1. CÁC KHÁI NIỆM VÀ QUY ƯỚC CHUNG
1.5. Tải trọng của tàu Dấu tấn tải trọng
1.5.1. Tải trọng của tàu (ships tonnage)
Cần chú ý phân biệt hai số đo về “tải trọng” tàu một loại biểu thị số đo dung tích của tàu gọi là Tấn dung tải (Tấn dung tích) và một loại chỉ trọng lượng gọi là Tấn trọng lượng.
Tấn dung tải
Là một số đo pháp quy, mỗi đơn vị “tấn” này biểu thị một dung tích bằng 2,831 m3 (tương đương 100 feet khối). Như vậy chữ “tấn” ở đây chỉ biểu thị dung tích của tàu mà không liên quan gì đến trọng lượng cả. Nó được sử dụng trong đăng kiểm tàu. Thường có các loại tấn dung tải sau
+ Tấn dung tải đăng kiểm toàn bộ (Gross Registered Tonnage - GRT):
Là toàn bộ dung tích bên trong của tàu gồm các khoang hầm, kho buồng (Trừ buồng lái, đáy đôi, buồng vệ sinh công cộng...) chi tiết hơn được quy định trong các quy phạm về đăng kiểm tàu.
+ Tấn dung tải đăng kiểm tịnh (Net Registered Tonage - NRT):
Tấn dung tải đăng kiểm tịnh bao gồm dung tích có thể chứa hàng và hành khách, tức là lấy tổng dung tải trừ đi các dung tích không sử dụng trực tiếp vào vận doanh như buồng máy, nồi hơi, buồng ở thuyền viên... GRT và NRT chủ yếu dùng làm căn cứ để tính toán chi phí thuế cầu bến, lai dắt, qua kênh, đập...
Hai khái niệm GRT và NRT ngày nay không được sử dụng nữa mặc dù hai khái niệm này cũng chính là của GT và NT. IMO đã thay thế GRT và NRT bằng GT và NT.
+ Dung tích toàn phần (Gross Tonnage - GT): GT = K1.V (2.23) Trong đó:
- K1 là hệ số tạo ra số không có thứ nguyên (Như vậy GT là một đại lượng không có thứ nguyên) được tra trong bảng của Công ước Quốc tế về đo dung tích tàu biển Tonnage-69:
K1 = 0,2 + 0,02.Log10 .V (2.24) - V là tổng thể tích của các không gian kín của tàu, tất cả các không gian được bao bọc bởi thân tàu, các boong hoặc các nắp đậy bao gồm cả thể tích của ống khói trừ các mái che cố định hay di động.
+ Dung tích có ích (Net Tonnage - NT):
Còn gọi là dung tích thuần. Tương tự như NRT NT là thể tích lý thuyết của tất cả các không gian giới hạn từ mặt boong chính trở xuống dành cho chứa hàng và chở hành khách được phép chuyên chở. (xem hình 2.13b)
Mọi tàu được cung cấp với cái gọi là số IMO gồm 7 chữ số xác định, ý tưởng đối với số đó vay mượn từ đăng kiểm Lloyd’s. Số IMO tồn tại cùng con tàu suốt đời nó và phải được đánh dấu để nhìn thấy rõ, và được in trong tất cả giấy phép (xem
GT và NT được cho trong hồ sơ tàu và có trong Giấy chứng nhận dung tích của tàu (International
Tonnage Certificate). Đây là các thông số khai thác quan trọng của tàu. Các giá trị này thường làm cơ sở
để tính các loại lệ phí của tàu (cảng phí, hoa tiêu phí, phí lai dắt...) và để làm cơ sở áp dụng cho các công ước hàng hải khác. Khi đó 1 GT hay 1 NT bằng 100 feet khối hay bằng 2,831 mét khối
Để giảm thiểu phí các chủ tàu giảm GT, NT bằng cách giảm độ sâu tàu (hạ thấp sàn boong để hầu hết hàng được chất trên boong và thường áp dụng cho tàu Container, tàu chở gỗ) hậu quả là mất ổn định và nước tràn lên boong nhiều hơn.
Hình 2.13b. Sự khác nhau giữa NT và GT
+ Tấn dung tải kênh đào Suez và kênh đào Panama: Để đảm bảo lợi ích quốc gia, nhà đương cục kênh đào Suez và kênh đào Panama không công nhận số đo dung tải (trong các giấy chứng nhận) của các quốc gia sở hữu tàu. Họ quy định cách đo lường dung tích riêng của mình bằng một loại giấy chứng chỉ gọi là chứng chỉ tấn dung tải Suez và chứng chỉ tấn dung tải Panama (Suez canal tonnage certificate, Panama canal tonanage certificate) để làm căn cứ tính toán chi phí đi qua các kênh. Theo các quy định của họ, một số không gian nào đó trên tàu phải được tính thêm vào dung tải của tàu.
Tấn trọng lượng
Là số đo trọng lượng thông thường của tàu, theo đơn vị tấn bằng 1000 kg. Tấn trọng lượng gồm có: + Lượng giãn nước đầy tải (Load displacement - disp full - D) là toàn bộ trọng lượng của tàu sau khi đã xếp đầy hàng bao gồm nhiên liệu, nước ngọt và vật tư...mà mớn nước đạt đến một dấu chuyên chở nào đó. Khi nói đến lượng giãn nước đầy tải của tàu nói chung, nghĩa là người ta đang nói đến lượng giãn nước của con tàu với mớn nước đạt đến dấu chuyên chở mùa hè.
+ Lượng giãn nước không tải (Light displacement - Do) (Light Ship - LS) là toàn bộ trọng lượng tàu không, bao gồm vỏ tàu, máy động lực, nồi hơi, các thiết bị, phụ tùng ... nhưng không bao gồm nhiên liệu và nước ngọt (trừ nước trong nồi hơi)
+ Trọng tải tổng cộng (DeadWeight – DeadWeight tonnager - DWT): Là trọng lượng tính bằng tấn của hàng hóa, nhiên liệu, nước ngọt, thuyền viên, hành khách, lương thực, thực phẩm, hằng số tàu... được chở trên tàu thường được tính đến đường mớn nước mùa hè (SummerDeadWeight).
DWT = Dcargo + Dst + Dballast + CS = D – Do = D - LS (2.25) Trong đó:
- Trọng tải thuần tuý (Cargo Dead Weight - Dcargo): Là trọng lượng hàng chuyên chở trên tàu. - Lượng dự trữ (Dst): Là trọng lượng của dầu mỡ, nước ngọt...dự trữ
1 tấn trọng tải DWT = 2240 pounds (đơn vị khối lượng Anh) = 1016,05 kg 1 MT (tấn mét) = 2204 pounds = 1000 kg .
- Hằng số tàu (Ship’s constant - CS): Là sự chênh lệch giữa trọng lượng tàu không hiện tại với trọng lượng tàu không theo đóng mới. Sở dĩ có sự chênh lệch đó là do trong quá trình khai thác lâu dài con tàu, nước và bùn đất lắng trong các két, rêu hà bám vào vỏ tàu, nước dằn sót lại trong két balat, khi sửa chữa, hoán cải tàu các loại vật tư phụ tùng, phế liệu tồn đọng trên tàu ngày càng nhiều làm tăng thêm trọng lượng tàu không tải.
Tàu khai thác càng lâu thì hằng số tàu càng lớn, có khi đến vài trăm tấn. Với một mớn chuyên chở giới hạn thì hằng số tàu lớn sẽ làm giảm số lượng hàng chuyên chở. Vì vậy, trong quá trình khai thác cố gắng làm giảm hằng số tàu càng nhỏ càng tốt. Cán bộ tàu cần thường xuyên xác định lại hằng số tàu để tiện lợi trong khi tính toán, giao nhận hàng. Đối với tàu mới, chúng ta có thể lấy Constant trong Manual, nhưng với tàu cũ thì Constant sẽ thay đổi, thế thì ta tham khảo Đại Phó lấy số liệu từ cảng trước, hoặc ta có thể tính toán nó trong giám định mớn lần cuối (final survey) sau khi tàu trả hết hàng (Light Ship)
Ví dụ 2.2 Về cách xác định hằng số tàu:
Chiếc tàu A sau khi sửa chữa ở xưởng và ra đà có trọng lượng tàu không là 6100 tấn. Tàu không tải, mớn nước ở 6 vị trí đọc được:
d'FP = 2,06m d'MP = 2,74m d'AP = 3,40m d'FS = 2,06m d'MS = 2,76m d'AS = 3,42m
Tàu thả 1 neo và xông 3 đường lỉn (xích neo), bắt 6 dây buộc tàu vào cầu tổng cộng 6 tấn. Trên tàu còn 125 tấn nước ngọt, 300 tấn nhiên liệu và chừng 3 tấn vật tư. Hãy tính hằng số của tàu?
Giải:
- Mớn nước trung bình cuối cùng: 2,746m
8 6.2,75 2,06 3,41 8 6 M F A tbc d d d d
- Đem dtbc = 2,75m tra trong bản vẽ đường cong thuỷ tĩnh của tàu A, ta có lượng giãn nước 6500 tấn. - Tính độ lệch mớn được d = -1,35m, tàu chúi lái. Tra vào bản “đường cong hiệu chỉnh lượng giãn nước nghiêng dọc” (tức là đường cong biến đổi lượng giãn nước khi mớn lái thay đổi 1 mét). Ta được số hiệu chỉnh lượng giãn nước là - 52 tấn ứng với dtb = 2,75m (xem hình2.18)
Vậy:
Lượng giãn nước tra được: 6500 tấn Hiệu chỉnh lượng giãn nước nghiêng dọc: - 52 tấn Trong lượng lỉn neo, dây: + 06 tấn Lượng giãn nước thực tế: 6454 tấn Nhiên liệu: - 300 tấn Nước ngọt: - 125 tấn Vật tư: - 003 tấn Lượng giãn nước không tải thực tế: 6026 tấn Lượng giãn nước không tải khi tàu đóng mới: 6000 tấn Hằng số tàu (CS): 0026 tấn
1.5.2. Dấu tấn tải trọng (Tonage marks)
Theo quy định loại tàu có hai boong liền hoặc hai boong liền trở lên thì hai bên mạn tàu phải có dấu tấn tải trọng. Hình 2.14 Dấu tấn tải trọng 25 Mũi tàu 300 380 230 25 25
Dấu tấn tải trọng (hình 2.14) gồm một đường nằm ngang dài 380mm rộng 25mm, ở trên có một hình tam giác đều, mỗi cạnh dài 300mm, rộng 25mm, hình tam giác chỉ là ký hiệu dùng để phân biệt dấu tấn tải trọng. Đỉnh của tam giác đặt giữa đường nằm ngang. Trong trường hợp tàu dự định hoạt động trong vùng nước ngọt hoặc vùng nước nhiệt đới thì tuỳ theo yêu cầu của chủ tàu, có thể kẻ thêm đường dài phụ dài 230mm, rộng 25mm nằm ở bên trên về phía lái so với dấu tấn tải trọng chính, cách dấu tấn tải trọng chính 1/48 của mớn nước dấu tải trọng chính theo chiều thẳng đứng.
Ý nghĩa của dấu tấn tải trọng: Đối với loại tàu có dấu tấn tải trọng thì cường độ kết cấu khoẻ cho phép lấy boong trên làm boong tính mạn khô. Loại tàu này có thể dùng để chở hàng nặng cũng như hàng nhẹ làm tăng tính pháp lý chở thêm hàng, khi chở hàng nhẹ trong trường hợp dấu tấn tải trọng chưa ngập nước thì có thể linh hoạt sử dụng đường dấu chuyên chở (load line) để tính toán các loại chi phí (như chi phí ra, vào cảng). Như vậy dấu tấn tải trọng giúp chủ tàu tiết kiệm chi phí.
2. KHAI THÁC HỒ SƠ TÀU
Hồ sơ tàu là một bộ gồm nhiều tài liệu chứa đựng các thông số kỹ thuật, biểu bảng, bản vẽ, chi tiết ... của tàu. Nó cho biết các thông tin, hướng dẫn phục vụ cho các tính toán liên quan đến tàu, hàng hóa, ổn định, sức bền, mớn nước... trong khai thác tàu.
Trong hồ sơ tàu, chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến một số tài liệu sau đây để có thể có các thông tin cần thiết cho tính toán hàng hóa, tính và kiểm tra ổn định, sức bền, mớn nước của tàu
- Cuốn thông tin về xếp hàng và ổn định (Loading and Stability Information Booklet): Đây là tài liệu rất quan trọng, cung cấp đầy đủ các thông tin về các thông số khai thác, thông số kỹ thuật, các biểu bảng, các hệ đường cong thủy tĩnh, bảng thủy tĩnh, bố trí két, thông số két, các bảng hiệu chỉnh mớn nước, hiệu chỉnh ảnh hưởng của mômen mặt thoáng, các hướng dẫn, tiêu chuẩn IMO liên quan đến tính toán, kiểm tra ổn định tàu, sức bền thân tàu, các phương án xếp hàng mẫu...
- Sổ tay xếp hàng (Ship’s Loading Manual): Tài liệu này chứa đựng các hướng dẫn, thông tin quan trọng phục vụ cho công tác xếp hàng đối với tàu.
- Sổ tay tính toán hiệu số mớn nước và độ ổn định (Trim and stability calculation booklet)
- Sổ tay xếp hàng hạt (Grain Loading Booklet): Tài liệu này chứa đựng các hướng dẫn, thông tin quan trọng cũng như các tiêu chuẩn tính toán, ổn định phục vụ cho việc xếp hàng hạt rời.
- Các bảng tra về két (Tank Table): Tài liệu này cho các thông tin liên quan về các két chứa trên tàu (Ballast Water, Fresh Water, Fuel Oil, Diesel Oil, Lub Oil) phục vụ cho việc tra cứu, tính toán chất lỏng và ảnh hưởng của chúng đến ổn định, tư thế của tàu.
Để có thể khai thác hồ sơ tàu cần phải đọc hiểu hồ sơ tàu muốn vậy trước tiên phải nắm vững các khái niệm, quy ước chung, các ký hiệu , các quy ước viết tắt và quy ước dấu của các yếu tố trong hồ sơ tàu.
2.1. Hệ tọa độ tàu:
Để xây dựng hệ tọa độ, người ta dùng hệ thống gồm ba mặt phẳng tọa độ vuông góc với nhau được mô tả theo hình 2.15:
- Mặt phẳng đối xứng (zox): là mặt phẳng thẳng đứng chứa đường thẳng trục dọc tàu, chia đôi chiều rộng tàu. Mặt phẳng này còn được gọi là mặt phẳng trục dọc tàu.
- Mặt phẳng sườn giữa (zoy): là mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng đối xứng và chia đôi chiều dài tính toán của tàu.
- Mặt phẳng cơ bản (xoy): là mặt phẳng nằm ngang, vuông góc với hai mặt phẳng trên và đi qua điểm thấp nhất của đáy tàu. Đối với tàu có ky bằng thì mặt phẳng này trùng với mặt phẳng chứa ky tàu.
Từ ba mặt phẳng tọa độ trên người ta xác định một hệ tọa độ Oxyz gắn liền với thân tàu. Theo quy ước, trục Ox có chiều dương về phía mũi; Trục oy có chiều dương về phía mạn phải; Trục oz có chiều dương hướng lên trên
2.2. Các ký hiệu và quy ước:
- G (center of Gravity): Trọng tâm tàu: Là điểm đặt của véc tơ trọng lực tổng hợp của tàu. - GLS (light ship center of Gravity): Trọng tâm tàu không
- K (Keel of ship): Sống đáy của tàu (Ky tàu)
- B (center of Buoyancy): Tâm nổi của tàu: Là điểm đặt của véc tơ lực nổi tác dụng lên tàu hay đó chính là trọng tâm của khối nước mà tàu chiếm chỗ. Khi tàu nổi ở trạng thái cân bằng thì lực nổi và trọng lực của tàu tác dụng cùng trên một đường thẳng đứng, bằng nhau và ngược chiều nhau.
- ML (Longitudinal Metacenter): Tâm nghiêng dọc của tàu (còn gọi là tâm chúi).
- M (Transverse Metacenter): Tâm nghiêng ngang của tàu: là tâm của quỹ đạo tâm nổi B. Đây chính là tâm của quỹ đạo của tâm nổi B khi tàu nghiêng ngang. Một cách tổng quát đây là quỹ đạo có độ cong thay đổi. Khi tàu nghiêng với góc nghiêng nhỏ ( θ ≤ 150 ), có thể coi quỹ đạo do tâm nổi B vạch ra là cung tròn có tâm là điểm M cố định ( xem hình 2.16)
- F (center of Floatation): Tâm mặt phẳng đường nước. Đây là tâm hình học của phần mặt phẳng đường nước được giới hạn phía trong vỏ bao thân tàu.
- Cm ; Cw (Midship section area coefficient ; Water plan area coefficient): Hệ số diện tích mặt sườn giữa và mặt đường nước.
- Cb (Block coefficient) : Hệ số đầy chung
- Cp (prismatic coefficient):Hệ số lăng trụ, hệ số này còn được phân thành Cwp và Cmp tương ứng với diện tích WS và MS/CS
- KB ( vertical center of Buoyancy): Chiều cao tâm nổi. Là độ
cao của tâm nổi B tính từ đường cơ sở (lấy từ Ky tàu). Hình 2.16. Chiều cao tâm nổi - SD (Summer Draft) Mớn nước dấu chuyên chở mùa hè
- KG (vertical center of Gravity): Chiều cao trọng tâm là độ cao của trọng tâm G tính từ đường cơ sở - KGLS (KDo): Chiều cao trọng tâm tàu không tính từ đường cơ sở (lấy từ ky tàu)
- KM/TKM (Transverse Metacenter height above base line): Chiều cao tâm nghiêng ngang. Là độ cao tâm nghiêng ngang tính từ đường cơ sở (Ky tàu).
- KML/LKM (Longitudinal Metacenter height above base line): Chiều cao tâm nghiêng dọc (tâm chúi). Là độ cao tâm chúi tính từ ky tàu.
- GM (Metacentric heght): Chiều cao ổn định ban đầu là khoảng cách theo chiều thẳng đứng, tính từ trọng tâm tàu đến tâm nghiêng ngang của tàu. Đại lượng này dùng để đánh giá ổn định ban đầu của tàu.
- LCB (XB, MID.B) (Longitudinal Center of Buoyancy): Hoành độ tâm nổi B: MID.B là tính từ mặt phẳng sườn giữa (from midship). (C thường là ký hiệu điểm ở mặt phẳng sườn giữa của tàu)
- LCG (XG, MID.G) (Longitudinal Center of Gravity): Hoành độ trọng tâm G: MID.G là tính từ mặt sườn giữa khi gốc tọa độ 0 đặt tại mặt phẳng sườn giữa tàu và giá trị này có dấu
- LCF (XF, MID.F) (Longitudinal Center of Floatation): Hoành độ tâm mặt phẳng đường nước F: MID.F là tính từ mặt phẳng sườn giữa khi gốc tọa độ 0 đặt tại mặt phẳng sườn giữa tàu giá trị này có dấu.
- DIFP (DIFPT) (Displacement – Ký hiệu D) Lượng chiếm nước nói chung.
Chú ý: - Đối với các hồ sơ tàu có gốc tọa độ đặt tại đường vuông góc sau(AP) thì LCB/XB, LCG/XG, LCF/ XF ... được tính đến đường vuông góc sau. Trong trường hợp này chúng sẽ không có dấu.
- Để nắm được các ký hiệu, quy ước viết tắt và dấu của các yếu tố trên, cần phải nghiên cứu trước phần hướng dẫn về các ký hiệu, quy ước viết tắt và dấu trong hồ sơ tàu.
2.3. Thước trọng tải(Dead Weight Scale):
Thước trọng tải là một trong những tư liệu thường dùng nhất trong hồ sơ của tàu, nó được xác lập dựa trên mối liên hệ giữa trọng tải và các đại lượng khác của tàu. Tàu sau khi đóng mới, các số liệu về mớn nước, mạn khô, trọng tải, lượng rẽ nước, TPC, MCTC, độ cao tâm nghiêng ngang tính từ đường cơ bản... được tính toán và đưa vào thang trọng tải.
Hình 2.17 là hai thí dụ về thang thước trọng tải của hai tàu khác nhau
Hình 2.17 Thang thước trọng tải