CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA 2.1. CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA TÀU VỎ THÉP. Thân tàu bị hư hỏng do rất nhiều nguyên nhân và biểu hiện dưới nhiều dạng khác nhau. Các dạng hư hỏng phổ biến nhất thường l à: Rạn nứt, tai nạn trên biển, ăn mòn, sinh vật biển. 2.1.1. Rạn nứt. Các loại rạn nứt thường phân ra ba nhóm chính: - Rạn nứt toàn phần, tức là trường hợp khi thân tàu bị vết nứt chạy suốt một mặt cắt; - Rạn nứt từng phần, khi tất cả các chi tiết kết cấu trong một khu vực nhất định bị nứt, nhưng vết nứt không lan tiếp; - Rạn nứt cục bộ, khi vết nứt xảy ra tại một vị trí trên một chi tiết kết cấu. Hình 2.1: Rạn nứt cục bộ đường sườn chính của tàu. Các loại rạn nứt trên thường xảy ra bởi các nguyên nhân chính sau: + K ết cấu chi tiết không đúng quy cách gây ứng suất tập trung vượt quá giới hạn bền của vật liệu; + Nguyên nhân vật liệu không đúng chất lượng yêu cầu; + Chất lượng gia công, lắp ráp các chi tiết không tốt, ví dụ: hàn không đúng qui trình gây ứng suất bên trong lớn, không đồng đều, hoặc các mối hàn ngậm xỉ, rỗ trỡ thành nơi xuất phát những vết nứt, hoặc lắp ghép gượng ép những chi tiết không đúng kích thước…; + Điều kiện làm việc biến động của thân tàu làm giảm sức bền mỏi của thân tàu; + Hao mòn k ết cấu thân tàu trong quá trình sử dụng do hiện tượng han gỉ, xói m òn… cũng làm tăng khả năng rạn nứt thân tàu; + Đối với các tàu hoạt động ở xứ lạnh sự thay đổi nhiệt độ giữa ngày và đêm nhất l à sự khác biệt nhiệt độ giữa không khí và nước cũng có thể là nguyên nhân rạn nứt tàu; + Vi ệc bóc xếp hàng hoá không đúng qui cách làm tăng ứng suất bên trong thân tàu dẫn đến hiện tượng rạn nứt. Vùng tập trung của các hiện tượng rạn nứt nói trên của các loại tàu hầu như gần tương tự, chỉ khác nhau về mật độ tập trung. Theo con số thống kê của Del Noske Veritas hiện tượng rạn nứt đối với các tàu dầu thường tập trung ở bụng tàu, sau đến phần mũi và lái. Trên boong tàu ch ở dầu hiện tượng rạn nứt xảy ra với mật độ ít hơn so với thân tàu. Đối với t àu chở hàng thì hiện tượng rạn nứt ở phần thân tàu cũng tập trung ở phần bụng, mũi và lái nhưng mật độ ít hơn so với t àu dầu, còn trên boong tàu mật độ rạn nứt ở tàu hàng khô l ại nhiều hơn so với tàu dầu. Điều đó cho thấy rằng ứng suất lớn thường xảy ra ở phần giữa thân tàu, một phần do mômen uốn chung, phần khác do ứng suất cục bộ trong kết cấu. Ở phần mũi hư hỏng do sóng va đập còn phần lái do chấn động chân vịt. 2.1.2. Tai nạn trên biển. Trong thời gian vận hành các loại tàu thuyền thường gặp các dạng tai nạn trên biển sau đây: - Đâm va giữa các tàu hoặc tàu đâm va vào bờ cảng gây hư hỏng thân tàu. - Va đập của sóng làm hư hại phần mũi, sóng lớn đập lên boong có th ể làm hư hại thiết bị trên boong, các kết cấu thượng tầng…Nhiều trường hợp tàu không đủ bền sóng lớn đã làm gãy và gây đắm tàu. - M ắc cạn: hiện tượng này thường xảy ra nhất đối với những tàu hoạt động ở vùng nước cạn, mắc cạn gây hư hại chủ yếu ở vùng đáy tàu . - Vấp đá ngầm : hư hại chủ yếu ở đáy tàu. - V ấp phải băng, chướng ngại nổi làm hư hại mũi và chân vịt. Nguyên nhân chủ yếu của những vụ tai nạn đó là : + Điều kiện thời tiết xấu (sương mù, bão tố…) làm mất khả năng nhận biết chướng ngại của người lái t àu, làm mất khả năng điều khiển t àu, sóng gió lớn cũng gây hư hại tàu. + Tàu m ất tính ăn lái, mất khả năng điều khiển. Nguyên nhân chính c ũng có thể do máy móc điều khiển bị hư hại, động cơ chính bị hỏng, thiết bị điều khiển tàu khi lâm nại không chạy, người điều khiển tàu kém, không thông hiểu giữa thuyền viên và nhân viên c ảng hoặc nhân viên tàu kéo khi ra vào cảng…. + Không thông hiểu luồng lạch và vùng hoạt động của tàu. 2.1.3. Cháy và nổ. Các vụ cháy nổ thường xảy ra nhất khi tàu đang bốc xếp hàng hoá ở cảng, tiếp đó là khi sửa chữa trong xưởng. Phạm vi thiệt hại do cháy gây ra phụ thuộc vào: - V ị trí cháy; - Loại hàng hoá; - K ết cấu và thiết bị tàu ở vùng bị cháy; - Phương pháp dập lửa… Thông thường các vụ cháy thường xảy ra ở khoang chứa h àng, sau t ới buồng máy có nồi hơi và ống khói. Buồng máy diezen ít có khả năng cháy hơn, các loại cháy ở buồng máy này thường do nồi hơi phụ. Nguyên nhân chủ yếu của các vụ cháy nổ là: + Hàng hóa có kh ả năng tự bốc cháy hoặc dễ bắt lửa ví dụ: bột cá, bông, hàng ngủ cốc, nguyên liệu cháy (xăng, dầu, hơi đốt); + Thiếu thận trọng trong khi bốc xếp hàng hoá và nhất là thau r ửa khoang chứa hàng trên tàu dầu; + Vệ sinh buồng máy không tốt, dầu mỡ lan trên buồng máy tạo khả năng dễ bắt lửa. 2.1.4. Ăn mòn. Hiện tượng hư hỏng kim loại do ăn mòn gây ra là hiện tượng phổ biến nhất trong tất cả các kết cấu kim loại đặc biệt là tàu thuỷ. Nó hạn chế tuổi thọ của thân tàu, giảm hiệu quả kinh tế khi sử dụng và đôi khi còn là nguyên nhân của những vụ tai nạn lớn của tàu trên biển. Dựa vào cơ cấu của quá trình ăn mòn, người ta phân ra làm hai lo ại ăn mòn chính: + Ă mòn hoá học, trong đó hiện tượng ăn mòn xảy ra do những phản ứng hoá học oxit kim loại; + Ă m òn điện hoá, trong đó ăn mòn xảy ra dưới tác dụng của môi trường chất điện phân (dung dịch muối, kiềm hoặc axit). Về mặt đặc tính hủy hoại của hiện tượng ăn mòn, ta có thể phân biệt : Hình 2.2: Các dạng ăn mòn. a) Ăn mòn đều; b) Ăn mòn không đều; c) Ăn m òn một thành phần hợp kim; d) Ăn mòn loang; e) Ăn mòn lỗ chỗ; f) Ăn mòn điểm; g) Ăn mòn giữa các tinh thể; h) Ăn m òn xuyên tinh thể; i) Ăn mòn dưới bề mặt. - Ăn mòn toàn phần, tức là toàn bộ bề mặt bị han gỉ; - Ăn mòn cục bộ, han gỉ chỉ tập trung ở một vị trí nhất định trên chi ti ết kết cấu. Loại ăn mòn cục bộ còn được phân ra các loại sau: + Ăn m òn lỗ chỗ, loại ăn mòn này không rộng nhưng sâu lỗ chỗ ở một vài điểm; + Ăn m òn điểm, loại này xảy ra trên một bề mặt rất nhỏ (phạm vi bán kính từ 0,2 đến 1,0mm) nhưng vết gỉ ăn sâu có khi đục thủng cả kết cấu; + Ăn m òn giữa các tinh thể gây huỷ hoại tế vi tăng độ giòn của kim loại; + Ăn m òn xuyên tinh thể, hiện tượng này thường kết hợp với sự rạn nứt tế vi của kim loại; + Ăn mòn một thành phần hợp kim; + Ăn m òn dưới bề mặt, loại ăn mòn này xuất phát từ bề mặt nhưng phát triển chính ở dưới bề mặt. Loại này thường xảy ra đối với kim loại có thành phần hoá học phân bố không đồng đều hoặc khi cán bị tách lớp. Sự ăn mòn của kim loại trong nước biển phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau như nồng độ, chiều sâu ngâm, chất lượng thép và các vi sinh vật thực vật bám trên thân tàu… Trong k ết cấu tàu thủy ăn mòn đồng đều trên bề mặt không đáng lo ngại bằng hiện tượng ăn m òn lỗ chỗ vì loại này có thể ăn sâu tới 5mm làm giảm nghiêm trọng sức bền vỏ tàu. 2.1.5. Sinh vật biển. Một trong những nguyên chính làm tàu giảm tốc độ là trên bề mặt thân tàu ngâm dưới nước bám một số sinh vật biển bao gồm các loại hầu, hà, rong, rêu, sinh sống trong nước mặn. Ngoài việc làm tăng sức cản thân t àu, hầu, rong, rêu biển còn làm tăng độ ăn mòn thông qua: + Vi ệc tăng khả năng thẩm thấu oxy tới những phần không bị hầu, hà bám, do đó gây tập trung han gỉ tại nơi đó; + Thay đổi th ành phần hoá học của nước biển bao quanh vỏ tàu b ởi khí thải của động thực vật hoặc xác sinh vật chết; + Huỷ hoại lớp bảo vệ thân tàu. S ố lượng và độ lớn của các lớp hầu, hà, rong, rêu bám trên thân tàu tùy thu ộc trước tiên vào lớp sơn chống hầu, hà và phụ thuộc vào điều kiện củ a từng luồng lạch. . CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SỬA CHỮA 2.1. CÁC DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP CỦA TÀU VỎ THÉP. Thân tàu bị hư hỏng do rất nhiều nguyên nhân và biểu. thân tàu làm giảm sức bền mỏi của thân tàu; + Hao mòn k ết cấu thân tàu trong quá trình sử dụng do hiện tượng han gỉ, xói m òn… cũng làm tăng khả năng rạn nứt thân tàu; + Đối với các tàu hoạt. hư hại thiết bị trên boong, các kết cấu thượng tầng…Nhiều trường hợp tàu không đủ bền sóng lớn đã làm gãy và gây đắm tàu. - M ắc cạn: hiện tượng này thường xảy ra nhất đối với những tàu hoạt