Chuyên đề: XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HỢP KIM – HỢP KIM NHƠM TRONG NGÀNH VẬN TẢI

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TP.HCM TRUNG TÂM THÔNG TIN VÀ THỐNG KÊ KH&CN  BÁO CÁO PHÂN TÍCH XU HƯỚNG CÔNG NGHỆ Chuyên đề: XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HỢP KIM – HỢP KIM NHƠM TRONG NGÀNH VẬN TẢI Biên soạn: Trung tâm Thơng tin Thống kê Khoa học Công nghệ Với cộng tác của:  Th.S Trần Ngọc Dân Nguyên Giảng viên Trường Đai học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh  Ơng Đào Quốc Hưng Tổng Giám Đốc - Cơng ty CP Máy Thiết Bị Công Nghiệp Quốc Tế TP.Hồ Chí Minh, 09/2018 MỤC LỤC I TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HỢP KIM – HỢP KIM NHÔM TRONG NGÀNH VẬN TẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng hợp kim nhôm ngành vận tải giới 2 Thực trạng ngành vận tải Việt Nam Đề xuất nghiên cứu phát triển ứng dụng hợp kim nhôm ngành vận tải Việt Nam II PHÂN TÍCH XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HỢP KIM NHÔM TRONG NGÀNH VẬN TẢI TRÊN CƠ SỞ SỐ LIỆU SÁNG CHẾ QUỐC TẾ 11 Tình hình cơng bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải theo thời gian 11 Tình hình cơng bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải quốc gia 13 Tình hình cơng bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải theo hướng nghiên cứu 15 Các đơn vị dẫn đầu sở hữu công bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải 16 Một số sáng chế tiêu biểu 16 III GIỚI THIỆU XE BỒN XITEC HỢP KIM NHÔM VẬN CHUYỂN CÔNG TY CP MÁY VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP QUỐC TẾ (IMAE) 18 Giới thiệu cấu tạo xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec chở cơng nghệ chế tạo xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec 18 Đánh giá ưu, nhược điểm sử dụng xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec 25 Giới thiệu tiêu chuẩn Mỹ Châu Âu việc ứng dụng sản xuất bồn xitec 26 Tư vấn tính tốn hiệu đầu tư xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec 27 Hợp tác cung cấp sản phẩm, công nghiệp phụ trợ chuyển giao công nghệ sản phẩm liên quan đến ngành nhôm 28 XU HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HỢP KIM – HỢP KIM NHÔM TRONG NGÀNH VẬN TẢI ************************** TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU HỢP I KIM – HỢP KIM NHÔM TRONG NGÀNH VẬN TẢI TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM Nguồn nhiên liệu, lượng từ dầu mỏ cung cấp cho người ngày có xu hướng cạn kiệt, nhu cầu sử dụng ngày tăng cao Dự báo tổng nhu cầu sản phẩm dầu khí Việt Nam qua giai đoạn sau: Dự báo tổng nhu cầu sản phẩm dầu khí Việt Nam qua giai đoạn (triệu / năm) Năm 2010 2015 2020 2025 17,5 – 18 20 – 25 32,7 - 36,5 43 – 48 ≥7 ≥ 10 ≥ 14 ≥ 18 Nhựa 3,23 5,23 8,12 11,35 Xơ sợi tổng hợp 0,70 1,13 1,66 2,30 Phân đạm 3,00 3,50 3,80 4,10 Sản phẩm khác 0,18 0,27 0,42 0,65 Nhu cầu sản phẩm xăng dầu Nhu cầu sản phẩm hóa dầu Bảng 1: Dự báo tổng nhu cầu sản phẩm dầu khí Việt Nam Trong đó, nhu cầu sản phẩm xăng dầu chiếm cao ước tính đến 2025 đạt 43 – 48 triệu Vì vậy, vấn đề tiết kiệm nhiên liệu, lượng Việt Nam giới quan tâm Hiện nay, nhà khoa học ln tìm kiếm phát minh lượng khác để thay nguồn lượng lấy từ dầu mỏ dần cạn kiệt Các nhà khoa học nghiên cứu đưa nhiều dạng lượng để thay như: nhiên liệu khí, nhiên liệu cồn, hybrid, Tuy nhiên dạng lượng chưa thể sử dụng phổ biến số lí khác Trước thách thức đó, nhà nghiên cứu hướng đến việc cải tiến cơng nghệ máy móc, thiết bị, nghiên cứu vật liệu nhẹ sản xuất phương tiện vận tải nhằm giảm tải trọng tăng khả vận chuyển hàng hóa, giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển tiết kiệm nhiên liệu Tình hình nghiên cứu ứng dụng hợp kim nhơm ngành vận tải giới Tình hình quốc gia áp dụng hợp kim nhôm cho vận chuyển xăng dầu số loại hóa chất khác Hình 1: Các quốc gia áp dụng hợp kim nhôm cho ngành vận chuyển Ý tưởng máy bay anh em nhà Wright thử nghiệm năm 1903 trở thành thực động có vỏ nhơm nhẹ chế tạo Ngày nay, có đến 60% kết cấu Airbus A380 80 % kết cấu máy bay tầm ngắn tầm trung chế tạo hợp kim nhơm Hình 2: Máy bay hàng khơng Từ năm 1920 , nhôm cân nhắc để ứng dụng vào cơng nghiệp đóng tàu Hiện nay, hàng ngàn tàu khách cao tốc khai thác phần lớn chúng có phần kiến trúc thượng tầng chế tạo hợp kim nhôm Cấu trúc thượng tầng tàu du lịch đại kiến tạo nhôm, gần phân cấu trúc tàu buồm, tàu thể thao sử dụng hợp kim nhôm để làm kết cấu Lý đơn giản hợp kim nhơm có tỷ suất độ bền/trọng lượng cao ưu việt chịu ăn mịn mơi trường biển Hình 3: Tàu biển Từ năm 1980, hợp kim nhôm chọn lựa vật liệu tối ưu thỏa mãn tiêu chí giảm chi phí khai thác tàu điện, tàu điện ngầm đặc biệt tàu điện cao tốc TGV Vào năm 1996, tàu hỏa cao tốc đảm nhận vận chuyển 40% lượng hành khách với 12% giảm trọng lượng toa nhờ sử dụng hợp kim nhôm Với thành tựu luyện kim chế tạo, ngày hợp kim nhôm chế tạo sử dụng cho 80% kết cấu tàu điện cao tốc Hình 4: Tàu điện Vào năm 1889, xe nhỏ có kết cấu thân nhôm triển lãm Berlin Tuy nhiên đến năm 1948, hãng Land Roger thức áp dụng hợp kim nhôm vào kiến trúc bao ngồi tơ đưa thị trường Từ năm 1910, xe bt có khoang chở khách nhơm thử nghiệm ứng dụng Paris Xe vận tải hợp kim nhôm sản xuất đưa vào sử dụng Mỹ từ năm 1950 Hiện Mỹ nước châu Âu, xe vận tải chất lỏng đa số chế tạo từ hợp kim nhôm Các quan chức hiệp hội nghề nghiệp quốc gia lớn Mỹ, EU xây dựng hoàn chỉnh ban hành tiêu chuẩn thiết kế, thi công, vận hành xe vận tải hợp kim nhôm Tiêu chuẩn hành áp dụng rộng rãi DOT Mỹ Ngày nay, với thành tựu công nghệ luyện kim chế tạo, hợp kim nhôm ngày ưa chuộng ứng dụng Trong giai đoạn đầu, việc ứng dụng hợp kim nhơm giai đoạn đầu cịn khiêm tốn (131 kg xe Audi A8 đời 2005) Hiện nay, trung bình xe sản xuất châu âu có xe có phần kiến trúc thân nhôm (capo/cửa/khoang hành lý), đặc biệt cấu kiện hấp thu lực va chạm Hình 5: So sánh vật liệu hợp kim nhôm thép Năm 1950, số nhà sản xuất đưa thiết kế thùng xe tải tự đổ chế tạo nhơm đến năm 1970 ý tưởng ứng dụng rộng rãi Xe bồn vận tải xăng dầu nhôm triển khai chậm (năm 1950) Với nhu cầu sử dụng cao giúp cho việc ứng dụng phát triển nhanh xe bồn vận tải hợp kim nhôm phạm vi khai thác, quy phạm/tiêu chuẩn công nghệ chế tạo Ngày hầu hết xe bồn vận tải hàng hóa lỏng kiến tạo hợp kim nhơm Bình qn, xe đầu kéo tiết giảm 800 kg tải trọng Hình 6: Quá trình ứng dụng vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải Thực trạng ngành vận tải Việt Nam Thành phố Hồ Chí Minh (TP HCM) có vị trí thuận lợi nơi tiếp giáp với nhiều tỉnh lân cận Bình Dương, Đồng Nai, Long An,… nên có lưu lượng phương tiện tham gia giao thông đông đúc, đặc biệt tuyến đường trọng điểm, tiêu biểu quốc lộ 1, quốc lộ 13, xa lộ Hà Nội, đường cao tốc TP HCM - Long Thành - Dầu Giây, đường Mai Chí Thọ, Khu Cơng nghệ cao, khu chế xuất Linh Trung 2,….Khu vực cửa ngõ phía Đơng TP HCM cịn nơi có nhiều bến cảng, kho bãi hàng hóa giao thương quan trọng như: cảng Cát Lái, cảng Phú Hữu, cảng ICD Sotrans….Đây điểm thường xuyên có lưu lượng phương tiện vận tải hàng hóa đơng đúc, đặc biệt loại phương tiện xe đầu kéo container vào kho bãi, cổng cảng liên tục Các chuyên gia ước tính, tính riêng cảng Cát Lái vào thời gian cao điểm bình quân có đến 20.000 - 22.000 lượt phương tiện vào cảng hàng ngày Việt Nam Bộ Giao Thông Vận Tải công bố Thông tư số 46/2015/TT-BGTVT “Quy định tải trọng, khổ giới hạn đường bộ; lưu hành xe tải trọng, xe khổ giới hạn, xe bánh xích đường bộ; vân chuyển hàng siêu trường, siêu trọng; giới hạn xếp hàng hóa phương tiện giao thông đường tham gia giao thơng đường bộ” Một số nội dung Thông tư số 46/2015/TTBGTVT sau: - Quy định hàng hóa khổ tải Chiều dài lớn 20,0 mét Chiều rộng lớn 2,5 mét Chiều cao tính từ điểm cao mặt đường xe chạy trở lên lớn 4,2 mét; xe chở container lớn 4,35 mét Hàng tải (siêu trọng) hàng hóa khơng thể tháo rời, có trọng lượng 32 - Phương tiện vận chuyển hàng phương tiện có kích thước, tải trọng phù hợp với loại hàng hóa vận chuyển; đồng thời phù hợp với thông số ghi giấy chứng nhận kiểm định an tồn kỹ thuật bảo vệ mơi trường xe - Phương tiện vận chuyển hàng siêu trường, siêu trọng lưu hành đường phải bảo đảm: An toàn giao thơng an tồn cho cơng trình đường bộ, phải có giấy phép lưu hành xe quan có thẩm quyền cấp, tuân thủ quy định ghi Giấy phép lưu hành xe Bên cạnh đó, Chỉ thị số 08/CT-UBND ngày 14-4-2016 UBND TP HCM tăng cường thực cơng tác kiểm sốt tải trọng phương tiện lưu thông địa bàn thành phố Sở Giao thông vận tải Tp.HCM thường xuyên triển khai tăng cường siết chặt kiểm soát, kiểm tra tải trọng xe vận tải loại nhằm bảo vệ hạ tầng giao thông đường bộ, nâng cao chất lượng giao thông hạn chế ùn tắc, tai nạn giao thơng Ngồi ra, loại xe vận tải lưu hành Việt Nam chưa đáp ứng an tồn phịng cháy chữa cháy, u cầu kỹ thuật Thường xuyên xảy nhiều trường hợp cháy nổ an toàn Các vấn đề cần cân nhắc chủ đầu tư tiến hành đầu tư phương tiện vận tải đường bộ, bao gồm nhóm yếu tố: - Chi phí đầu tư/ Bảo trì/ Duy tu/ Vận hành/ Khai thác - Nguồn hành/ Đơn giá vận chuyển/ Tải trọng/ Tần suất khai thác - Tốc độ phương tiện/ Tình trạng cầu, đường/ Phí, lệ phí - Dung tích/ Kích thước/ Tải trọng Phương thức đầu tư mang lại nhiều hiệu cao với sản phẩm vận tải hợp kim nhơm: - Giảm chi phí vận chuyển: trọng lượng phương tiện hợp kim nhôm nhẹ so với thép, giúp giảm tiêu hao nhiên liệu vận hành, chi phí nhân công thấp, giúp hạ giá thành sản phẩm bán - Đảm bảo chất lượng sản phẩm trình vận chuyển: hợp kim nhơm chịu tác động nhiều loại hóa chất, chất lượng sản phẩm bảo tồn khơng nhiễm bẩn nhờ tính chất nhơm - Giảm chi phí bảo dưỡng, vệ sinh, súc rửa hợp kim nhơm có màu sáng, bảo vệ nhờ lớp oxit nhôm, không bị rỉ sét môi trường Các thách thức phải đối mặt phát triển ứng dụng sản phẩm hợp kim nhôm vào ngành giao thông vận tải: Nguồn cung ứng hợp kim nhôm,Công nghệ thi cơng, cơng nghệ hàn và, kiểm sốt chất lượng Đề xuất nghiên cứu phát triển ứng dụng hợp kim nhôm ngành vận tải Việt Nam Các hình thức sử dụng nhơm: - Ngun liệu thô ( phương tiện trao đổi quota GHG) - Bán thành phẩm (Tấm/lá/thanh) - Hàng hóa - Tích hợp sản phẩm tiêu dùng - Tính hiệu - Khai thác phương tiện vận tải - Tái chế - Nhập nguyên liệu xuất thành phẩm Biểu đồ 1: Vùng tiêu thụ nguyên liệu Xu nước phát triển: - Các nước phát triển: Ưu tiên sử dụng sản phẩm nước - Các nước phát triển: Ưu tiên nhập nguyên liệu thành phẩm tích hợp, tăng dần thị phần xuất nguyên liệu nhập thành phẩm Các tập đoàn lớn nắm quyền kiểm sốt nguồn ngun liệu có cạnh tranh mạnh mẽ khu vực + Giai đoạn từ năm 2000 đến 2010: số lượng sáng chế bắt đầu tăng, khoảng 215 sáng chế, gấp lần so với giai đoạn đầu Trung Quốc bắt đầu vươn lên nhóm quốc gia sở hữu số lượng cao giới + Giai đoạn từ năm 2011 đến nay: giai đoạn phát triển mạnh mẽ Trung Quốc, với 1.809 sáng chế giúp quốc gia vươn lên dẫn đầu giới, số lượng tăng 72 lần so giai đoạn từ 1988 - 1999 gấp lần so với giai đoạn 2000- 2010 Điều chứng tỏ, việc nghiên cứu ứng dụng vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải quan tâm Trung Quốc giai đoạn Tình hình cơng bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải theo hướng nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo gia công hợp kim Nghiên cứu chi tiết linh kiện vận tải (vành, bánh xe, cửa, kính, phận treo, ghép nối thân - khung thiết bị an toàn khác) 2% 4% 5% 4% Sản xuất phương tiện vận tải chạy động cơ, rơ móc (khung, gầm, bồn xe, tàu ) 32% 23% Chế tạo chi tiết kết cấu thân tàu, toa xe đường sắt, toa xe điện chuyên dùng 30% Chế tạo thân máy bay, chi tiết kết cầu chung cho máy bay (khung, thân máy, cánh, ) Sản xuất cáp, dây bảng điện vật cách điện vân tải Khác Biểu đồ 9: Tình hình cơng bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải theo hướng nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải tập trung vào hướng chính, là: Nghiên cứu chế tạo gia công hợp kim; Nghiên cứu chi tiết linh kiện vận tải; Sản xuất phương tiện vận tải chạy động cơ, rơ móc; Chế tạo chi tiết kết cấu thân tàu, toa xe đường sắt, toa xe điện chuyên dùng; Chế tạo thân máy bay, chi tiết kết cầu chung cho máy bay; Sản 15 xuất cáp, dây bảng điện vật cách điện vận tải Trong đó, Nghiên cứu chế tạo gia cơng hợp kim hướng nghiên cứu ứng dụng nhà sáng chế quan tâm nhiều Các đơn vị dẫn đầu sở hữu công bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải KOBE STEEL LTD 191 HONDA MOTOR CO LTD 72 ALCOA INC 70 SUMITOMO LIGHT METAL IND 44 CORUS ALUMINIUM WALZPROD GMBH 42 HITACHI LTD 38 ALCAN RHENALU 36 CONSTELLIUM FRANCE 35 CONSTELLIUM ISSOIRE 34 PECHINEY RHENALU 34 Biểu đồ 8: Các đơn vị dẫn đầu sở hữu công bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải Trong đơn vị dẫn đầu sở hữu sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải, xuất tên tuổi đơn vị lớn giới Kobe Steel, Honda Motor, Hitachi,… Trong đó, Tập đồn Kobe Steel đơn vị có số lượng sáng chế công bố nhiều với 191 sáng chế, đơn vị chuyên cung cấp vật liệu hợp kim hàng đầu Nhật Bản Các đơn vị có nhiều công bố sáng chế đa phần tập trung Nhật, Mỹ, Pháp, Đức, Trung Quốc, Một số sáng chế tiêu biểu a Hợp kim nhôm Al-Zn-Mg chống ăn mịn cao phương pháp sản xuất - Số cơng bố: CN201810096324A - Ngày công bố: 24/07/2018 - Quốc gia: Trung Quốc - Đơn vị sở hữu: Viện Vật liệu Chế tạo Quảng Đông Sáng chế giới thiệu hợp kim nhơm Al-Zn-Mg chống ăn mịn cao phương pháp sản xuất Hợp kim nhôm bao gồm nguyên tố nhơm 16 kết hợp với kẽm, magiê, đồng số thành phần Phương pháp điều chế hợp kim bao gồm: tạo nóng chảy chất lỏng hợp kim nhơm lị, tạo phơi, ép đùn,… Hợp kim nhơm có cấu trúc tinh thể sợi cải thiện độ bền gãy chống xói mịn vật liệu, hiệu suất toàn diện phù hợp cho sản xuất ô tô, xe đường sắt, tàu, máy bay thiết bị vận chuyển khác b Hợp kim nhôm dùng sản xuất xe vận tải phương pháp sản xuất - Số công bố: CN108251736A - Ngày công bố: 06/07/2018 - Quốc gia: Trung Quốc - Nhà sáng chế: LI Guang-bo - Đơn vị: LAIXI FUYUNDA LOGISTICS BUSINESS DEPT Sáng chế giới thiệu phương pháp sản xuất hợp kim nhơm, liên quan đến trọng lượng nguyên liệu, đưa nguyên liệu tan chảy thùng chứa, trước làm nóng từ đáy thùng chứa khí trơ, nguyên liệu tan chảy 25-35 phút để làm xỉ bề mặt, loại bỏ cặn bã sau cách điện giữ 10-15 phút, đúc 280-300°C xử lý nhiệt môi trường với tốc độ 0,20,4 m/phút Hợp kim ứng dụng sản xuất linh kiện phương tiện xe vận tải Kết luận - Đến tháng 09/2018, có 4.546 cơng bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ứng dụng ngành vận tải 42 quốc gia tổ chức sở hữu trí tuệ giới (WO EP) - Các quốc gia dẫn đầu số lượng công bố sáng chế vật liệu hợp kim nhôm ứng dụng ngành vận tải: Trung Quốc, Nhật, Mỹ, Đức, Pháp, Hàn Quốc,… - Nghiên cứu ứng dụng vật liệu hợp kim nhôm ngành vận tải tập trung vào hướng chính, là: Nghiên cứu chế tạo gia công hợp kim; Nghiên cứu chi tiết linh kiện vận tải; Sản xuất phương tiện vận tải chạy động cơ, rơ móc; Chế tạo chi tiết kết cấu thân tàu, toa xe đường sắt, toa xe điện 17 chuyên dùng; Chế tạo thân máy bay, chi tiết kết cầu chung cho máy bay; Sản xuất cáp, dây bảng điện vật cách điện vân tải Trong đó, Nghiên cứu chế tạo gia cơng hợp kim hướng nghiên cứu ứng dụng nhà sáng chế quan tâm nhiều III GIỚI THIỆU XE BỒN XITEC HỢP KIM NHÔM VẬN CHUYỂN CÔNG TY CP MÁY VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP QUỐC TẾ (IMAE) Giới thiệu cấu tạo xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec chở công nghệ chế tạo xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec 1.1 Vật liệu chế tạo Vật liệu lựa chọn theo tính, mác nhơm Tất vật liệu phải kiểm tra tính theo quy định trước đưa vào sản xuất 18 Hình 7: Phiếu kết thử nghiệm sản phẩm hợp kim nhôm Trung tâm Kỹ thuật tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 1.2 Kết cấu tổng thể Kết cấu xitec thiết kế tính tốn phù hợp với tiêu chuẩn DOT 406 Mỹ Hình 8: Kết cấu thân xitec - Chỏm, vách ngăn kín tuyệt đối khơng chấp nhận dạng thẳng, kể có gia cường, cặp vách (DOT 406, Trang 2, đoạn “Compartments are separated by disc-shaped bulk heads, ) - Các chỏm đầu bồn vách ngăn thiết kế dày thân bồn (DOT 406, Trang 1, mục “Design and construction features”) - Vách chắn sóng, chắn sóng tiêu chuẩn theo chiều dài khoang (DOT 406, Trang 3, đoạn “Within each compartments are baffles that minimize product surges…”) - Thân xitec sản xuất theo tiêu chuẩn ASME section VIII, chiều dày tối thiểu 5mm (DOT 406, Trang 130, “Constructed in accordance with the ASME Code means a cargo tank is constructed in accordance with Section VIII of the ASME Code”) 19 Hình 9: Kết cấu chân xitec - Gia cường thân vỏ (DOT 406, Trang 143 “When used, the cradles must subtend at least 120 degrees of the shee circumference”) - Yếm lót gia cường (DOT 406, Trang 138 “The welding of any appurtenance to the cargo tank wall must be made by attachment of a mounting pad”) - Kích thước yếm lót (DOT 406, Trang 138 “Each pad must extend at least inches in each direction from any point of attachment of an appurtenance or structural suport member”) Hình 10: Kết cấu tổng thể xi tec - Nắp nhập (DOT 406, Trang 140 “Each cargo tank with capacity greater than 400 gallons must be accessible through a manhole at least 15 inches in diameter.) - Van hô hấp (pressure/vacuum vent) giúp trì áp suất bồn mức an toàn (DOT 406, Trang 7, phần 4: “Vacuum and relief valve protection”) Hình 11: Hệ thống ống xitec 20 - Khoang nhỏ 3500 gallons phải lắp đặt van xả đáy loại tự đóng (DOT 406, Trang 140 “On a cargo tank of 3500 gallons capacity or less must be installed the internal self closing stop valve”) - Đường ống chi tiết đường ống phải có bề dày schedule 80 lớn (DOT 406, Trang 142 “the pipe and fittings must be Schedule 80 weight or heavier”) 1.3 Kết cấu chi tiết - Chỏm dạng elip, tạo độ mo phương pháp ép thủy lực, khác với phương pháp ép khuôn - Chiều dày chỏm, vách ngăn lớn chiều dày thân vỏ Vật liệu chỏm hợp kim nhơm 5083-H111 Hình 12: Chỏm dạng mo - Vách ngăn dạng phẳng dạng mo Số lượng vách chắn sóng phụ thuộc vào chiều dài khoang - Chiều dày với thân vỏ xi tec Vật liệu chỏm hợp kim nhơm 5083-H32 Hình 13: Vách chắn sóng dạng phẳng - Vách ngăn dạng phẳng dạng mo Số lượng vách chắn sóng phụ thuộc vào chiều dài khoang - Chiều dày với thân vỏ xi tec Vật liệu chỏm hợp kim nhơm 5083-H32 21 - Thanh chắn sóng giúp hạn chế dao động chất lỏng bên khoang chứa, khả chắn sóng so với vách chắn sóng Số lượng chắn sóng phụ thuộc vào phân bố chiều dài khoang, Hình 14: Thanh chắn sóng - Thanh chắn sóng giúp hạn chế dao động chất lỏng bên khoang chứa.Tùy theo hướng di chuyển chất lỏng, chắn sóng phân thành hai loại: Thanh chắn sóng ngang: hạn chế chất lỏng dịch chuyển phương đầu cabin xe Thanh chắn sóng dọc: hạn chế chất lỏng lắc ngang qua hai bên hông xitec Hình 15: Kết cấu tổng chắn sóng 22 - Kết cấu lõi xitec, cấu thành từ: chỏm, vách ngăn kín, vách chắn sóng ngang/dọc, chắn sóng liên kết với chống dọc - Nắp nhập dạng khóa gài tiêu chuẩn API - Ống thu hồi phục vụ cơng tác nhập kín - Lỗ đo phục vụ đo đạc mực chất lỏng - Van hô hấp cân áp suất bên xitec - Van hô hấp cân áp suất bên xitec Hình 16 Cụm chi tiết cổ bồn - Kết cấu chân xitec, bao gồm: yếm chân chân Chế tạo phương pháp đúc nguyên khối Vật liệu hợp kim nhôm 6xxx Kiểu dáng tối ưu để phân tán lực tác động từ thân xitec xuống chassis Hình 17: Kết cấu chi tiết chân - yếm - Van xuất liệu dạng van bi đường kính ống 90mm, đầu khớp nối nhanh - Khớp nối nhanh tiêu chuẩn dùng cho ngành xăng dầu 23 - Van xả đáy đóng/ngắt Điều khiển cơng tắc khẩn cấp vị trí xuất nhập liệu phía sau xitec Hình 18: Van xuất liệu - Khớp nối nhanh - Van xả đáy Hình 19: Các chi tiết liên kết chân chassis - Thành bao hợp kim nhôm đúc nguyên khối, liên kết hàn kín, đảm bảo an tồn khơng tràn liệu xảy cố 1.4 Công nghệ chế tạo xe bồn xi tec - Quy trình sản xuất xe bồn xitec bao gồm bước sau: gia công chỏm - lõi, thân bồn, hàn chi tiết kết cấu (thành bao, gia cường, chân bồn, cổ lẩu, ống), hàn chi tiết phụ (lỗ đo, vai bồn, vịn), hoàn thiện xitec xe, ao lường, đăng kiểm - MÁY ÉP CHỎM: vận hành thủy lực Sử dụng khuôn ép để định hình biến dạng chỏm Áp lực nước đưa vào để tạo độ mo cho vách, chỏm - MÁY CNC PLASMA: Chiều dài 11mm Sử dụng gia công phôi Cắt biên dạng ellip vách, chỏm - BỘ GÁ XOAY: Phục vụ xoay trở xitec trình thi công Tạo tư thuận lợi để thực công tác hàn 24 - MÁY CUỐN THÂN Thân bồn máy tự động, độ 11m - Thợ hàn đào tạo theo tiêu chuẩn EN ISO 9606-2 (Aluminium) Máy hàn MIG công nghệ đại Thông số hàn, dây hàn chọn lựa phù hợp với vật liệu xitec Đánh giá ưu, nhược điểm sử dụng xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec 2.1 Đặc tính kỹ thuật - Phản xạ nhiệt, dẫn nhiệt tản nhiệt tốt - Giảm nguy tích điện tăng nhiệt độ - Lớp oxit có khả ngăn chặn oxy hóa - Khơng gây bẩn nhiên liệu - Khơng bị ăn mịn tác nhân thời tiết - Dễ phát trầy xước, hư hỏng - An tồn phịng cháy chữa cháy - An tồn q trình vận chuyển - Khơng phát sinh tia lửa - Khó rách va chạm 2.2 Tính thẩm mỹ - Bề mặt đẹp, khơng sơn - Khơng nhiễm bẩn 2.3 Môi trường - Nhôm dễ tái chế - Tỷ lệ thu hồi cao - Giảm ô nhiễm - Giá trị thải loại cao - Không tạo rỉ sét, chất nhiễm 2.4 Kinh tế - Thể tích tăng lên 10 – 20% - Giảm hao mòn xe - Chi phí nhân cơng vận hành giảm 25 - Thu hồi phế liệu sau lý, giá trị cao gấp lần Giới thiệu tiêu chuẩn Mỹ Châu Âu việc ứng dụng sản xuất bồn xitec Mỹ quốc gia đầu việc xây dựng phát triển tiêu chuẩn thiết kế sản xuất bồn xitec Các tiêu chuẩn phát triển Department of Transport (viết tắt DOT) hoàn thiện tới áp dụng rộng rải ngành vận tải Dưới sơ đồ tiêu chuẩn cho sản xuất xe bồn xitec phân loại DOT Hình 20: Sơ đồ tiêu chuẩn DOT Các tiêu chuẩn phân loại theo mục đích sử dụng, điều kiện làm việc  Các thức để tiếp cận tiêu chuẩn DOT thông qua mục: - Yêu cầu chung - General requirements - Vật liệu chiều dày vật liệu - Material and material thickness - Kết cấu - Structural integrity - Các mối liên kết - Joints - Lắp đặt cửa nhập - Manhole assemblies - Các chi tiết phụ neo - Supports and anchoring - Gia cường thân - Circumferential reinforcements - Dự phòng thiệt hại tai nạn - Accident damage protection - Bơm, ống, ống mềm khớp nối - Pumps, piping, hoses and connections - Hệ thống an toàn áp suất - Pressure relief - Hệ thống suất - Tank outlets 26 - Thiết bị đo đạc - Gauging devices - Kiểm tra áp suất rò rỉ - Pressure and leakage tests - Mác sản phẩm - Marking - Chứng - Certification Tư vấn tính tốn hiệu đầu tư xe bồn xitec, rơ móc bồn xitec Hiệu xe bồn xitec hợp kim nhôm nằm tải trọng xitec nhẹ thép, tăng tối đa khối lượng hàng hóa khai thác, giảm khối lượng vơ ích khơng sinh lợi vận chuyển, giảm mức tiêu hao nhiên liệu Chi phí vận hành, tu, bảo dưỡng hàng năm sản phẩm hợp kim nhôm tối thiểu Thống kê so sánh thể tích hàng hóa chở xitec thép xitec hợp kim nhôm cho thấy rõ tính ưu việt hợp kim nhơm mặt tải trọng Hình 21: Thống kê dung tích hàng hóa chở xitec thép - hợp kim nhơm Bài tốn kinh tế rõ lợi nhuận đem lại từ xi tec hợp kim nhôm so với xi tec thép Ký Nội dung hiệu Giá trị Loại xe Huyndai HD360 Thể tích bồn sắt 25.000 L Thể tích bồn nhơm 29.000 L 27 Thể tính chênh lệch V 4.000 L Giá trị đầu tư bồn sắt 350.000.000 VND Giá trị đầu tư bồn nhôm 620.000.000 VND Giá trị đầu tư chênh lệch g 270.000.000 VND Đơn giá vận chuyển 100km D 300 VND Số km chạy năm 60.000 km Số km chạy 25 năm (1/2 quảng đường sinh lợi) Chênh lệch đơn giá vận chuyển năm L*D*V/100 L 750.000 km G 9.000.000.000 VND Chi phí xúc rửa xe hàng năm 4.5tr x 25 năm 112.500.000 VND Chi phí bảo dưỡng sơn bồn năm lần: 22tr x 264.000.000 VND 12 lần Chi phí giảm hao mịn, nhân cơng vận hành 2% 180.000.000 VND xG Thời gian thu hồi vốn: g/(L/12/100*V*D) T tháng Hợp tác cung cấp sản phẩm, công nghiệp phụ trợ chuyển giao công nghệ sản phẩm liên quan đến ngành nhôm Bùng nổ thị trường hợp kim nhôm ngành vận tải xu hướng Công ty IMAE tự hào đơn vị tiên phong lĩnh vực sản xuất xitec hợp kim nhôm IMAE có khả cung cấp sản phẩm hợp kim nhơm cho cơng nghiệp phụ trợ ngành khí chế tạo, khí vận tải giao thơng, chế biến thực phẩm sẵn sàng hợp tác, chuyển giao cơng nghệ cho cơng ty có nhu cầu phát triển ứng dụng hợp kim nhôm vào ngành vận tải, đặc biệt công nghệ hàn hợp kim nhôm 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Minh Mẫn, An Ninh lượng giới năm đầu Thế kỉ XXI, Tạp chí Khoa học Đại học Sư phạm, trang 45-56 TS Đào Văn Đông, Vật liệu “Xanh” bền vững - Xu hướng để phát triển Xây dựng, Viện KH & CNXD Giao thông - Đại học Giao thông vận tải, trang Anh Tùng, Thị trường nhơm giới, tạp chí Stinfo, 2010, trang 12-13 Quế Hương, Xu hướng tái chế nhôm giớ, tạp chí Stinfo, 2010, trang 08-11 Bài giảng Vật liệu kỹ thuật Viện Cơ khí, Đại học Hàng hải Việt Nam, 144 trang, 2014 J Staley, D Lege, Advances in aluminium alloy products for structural applications in transportation, Journal de Physique IV Colloque, 03 (C7), pp.C7-179-C7-190 Volume - Properties and Selection: Nonferrous alloys and Specialpurpose materials,ASM handbook, ASM International, The Materials Information Company, 3470 pages European Aluminium Association AISBL, Aluminium in commercial vehicle, 2011, 162 pages Aluminium Alloy Tanker, Yongqiang Vehicles Manufacturing Co.,2011, page 10.Aluminum Chemical Compatibility, CP Lab Safety, 2018, 15 Pages 11.Aheinz, Ahaszler, Ckeidel, Smoldenhauer, Rbenedictus, W.Smiller, Recent development in aluminium alloys for aerospace applications, Volume 280, Issue 1, 15 March 2000, Pages 102-107 12.Ping Zhang, Youqiang Wang, Weihui Li, Qing Wang and Yuanyuan Li, A study on microstructure evolution and corrosion resistance of cutting layer metal of 7055 aluminum alloy based on extreme environment, Materials and Corrosion, 69, 10, (1389-1397),2018 29