Đồ án tốt nghiệp ngành cơ khí đóng tàu Lập quy trình sửa chữa hệ trục tàu dầu 13500 tấn

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích 2 3. Phương pháp và phạm vi nghiên cứu 2 4. Ý nghĩa của đề tài 3 CHƯƠNG 1: Giới thiệu chung 4 1.1. Giới thiệu chung về tàu dầu 13.500 tấn 4 1.2. Giới thiệu chung về hệ trục chân vịt tàu dầu 13.500 tấn 8 CHƯƠNG 2: Các hư hỏng của hệ trục tàu dầu 13.500 tấn 22 2.1. Trục chân vịt 22 2.2. Trục trung gian 23 2.3. Chân vịt 24 2.4. Ống bao 25 2.5. Bạc trục chân vịt 26 2.6. Cụm kín nước ống bao 28 CHƯƠNG 3: Quy trình tháo và kiểm tra hệ trục chân vịt 29 3.1. Quy trình khảo sát sơ bộ 29 3.2. Lập quy trình tháo hệ trục 31 3.3. Lập quy trình kiểm tra 40 CHƯƠNG 4: Quy trình sửa chữa một số hư hỏng cơ bản 48 4.1. Yêu cầu về an toàn lao động trong quá trình sửa chữa 48 4.2. Sửa chữa chân vịt 48 CHƯƠNG 5: Quy trình lắp ráp và thử nghiêm thu 67 5.1. Quy trình lắp ráp 67 5.2. Quy trình thử nghiệm thu 79 KẾT LUẬN 83 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trên con đường đổi mới, đẩy mạnh công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước, nền kinh tế nước ta không ngừng phát triển về mọi mặt. Phát triển các khu vực kinh tế vùng biển là một vấn đề được chính phủ quan tâm rất lớn và có ý nghĩa rất quan trọng trong việc triển khai đồng bộ chương trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá đất nước. Ngành đóng tàu và ngành hàng hải nước ta tuy còn chưa phát triển, nhưng được sự quan tâm và đầu tư vốn của nhà nước, nhiều nhà máy đang được xây dựng, nhiều con tàu đượng đóng mới với trọng tải lớn không kém gì các nước trên thế giới. Nhiều tàu được đóng mới theo tiêu chuẩn quốc tế và được đăng kiểm nước ngoài chứng nhận. Trong các ngành vận tải thì ngành vận tải đường biển được được nhiều người quan tâm bởi lượng hàng vận chuyển rất lớn, cước phí lại rất rẻ. Do vậy việc đóng mới những con tàu hàng để đáp ứng yêu cầu vận chuyển hàng hoá trong nước cũng như vận chuyển hàng hoá từ nước ta với các nước trên thế giới là không thể thiếu được. Để thực hiện được điều này trường đại học hàng hải chúng ta phối hợp với các trường kỹ thuật khác đào tạo những kỹ sư phục vụ cho việc vận hành, khai thác và đóng mới tàu thuỷ giúp cho ngành công nghiệp đóng tàu ngày một bắt nhịp với các ngành đóng tàu khác trên thế giới. Sau 3 tháng thực tập tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng em được tiếp cận với nhiều thiết bị công nghệ hiện đại mà nhà máy đã sử dụng vào trong công việc. Hiện tại nhà máy đang dần chuyển giao từ một nhà máy đóng mới và sửa chữa sang đóng mới những con tàu, nhưng không phải vì thế mà ta lại không xem trọng vấn đề sửa chữa, bởi nhu cầu của người cần mang tàu vào sửa chữa là rất lớn, bởi vì nếu đưa ra nước ngoài sửa chữa tốn rất nhiều thời gian và chi phí lớn. Hơn nữa tại nhà máy có đủ thiết bị công nghệ hiện đại và công nhân đủ trình độ để giải quyết những công việc này. 2 Sau thời gian học tập và nghiên cứa tại khoa Đóng Tàu trường Đại Học Việt Nam và sau thời gian 3 tháng thực tập tại nhà máy. Để làm rõ một số vấn đề sai hỏng đã và sẽ xảy ra đối với hệ trục và cũng để phục vụ cho công việc sau này của mình. Em quyết định chọn đề tài: “ Lập quy trình sửa chữa hệ trục tàu dầu 13,500 Tấn “. Tại nhà máy đóng tàu Bạch Đằng. 2. Mục đích Thực hiện đề tài này không ngoài mục đích tìm hiểu và nghiên cứu, mặt khác giúp bản thân làm quen với công việc sau này. Trau dồi học hỏi về chuyên môn, tìm hiểu và nghiên cứu các vấn đề lí thuyết và thực tiễn tìm ra mối quan hệ thực tại giữa chúng ta có giải pháp khắc phục và biện pháp xử lí, từ đó tìm ra những biện pháp công nghệ phù hợp với thực tiễn. Tìm hiểu những quy trình và những biện pháp công nghệ trong quá trình sửa chữa hệ trục, để có thể theo kịp sự tiến bộ của khoa học hiện đại hiện nay. 3. Phương pháp và phạm vi nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu Kết hợp lí thuyết với thực tế việc tìm hiểu quy trình sửu chữa hệ trục của nhà máy nói chung (nhà máy đóng tàu Bạch Đằng nói riêng). Đồng thời thông qua những vốn kiến thức đã tích luỹ được qua hơn 4 năm học. Với sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Quốc Chiến trực tiếp hướng dẫn. Thông qua tài liệu tại thư viện, tại nhà máy … Thông qua một số kỹ sư cùng ngành tại nhà máy trực tiếp nghiên cứu và làm về vấn đề này. * Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thiết bị liên quan đến hệ trục tàu, lập quy trình sửa chữa hệ trục. 3 4. Ý nghĩa của đề tài Là tài liệu tham khảo cho các sinh viên đang học tập trong ngành. Đề tài này có thể được áp dụng tại các nhà máy đóng tàu hoặc có thể được nhà máy tham khảo và ứng dụng có chọn lọc và cải tiến để phù hợp với điều kiện thực tế của nhà máy. Em xin chân thành cảm ơn ! 4 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Giới thiệu chung về tàu dầu 13.500 Tấn 1.1.1. Loại tàu và công dụng Tàu trở dầu 13.500 Tấn là loại tàu được thiết kế chuyên chở các loại hàng hoá sau : + Dầu nhiên liệu (đồng hạng với D – MC, ISO – 8217) + Dầu gadoan + Dầu phản lực + Dầu hoả (dầu ke – ro – sin) Tàu được thiết kế là loại tàu một boong, một chân vịt, động cơ chính và cabin được đặt ở phái sau lái. Đáy đôi và mạn két được bố trí ở khu vực các két hàng và két nhiên liệu (trong buồng máy) . Tàu có vách đuôi. Sống đuôi hở với dạng phần sau có dạng bầu. Boong chính không có độ cong ngang tại khu vực trên buồng máy. Khu vực khoang hàng được chia thành ngăn dọc tâm để chứa hàng và ngăn hai bên mạn để chứa nước dằn nhờn và các vách dọc mạn (mạn két). Ngăn dọc tâm được chia thành 6 vách ngang và một vách dọc tại mặt phẳng dọc tâm. Két tháo được bố trí trong buồng bơm phái sau khu vực khoang hàng . Đáy đôi, két mạn, két mũi, két lái và két đuôi dùng để chứa nước dằn một cách độc lập. 1.1.2. Vùng hoạt động và cấp thiết kế Tàu được thiết kế và trang bị cho vùng hoạt động trên toàn thế giới mà khu vực chính là châu Á. Trung đông và vùng ven biển Việt Nam. 1.1.3. Các thông số chủ yếu của tàu + Chiều dài lớn nhất (chiều dài toàn bộ) : Lmax = 145,30 m + Chiều dài giữa hai đường vuông góc : L pp = 136,60 m + Chiều rộng thết kế : B = 20,80 m 5 + Chiều cao mạn : H = 11.20 m + Chiều chìm tàu (mớn nước thiết kế) : T = 8,45 m + Trọng tải tàu : DW = 13.500 tấn + Dung tich toàn bộ :V = 9000 GRT 1.1.4. Các trang thiết bị buồng máy a. Giới thiệu chung buồng máy Buồng máy của tàu được bố trí từ sườn 5 đến sườn 35. Buồng máy được bố trí một máy chính 7S35MC – MK7 là kiểu động cơ 2 thì, tác dụng đơn, tăng áp bằng tua bin khí xả, 7 xilanh xếp một hàng thẳng đứng, thấp tốc, làm mát hai vòng tuần hoàn, bôi trơn bằng dầu nhờn tuần hoàn cácte khô, khởi động bằng không khí nén, tự đảo chiều chân vịt, điều khiển từ xa tại buồng điều khiển tập trung trong buồng máy. Động cơ sẽ truyền động trực tiếp cho chân vịt thông qua một đường trục. Ngoài ra buồng máy còn bố trí các thiết bị khác phục vụ cho năng lực hoạt động của tàu. b. Máy chính Động cơ có tính năng tự điều chỉnh áp suất cháy lớn nhất để đảm bảo hiệu suất tối ưu trong giải hoạt động. Động cơ được điều khiển và vận hành từ buồng ECR và t ừ bàn chỉ huy. Động cơ chính được bố chí như hình vẽ. Dao động xoắn phải tiến hành tính dao động xoắn sơ bộ ban đầu và nếu như có tồn tại tốc độ nguy hiểm trong giải vòng tua, thì tốc độ nguy hiểm này phải được ghi trên đồng hồ chỉ báo vòng tua. Cấu tạo, vật liệu động cơ theo tiêu chuẩn của nhà lắp ráp động cơ. Phụ tùng và lắp ráp: động cơ cũng được bố trí vận hành sự cố với điều khiển tại chỗ theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất động cơ và theo yêu cầu của quy phạm. + Xécmăng, piston là hợp kim nhôm. + Phải lắp ráp cho hộp lọc không khí liên kết với bình dập lửa CO 2 + Động cơ phải có bánh đà cùng với động cơ điện, đồ và hộp công tắc xách tay với. 6 + 20 m cáp và bộ phận liên động. + phải chú ý đặc biệt đến vấn đề dao động xoắn. Phải có dụng cụ, thiết bị quay chậm. + Sinh hàn không khí theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất. + Tuabin tăng áp được lắp đặt tại đầu phái sau. + Bố chí van điều khiển khởi động khí nén (van không đường hồi). + Động cơ có bộ điều tiết tốc độ kiểu điện tử. + Động cơ còn thiết bị phát hiện xương mù dầu. + Các công cụ chuẩn đoán tại chỗ cũng được cung cấp theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất như đồng hồ đo vòng tua và tốc độ của tua bin tăng áp. + Đường ống làm mát nước ngọt, đường ống nhiên liệu và ống dầu bôi trơn cũng được cung cấp. + Lắp đặt động cơ được lắp đặt dùng căn nêm nhựa. b.1. Các thông số cơ bản + Kiểu : 7S35MC – MK7 + Sản xuất tại hãng MAN B & W + Công suất định mức : Ne = 5180 kW + Vòng quay định mức : n = 173 vòng/phút + Số xilanh : i = 7 + Đường kính xilanh : D = 350 mm + Hành trình piston : S = 1400 mm + Suất tiêu hao nhiên liệu : ge = 178 g/kWh + Thứ tự nổ : 1 - 7 - 2 - 5 - 4 - 3 - 5 b.2. Thiết bị được gắn và cấp kèm theo máy chính b.2.1. Bơm dầu bôi trơn động cơ chính + Số lượng : 02 bơm (1 để chờ) + Năng suất : 127 m 3 /hx4bar/1 chiếc + Kiểu loại : Bơm vít thẳng đứng + Nguồn : Mô tơ điện 7 b.2.2. Sinh hàn dầu bôi trơn động cơ chính + Số lượng : 01 + Công suất : 470 kW + Kiểu loại : Kiểu tấm (đĩa), bằng thép không gỉ + Môi chất : Nước ngọt = > Sinh hàn có bơm điều khiển theo nhiệt độ, để điều chỉnh nhiệt độ của dầu b.2.3. Bầu lọc dầu bôi trơn động cơ chính + Số lượng : 01 + Công suất : 127 m 3 / h + Kiểu loại : Rẽ nhánh, tự động, phun ngược b.2.4. Bơm dầu xylanh + Số lượng : 01 + Năng suất : 1 m 3 / h x 3 bar + Kiểu loại : Bơm bánh răng + Nguồn : Mô tơ điện b.2.5. Hệ thống bôi trơn ống bao trục Thiết kế hệ thống dựa vào khuyến cáo của nhà sản xuất. Hệ thống bôi trơn ống bao trục là hệ thống tuần hoàn tự nhiên. Bố trí xả dầu bôi trơn khỏi ống bao trục dẫn tới két cải tạo trong đó phải có van xả và lấy mẫu. Bôi trơn ống bao trục được bố trí với một két trọng lực tại vách sau khoang lái hẹp và một môtơ lai bơm bổ sung dầu cho két trọng lực. Bơm cũng hút dầu từ két cải tạo rồi đẩy vào két trọng lực. 8 1.2. Giới thiệu chung về hệ trục chân vịt tàu dầu 13.500 Tấn Tàu được bố trí 01 hệ trục đặt tại mặt phẳng dọc tâm tàu, song song với đường chuẩn và cách đường chuẩn 2850 mm. Toàn bộ hệ trục dài 11670 mm, bao gồm 01 trục chân vịt, 01 trục trục trung gian. Trục chân vịt có đường kính cơ bản Φ 378 mm. Trục được chế tạo bằng thép KSF60 có σ b = 590 N/mm 2 , Thành phần hoá học % (C: 0,6; Si: 0,15 ÷ 0,45; Mn: 0,30 ÷ 1,50; P: 0,030; S: 0,035) và được đặt trên 02 gối đỡ bằng hợp kim nằm trong ống bao, gối đỡ trong ống bao được bôi trơn bằng dầu tuần hoàn áp lực. Trục trung gian có đường kính cơ bản Φ 320 mm, trục được chế tạo bằng thép KSF60 có σ b = 590 N/mm 2 , Thành phần hoá học % (C: 0,6; Si: 0,15 ÷ 0,45; Mn: 0,30 ÷ 1,50; P: 0,030; S: 0,035) và được đặt trên một gối đỡ, gối đỡ được bôi trơn bằng dầu theo phương pháp tuần hoàn áp lực. 1.2.1. Các sai số lắp ghép: (Bảng tải trọng lắp ghép hệ trục) Hình vẽ 1.1: Tải trọng gối dỡ * Đồ thị chỉ thị: Trục ra của động cơ Kích thuỷ lực 600 Trục trung gian Trục chân vịt Chuyển vị kế Ổ đỡ trục trung gian 9 * Trong đó: J là tải trọng kích J = 2 J maxmin + J Kg. Tải trọng gối: R = K * J, với K là hệ số điều chỉnh Kg. Bảng 1.1: Bảng tải trọng Gối trục trung gian Tải trọng tác dụng lên gối R ( Kg ) Chế độ thử Lạnh Nóng Hệ số điều chỉnh (K) 50 % + 139,5 1956,0 - 465,5 + 139,7 1600,8 - 465,5 100 % + 139,2 1930,1 - 465,4 + 139,5 1575,0 - 465,5 0.952 1.2.2. Các sai số cho phép sửa chữa Sau quá trình sử dụng trục bị mòn hoặc có khuyết tật như rạn, nứt, xước…do đó phải có biện pháp sửa chữa phục hồi. nếu độ mài mòn quá giới hạn cho phép thì trục được tiện tinh lại, nhưng nếu hao mòn và khuyết tật lớn thì được phục hồi bằng cách hàn đắp. Nếu vật liệu thép của trục có 0,45% thành phần cácbon thì chỉ cho phép hàn đắp nếu trị số hao mòn và độ sâu vết nứt không lớn hơn 5% đường kính trục và không quá 1,5 mm. Nếu độ hao mòn sơmi trục bằng 30% chiều dầy ban đầu thì tiện láng lại theo kích thước sửa chữa gần nhất. Nhưng nếu chiều dầy nhỏ hơn trị số tính theo công thức: S = 0,02d + 5 mm (d- đường kính cổ trục) thì phải thay sơmi mới. Khi trục bị hao mòn quá giới hạn cho phép thì song song với quá trình tiện phải tiến hành kiểm tra độ bền. [...]... tết kín nước không tốt, quá trình làm việc lâu ngày bị mài mòn * Tác hại: Nước rò vào trong buồng máy 29 CHƯƠNG 3 LẬP QUY TRÌNH THÁO VÀ KIỂM TRA HỆ TRỤC CHONG CHÓNG TÀU DẦU 13.500 TẤN 3.1 Quy trình khảo sát sơ bộ 3.1.1 Khảo sát hệ trục trước khi sửa chữa a Mục đích Nhằm xác định sơ bộ hư hỏng của hệ trục để từ đó có phương án sửa chữa và kế hoạch sửa chữa cho phù hợp b Yêu cầu + Hệ trục phải đưa vào... + Hệ trục phải đầy đủ hồ sơ kỹ thuật bao gồm - Hồ sơ sửa chữa lần trước, nếu có - Các hồ sơ kỹ thuật nhà sản suất như: hồ sơ kết cấu, nguyên lý + Hệ trục phải làm việc được + Trước khi tiến hành khảo sát phải tiến hành làm các công việc sau: - Vệ sinh sạch sẽ bên ngoài hệ trục - Phải có bản yêu cầu sửa chữa, nêu rõ các hạng mục sửa chữa 3.1.2 Nội dung khảo sát hệ trục trước sửa chữa a Kiểm tra, đánh... gian thử 1 31 3.2 Lập quy trình tháo hệ trục Tách trục ra khỏi động cơ Lên đà Đo độ gãy khúc và dịch tâm Tách trục chân vịt ra khỏi trục trung gian Tháo chân vịt Tháo trục trung gian Tháo trục chân vịt Tháo bạc trục chân vịt Tháo ống bao Tháo ổ đỡ trục trung gian 32 3.2.1 Yêu cầu chung của quá trình tháo * Yêu cầu về công tác chuẩn bị + Phải có đầy đủ bản vẽ, thuyết minh để thực hiện quá trình tháo, trong... thể làm cho trục bị gãy c Trục chân vịt bị cong * Nguyên nhân: Tàu va vào đá ngầm, bị mắc cạn, tàu va và nhau làm biến dạng các gối đỡ dẫn đến trục bị cong Các gối trục bị phá hỏng vì bảo dưỡng không tốt, chất lượng chế tạo kém * Tác hại: Nếu trục bị cong ít, làm tốc độ mài mòn các gối đỡ nhanh, hệ trục dao động mạnh hơn bình thường Nếu trục bị cong nhiều dẫn đến phá hỏng các gối đỡ, hệ trục không thể... sơ của tàu + Xem xét và đánh giá hồ sơ kỹ thuật, hồ sơ khai thác của tàu + Xem xét, kiểm tra hồ sơ sửa chữa lần trước nếu có b Kiểm tra toàn bộ phần bên ngoài hệ trục + Bằng mắt thường quan sát các hư hỏng dễ nhận thấy như: những chỗ bị rỗ, gỉ, vết nứt lớn trên hệ trục và chân vịt + Kiểm tra độ kín nước của tết kín nước + Kiểm tra hệ thống bôi trơn, làm mát, các đồng hồ chỉ báo + Khởi động động cơ 30... mm 15 + Chiều dài phần côn trục Phía đuôi Phía đầu có bích : + Độ bóng bề mặt cổ trục : Ra = 2,5 µm + Độ bóng bề mặt cổ trục không làm việc : + Độ bóng bề mặt cổ trục lắp bạc trục : Ra = 1,25 µm + Phần ren đầu trục : 415 mm Ra = 5 µm Tr300*p12 b Trục trung gian Trục trung gian là trục nối từ bích ra của động cơ chính tới trục chân vịt Nhiệm vụ chính là truyền mômen xoắn đến trục chân vịt Nói chung chịu... 680 Φ 530 36o 18o 18o 2 – M24 21 Hình 1.6a: Bích trục chong chóng 12 - Φ 49 mm 80 15o 30o Φ 610 Φ 520 30o Hình 1.6b: bích trục trung gian 15o 22 CHƯƠNG 2 CÁC HƯ HỎNG CỦA HỆ TRỤC TÀU DẦU 13.500 TẤN 2.1 Trục chân vịt 2.1.1 Vật liệu chế tạo và điều kiện làm việc * Vật liệu chế tạo: Thép KSF60 * Điều kiện làm việc Trục chân vịt là chi tiết quan trọng của hệ trục, có cấu tạo phức tạp, làm việc trong môi trường... việc các cổ trục sẽ bị mòn nhanh Nếu các cặp ma sát (cổ trục và bạc trục) được thiết kế không đảm bảo và hệ thống làm mát không tốt thì cổ trục sẽ bị mòn nhanh nhất là khi tải trọng bên ngoài thay đổi * Tác hại: Làm kích thước, hình dáng của cổ trục bị thay đổi, tăng tốc độ mài mòn làm cho khe hở lắp ghép với bạc trục tăng, dẫn đến độ gãy khúc và độ lệch tâm vượt qúa giới hạn cho phép, hệ trục dao động... : 2710 mm + Đường kính ngoài ống bao : 580 mm e Bích nối trục Bích nối là chi tiết nối trục chân vịt với trục trung gian và trục trung gian với động cơ chính Thường xuyên chịu mômen xoắn lớn, công dụng là đảm bảo mối liên kết giữa trục chân vịt và trục trung gian và truyền momen xoắn từ trục này sang trục kia * Yêu cầu trong gia công và sửa chữa bích nối + Đường kính và chiều dày bích trong miền dung... c Thử buộc bến = > Được tiến hành khi tàu buộc chặt vào bến * Mục đích: Kiểm tra sự phối hợp giữa các thiết bị trên hệ trục, giữa hệ trục với động cơ chính, kiểm tra độ cứng vững của toàn bộ hệ trục * Tiến hành thử: Khởi động động cơ, cho động cơ chạy ở chế độ tải với thời gian thử như (bảng 3.1) Bảng 3.1: Thử buộc bến Thứ tự thử Chế độ tải theo % mômen của động cơ Thời gian thử, giờ 1 Chạy tiến 0,5