Đồ án công nghệ hàn trong đóng tàu (full 19 chương)

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN TRONG ĐÓNG TÀU Năm 1802, viện sĩ V.V Petrốt phát hồ quang điện Sau đến năm 1810, nhà vật lý người Anh Đêvi tiếp tục nghiên cứu hồ quang chứng minh khả dùng hồ quang điện làm nóng chảy kim loại Đến năm 1882 N.N Bennađôxơ sử dụng hồ quang điện làm nóng chảy kim loại sử dụng hàn hồ quang cực than Tiếp sau đó, N.G Slavianốp lại sử dụng hồ quang để hàn que hàn thép biết bảo vệ vùng hàn chống lại khí có hại: nitơ, ơxy Năm 1907, Kenbbécgơ (Thụy Điển) tìm phương pháp ổn định hồ quang bảo vệ vũng hàn cách bọc que hàn lớp thuốc bọc Trong phần tư đầu kỷ XX, Liên Xô chế tạo nồi phương pháp hàn, sau đến chế tạo tàu thủy kết cấu khác Nhưng thời kỳ này, hàn hồ quang tay chủ yếu Hàn hồ quang tay phát triển, người ta chế tạo que hàn nhiều loại thép hợp kim có tính chất khác để hàn kết Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com cấu kim loại hợp kim khác Năm 1928, Alecxanđerơ (Mỹ) tìm phương pháp hàn hồ quang khí bảo vệ Năm 1929, người ta tìm phương pháp hàn tự động lớp thuốc điều kiện thí nghiệm với thuốc hàn sử dụng hỗn hợp than gỗ, tinh bột, mùn cưa bồ hóng Hàn tự động đời tăng công suất hồ quang, bảo vệ vùng hàn tốt, nâng cao chất lượng mối hàn tăng suất trình hàn, đồng thời cải thiện điều kiện làm việc cho người thợ hàn Nhờ mà hàn tự động phát triển cách nhanh chóng cơng nghệ thiết bị Sau chiến tranh Thế giới thứ hai, với hàn tự động lớp thuốc, phương pháp hàn mơi trường khí bảo vệ (MIG: Metal Inert Gas; MAG: Metal Active Gas) phát triển sử dụng để hàn số kim loại có tính hàn Năm 1949 đời phương pháp hàn nóng chảy đặc biệt – hàn điện xỉ Hàn điện xỉ đời có ý nghĩa đặc biệt quan trọng công nghệ chế tạo nồi hơi, thiết bị cán, trục tuốc bin thủy lực cỡ lớn sản phẩm cỡ lớn khác Sau hàng loạt phương pháp hàn khác đời: hàn tia laser, hàn siêu âm,… Giải khó khăn việc lắp ghép phân đoạn, kết cấu lại với vấn đề quan trọng mà cố gắng tìm cách cho cơng nghệ lắp ghép đại, xác hiệu để q trình sử dụng an tồn cho tàu cho Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com người Đến khẳng định công nghệ hàn thay cho phương pháp lắp ghép khác mà thời gian dài kìm hãm phát triển ngành cơng nghiệp đóng tàu với lý khơng đảm bảo độ kín, độ bền kết cấu theo yêu cầu hàng hải Theo nhu cầu phát triển kinh tế ngày có nhiều nhà máy đóng tàu với nhiều mẫu tàu với tải trọng lớn thiết kế đóng mới, việc đóng sửa chữa có nhiều u cầu cơng nghệ hàn Vì suốt chiều dài tàu hàn kim loại sử dụng chủ yếu trình lắp ghép Trải qua thời gian dài kiểm chứng việc sử dụng tàu thực tế cơng nghệ hàn dần khẳng định vị trí quan trọng ngành cơng nghiệp đóng tàu Đáp ứng đầy đủ yêu cầu mà tổ chức an tồn hàng hải đặt ra, hàn vị trí tư mà có đặc thù ngành đóng tàu có Theo số liệu thống kê kết cấu mà dùng phương pháp ghép nối khác hàn tiết kiệm từ 10-20% khối lượng kim loại Đặc biệt hàn kim loại khác mà đảm bảo mối hàn kín khít, có độ bền cao, giảm ngun cơng lao động Chúng ta khơng phủ nhận hồn tồn cần thiết phương pháp lắp ghép khác Nhưng khẳng định cơng nghệ hàn sử dụng rộng rãi tất Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com nhà máy đóng sửa chữa tàu thủy tồn giới đất nước Có hai phương pháp hàn hàn nóng chảy hàn áp lực Trong ngành cơng nghiệp đóng tàu sử dụng phương pháp hàn áp lực Một số loại công nghệ hàn sử dụng phổ biến ngành đóng tàu: Hàn hồ quang tay; Hàn khí; Hàn hồ quang bán tự động môi trường khí bảo vệ (MIG: Metal Inert Gas; MAG: Metal Active Gas); Hàn hồ quang tự động lớp thuốc; Hàn hồ quang bán tự động lớp thuốc Các ngun cơng quy trình cơng nghệ đóng tàu: Chuẩn bị sản xuất; Lắp ráp; Phóng dạng; Hàn; Khai triển; Lắp ráp đà, ụ; Gia công chi tiết; Sơn; Hạ liệu, lấy dấu; 10 Hạ thủy Trong nguyên cơng hàn ngun cơng quan trọng quy trình cơng nghệ sử dụng đóng tàu, chiếm phần lớn khối lượng cơng việc thời gian tồn quy trình cơng nghệ Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chương 2: KÝ HIỆU TIÊU CHUẨN CỦA MỘT SỐ NƯỚC VỀ MỐI HÀN 1.2.1 Tiêu chuẩn Anh BS.4871 Theo tiêu chuẩn này, tư hàn hàn hồ quang ký hiệu sau: Hàn sấp: D Hàn ngang: X Hàn đứng từ lên: Vu Hàn đứng từ xuống: Hàn trần: Vd O Các tư hàn khác quy định sau: Mối hàn (1G, 1F) cho tư hàn D Mối hàn (2G, 2F) cho tư hàn X Mối hàn (4G, 3F) cho tư hàn O Mối hàn (3G, 3F) cho tư hàn Vu Vd Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.2.2 Tiêu chuẩn Nhật JIS Z3201 Các ký hiệu mối hàn vẽ biểu thị bảng 1-1 Bảng 1-1 Ký hiệu mối hàn vẽ theo tiêu chuẩn Nhật JIS Z3201 No Kiểu mối hàn Kiểu mối hàn Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 10 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1.2.3 Tiêu chuẩn Mỹ ASME, AWS D11 – 92 Vị trí hàn minh họa hình 1-1 Vị trí hàn nhận (A) Điện cực Trục hàn Mối hàn a) Hàn sấp (1G) b) Hàn ngang (2G) c) Hàn đứng (3G) d) Hàn ngửa (4G) Điện cực (B) Mối hàn a) Hàn sấp (1F) b) Hàn ngang (2F) c) Hàn đứng (3F) d) Hàn ngửa (4F) (C) a) Tư quay ngang (1GR) c) Tư đứng (2G) b) Tư cố định ngang (5G) d) Tư nghiêng (6G) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chương 18: Tiến hành lập quy trình cơng nghệ hàn Trên sở lý thuyết nghiên cứu chương thông số chế độ hàn tính cộng với kiến thức số liệu có thời gian thực tập nhà máy đóng tàu Dung Quất Dựa quy trình mẫu Đăng kiểm Việt Nam (Việt Nam Register) chứng nhận áp dụng nhà máy em tiến hành lập quy trình hàn tự động sử dụng chế tạo tàu vỏ thép sau: Trong q trình hàn tự động nối tơn phẳng cho phân đoạn tàu sử kỹ thuật lót đáy mối hàn lót đáy với cơng nghệ hàn bán tự động (CO2) có dán sứ Do vậy, quy trình hàn có đề cập đến cơng nghệ hàn bán tự động (CO2) Các thông số chế độ hàn cho mối hàn lót CO2 lấy từ quy trình mẫu Những nội dung cần xác định quy trình: Vật liệu (Base metal categories) Vật liệu hàn (Filler metal) Quy cách vát mép (Edge preparation) Thứ tự hàn (Weld sưpuence) Kỹ thuật hàn (Technique) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Đặc tính dịng điện (Electrical characteristics) Các thông số hàn (Welding parameter) Các yêu cầu kỹ thuật khác (Other technical requires) Phạm vi ứng dụng (Scope of application) Ký hiệu quy trình: - AWS (American Welding Society): Tiêu chuẩn hàn Mỹ; - GMAW (Gas metal arc welding): Hàn lớp khí bảo vệ; - SAW (Submerged arc welding): Hàn hồ quang tự động lớp thuốc; - PWHT (Post weld heat treatment): Ủ nhiệt sau hàn; - N/A: Không đề cập đến 3.3.5 Nội dung chi tiết quy trình: (xem trang tiếp theo) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chương 19: ỨNG DỤNG QUY TRÌNH VÀO CHẾ TẠO MỘT PHÂN ĐOẠN CỦA TÀU ĐANG ĐÓNG TẠI NHÀ MÁY THAM GIA THỰC TẬP 3.4.1 Giới thiệu chung tàu đóng Tàu chế tạo tàu dầu Aframax (Dung Quất 01) thực theo thiết kế Ba Lan với đơn đặt hàng Công ty vận tải tàu biển Viễn Dương Các kích thước tàu: Chiều dài lớn : 245 (m) Chiều dài thiết kế : 236 (m) Chiều rộng : 43 (m) Chiều cao mạn : 20 (m) Chiều chìm thiết kế : 11,7 (m) Chiều chìm tính tốn : 14,1 (m) Chiều cao tồn : 47,6 (m) Chức tàu: - Kiểu tàu: Chở dầu với buồng máy không gian sinh hoạt phía lái - Hàng chun chở: Dầu thơ dầu sản phẩm (trắng đen) Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Phạm vi hoạt động: không hạn chế Trọng tải: Trọng tải tàu chiều chìm 14,1m 104.000T Trọng tải tàu chiều chìm 11,7m khoảng 81000 T 3.4.2 Lựa chọn phân đoạn chế tạo Phạm vi ứng dụng phương pháp hàn tự động lớp thuốc sử dụng cho mối hàn giáp mối tư hàn sấp (1G) mối hàn mối hàn góc chữ T tư (1F 2F) Tuy nhiên, thực hiên mối hàn chữ T thường không mang lại hiệu kinh tế cao gặp khó khăn lắp ghép, canh chỉnh,…Vì nhà máy đóng tàu dùng phương pháp hàn hồ quang tự động để thực mối hàn giáp mối tư sấp (1G) tất mối hàn tư khác dùng phương pháp hàn hồ quang tay bán tự động (CO2) Với đặc điểm tàu Aframax hầu hết phân đoạn phân đoạn phẳng quy trình hàn hồ quang tự động áp dụng để hàn nối tôn phân đoạn phẳng Do vậy, đối tượng áp dụng quy trình cụm chi tiết phẳng bao gồm tôn nối lại với Cụ thể cụm chi tiết tôn đáy phân đoạn đáy 11-0531 3.4.3 Công tác chuẩn bị 1) Chuẩn bị vật liệu Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Tôn phải cấp chứng mời Đăng kiểm kiểm tra trước tiến hành phun cát Phun cát làm tôn theo tiêu chuẩn SA.25 phun bi hệ thống phun bi tự động Italy Tiến hành sơn lót Lớp sơn phải có chứng tính không ảnh hưởng đến chất lượng hàn Công đoạn phun cát sơn lót tiến hành sau lắp ráp xong phân đoạn có đồng ý đăng kiểm chủ tàu 2) Công tác hàn Thợ hàn tự động: phải có chứng Operator Vật liệu hàn: yêu cầu phải có chứng đăng kiểm ABS Có thể sử dụng vật liệu hàn cơng ty Vật liệu hàn Nam Triệu sau có chứng ABS: Hàn CO2: sử dụng dây hàn NA70S, khí CO2 Hàn tự động lớp thuốc: dây hàn L8, thuốc hàn S707 Sứ hàn: không yêu cầu phải có chứng Đăng kiểm Áp dụng quy trình hàn phía lót sứ có nhiều lợi điểm: suất cao, giảm công vận chuyển cẩu lật Tuy nhiên tiến hành hàn CO2 trời nên sử dụng hộp che gió làm cót ép để giảm tối đa ảnh hưởng gió Thuốc hàn phải sấy khô nhiệt độ 2500C trước hàn 1h Chuẩn bị máy móc thiết bị hàn vật liệu hàn đầy đủ nêu phần lập quy trình Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 3.4.4 Quá trình hàn Quá trình hàn tiến hành khu vực sản xuất sau nhận vật liệu (tôn tấm) từ phận khác Các tôn vát mép thơng số quy trình đưa ra, gá lắp, vạch dấu xác theo vẽ chế tạo Block 11-0531 bao gồm cụm chi tiết tơn đáy ngồi, đáy trong, đà ngang, sống dọc hệ thống nẹp dọc Ở đây, áp dụng quy trình để chế tạo cụm chi tiết tơn đáy ngồi (Bottom shell) Cụm chi tiết tơn đáy ngồi gồm tơn phẳng có quy cách 12000x3000x20 12000x2500x20 (mm) ghép lại với Các tôn đáy vát mép theo tiêu chuẩn Balan với ký hiệu vát mép A GD R GD A GD : vát mép chữ X = 55o, hàn tự động, hàn hai mặt R GD : vát mép chữ X = 50o, hàn tay, hàn hai mặt Tuy nhiên, gặp khó khăn hàn hai mặt q trình thi cơng phải cẩu lật kết cấu, tơn vát mép phía với thơng số quy trình nêu Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 3-4 Kích thước cụm chi tiết tơn đáy ngồi Các tơn lắp ráp, gá đặt bệ láp ráp có kích thước LxB = 10x12 12x14 (m) Sau lắp ráp, cân chỉnh, vạch dấu xác ta tiến hành cơng tác cố định chi tiết để chống xê dịch biến dạng q trình hàn Có hai phương pháp chống xê dịch biến dạng hàn cố định chi tiết vào bệ lắp ráp mối hàn đính phương pháp bố trí khối bê tơng làm đối trọng Phương pháp hàn đính khơng hiệu để lại khuyết tật bề mặt chi tiết, điều hồn tồn khơng có lợi kết cấu thân tàu đặc biệt tôn đáy tàu dầu Hiện nhà máy sử dụng phương pháp dùng đối trọng, phương pháp đơn giản, dễ thi công không Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com để lại khuyết tật bề mặt chi tiết với trợ hỗ trợ đắt lực hệ thống cẩu trục 30T, 50T 60T Mỗi khối bê tơng nặng 3T, kích thước phủ bì LxBxH = 2000x1000x1200 (mm) Phương án bố trí đối trọng vị trí đường sau: Hình 3-5 Phương án bố trí đối trọng vị trí đường hàn Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 1) Thứ tự hàn Hình 3-6 Thứ tự lớp hàn Thứ tự hàn: I1  II1  III1  I2  II2  III2  I3  II3  III3  I4  II4  III4  I5  II5  III5  I6  II6  III6  I7  II7  III7 Trong đó: I, II, II: thứ tự đường hàn; (17): thứ tự lớp hàn Một phân đoạn phẳng thường có từ đến mối hàn giáp mối tôn Sau lắp đặt, cân chỉnh, kiểm tra vị trí tơn xác theo u cầu lắp ráp (độ cao, độ phẳng, khe hở tấm) Cố định vị trí bố trí khối bê tơng để chống biến dạng tơn hàn nhằm mục đích giữ cho tơn khơng bị dịch chuyển sai vị trí Hàn đính dẫn vào vị trí đầu cuối mối hàn nơi thường xảy khuyết tật mối hàn để hạn chế tối đa khuyết tật mối hàn nâng cao chất lượng mối hàn Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hàn mã lược dọc theo cạnh hàn (kẽ hàn) Khi hàn mã lược cần phải kiểm tra thử độ phẳng hai cạnh hàn (của tôn hàn với nhau) Tiến hành dán sứ mặt kim loại hàn Dùng máy hàn CO2 (MAG) hàn lớp hàn lót Mối hàn hàn trước sau đến mối hàn hai bên Trước tiến hành mối hàn tự động lớp thuốc lớp cần phải làm sạch, nhẵn bề mặt mối hàn lót phương pháp mài Khi bắt đầu hàn tự động thứ tự đường hàn sau: + Lớp đầu tiên: Đường hàn  đường hàn bên cạnh (trái)  đường hàn bên cạnh (phải) tiếp tục đường hàn phải hoàn thành lớp + Các lớp tiến hành tương tự + Có thể kết thúc mối hàn chiều cao mối hàn lại chiều cao vật liệu cở (chiều dày tơn) 2) Hướng hàn Thường mối hàn thực phương pháp hàn hồ quang tự động lớp thuốc tiến hành theo chiều Có nghĩa kết thúc lớp đầu tiên, để tiếp tục hàn lớp phải chuyển xe hàn lại vị trí bắt đầu lớp thứ 3) Thời gian lớp hàn Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Nhiệt độ cho phép hai lớp hàn khoảng 250oC, tương đương với thời gian nguội 15  20 phút Điều có nghĩa lớp hàn tiến hành sau lớp hàn trước kết thúc 15  20 phút Sau hoàn thành tất mối hàn cụm kết cầu tôn đáy mời KCS kiểm tra mối hàn siêu âm chụp phim radio graph Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com ... nhà máy đóng sửa chữa tàu thủy toàn giới đất nước Có hai phương pháp hàn hàn nóng chảy hàn áp lực Trong ngành cơng nghiệp đóng tàu sử dụng phương pháp hàn áp lực Một số loại công nghệ hàn sử dụng... http://www.simpopdf.com Hàn laser; Hàn hồ quang plasma; Hàn chùm tia điện tử; 4 .Hàn hồ quang điện; Hàn điện xỉ; Hàn khí; Hàn nhiệt nhơm; Hàn hồ quang tay; Hàn tự động bán tự động lớp thuốc; 10 Hàn hồ 12 Hàn hồ... PHƯƠNG PHÁP HÀN TỰ ĐỘNG DƯỚI LỚP THUỐC 2.1 LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ CÔNG NGHỆ HÀN 2.1.1 Sự tạo thành mối hàn 1) Khái niệm mối nối hàn, mối hàn Mối nối thực hàn gọi mối nối hàn Mối nối hàn mối nối