0mm
Quy trình công nghệ lắp ráp và hàn phân đoạn
3.4.1 Rải tôn và hàn tôn đáy
- Dùng máy cắt CNC cắt các phiếu tôn theo file vẽ sẵn.
- Cố định các tấm tôn lên bệ lắp ráp (Rải tờ tôn ở giữa trước, điều chỉnh đường tâm của tấm tôn trùng với đường tâm của khung dàn).
Để chuẩn bị cho quá trình hàn, cần sử dụng mã răng lược để cố định các tấm tôn lại với nhau Sau khi hàn đính, hãy kiểm tra lại vị trí trước khi tiến hành hàn chính thức các tấm tôn.
- Hàn đính, kiểm tra lại vị trí rồi hàn chính thức.
- Kiểm tra tổng thể và nghiệm thu.
Hình 3.11 : Thứ tự hàn tấm tôn đáy Yêu cầu:
Độ xê dịch của cơ cấu với vị trí lấy dấu: 2 mm.
Khe hở của cơ cấu với tôn: 2 mm.
Sai lệch độ vuông góc cho phép: 4 mm/0.5 chiều cao cơ cấu.
Chiều cao mối hàn: t = 2 mm.
Chiều dài đường hàn: 30 mm.
Khoảng cách giữa 2 mối hàn liên tiếp: 300 mm.
Không hàn đính trong đoạn cách đầu phân đoạn 100 mm.
Hàn chính thức tôn đáy trong:
Trình tự hàn theo thứ tự lắp ráp
Lót sứ trên toàn bộ đường hàn.
Hàn bán tự động cho lớp 1, hàn từ giữa về hai phía Hàn 2 máy hàn đồng thời.
Sau khi hết lớp hàn cho lớp 1, dùng máy TIG Brush làm sạch đường hàn.
Hàn tự động cho các lớp hàn tiếp theo, hàn từ tấm mồi này sang tấm mồi bên kia hướng ra ngoài tấm tôn, hàn 2 máy đồng thời.
Độ hở khe hàn 0,5mm
Sau khi hàn mà độ cong vênh tấm >3mm/1m dài thì phải nắn thẳng lại.
Độ phẳng của các mép tôn 2mm
Kiểm tra góc vát mép tôn, độ vênh giữa hai mép tôn tại mối nối.
Khi thực hiện lớp hàn sau thì lớp hàn trước phải được làm sạch xỉ và nguội hẳn.
Mối hàn đảm bảo chất lượng, không ngậm xỉ, nứt bề mặt.
Trong quá trình lắp ráp luôn tiến hành kiểm tra độ cong của tôn, vị trí tôn với đường dấu.
Lấy dấu các vị trí các sống phụ và các dầm dọc đáy trên
Hình 3.12 : Vạch dấu trên tấm tôn
3.4.3 Lắp ráp các cơ cấu dọc
Lắp ráp sống phụ và các dầm dọc dáy trên vào tôn đáy trên :
Dùng cẩu đưa các sống phụ và các dầm dọc đáy vào vị trí đã vạch dấu.
Hàn đính các chi tiết cố định chi tiết với tôn đáy trên.
Kiểm tra các mối hàn.
Tiến hành hàn chính thức các sống phụ và các dầm dọc đáy trên.
Hình 3.13 : Thứ tự hàn các cơ cấu dọc
3.4.4 Lắp đặt các cơ cấu ngang
Lắp ráp các đà ngang :
Dùng cẩu đưa các đà ngang vào vị trí đã vạch dấu.
Hàn đính các chi tiết cố định chi tiết với tôn đáy trên.
Kiểm tra các mối hàn.
Tiến hành hàn chính thức các đà ngang.
Hình 3.14 : Thứ tự lắp đặt các cơ cấu ngang
3.4.5 Lắp đặt các thanh chống, thanh gia cường
Hình 3.15 : Thứ tự hàn các thanh chống , thanh gia cường
3.4.6 Lắp đặt các dầm dọc đáy dưới
Lắp ráp các dầm dọc đáy dưới :
Dùng cẩu đưa các dầm dọc đáy dưới vào vị trí đã vạch dấu.
Hàn đính các chi tiết cố định chi tiết với đà ngang.
Kiểm tra các mối hàn.
Tiến hành hàn chính thức các dầm dọc đáy dưới.
Hình 3.16 : Thứ tự lắp đặt các dầm dọc đáy dưới
3.4.7 Lắp ráp các tờ tôn đáy dưới
Lắp ráp các tờ tôn đáy dưới:
Dùng cẩu đưa các tờ tôn đáy dưới vào vị trí đã vạch dấu.
Hàn đính các chi tiết cố định chi tiết với đà ngang.
Kiểm tra các mối hàn.
Tiến hành hàn chính thức các tờ tôn đáy dưới.
Hình 3.17 : Thứ tự lắp ráp các tấm tôn đáy dưới
3.4.8 Kiểm tra và nghiệm thu
- Kích thước của phân đoạn:
Sai lệch chiều dài của phân đoạn so với đường vạch dấu là ± 8 mm.
Độ uốn theo chiều ngang lớn nhất là 15 mm Kiểm tra bằng dây và ống thuỷ bình.
Sai lệch của đường bao phân đoạn với dưỡng mẫu nhỏ hơn ± 2 mm Kiểm tra bằng dưỡng nhà phóng mẫu.
Độ so le giữa các đà ngang là 5 mm.
Sai lệch chiều rộng thực tế so với đường vạch dấu là ± 6 mm Kiểm tra bằng dây dọi, lát gỗ.
Si lệch về chiều cao điểm tiếp giáp giữa mã hông và tôn bao ngoài là ±10mm Kiểm tra ằng lát gỗ, dưỡng.
Sai lệch về độ thẳng đứng của đà ngang và sống phụ là ± 2 mm Kiểm tra bằng dây dọi và thước mét.
Kiểm tra bên ngoài bằng mắt thường có thể phát hiện các khuyết tật như mối hàn bị lẹm, mối hàn quá cao hoặc quá thấp, và bọt khí trên bề mặt mối hàn Trước khi tiến hành kiểm tra, cần đánh sạch xỉ hàn để đảm bảo độ chính xác Đồng thời, phân đoạn đáy cũng cần được kiểm tra bằng mắt cho tất cả các mối hàn giữa tôn và tôn, cũng như mối hàn giữa các cấu trúc.
Kiểm tra mối hàn bằng cách đo kích thước: đo cho tất cả các mối hàn góc.
Kiểm tra siêu âm các mối hàn tôn đối đầu cho kết quả chính xác cao:
Không có khuyết tật liên tục.
Khuyết tật cục bộ có chiều dài ≤ 25mm.
Kiểm tra thẩm thấu ở 1 số vị trí: ở các mép đường hàn đối đầu.
Kiểm tra bên ngoài bằng mắt thường có thể phát hiện các khuyết tật như mối hàn bị lẹm, mối hàn quá cao hoặc quá thấp, và bọt khí trên bề mặt mối hàn Trước khi tiến hành kiểm tra, cần đánh sạch xỉ hàn để đảm bảo độ chính xác Đồng thời, phân đoạn đáy cũng cần được kiểm tra bằng mắt cho tất cả các mối hàn giữa tôn với tôn và giữa các cấu trúc với nhau.
Kiểm tra mối hàn là một bước quan trọng trong quy trình sản xuất Đầu tiên, cần đo kích thước cho tất cả các mối hàn góc để đảm bảo tính chính xác và chất lượng Bên cạnh đó, việc kiểm tra mối hàn bằng tia rơnghen cũng rất cần thiết, nhằm phát hiện các khuyết tật trên các tấm tôn hàn đối đầu và kín nước.
+ Kiểm tra siêu âm các mối hàn tôn đối đầu cho kết quả chính xác cao:
+ Không có khuyết tật liên tục.
+ Khuyết tật cục bộ có chiều dài 25mm.
Kiểm tra thẩm thấu tại các mép đường hàn đối đầu bằng cách quét bột phấn hoặc vôi lên bề mặt mối hàn và để khô, sau đó quét dầu hoả phía sau Sau 30 phút, kiểm tra xem dầu hoả có thẩm thấu sang phía đối diện không Nếu mối hàn không đạt yêu cầu, cần tiến hành hàn lại.