Giáo trình Bốc xếp hàng hóa (Phần 2)

pdf

98 trang ngocly 40

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Bốc xếp hàng hóa (Phần 2)", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_boc_xep_hang_hoa_phan_2.pdf

Nội dung text: Giáo trình Bốc xếp hàng hóa (Phần 2)

www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Phân ng v t không c th i xu ng vùng n c c a c ng. 2.6.2.2. V n chuy n s n ph m ng v t a. V n chuy n da Da th ng c v n chuy n d i hai d ng là khô và p mu i. Da khô th ng c bó thành ki n ho c trong s t, bao. Trong quá trình v n chuy n ph i luôn gi h m hàng khô ráo. Khi nh n hàng ph i xem da có b t, n m m c không. Da p mu i th ng c ch d i d ng không bao bì, c ng có th c óng vào thùng các tông. Khi ch lo i hàng này ph i có v t li u ng n gi a hàng và sàn tàu. Khi x p hàng, da ph i c x p hai m t giáp vào nhau và r c mu i u kh p b m t c a chúng. Trong quá trình v n chuy n, gi cho da không b dính n c m a, n c bi n, th ng xuyên thông thoáng h m hàng. Ph i có v t li u th m hút n c do mu i t o ra. Da mu i t a mùi m nh nên không c x p l n các lo i hàng khô và các hàng h p th mùi khác. Sau khi tr hàng ph i v sinh h m hàng ngay b ng n c ng t tránh g h m hàng. b. V n chuy n lông súc v t Lông súc v t th ng c v n chuy n d i d ng ã c t y r a s ch ho c ch a c ty r a. Lông c bó thành t ng ki n, x p nh hàng bao ki n. Khi nh n lông ph i ki m tra m và ch t l ng, tránh làm rách bao, ki n, luôn gi h m hàng khô ráo. c. V n chuy n x ươ ng Xơ ng th ng c v n chuy n d i d ng ã c làm s ch h t ph n th t, c ph ơi khô, kh mùi và c bó thành t ng bó ho c ng trong s t. Khi x p d , tránh qu ng qu t m nh làm v x ơ ng. Khi v n chuy n, luôn gi cho h m hàng khô ráo, tránh x ơ ng b m c ho c thay i màu s c. CH Ơ NG 3: S Ơ X P HÀNG TÀU HÀNG KHÔ Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 40
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 3.1. Các thông s c a tàu 3.1.1. Các kích th c c ơ b n - Chi u dài toàn b (Length Over All-LOA): Là chi u dài l n nh t tính theo chi u d c tàu. Kích th c này r t quan tr ng i v i vi c b trí c u b n c ng nh trong quá trình iu ng tàu. - Chi u dài tính toán (Length Between Perpendicular- LBP): Là kho ng cách trên ng n c mùa hè t mép tr c c a s ng m i tàu t i mép sau c a tr bánh lái ho c ti tâm c a tr c bánh lái n u không có tr bánh lái. Các ng th ng ng i qua giao im c a ng n c mùa hè v i các im nói trên ti m i và lái c g i là các ng vuông góc m i (Forward Perpendicular-FP) và ng vuông góc lái (After Perpendicular-AP). Kích th c này ph c v cho vi c tính toán và hi u ch nh m n n c, xác nh hi u s mn n c và làm giám nh m n n c tính toán hàng hóa. Ngoài ra LBP còn dùng trong phép tính, hi u ch nh s o ho c tính toán kho ng tr ng th c trong két ch a ch t lng. - Chi u cao l n nh t (Maximum Height): Là kho ng cách th ng ng o t mép d i ca s ng áy t i nh cao nh t c a tàu. Kích th c này c n c quan tâm trong khai thác tàu, c bi t là khi tàu ch y trong khu v c có ng cáp in ho c c u b c ngang qua lu ng. Hình 3.1: Chi u dài và chi u cao tàu. - Chi u r ng l n nh t (Maximum Breadth): Là kho ng cách l n nh t tính theo chi u ngang tàu. - Chi u r ng nh hình (Breadth Moulded- Bmld): Là kho ng cách o t mép ngoài ca s n tàu m n này n mép ngoài c a s n tàu m n bên kia t i m t ph ng s n gi a. - Chi u sâu nh hình (Depth Moulded-Dmld): Là kho ng cách th ng ng gi a tàu o t nh s ng chính n mép d i c a boong chính. - Chi u cao m n (Height-H): Là chi u cao tính t mép d i ky tàu n mép trên c a vch d u ng boong chính. Chi u dày tôn v Chi u r ng nh hình Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 41 ình nhh
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.2: Chi u r ng thân tàu. - M n khô mùa hè (Summer Free Board): Là kho ng cách th ng ng gia tàu tính t mép trên ng boong n xu ng mép trên c a ng d u chuyên ch mùa hè. - M n khô c a tàu (Free board): Là kho ng cách th ng ng gi a tàu tính t mép trên ng boong n ng n c c a tàu. Hình 3.3: D u chuyên ch . - cong d c (Sheer): Là chênh c a ng boong t gi a tàu v i các im t n cùng phía m i và lái c a tàu. - cong ngang (Camber): Là chênh c a boong t m n so v i tr c d c tàu. - M n n c (Draft- d): Là kho ng cách th ng ng t ng n c t i ky tàu. Trong th c t , tàu có th t th b t k (nghiêng, chúi) nên kho ng cách này s khác nhau t i các v trí khác nhau theo chi u dài tàu. Thông th ng m n n c c a tàu c l y ba v trí: m i, lái và gi a tàu. + M n n c m i (d F): Là kho ng cách th ng ng tính t giao im c a ng vuông góc m i v i m t ph ng ng n c n ky tàu kéo dài. + M n n c lái (d A): Là kho ng cách th ng ng tính t giao im c a ng vuông góc lái v i m t ph ng ng n c n ky tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 42
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng + M n n c gi a (d Ө): Là kho ng cách th ng ng tính t m t ph ng ng n c n ky tàu t i m t ph ng s n gi a tàu. Hình 3.4: M n n ưc và th ưc o m n n ưc. - Hi u s m n n c (t): Là giá tr hi u s c a m n n c m i và m n n c lái c a tàu t = (d F - d A) Hình 3.5: Th ưc o m n n ưc g n trên thân tàu. Trong th c t , m n n c c a tàu c g n c hai m n tàu phía m i, lái và gi a tàu. Các th c m n n c này ít khi trùng v i các ng vuông góc m i, lái và m t ph ng s n gi a do hình dáng c a v tàu. Các giá tr m n n c c c trên các th c mn n c này g i là m n n c bi u ki n. có c m n n c th c c a tàu khi có hi u s m n n c, ta c n ph i hi u ch nh vào m n n c bi u ki n m t l ng hi u ch nh nh t nh, ký hi u là dF, dA, dӨ. Th c m n n c c bi u th b ng ch s La mã ho c ch s A r p có s o theo h Mét ho c Foot. Th c o n c theo h Mét có các ch s cao 10cm, kho ng cách gi a hai ch s là 10cm. Th c m n n c theo h Foot có các ch s cao 6 inchs, kho ng cách gi a hai ch s là 6 inches. Khi c m n n c ta l y ng n c và chân con s làm chu n. * Lý do ph i hi u ch nh s c m n n ưc: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 43
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng + Do tàu nghiêng, chúi d n n s c m n n c t i hai m n tàu không b ng nhau. d' FP + d' FS Ly ví d i v i m n n c m i: d' F = 2 Trong ó: d' FP : Là m n n c mi bi u ki n mn trái. d' FS : Là m n n c mi bi u ki n m n ph i. + Do th c m n n c c a tàu không trùng v i các ng vuông góc ho c m t phng s n gi a và tàu b chúi (có hi u s m n n c). T hình 3.4 ta th y: dF = d' F ± dF dF = l F x tg d F = d' F ± l F x tg Trong ó là góc chúi c a tàu. d' F − d' A d' F − d' A tg ϕ = = ld LBP − (lF + lA) Hi u s m n n c bi u ki n: t' = d' F - d' A T các công th c trên, ta có m n n c th c t i các ng vuông góc và m t ph ng sn gi a là: lF × t' dF = d' F ± (3.1) LBP − (lF + lA) lA × t' dA = d' A ± (3.2) LBP − (lF + lA) l ⊗ ×t' d ⊗ = d'⊗ ± (3.3) LBP − (lF + lA) * l F , l A,, l ⊗ : là kho ng cách t các th ưc m n n ưc m i, lái t i các ưng vuông góc tr ưc, sau và m t ph ng s ưn gi a. Các giá tr này cho trong h s ơ tàu, ph n "Hi u ch nh s c m n n ưc". Chú ý : Vi c l y d u (+) ho c (-) trong các công th c trên tu thu c vào v trí c a các th ưc m n n ưc so v i các ưng vuông góc và tu thu c vào chi u chúi c a tàu. Trong các h s ơ tàu, ng i ta th ng thi t k s n "Bng hi u ch nh s c m n n c" (Draft Correction Table) ti n s d ng cho vi c tra các s hi u ch nh m n n c . i s vào b ng là m n n c bi u ki n và hi u s m n n c bi u ki n. Ví d : B ng hi u ch nh s c m n n ưc tàu GEMINI FOREST Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 44
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng APPARENT FORE DRAFT MIDSHIP DRAFT AFT DRAFT CORRECTION CORRECTION TRIM CORRECTION (m) (m) (m) (m) Lf = 0.600 Lm = 0.600 La = 5.500 0.2 ∼ 8.2 6.8 ∼ 8.4 3.0 ∼ 9.0 -2.000 0.010 0.010 -0.094 -1.800 0.009 0.009 -0.085 -1.600 0.008 0.008 -0.075 0.000 0.000 0.000 0.000 0.200 -0.001 -0.001 0.009 0.400 -0.002 -0.002 0.019 0.600 -0.003 -0.003 0.028 APPARENT TRIM x (Lf , Lm, La) DRAFT CORRECTION d = 116.800m Bng 3.1: B ng hi u ch nh s c m n n ưc Mn n c trung bình (Mean Draft - d M): Là giá tr trung bình c a các m n n c c a tàu có tính n n võng c a tàu. Có th di n gi i cách tính m n n c trung bình nh sau: (dF + dA) dMean = 2 (3.4) + = (dMean d ⊗) d Mean Of Mean (3.5) 2 (dMean Of Mean + d ⊗) d Quarter Mean = (3.6) 2 Giá tr m n n c trong công th c (3.6) t ơ ng ơ ng v i giá tr tính theo công th c: dF + 6d ⊗ + dA (3.7) dM = 8 - M n n c t ơ ng ơ ng d eqv (Corresponding Draft ho c Equivalent Draft): Trong bng th y t nh, các giá tr l ng giãn n c (Disp.), m n n c, hoành tâm F c a mt ph ng ng n c (LCF) c ng nh các thông s khác c cho trong tr ng h p tàu t th cân b ng m i lái. Tuy nhiên, xác nh c l ng giãn n c c a tàu thông qua b ng th y t nh trong iu ki n có hi u s m n n c (Trim - t) thì ta ph i ti n hành hi u ch nh nh h ng c a hi u s m n n c n m n n c trung bình ã tính n u n võng xác nh c mn n c t ơ ng ơ ng (d eqv ) v i l ng giãn n c c n tìm. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 45
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng deqv = d M + d (3.8) Trong ó : d = d1 + d2 . là s hi u ch nh m n n c do nh h ng c a hi u s m n nc. d1 là s hi u ch nh a m n n c trung bình v tâm F c a m t ph ng ng nc. d2 là s hi u ch nh Nê mô tô (Do hình dáng v bao thân tàu làm t ng giá tr m n nc khi có hi u s m n n c t). deqv = d M + d1 + d2 (3.9) T i m t l ng giãn n c nh t nh, tâm F c a m t ph ng ng n c là m t im c nh. thay i t th , tàu s quay quanh tâm F. Khi tàu cân b ng m i lái, m n n c t i tâm F b ng v i các m n n c khác c a tàu. Khi tàu có hi u s m n n c, tu thu c vào v trí c a tâm F so v i m t ph ng s n gi a mà m n n c t i F s khác v i m n n c trung bình t i m t ph ng s n gi a m t giá tr nào ó. Có th tính toán d1 ( a m n n c trung bình v m n n c t i F) t hình 3.6 nh sau: d1 = EF x tg = LCF x tg . (Xem hình 3.6) Xét tam giác ABC ta th y ây là tam giác ng d ng v i tam giác HEF. AB t tg ϕ = = BC LBP LCF- Longitudinal Centre of Floatation: Hoành tr ng tâm m t ph ng ng n c. Tr ng h p này LCF c tính so v i m t ph ng s n gi a. Khi ó LCF × t ∆d1 = (m), ( ft ) (3.10) LBP d1 mang d u (+) khi F n m phía sau m t ph ng s n gi a và tàu chúi lái. F n m phía tr c m t ph ng s n gi a và tàu chúi m i. d1 mang d u (-) khi F n m phía sau m t ph ng s n gi a và tàu chúi m i. F n m phía tr c m t ph ng s n gi a và tàu chúi lái. d2 là s hi u ch nh Nê mô tô. S hi u ch nh này luôn d ơ ng và c tính nh sau: Tính d2 : 2 1 LBP t MTC dM + a − MTC dM − a ∆d 2 = × × × (3.11) 2 TPC LBP × LBP 2a Trong ó: d M là m n n c trung bình có tính n nh h ng võng n c a tàu. a là s gia m n n c so v i mn n c trung bình d M MTC dM + a ; MTC dM - a là mô men làm thay i 1cm hi u s m n n c t i mn n c d M + a và d M - a. ti n tính toán, theo h mét th ng l y a = 0,5 m. Khi ó có th vi t l i công th c trên nh sau: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 46
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 2 1 LBP t MTC dM + 5.0 − MTC dM − 5.0 ∆d 2 = × × × (3.12) 2 TPC LBP × LBP 2×0.5 2 1 t ×(MTC dM + 5.0 − MTC dM − 5.0 ) ∆d 2 = × 2 TPC × LBP (m) (3.13) Trong tr ng h p tính theo h Feet, giá tr s gia m n n c a c l y là 6 inches. Nh v y công th c tính d2 s là: 2 1 t × (MTC dM + 6′′ − MTC dM − 6′′ ) ∆d 2 = × (ft) (3.14) 2 TPI × LBP Thay các giá tr d1 và d2 vào công th c (3.8) ta s tính c d eqv . deqv chính là mn n c t ơ ng ơ ng v i l ng giãn n c tra trong b ng th y t nh. Hay nói cách khác, ta dùng d eqv tra ra l ng giãn n c trong bng th y t nh. L ng giãn n c này ch còn khác l ng giãn n c th c t m t l ng hi u ch nh t tr ng n c bi n. Hình 3.6: M n n ưc t i F 3.1.2. Các thành ph n tr ng l ng - L ng giãn n c (Displacement - D): là tr ng l ng c a ph n th tích n c mà tàu chi m ch . - Tr ng l ng tàu không: (Light Ship – D ls ): Là toàn b tr ng l ng tàu không, bao gm v , máy, các trang thi t b , ph tùng nh ng không bao g m nhiên li u, n c ng t (tr n c trong n i h ơi). - Tr ng t i t ng c ng (Deadweight - Dwt): Là tr ng l ng tính b ng t n c a hàng hóa, nhiên li u, n c ng t, thuy n viên, hành khách, l ơ ng th c, th c ph m, h ng s tàu Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 47
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng c ch trên tàu (th ng c tính n ng m n n c mùa hè). Dwt = D c + D st + D ballast + Constant (3.15) T các khái ni m v l ng giãn n c và tr ng l ng tàu không, có th xác nh Dwt bng công th c sau: Dwt = D - D ls (3.16) - Tr ng t i thu n tuý (Cargo Deadweight - D c): Là tr ng l ng hàng chuyên ch trên tàu. - L ng d tr (D st ): Là tr ng l ng c a d u m , n c ng t - H ng s tàu (Constant): Là s chênh l ch gi a tr ng l ng tàu không hi n t i v i tr ng l ng tàu không theo thi t k . i v i m i con tàu, trong h s ơ tàu s cho giá tr Constant ban u lúc m i óng. Qua quá trình khai thác, Constant s thay i, do v y ta ph i th ng xuyên xác nh l i. 3.1.3. Dung tích tàu - Dung tích toàn ph n (Gross Tonnage - GT): Là m t i l ng không có th nguyên và là hàm s c a t t c các th tích lý thuy t c a t t c các không gian kín c a tàu. GT = K 1 x V (3.17) Trong ó: + K 1 là h s c tra trong b ng c a Công c Qu c t v o dung tích tàu bi n Tonnage-69 v i i s là V. K1 = 0,2 + 0,02.Log 10 .V (3.18) + V là t ng th tích c a các không gian kín c a tàu (m 3), t t c các không gian c bao b c b i thân tàu, các k t c u ng n d c, các vách c nh hay di ng, các boong ho c các n p y tr các mái che c nh hay di ng - Dung tích có ích (Net Tonnage - NT): Là m t i l ng không có th nguyên và là hàm s c a t t c các th tích lý thuy t c a các không gian dành cho ch a hàng c a tàu, ca chi u cao m n, chi u chìm tàu và s hành khách c phép chuyên ch . - Gross Tonnage và Net Tonnage c cho trong h s ơ tàu và có trong Gi y ch ng nh n dung tích c a tàu (International Tonnage Certificate). ây là các thông s khai thác quan tr ng c a tàu. Các giá tr này th ng làm c ơ s tính các lo i l phí c a tàu (c ng phí, hoa tiêu phí, phí lai d t ) c ng nh tính l n c a i tàu thu c m t Công ty hay ca Qu c gia. - Ngoài các lo i dung tích trên, còn có dung tích qua kênh ào Panama và kênh ào Suez tính theo cách tính riêng (Có gi y ch ng nh n o dung tích riêng cho các kênh ào này và dùng cho m c ích tính phí qua kênh ào). 3.1.4. Dung tích x p hàng c a tàu - Dung tích hàng bao ki n (Bale Capacity - m 3 ho c Ft 3): ây là kho ng không gian o gi a các xà ng n cách ho c o n các s n m n tàu trong h m hàng c a tàu. Giá tr này c cho trong h s ơ tàu i v i t ng h m hàng m t và c dùng tính toán kh n ng ch a hàng bao ki n c a tàu. - Dung tích hàng r i (Grain Capacity - m 3 ho c Ft 3): ây là kho ng không gian ch a hàng o n sát tôn m n c a h m hàng. Giá tr này c ng c cho trong h s ơ tàu i v i tng h m hàng m t và c dùng tính toán kh n ng ch a hàng r i ca tàu. Dung tích Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 48
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng hàng r i th ng l n h ơn dung tích hàng bao ki n. - H s r ng ch t x p (Allowance for Brocken Stowage): ây là m t h s bi u th rng c a h m hàng khi x p m t lo i hàng riêng bi t nào ó. Nó c tính b ng ph n tr m ca th tích h m hàng và ó chính là không gian r ng trong h m hàng nh ng không th dùng cho vi c x p hàng c. Giá tr này ph thu c vào c u trúc, kích th c và hình dáng c a h m hàng, ph thu c vào ch ng lo i, kích c và hình dáng c a hàng hóa. H s r ng i v i các loi hàng hóa có th c tham kh o qua t li u c a các công ty x p d . 3.2. Khai thác h s ơ tàu H s ơ tàu là m t b g m nhi u tài li u ch a ng các thông s k thu t, bi u b ng, bn v , chi ti t c a tàu cho bi t các thông tin, h ng d n ph c v cho các tính toán liên quan n tàu, hàng hóa, n nh, s c b n, m n n c trong khai thác tàu. Trong h s ơ tàu, chúng ta c n c bi t quan tâm n m t s tài li u sau ây có th có các thông tin c n thi t cho tính toán hàng hóa, tính và ki m tra n nh, sc b n, m n nc c a tàu - Cu n thông tin v x p hàng và n nh (Loading and Stability Information Booklet): ây là tài li u r t quan tr ng, cung c p y các thông tin v các thông s khai thác, thông s k thu t, các bi u b ng, các h ng cong th y t nh, b ng th y t nh, b trí két, thông s két, các b ng hi u ch nh m n n c, hi u ch nh nh h ng c a mômen m t thoáng, các h ng d n, tiêu chu n IMO liên quan n tính toán, ki m tra n nh tàu, s c bn thân tàu, các ph ơ ng án x p hàng m u - S tay x p hàng (Loading Manual): Tài li u này ch a ng các h ng d n, thông tin quan tr ng ph c v cho công tác x p hàng i v i tàu. - S tay x p hàng h t (Grain Loading Booklet): Tài li u này ch a ng các h ng dn, thông tin quan tr ng c ng nh các tiêu chu n tính toán, n nh ph c v cho vi c xp hàng h t r i. - Các b ng tra v két (Tank Table): Tài li u này cho các thông tin liên quan v các két ch a trên tàu (Ballast Water, Fresh Water, Fuel Oil, Diesel Oil, Lub. Oil) ph c v cho vi c tra c u, tính toán ch t l ng và nh h ng c a chúng n n nh, t th c a tàu. 3.2.1. B ng ng cong th y t nh, th c t i tr ng 3.2.1.1. H to xây d ng h t a , ng i ta dùng h th ng g m ba m t ph ng t a vuông góc vi nhau c mô t theo hình v d i ây: - M t ph ng i x ng (zOx): Là m t ph ng th ng ng ch a ng th ng tr c d c tàu, chia ôi chi u r ng tàu. M t ph ng này còn c g i là m t ph ng tr c d c tàu. - M t ph ng s n gi a (zOy): Là m t ph ng vuông góc v i m t ph ng i x ng và chia ôi chi u dài tính toán c a tàu. - M t ph ng c ơ b n (xOy): Là m t ph ng n m ngang, vuông góc v i hai m t ph ng trên và i qua im th p nh t c a áy tàu. i v i tàu có ky b ng thì m t ph ng này trùng vi m t ph ng ch a ky tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 49
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng T ba m t ph ng t a trên ng i ta xác nh m t h t a Oxyz g n li n v i thân tàu. Theo quy c, tr c Ox có chi u d ơ ng v phía m i; Tr c Oy có chi u d ơ ng v phía mn ph i; Tr c Oz có chi u d ơ ng h ng lên trên (T t c l y g c t im O). Tuy nhiên trên các tàu do Nh t b n thi t k li có quy c l y chi u d ơ ng c a tr c Ox v phía lái, cho nên c n ph i c bi t l u ý n các quy c xét d u này tr c khi s dng h s ơ tàu tránh nh m l n. Mt ph ng sn gi a z Mt ph ng Cơ b n x O Mt ph ng i x ng y Hình 3.7: Ba m t ph ng to và h to Oxyz 3.2.1.2. Các ký hi u - G (Center of Gravity): Tr ng tâm tàu: Là im t c a véc t ơ tr ng l c t ng h p c a tàu. - B (Center of Buoyancy): Tâm n i c a tàu là im t c a véc t ơ l c n i tác d ng lên tàu hay ó chính là tr ng tâm c a kh i n c mà tàu chi m ch . Khi tàu n i tr ng thái cân b ng thì l c n i và tr ng l c c a tàu tác dng cùng trên m t ng th ng ng, b ng nhau và ng c chi u nhau. - M (Metacenter): Tâm nghiêng c a tàu là tâm c a qu o tâm n i B. ây chính là tâm c a qu o c a tâm n i B khi tàu nghiêng. M t cách t ng quát ây là qu o có cong thay i. Khi tàu nghiêng v i góc nghiêng nh ( 15 0 ), có th coi qu o do tâm n i B v ch ra là cung tròn có tâm là im M c nh. - F ( Center of Floatation): Tâm m t ph ng ng n c. ây là tâm hình h c c a ph n mt ph ng ng n c c gi i h n phía trong v bao thân tàu. - K (Keel of Ship): S ng áy c a tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 50
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.8: Qu o tâm n i - TPC/TPI (Tons Per Centimeter/ Tons Per Inch): S t n làm thay i 1cm/1inch chi u chìm trung bình c a tàu. - MTC/MTI (Moment to change Trim one Centimeter/ Moment to change Trim one Inch): Mô men làm thay i 1 cm/1inch chi u chúi c a tàu. ây chính là l n m t mô men làm thay i 1cm/ 1inch chi u chúi c a tàu. - KB ( Vertical center of Buoyancy): Chi u cao tâm n i. Là cao c a tâm n i B tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - KG (Vertical center of Gravity): Chi u cao tr ng tâm. Là cao c a tr ng tâm G tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - KG ls : Chi u cao tr ng tâm tàu không. - TKM (Transverse Metacenter height): Chi u cao tâm nghiêng ngang. Là cao tâm nghiêng ngang tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - LKM (Longitudinal Metacenter height): Chi u cao tâm chúi. Là cao tâm chúi tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - GM (Metacentric Heght): Chi u cao th v ng. Là kho ng cách theo chi u th ng ng, tính t tr ng tâm tàu n tâm nghiêng ngang c a tàu. i l ng này dùng ánh giá th v ng ban u c a tàu. - LCB (xB, MID.B) Longitudinal Center of Buoyancy: Hoành tâm n i B tính t mt ph ng s n gi a. - LCG (xG, MID.G) Longitudinal Center of Gravity: Hoành tr ng tâm tính t m t ph ng s n gi a. - LCG ls (xG ls , MID.G ls ): Hoành tr ng tâm tàu không. - LCF (xF, MID.F) Longitudinal Center of Floatation: Hoành tâm m t ph ng ng nc tính t m t ph ng s n gi a. Chú ý : - i v i các h s ơ tàu có g c t a t t i ưng vuông góc sau thì LCB, LCG, LCF ưc tính n ưng vuông góc sau. Trong tr ưng h p này chúng s không có du. - n m ưc quy ưc vi t t t và d u c a các y u t trên, c n ph i nghiên c u tr ưc ph n h ưng d n v các quy ưc vi t t t và d u cho trong h s ơ tàu. 3.2.1.3. H ưng cong th y t nh, b ng th y t nh * B ng th y t nh (Hydrostatic table) : Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M HYDROnh, TTSTATIC Ph mTABLE V n Tr ng, TS TT Nguy n Mnh C DRAFTng, Ths.DISPT TT Nguy MID.B n MID.Fi H i. M.T.C T.P.C KB T.KM L.KM (M) (K.T) (M) (M) (T-M) (T) (M) (M) (M) 51 2.00 3611 -3.074 -3.036 132.70 19.43 1.019 15.84 452.3 2.01 3631 -3.074 -3.036 132.81 19.44 1.024 15.78 450.4
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Bng 3.2: B ng thu t nh Cách s d ng b ng thu t nh: T m n n c ho c l ng dãn n c, ta tra vào b ng s c các giá tr t ơ ng ng nh : LCB (MID.B), LCF (MID.F), MTC, TPC, TKM * H ưng cong th y t nh (Hydrostatic curves): Hình 3.9: H ưng cong th y t nh Trên h ng cong này, tr c tung bi u th m n n c c a tàu. Tr c hoành c chia t l theo cm. Các ng cong c v và cho t l giá tr t ơ ng ng v i 1cm. Cách s d ng ng cong nh sau: T m n n c, vào ng cong, dóng sang ngang, ct các ng cong t i các im t ơ ng ng, dóng xu ng tr c hoành s c các im ng vi s cm. Nhân s cm này v i t l cho trên các ng cong, ta c các giá tr c n tìm. Theo h ng cong th y t nh trong hình 3.9, các ng cong bi u di n LCF và LCB có giá tr c a chúng t i v trí m t ph ng s n gi a b ng 0, giá tr v phía tr c m t ph ng sn gi a có d u (+), phía sau m t ph ng s n gi a có d u (-). 3.2.1.4. Th ưc tr ng t i (Dead Weight Scale) Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 52
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.10: Th ưc tr ng t i Hình trên là m t d ng c a th c tr ng t i. Th c tr ng t i c dùng tra nhanh Dwt ng v i m n n c d ki n ho c ng c l i. T m n n c, ta có th tra ra tr ng t i t i các t tr ng n c bi n khác nhau c ng nh tr ng t i iu ki n n c ng t hay các thông s khác nh MTC, TPC. 3.2.1.5. B ng ưng cong hoành giao ( Cross Curves Table) ây là m t h ng cong c xây d ng ph c v cho vi c tính giá tr KN (còn g i là ng cong KN) và t ó tính toán c giá tr G0Z theo các góc nghiêng cho s n. xác nh giá tr KN, t l ng giãn n c cho theo tr c hoành, ta dóng vuông góc lên h ng cong, c t các ng cong t ơ ng ng v i các góc nghiêng. Dóng các im c t này sang tr c tung xác nh giá tr KN, t ó tính c G0Z = KN- KG 0 x Sin . (3.19) i v i m t s tàu, d ng ng cong này còn c cho d i d ng b ng tra ti n l i cho vi c tính toán. Lúc y, ch vi c l y hai i s là l ng giãn n c và góc nghiêng tra ra giá tr c n tìm. Di ây là d ng ng cong hoành giao KN Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 53
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.11: ưng cong hoành giao KN ng cong hoành giao cng có th c xây d ng da trên s gi nh là KG ng vi m t giá tr nào ó (g i là KG gi nh ). Khi ó ng cong hoành giao c g i là ng cong GZ gi nh . Tr c tung cho giá tr GZ gi nh , tr c hoành là l ng giãn n c. T l ng giãn n c, dóng vào h ng cong t ơ ng t nh ph n trên, c các giá tr GZ gi nh t ơ ng ng trên tr c tung. T các giá tr ó ta xác nh c G0Z nh sau: G0Z= GZ gi nh - (KG 0 - KG gi nh ) x Sin . (3.20) Tr ng h p KG gi nh = 0 thì công th c (3.20) s tr thành G0Z = GZ gi nh - KG 0 x Sin . (3.21) So sánh công th c (3.21) và công th c (3.19) ta d dàng nh n th y lúc này GZ gi nh tơ ng t nh KN. Di ây là ví d v d ng ng cong hoành giao GZ gi nh . Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 54
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.12: ưng cong hoành giao GZ gi nh 3.2.1.6. Th ưc ho c b ng iu ch nh m n n ưc m i lái khi x p (d ) 100 t n hàng a. Thưc iu ch nh m n n ưc m i lái (Diagram of trim variation-100mt loaded) - Tr c ngang bi u th các v trí x p hàng theo chi u dài tính toán c a tàu. - Tr c ng cho các giá tr l ng bi n i m n n c m i, lái. - T i m t l ng giãn n c nh t nh có m t c p m n n c chu n. V i c p m n n c chu n này, m t ng dùng xác nh l ng bi n i m n m i d i(F) và m t ng dùng xác nh l ng bi n i m n lái d i(A). Cách s d ng: T i v trí lô hàng, dóng xu ng c p m n n c chu n. ng này s c t cp m n n c chu n này t i các im t ơ ng ng. Dóng các im này sang phía tr c ng tìm l ng thay i m n n c m i, lái. Khi ó M n n c m i, lái m i s b ng m n nc m i, lái ban u c ng ho c tr l ng l ng bi n i m n n c v a tra c. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 55
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.13: Th ưc hi u ch nh m n n ưc m i lái b. B ng iu ch nh m n n ưc m i lái (Trimming Table -Loading Weight = 100t) Bng c xây d ng d a trên các m n n c (L ng dãn n c) chu n. T t c các két , hm hàng, các s n tàu (Frame) u c a vào b ng tính toán. tra l ng bi n i m n n c m i lái, ta dùng các i s là m n n c (L ng dãn n c) và tên c a két (H m hàng) ho c v trí các s n (Frame) c a tàu mà t i ó có x p thêm ho c d m t lng ch t l ng ho c hàng hóa nào ó. D i ây là m t ví d v b ng iu ch nh m n n c mi lái khi x p ho c d m t l ng hàng nào ó: M/V SOUTHERN STAR - Trimming Table (Loading Weight 100 tons) Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 56
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.14: B ng iu ch nh m n n ưc m i lái 3.2.2. n nh (th v ng) c a tàu Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 57
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 3.2.2.1. Khái ni m n nh c a tàu là kh n ng quay tr v v trí cân b ng ban u sau khi ngo i l c gây nghiêng bên ngoài ng ng tác ng (gió, sóng ). Vi m t v t th, có ba tr ng thái cân b ng, ó là cân b ng b n, cân b ng không b n và cân b ng phi m nh - Cân b ng b n là tr ng thái cân b ng mà khi v t ó b ngo i l c tác ng l ch kh i v trí cân b ng nó s t tr l i ho c có xu th tr l i v trí cân b ng ban u. - Cân b ng không b n là tr ng thái cân b ng c a m t v t mà khi b tác ng c a ngo i lc y kh i v trí cân b ng thì nó b m t cân b ng, không th tr l i v trí cân b ng ban u n a. - Cân b ng phi m nh là tr ng thái cân b ng c a m t v t mà khi b ngo i l c tác ng y l ch kh i v trí cân b ng ban u thì v trí m i, nó t xác l p m t tr ng thái cân bng m i. i v i con tàu, d a vào v trí t ơ ng quan c a tâm nghiêng M và tr ng tâm G mà có th x y ra m t trong ba tr ng h p cân b ng nh trên. Hình v 3.15 mô t ba tr ng h p cân b ng c a tàu nh sau : - T i hình 3.14.a: Tr ng tâm G n m phía d i tâm nghiêng M, khi tàu nghiêng, tr ng lc t t i G và l c n i t t i B s t o thành ng u l c. Ng u l c này t o ra mô men có xu hng a tàu tr l i v trí cân b ng ban u. Tr ng h p này, tàu tr ng thái cân b ng bn, hay tàu n nh . - T i hình 3.15.b: Tr ng tâm G trùng v i tâm nghiêng M, lúc này tr ng l c và l c n i nm trên m t ng th ng i qua tâm nghiêng M, mô men do chúng t o ra là b ng 0, không có xu h ng ch ng l i chuy n ng nghiêng c a tàu. Tr ng h p này tàu tr ng thái cân b ng phi m nh, hay tàu không n nh - T i hình 3.15.c: Tr ng tâm G n m bên trên tâm nghiêng M, lúc này ng u l c t o thành do tr ng l c t t i G và l c n i t t i B s sinh ra m t mô men cùng chi u v i chi u nghiêng c a tàu (có th g i là mô men l t) và nh v y s làm cho tàu nghiêng thêm. Tr ng h p này, tàu tr ng thái cân b ng không b n hay tàu m t n nh . . G . M G ≡ M M . . . G . . B . B . B K K K a) Cân b ng b n b) Cân b ng phi m nh c) Cân b ng không b n GM>0 GM=0 GM<0 Hình 3.15: Các tr ng thái cân b ng c a tàu Ta có: GM = KM - KG. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 58
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng GM > 0 : Tàu n nh. GM 0 : Tàu không n nh 3.2.2.2 Cách tính toán a. n nh tàu t i góc nghiêng nh ( θ<15 0): Mhp im M là tâm c a qu o tâm n i B, góc nghiêng nh , qu o này c coi là cung tròn và do ó im M c coi là c nh. n nh c a tàu góc nghiêng nh , còn g i là n nh ban u ph M thu c vào v trí t ơ ng quan gi a tâm nghiêng M và tr ng tâm G. Khi G n m th p h ơn M, tàu s n Fb nh. θ G Mô men sinh ra do c p l c P và F b g i là mô men h i ph c và có l n c tính nh sau: B M hp = P x GM x Sin Hay M hp = D x GM x Sin (3.22) K P Vi D là l ng giãn n c c a tàu. Mô men h i ph c càng l n, tàu có tính n nh Hình 3.16: Chi u cao th v ng càng cao. T công th c trên ta th y, cùng m t l ng giãn nc D, cùng m t góc nghiêng , l n c a mô men h i ph c ph thu c vào l n c a GM. Ti nh ng góc nghiêng nh , n nh c a tàu c ánh giá b ng l n c a GM và GM c g i là chi u cao th v ng c a tàu T hình v ta có: GM = KM - KG (3.23) Trong ó: KM là chi u cao tâm nghiêng, c cho trong b ng th y t nh ho c th c tr ng t i c a tàu v i i s là l ng giãn n c D ( hoc m n n c ). KG là chi u cao tr ng tâm c a tàu c tính theo công th c: Dls × KG ls + ∑ Pi × KG i KG = (3.24) D Trong ó : D ls : Là tr ng l ng tàu không cho trong h s ơ tàu. KG ls : Là chi u cao tr ng tâm tàu không cho trong h s ơ tàu. P i: Là các thành ph n tr ng l ng trên tàu. KG i: Là chi u cao tr ng tâm c a các thành ph n tr ng l ng so v i ky tàu. D: Là l ng dãn n c c a tàu. D ls x KG ls : Là mô men tr ng l ng tàu không so v i ky tàu. Pi x KG i: Là t ng mô men các thành ph n tr ng l ng so v i ky tàu. * nh h ưng c a mô men m t thoáng ch t l ng trong các két ch a không y n chi u cao th v ng c a tàu : Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 59
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Xét m t két ch t l ng ch a không y, ban u tr ng tâm ca két n m t i G 1, tr ng tâm c a tàu là G. Khi tàu nghiêng môt góc θ, ch t l ng s d n sang m n th p, tr ng tâm G1 c a két s chuy n thành G’ 1 làm tr ng tâm c a tàu d ch chuy n n G’. im G’ g n vi tâm l c n i B h ơn G ban u và do ó mô men do c p l c F b và P gi m i, d n n mô men h i ph c gi m, tình n nh c a tàu gi m. Gi GG’ là on d ch chuy n tr ng tâm tàu do tàu nghiêng khi có két ch t l ng không y. Mô men h i ph c c a tàu s là : M = D x (GM x Sin θ - GG’) hp Mhp Kéo dài Véc t ơ tr ng l c P lên trên, g p m t ph ng tr c d c tàu t i G 0. Khi ó θ θ M hp = D x (GM x Sin -GG’) = D x G 0M x Sin M . Nh v y mô men h i ph c trong tr ng h p này Fb bng v i tr ng h p tàu có tr ng tâm t i im G G 0 θ 0 G G' Nói cách khác ta coi tr ng tâm tàu ã b nâng lên mt on b ng GG 0. G1 B Do v y khi có nh h ng c a m t thoáng ch t l ng G' 1 K Trong két ch a không y chi u cao th v ng c a P P Tàu s c tính nh sau : Hình 3.1 7: nh h ưng m t thoáng G0M = KM - KG – GG 0. Trong ó GG 0 là ph n hi u ch t l ng n chi u cao th v ng ch nh b i nh h ng c a mô men m t thoáng do két ch t l ng không y (làm gi m chi u cao th v ng), c tính b ng công th c: ∑ Ix ×γ GG 0 = (m) (3.25) D - I x là mô men quán tính ca m t thoáng ch t l ng i v i tr c bn thân c a két, i qua 3 l × b 4 tr ng tâm két, song song v i tr c d c c a tàu. Ix = (m ) (3.26) K Trong ó l, b là chi u dài, chi u r ng c a két ; K là h s hình dáng c a m t thoáng ch t l ng trong két. K= 12 v i két hình ch nh t, K= 36 v i két hình tam giác vuông, K=48 i v i két hình tam giác cân. - γ là t tr ng ch t l ng ch a trong két (t/m 3). - I x x γ là Mô men m t thoáng ch t l ng (Free Surface Moment -MFS ) trong két ch a không y (t-m). - D là l ng giãn n c c a tàu. Trong th c t , ti n tính toán, ng i ta l p thành b ng tra s n tra mô men quán tính m t thoáng ch t l ng trong két ch a không y và cho giá tr b ng là giá tr l n nh t (Th ng cho trong Tank table) và cho giá tr l ng gi m chi u cao th v ng GG 0 do nh hng c a m t thoáng ch t l ng (Loss of G 0M by Free Surface Effect) Chú ý :- Các tr ng v t có tính di ng theo chi u ngang c a tàu khi tàu b nghiêng nh ư các v t treo, hàng hóa có tính di ng c ng làm nh h ưng n n nh c a tàu t ươ ng t nh ư nh h ưng c a các két ch a ch t l ng không y. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 60
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Chi u cao th v ng G 0M c tr ưng cho n nh ban u c a tàu. LOSS OF GoM BY FREE SURFACE EFFECT (UNIT IN M) Lpp = 122.90m Bm = 19.60m Dm = 13.2 m TANK NAME MAX. I S.G. MEAN DRAFT (m) & DISPLACEMENT (t) m 4 t/m 3 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 3611 4590 5582 6585 7598 FOR PEAK TANK 119.7 1.025 0.034 0.027 0.022 0.019 0.016 Bng 3.3: nh h ưng c a mô men m t thoáng t i GM Khi tàu b nghiêng do tác ng c a ngo i l c (sóng bi n ), mô men h i ph c càng l n thì tàu tr l i v trí cân b ng ban u càng nhanh. Ph thu c vào l n c a GM mà s xy ra hi n t ng sau : - Tàu b l c c ng (Stiff) : Chu k l c c a tàu nh (tàu l c nhanh). Tr ng h p này gây nh h ng n kh n ng c nh hàng hóa, nh h ng n s c kh e c a thuy n viên. Nguyên nhân do GM quá l n. C n ph i có bi n pháp nâng tr ng tâm c a tàu, qua ó làm gi m GM làm t ng chu k l c c a tàu. - Tàu b l c m m (Tender) : Chu k l c c a tàu dài, tàu l c ch m, m m m i. Nguyên nhân do GM nh . Tuy nhiên n u GM quá nh s d n n tàu l c quá m m, tính n nh ca tàu kém. T ó ta th y, khi tính toàn x p hàng c n ph i quan tâm n chi u cao th v ng GM sao cho v a m b o n nh l i v a m b o các y u t c n thi t khác . * M t s cách hi u ch nh chi u cao th v ng GM : + D ch chuy n hàng theo chi u th ng ng : Khi d ch chuy n m t kh i l ng hàng "w" i m t on "h" theo chi u th ng ng thì chi u cao th v ng thay i m t l ng là: w× h ∆GM = (3.27) D GM 0 khi hàng c d ch chuy n t cao xu ng th p. Tr ng h p tàu ã y hàng thì có th áp d ng ph ơ ng pháp i ch hai lô hàng có cùng th tích nh ng tr ng l ng khác nhau. Lúc ó w chính là chênh l ch tr ng l ng gi a hai kh i hàng còn h s là kho ng cách gi a tr ng tâm c a hai kh i hàng này. Tr ưng h p x p ho c d m t lô hàng có tr ng l ưng là "w" vào m t v trí nào ó thì chi u cao th v ng s thay i m t l ưng b ng: w× h ∆GM = (3.28) D ± w Trong ó: h là kho ng cách gi a tr ng tâm lô hàng v i tr ng tâm G c a tàu. L y d u (+) n u x p thêm; L y d u ( - ) n u d hàng. + B ơm x n c Ballast: Khi b ơm vào ho c x ra m t l ng n c Ballast có tr ng l ng "w" t n thì chi u cao Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 61
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng th v ng thay i m t l ng là : w  ∆d  ∆GM = × d ± − GM 1 − z1 (3.29) D ± w  2  Xét d u cho GM: Tr ng h p b ơm vào: N u z 1 0; N u z 1 > KG thì GM KG thì GM > 0. Trong ó : KG là chi u cao tr ng tâm tàu tr c lúc b ơm x Ballast. GM 1 là chi u cao th v ng ban u. Z1 là chi u cao tr ng tâm kh i n c. d là l ng thay i m n n c c a tàu sau khi b ơm x ballast. * Ki m tra n nh c a tàu thông qua chu k l c: Có th ki m tra chi u cao th v ng c a tàu thông qua chu k l c b ng công th c kinh nghi m sau:  K × B  2 GM =   (3.30)  T  Trong ó : T là chu k l c ngang c a tàu o b ng giây. B là chi u r ng c a tàu. K là h s kinh nghi m. K = 0.64 - 0.7 v i tàu hàng y t i. K = 0.74 - 0.8 v i tàu hàng nh t i K = 0.75 v i tàu ch g y t i. K = 0.76 - 0.86 v i tàu khách. Trong th c t , ti n cho vi c ki m tra GM c a tàu, trong các h s ơ tàu, ng i ta ã lp s n b ng ki m tra GM thông qua chu k l c c a tàu (Rolling Period Table). Công th c kinh nghi m nêu trên ch nên dùng khi không có y h sơ tham kh o c a tàu. Ví d : B ng Rolling Period Table c a tàu Gemini Forest ROLLING PERIOD TABLE T=2*C*B/ √ (GM) : GoM = (2*C*B/T)^2 C=0.373+0.023(B/d)-0.043(L/100) : L=Water Line Length (m) DRAFT (m) 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 Ts GoM 5.0 18.29 15.40 13.60 12.39 11.52 10.86 10.35 Bng 3.4: B ng chu k l c Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 62
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng i s vào b ng này là chu k l c và m n n c c a tàu ta s tra c giá tr G 0M bng. Sau ó nhân giá tr này v i h s th c nghi m ã tính s n cho tàu này là 0.573, ta s c G 0M th c t . b. n nh c a tàu góc nghiêng l n ( θ > 15 0) Ti các góc nghiêng l n, qu o tâm n i B không Mhp còn là m t cung tròn n a nên tâm nghiêng M không ph i là c nh. Do ó, ta không th dùng chi u cao th vng GM ánh giá n nh c a tàu. Ng i ta M . dùng ng cong cánh tay òn n nh t nh G 0Z ánh giá n nh c a tàu nh ng góc nghiêng l n. Fb θ T hình v ta có: G 0 Z on G 0Z bi u th cánh tay òn n nh c a tàu B khi tàu nghiêng m t góc . J Lúc ó, mô men h i ph c b ng: M hp = D x G 0Z K N P Trong ó G 0Z = KN - KJ Hình 3.18: n nh góc l n KJ = KG 0 x Sin . KN ng v i các góc nghiêng c tra trong h s ơ tàu t i b ng ng cong hoành giao (Stability Cross Curves) v i i s là l ng giãn n c. KG 0 là chi u cao tr ng tâm c a tàu ã xét n nh h ng c a m t thoáng ch t l ng. Lúc ó: G0Z = KN - KG 0 x Sin . (3.31) Dng ng cong G 0Z: Bưc 1 : Tính chi u cao tr ng tâm KG, (xét n nh h ng c a m t thoáng ch t l ng là KG 0). T l ng dãn n c tra vào Cross Curves Table ng v i các góc nghiêng xác nh KN. Bưc 2 : L p bi u tính v i các góc nghiêng: θθθ Sin θθθ KN KG 0. Sin θθθ G0Z 1 2 3 4= 2 -3 10 0.174 15 0.259 20 0.342 25 0.423 30 0.500 35 0.574 40 0.643 45 0.707 50 0.766 Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 63
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 60 0.866 75 0.966 90 1.000 Bưc 3 : D ng ng cong cánh tay òn n nh t nh. Bưc 4 : ánh giá n nh thông qua th (tính di n tích d i ng cong G 0Z). S d ng quy t c Simpson s 2: 0 3 * A(30 ) = a (GZ 1 + GZ 2 x 3 + GZ 3 x 3 + GZ 4) m-. (3.32) 8 = A(30 0) m-/57 03 (m-rad). (3.33) S d ng quy t c Simpson s 1: 0 a * A(40 ) = (GZ 1 + GZ 2 x 4 + GZ 3 x 2 + GZ 4 x 4 + GZ 5) m- . (3.34) 3 = A(40 0) m-/ 57 03 (m-rad). (3.35) 0 Trong ó a là kho ng chia theo hình 3.19 là 10 m t. GZ 1-5 là l n c a GZ t i các góc nghiêng 0 0,10 0,20 0,30 0,40 0. 0 0 b *A(30 – 40 ) = (GZ 4 + GZ 4' x 4 + GZ 5) m-. (3.36) 3 = A(30 0 – 40 0) m- / 57 03 (m-rad) (3.37) 0 Trong ó b là kho ng chia theo hình 3.19 có giá tr 5 m t. GZ 4, GZ4' , GZ 5 là l n ca GZ t i các góc nghiêng 30 0, 35 0, 40 0. Các di n tích khác có th tính t ơ ng t Ta c ng có th tính di n tích d i cánh tay òn GZ m t cách g n úng b ng cách tính các di n tích tam giác và hình thang. (Ví d di n tích gi a kho ng 20 0 và 40 0 là hình thang, di n tích còn l i tính theo di n tích tam giác). G 0 Z 5.0 4.0 3.0 A 2.0 GZ 5 G M 1.0 GZ 0 4 GZ 1 GZ 2 GZ GZ 3 4' b b 0 1a 10 a 20 a 30 40 50 57 03 60 70 80 90 Hình 3.19: ưng cong cánh tay òn n nh t nh. Tiêu chu n n nh IMO A.167: a. Di n tích d ưi cánh tay òn n nh ( ưng cong GZ) không nh h ơn 0,055 m-rad Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 64
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng tính n góc nghiêng 30 0 và không nh h ơn 0,090 m-rad khi tính t i góc nghiêng 40 0 ho c góc ng p n ưc n u góc này nh h ơn 40 o. Ngoài ra, ph n di n tích d ưi ưng cong GZ n m gi a góc nghiêng 30 o và 40 o ho c góc ng p n ưc n u góc này nh h ơn 40 o không ưc nh h ơn 0,030 m-rad. b. l n c a cánh tay òn GZ t i thi u ph i b ng 0,20 m t i góc nghiêng b ng ho c ln h ơn 30 o. c. Cánh tay òn n nh t nh GZ ph i t giá tr c c i t i góc nghiêng t t nh t là vưt quá 30 o nh ưng không ưc nh h ơn 25 o. d. Chi u cao th v ng ban u sau khi ã hi u ch nh nh h ưng c a m t thoáng ch t lng G oM không ưc nh h ơn 0,15 m. c. M t s bài toán liên quan n ưng cong GZ * Xác nh mô men nghiêng t nh l n nh t mà tàu có th ch u ng ưc: Do tác d ng c a ngo i l c, tàu b nghiêng ngang, GZ s GZ tng d n, mô men h i ph c 5.0 ca tàu c ng t ng d n. Khi 4.0 mô men h i ph c cân b ng C vi mô men nghiêng thì tàu 3.0 không nghiêng ti p n a . 2.0 Mng = M hp = D x GZ Nh v y Mô men nghiêng 1.0 lqd F E D ln nh t mà tàu có th ch u c s b ng D x GZ max . Trên th on giá tr GZ l n nh t trên tr c tung chính là A B giá tr GZ , còn hình chi u max 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 θ trên tr c hoành (t i im A) s cho giá tr góc nghiêng Hình 3.20: Xác nh góc nghiêng ng ln nh t mà t i ó Mô men h i ph c là l n nh t. * Xác nh góc nghiêng ng c a tàu khi ch u tác ng c a ngo i l c ng và góc nghiêng t nh khi ngo i l c ng v n gi nguyên: Ngo i l c ng là nh ng l c GZ có giá tr thay i: sóng bi n, 5.0 gió 4.0 Tác d ng c a ngo i l c ng C c tính b ng công do nó gây 3.0 ra. F E 2.0 D Tàu s không nghiêng ti p lqdmax na khi công c a mô men 1.0 nghiêng b ng v i công do mô men h i ph c sinh ra. M = M = D x l . ng hp q A T h s ơ tàu, ta tính c mô men nghiêng ng (c n c 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 θ Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, HìnhTT Ph 3.21:m XácV n Trnh mông, men TS nghiêng TT Nguy ng n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 65
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng vào l c ng). Mngd lq = D V cánh tay òn quy i l q c t ng cong t i E, ng v i góc nghiêng t nh trên tr c hoành. Tính công d a vào th . - Công c a mô men nghiêng ng là di n tích hình ch nh t ABDF. - Công c a mô men h i ph c là di n tích ABC. Hai di n tích này có ph n chung là di n tích ABDE. hai công này bng nhau thì di n tích AEF ph i b ng di n tích CDE. Dùng m t th c th ng d ch chuy n song song v i tr c tung cho n khi di n tích DCE bng di n tích AEF thì d ng l i. Giá tr góc nghiêng t i B chính là góc nghiêng ng. * Xác nh mô men nghiêng ng l n nh t mà tàu ch u ng ưc và góc nghiêng ng: Theo tính toán M ng = D x l q V y có mô men nghiêng ng l n nh t ta có th tìm cánh tay òn quy i l n nh t. T hình 3.21, dùng m t th c th ng d ch chuy n song song v i tr c hoành cho n khi di n tích AEF b ng v i di n tích ECD thì d ng l i. Ta s có giá tr l qmax trên tr c tung. Nhân giá tr l qmax v i D ta s có M ng max. im D là giao im c a l qmax v i ng cong GZ ng v i giá tr góc nghiêng ng l n nh t . 3.2.3. M n n c c a tàu 3.2.3.1. Cách bi u di n, cách c Th c m n n c c a tàu th ng c g n c hai bên m n tàu t i các v trí phía m i, gi a tàu, phía lái. Khi c m n n c ta ph i c c hai bên m n và sau ó l y giá tr trung bình m n nc m i, gi a, lái. Vi c làm này nh m hi u ch nh nghiêng ngang cho m n n c. + d'F P d'F S d' F = (3.38) 2 + d'M P d'M S d' M = (3.39) 2 + d' A P d' AS d'A = (3.40) 2 Tr ng h p có sóng to ho c gió thì khó c m n n c m t cách chính xác c hai m n. Khi ó ta có th ch n m t m n êm sóng, gió thu n ti n cho vi c c m n n c (ví d mn trái), còn m n kia s tính theo công th c: d s = d p x B.tg . C ng có th dùng m t ng nh a trong, cho vào bên trong ng m t phao ánh d u bng m t mi ng x p d c và th ng xu ng n c c nh v trí th c m n n c. Theo nguyên t c bình thông nhau, n c bi n s d n d n in vào trong ng nh a và s y d n mi ng phao x p bên trong ng lên cho n khi m c n c trong ng ngang b ng vi m c n c bi n. Khi ó vi c c m n n c s d dàng vì m c n c trong ng s n nh, không dao Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 66
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng ng. Ngoài ra có th c m n n c m c cao, th p nhi u l n và l y trung bình ho c ch n th i im n c l ng gi a các t sóng c m n n c. 3.2.3.2. M t s tính toán v m n n ưc a. Quan h gi a t tr ng n ưc bi n và m n n ưc c a tàu Theo nh lu t Acsimet, khi tàu n i cân b ng t i m t m n n c nào ó, l c y c a nc tác d ng vào tàu s cân b ng v i l ng dãn n c c a tàu, úng b ng tr ng l ng ca kh i n c mà tàu chi m ch. Gi th tích c a tàu là V, t tr ng n c là γ lúc ó ta có l c y c a n c là: Fw = V x γ Khi tàu n i cân b ng, l c y c a n c cân b ng v i l ng dãn n c c a tàu: D = V x γ Ti vùng n c có t tr ng γ1 th tích chi m ch c a tàu là V 1. Khi ó D = V 1 x γ1 Ti vùng n c có t tr ng γ2 th tích chi m ch c a tàu là V 2. Khi ó D = V 2 x γ2 Nh v y : V1 x γ1 = V 2 x γ2 V 1 γ 2 Hay có th vi t nh sau: = V 2 γ 1 Do th tích ngâm n c c a tàu t l v i m n n c nên ta có: d1 γ 2 ≈ (3.41) d 2 γ 1 Nh n xét : M n n ưc c a tàu t l ngh ch v i t tr ng n ưc bi n mà tàu ho t ng. * Tính toán l ng hi u ch nh n c ng t (Fresh Water Allowance- FWA): ây là chênh m n n c c a tàu gi a hai vùng n c bi n (t tr ng 1,025 T/m 3) và n c ng t (t tr ng 1,000 T/m 3). FWA (mm) = 25 d SW . (3.42) 3 Trong công th c trên d SW là m n n c bi n t tr ng 1,025 T/m tính b ng mét và có th dùng cho m n n c b t k . Ti m n n c y t i ho c g n y t i FWA có th tính qua công th c sau: SummerDisp lacement (D) FWA (mm ) = (3.43) 4TPC Lưu ý: Trong các h s ơ tàu, nói chung thông s FWA (t i m n n ưc mùa hè) u ưc tính và cho s n trong Capacity Plan ho c cho trong các h s ơ khác nh ư Loading Manual, Loading and Stability Information Booklet Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 67
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng * Tính l ng hi u ch nh n c l (Dock Water Allowance-DWA): Lng hi u ch nh n c l chính là chênh l ch gi a m n n c c a tàu khi ho t ng ti vùng n c l (có t tr ng nh h ơn 1.025 T/m 3) v i vùng n c bi n (có t tr ng 1.025 T/m 3). Lng hi u ch nh n c l c tính theo công th c sau: FWA × (1025 − γ ) DWA (mm ) = (3.44) 25 Trong ó γ là t tr ng n c l nhân v i 1000. Công th c này ch áp d ng i v i m n n c b ng ho c g n b ng m n n c mùa hè . b. Tính hi u s m n n ưc : d W G’ G WL B d W G’ G B’ B Hình 3.22: Mô men chúi Xét t u tr ng thái cân b ng m i lái thì G và B n m trên m t ng th ng ng. N u ta t m t tr ng v t phía sau tr ng tâm tàu thì tr ng tâm t u d ch chuy n t G t i G’ nh mô t hình 3.22. Tr ng l c tác ng qua G’ t trên xu ng d i và l c n i tác ng qua B t d i lên trên. Tr ng l c và l c n i t o nên m t ng u l c có tác d ng làm cho tàu có khuynh h ng chúi v phía lái nh trong hình v . Mômen chúi do ng u l c t o ra ph thu c vào l n c a kho ng cách ng n nh t gi a hai l c tác d ng (Kho ng cách Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 68
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng BG’ c tính theo tr c d c t u). Khi t u có khuynh h ng chúi v lái thì ph n ng p n c phía lái nhi u h ơn d n t i tâm ni c a tàu c ng d ch chuy n v phía lái sao cho B’ n m trên ng th ng ng v i G’ thì tàu xác l p m t tr ng thái cân b ng m i. Xét theo h quy chi u g n v i thân tàu Oxyz, c p ng u l c "tr ng l c-lc n i" ã t o ra mô men chúi M c = P x GB. Hay có th bi u di n là : Mc = D x (LCG - LCB). Ti m t m n n c nh t nh, hi u s m n n c m i lái (t) t l v i mô men gây chúi. Giá tr mô men làm thay i 1cm hi u s m n n c (MTC) ho c 1 inch hi u s m n nc (MTI) c cho trong h s ơ tàu ( b ng th y t nh ho c th c tr ng t i). Mc = MTC x t. D x (LCG - LCB) = MTC x t D × (LCG − LCB ) t = (m) (3.45) MTC ×100 D × (LCG − LCB ) t = (ft) (3.46) MTC ×12 Trong ó: D: là l ng giãn n c c a tàu. LCB: là hoành tâm n i tra trong b ng th y t nh v i i s là D . MCTC: là mô men làm thay i 1cm hi u s m n n c tra trong b ng th y tnh v i i s là D. LCG c tính theo công th c: Dls × LCG ls + ∑ Pi × LCG i LCG = (3.47) D Nh n x ét : Tàu s chúi lái n u G n m phía sau B và s chúi m i n u G n m phía tr ưc B . c. Xác nh m n n ưc m i lái * Xác nh m n n ưc m i lái b ng tính toán : Tính l ng dãn n c: D = D 0 + D c + D st + D Ballast + Const. T D vào b ng th y t nh ta tra c m n n c t ơ ng ơ ng v i D là d eqv và LCB. Tính toán LCG và t: Dls × LCG ls + ∑ Pi × LCG i LCG = D D × (LCG − LCB ) t = (m) MTC ×100 D × (LCG − LCB ) t = (ft) MTI ×12 Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 69
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Thu tr c m i Thu tr c lái A LCF t M F dA B c d dF L.B.P Hình 3.23: Hi u ch nh m n n ưc m i lái Xét hình 3.23 ta tính c m n n c t i các ng vuông góc m i, lái nh sau:  LBP  t ∆dA = AM = FM ×tg ϕ =  − LCF ×  2  LBP Xét m t cách t ng quát thì  LBP  t ∆dA =  ± LCF × (3.48)  2  LBP Chú ý : L y d u (+) khi F n m tr ưc m t ph ng s ưn gi a; L y d u (-) khi F n m phía sau m t ph ng s ưn gi a. Do ó: d A = d eqv ± dA (L y d u (+) khi tàu chúi lái; L y d u (-) khi chúi m i).  LBP  t dA = deqv ±  ± LCF × (3.49)  2  LPB dF = dA ± t (3.50) Trong công th c tính d F ta ly du (-) khi tàu chúi lái; L y d u (+) khi tàu chúi m i. * Xác nh m n n ưc c a tàu bng th xác nh m n n ưc m i lái: th m i lái bi u th m i quan h gi a l ng giãn n c, mô men i v i m t ph ng sn gi a và m n n c t i ng th y tr c phía tr c và phía sau c a tàu Khi tàu có hi u s m n n c c ng nh l ng giãn n c l n thì áp d ng th này xác nh m n n c m i lái chính xác h ơn so v i cách dùng b ng Cu t o th : Tr c hoành bi u di n t ng mô men t nh M x v i m t ph ng s n gi a Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 70
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Tr c tung cho giá tr m n n c d ho c l ng giãn n c D. Cách s d ng: T m n n c m i lái hi n t i ta a vào th xác nh c m t im trên m ng li th . T im này ta gióng sang ngang và th ng xu ng s có giá tr l ng giãn nc và mô men i v i m t ph ng s n gi a tr ng thái hi n t i. L ng giãn n c và mô men c a tàu tr ng thái sau khi x p c tính b ng t ng các giá tr l ng giãn n c và mô men hi n t i v i tr ng l ng, mô men b sung. T giá tr mô men i v i tr ng thái sau khi x p d thêm ta xác nh c im th hai. T im th hai này ta xác nh ng c l i s có m n n c m i lái c a tàu sau khi x p d m t vài kh i l ng nào ó. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 71
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.24: th xác nh m n n ưc m i lái Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 72
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng d. Hi u ch nh m n n ưc m i lái * Hi u ch nh m n n ưc m i lái b ng tính toán: - D ch chuy n m t l ưng hàng có tr ng l ưng w theo chi u d c tàu: Khi d ch chuy n hàng theo chi u d c tàu, s t o ra mô men gây chúi M c = w x l. Mô men này s t o ra m t s thay i v hi u s m n n c là: Mc w× l t = ; Hay t = (3.51) MTC MTC Trong ó w là kh i l ng hàng d ch chuy n; l là kho ng cách d ch chuy n. Khi d ch chuy n hàng, tàu s quay quanh tâm F cho n khi cân b ng t i m n n c mi, lái m i. Cng t hình v 3.23 ta có:  LBP  ∆t  1 LCF  ∆dA =  ± LCF × = ∆t × ±  (3.52)  2  LBP  2 LBP  Ly d u (+) n u F n m phía tr ưc m t ph ng s ưn gi a; L y d u (-) n u F n m phía sau m t ph ng s ưn gi a. dF = t - dA (3.53) Lúc ó m n n c m i lái m i s là: dA mi = dA c ± dA (3.54) dF mi = dF c ± dF (3.55) Chú ý : l y d u (+) hay (-) i v i ∆dA và ∆dF là tu theo chi u d ch chuy n hàng hóa. - Xp m t l ưng hàng có tr ng l ưng v a ph i: Lô hàng có tr ng l ng v a ph i có ngh a là lô hàng mà khi x p xu ng ho c d lên s ch làm cho m n n c c a tàu thay i m t vài cm. Trong tr ng h p này, các giá tr TPC, MTC, LCF ch thay i m t l ng r t nh , có th coi nh v n gi nguyên. Ta có th tính toán theo hai b c sau: + B c 1: Gi nh x p lô hàng có tr ng l ng w lên tàu t i v trí tâm m t ph ng ng n c F. Khi ó không có s thay i hi u s m n n c mà tàu ch b t ng u mn m t l ng b ng: w ∆d = (3.56) TPC + B c 2: D ch chuy n lô hàng n v trí d nh x p hàng. Khi ó ta ti n hành tính toán nh v i bài toán d ch chuy n hàng trên. Ta có: w×l ∆t = MTC l: kho ng cách t v trí d nh x p hàng t i tâm F.  LBP  ∆t ∆dA =  ± LCF ×  2  LBP Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 73
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng ∆dF = ∆t − ∆dA Mn n c m i lái m i s là: dAm i = d Ac + d ± dA (3.57) dFm i = d Fc + d ± dF (3.58) Chú ý : - L y d u (+) hay (-) là tu thu c vào v trí x p lô hàng. - Tr ưng h p d hàng c ng làm t ươ ng t , tuy nhiên ta ph i tr i giá tr ∆d. * Hi u ch nh m n n ưc m i lái b ng b ng tính s n: Ta có th s d ng b ng (Trimming Table - Loading Weight 100 tons) ho c th c bi n i m n n c m i lái khi x p (d ) 100 t n hàng. 3.2.3.3. Bài t p - Xác nh mn n c c a tàu b ng tính toán. - Xác nh m n n c c a tàu b ng b ng tính s n. 3.2.4. Ki m tra s c b n d c thân tàu 3.2.4.1. Ki m tra s c b n c c b Sc b n c c b ây có th hi u là kh n ng ch u ng c c a k t c u sàn h m hàng ho c sàn boong, n p h m hàng khi ta x p hàng t i các v trí ó. Thông th ng, trong h s ơ tàu, ng i ta th ng cho các giá tr v t i tr ng ph (Deck load Capacity ho c Tank top Strength ho c Design Load) c a sàn h m, sàn boong, n p hm hàng ti n tham kh o cho vi c ki m tra khi x p hàng. Ví d : T i tr ng thi t k (Design Load) c a tàu "Gemini Forest" nh sau: - Sàn h m: 10 t/m 2 - Boong trung gian: 3.9 t/m 2 Khi x p hàng, chúng ta c n quan tâm n s c ch u sàn h m tránh v t quá s c ch u. Hàng x p c g ng dàn u tránh t p trung ng su t (Tr ng l ng t i a có th x p vào mt h m c cho trong h s ơ tàu ho c có th tính b ng di n tích sàn h m nhân v i t i tr ng thi t k sàn h m). Tr ng h p x p hàng n ng nh s t cu n, máy bi n th thì ph i có bi n pháp chèn lót bng v t li u thích h p ( ví d g kê d y và dài ) sao cho có th dàn u l c nén c a hàng, không v t quá s c ch u thi t k . 3.2.4.2. Ki m tra s c b n d c thân tàu b ng ph ươ ng pháp tính toán Ki m tra s c b n d c thân tàu là ti n hành ki m tra lc c t (Shearing Force) và mô men u n (Bending Moment) t i các m t c t ngang c a tàu ng vi các tr ng thái sóng bi n khác nhau. Nh óm tác Still gi Water: TS, TT inh Xuân M Hoggingnh, TT Ph Wavem V n Tr ng, TSSagging TT Nguy Wave n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 74
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.25: Các tr ng thái sóng bi n c trưng - Tàu n m trên m t n c yên l ng (Still Water) - Tàu n m trên nh sóng (Hogging) - Tàu n m trên b ng sóng (Sagging) ki m tra s c b n d c thân tàu (Longitudinal Strength) ng i ta s tính toán l c c t và mô men u n trên m t n c yên l ng, sau ó v th l c c t, mô men u n và so sánh các giá tr này v i giá tr cho phép theo thi t k c a tàu. N u giá tr tính c n m trong kho ng cho phép thì ph ơ ng án t i tr ng là t yêu c u. Vi m i con tàu, ng i ta s ch n m t s m t c t quan tr ng (t i các sn tàu - Frame No.) và tính s n các giá tr cho phép i v i l c c t (SF) và mô men u n (BM) các iu ki n "Ocean going" và "In Harbour", ng th i l p các bi u tính m u cho trong h s ơ tàu ti n tính toán. Cách tính l c c t (SF- Shearing Force) và Mô men u n (BM-Bending Moment) t i mi m t c t nh sau: SF = W - B (3.59) BM = M w - M b (3.60) Trong ó : W : là tr ng l ng t i m t c t B : là l c n i t i m t c t Mw: là mô men u n gây ra b i tr ng l ng ( i v i m t c t). Mb: là mô men u n gây ra b i l c n i ( i v i m t c t). W = W l + W d (3.61) Mw = M wl + M wd (3.62) Trong ó: Wl : là tr ng l ng t i m t c t trong iu ki n tàu không. Wd : là tr ng l ng c a các t i tr ng thay i (không bao g m tr ng l ng tàu không). Mwl : là mô men u n b i tr ng l ng trong iu ki n tàu không. Mwd : là mô men u n b i các t i tr ng thay i (không bao g m tr ng l ng tàu không). * ưng vuông góc m i (FP) ho c ưng vuông góc lái (AP) là ưng c ơ s cho vi c tính mô men. Khi ó : SF = W d + (W l - B) (3.63) BM = M wd + (M wl - M b) (3.64) Ng i ta t S n = (W l - B), Bn = (M wl - M b) Các giá tr S n, B n c tính s n và l p thành b ng i v i t ng m t c t (Frame No) ã ch n s n ki m tra và cho trong h sơ tàu d a trên c ơ s là l ng giãn n c. Các giá tr W d và M wd s c tính b i S quan c a tàu theo bi u tính ã cho trong h sơ tàu v i các giá tr t i tr ng th c t t i các m t c t (Frame No) ch n s n. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 75
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Sau khi tính c SF và BM v i m i m t c t, so sánh v i các giá tr l c c t và mô men un cho phép ng th i ti n hành v th SF và BM. Giá tr mô men u n và l c c t cho phép c cho trong h s ơ tàu (Allowable Value) . N u SF và BM n m trong kho ng cho phép thì ph ơ ng án t i tr ng là t yêu c u. Ví d i v i tàu Gemini Forest: Bending Moment (KN-M) Shearing Force (KN) 300.000 20.000 200.000 10.000 100.000 BM (+) SF (+) 0 0 BM (-) SF (-) -100.000 -10.000 -200.000 -20.000 -300.000 AE AP Fr. 27 Fr.53.81 Fr.105 Fr.124.04 Fr.161 FP FE Gi i h n cho phép c a mô men u n BM. (+): Hogging; (-): Sagging Gi i h n cho phép c a l c c t SF. (+): Hogging; (-): Sagging Hình 3.26: th BM và SF Chú ý : Có hai gi i h n cho SF và BM là "Ocean going" và "In Harbour". Ta nên so sánh giá tr SF và BM tính ưc v i gi i h n "Ocean going" m b o an toàn cao . ALLOWABLE VALUE (OCEAN GOING) OCEAN GOING ALLOWABLE BENDING ALLOWABLE SHEARING Cp MOMENT (MS) FORCE (FS) MAX MIN MAX MIN (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) FR. 27 13000 -13000 0.3 L 278000 -105000 FR. 53.81 Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 76
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng FR. 105 13000 -13000 0.7 L 278000 -105000 FR. 124.04 FR. 161 13000 -13000 ALLOWABLE VALUE (IN HARBOUR) HARBOUR ALLOWABLE BENDING ALLOWABLE SHEARING Cp MOMENT (MS) FORCE (FS) MAX MIN MAX MIN (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) FR. 27 15885 -16108 0.3 L 469911 -311770 FR. 53.81 FR. 105 16212 -16212 0.7 L 469911 -311770 FR. 124.04 FR. 161 15738 -15541 Bng 3.5: Giá tr mô men u n và l c c t cho phép trên m t n ưc yên l ng 4.2.4.3. Ki m tra s c b n d c thân tàu b ng bi u ng su t (Stress Diagram) Bi u này dùng ki m tra mô men u n c a tàu . Mx Tr c tung bi u th m t n a t ng s h c mô men c a các t i tr ng thay i ( ) i 2 vi m t ph ng s n gi a. Tr c hoành bi u th tr ng t i c a tàu. ng 1-1 bi u di n các giá tr mô men u n trên m t n c yên l ng. ng 2-2 bi u di n các giá tr c a mô men u n nh sóng. ng 3-3 bi u di n các giá tr mô men u n b ng sóng. Các ng 4-4 và 5-5 là gi i h n trên và d i c a mô men u n cho phép. Mx T giá tr DWT và ta tra vào bi u s c m t im (A). 2 - N u im A n m trên ng 1-1 thì ph ơ ng án t i tr ng c a ta là t i u, tàu không võng không n. - Khi im A n m phía trên ng 1-1 thì tàu b n (Hogging), còn khi im A n m phía d i ng 1-1 thì tàu b võng (Sagging). - N u im A n m trong vùng xanh (Green Band) thì ph ơ ng án t i tr ng là cho phép tuy nhiên c n ph i m b o vi c tiêu th nhiên li u, n c ng t trong khi hành trình s không làm cho im A di chuy n ra kh i vùng xanh. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 77
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - N u im A n m t i vùng vàng (Yellow Band) thì ph ơ ng án t i tr ng c a tàu không tt. Tàu s b n nhi u (Hogging) n u im A n m gi a ng 2-2 và 4-4. Nguyên nhân là do hàng c phân b nhi u hai u m i và lái . Khi ó c n iu ch nh hàng t hai u v g n m t ph ng s n gi a a im A vào vùng xanh. Tàu s b võng nhi u (Sagging) n u im A n m gi a ng 3-3 và 5-5. Nguyên nhân do hàng c phân b nhi u gi a tàu. Khi ó c n ph i iu ch nh hàng t gi a tàu ra hai u a im A vào vùng xanh. - Vùng (Red Band) là các vùng nguy hi m. Giá tr mô men u n ã v t quá gi i hn cho phép, khi ó ph i ti n hành x p x p l i s ơ hàng hóa. Mx 2 4 2 Red Band Y.B Hogging 1 A Mx 3 2 Gr een 4 Band Y.B 5 2 Red Band 1 Sagging 3 5 Dwt Dwt H ình 3.27: Bi u ng su t. 3.3. S ơ x p hàng tàu hàng khô 3.3.1. nh ngh a Sơ hàng hóa tàu hàng khô là b n v bao g m các m t c t d c, ngang và ng c a tàu, trên ó có th hi n các thông s nh lo i hàng, s l ng, tr ng l ng, th tích, v trí ca hàng, c ng x p hàng, c ng tr hàng Tu theo yêu c u, s ơ hàng hóa còn có th ph i bao g m c trình t x p (tr ) hàng m b o s c b n thân tàu, m b o m n n c và hi u s m n n c. M n n c khi tàu kh i hành t i c ng x p và m n n c khi tàu n c ng d hàng c ng c n thi t ph i th hi n trong s ơ hàng hóa. Có th dùng các màu s c, ký hi u khác nhau th hi n các lo i hàng hóa khác nhau trong s ơ hàng hóa. 3.3.2. Các yêu c u c a s ơ x p hàng Mt s ơ x p hàng tàu hàng khô ph i b o m các yêu c u sau: - T n d ng h t dung tích và tr ng t i c a tàu (Full and Down). - m b o n nh và hi u s m n n c. - m b o s c b n c c b và s c b n d c thân tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 78
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - m b o tính ch t c ơ lý hóa c a hàng, m b o th t x p x p và tr hàng t i các cng. 3.3.2.1. X p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i c a tàu (Full and Down) Xp hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i c a tàu ngh a là i gi i bài toán sao cho có th tìm c l ng hàng hóa x p lên tàu tho mãn các iu ki n sau: - T ng tr ng l ng hàng hóa x p lên tàu b ng tr ng t i thu n tuý ch hàng c a tàu. - T ng th tích hàng hóa x p lên tàu b ng th tích ch a hàng c a tàu. P1 + P2 + P3 + + Pm = Dc  (3.65) V 1 +V 2 +V 3 + +Vm = Vh Gi h s x p hàng c a tàu là . 3 3 Gi th tích ch a hàng c a tàu là V h (m , Ft ). Gi tr ng ti thu n tuý ch hàng c a tàu là D c (T). Khi ó : Vh = (m 3/T, Ft 3/T) (3.66) Dc Gi h s x p riêng c a hàng hóa là SF (Stowage Factor). Gi th tích c a hàng là V. Tr ng l ng c a hàng hóa là P. Khi ó : V SF = (m 3/T, Ft 3/T) (3.67) P Xét v m t lý thuy t, n u không tính n h s r ng c a h m hàng khi x p hàng thì s xy ra các tr ng h p sau ây: - SF = : Khi ó ph ơ ng án x p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i. - SF : Khi ó ph ơ ng án x p hàng ch t n d ng h t dung tích mà không t n d ng ht tr ng t i (hàng x p lên tàu là hàng nh ). Nh v y xét t ng quát thì iu ki n x p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i tàu là: - Khi tàu ch m t lo i hàng thì SF = - Khi tàu ch nhi u lo i hàng thì hàng hóa ph i bao g m c hàng n ng và hàng nh , có c hàng b t bu c ph i ch và hàng t ch n ng th i ph i tho mãn h ph ơ ng trình: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 79
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng ∑ Pn + ∑ Pnh = Dc  (3.68) Pn.SF n + Pnh .SF nh = Vh Trong ó: Pn là tr ng l ng hàng n ng; P nh là tr ng l ng hàng nh . SF n là h s x p riêng c a hàng n ng; SF nh là h s x p riêng c a hàng nh . Chú ý : Trong th c t c n tính n h s r ng cho phép c a h m hàng khi x p hàng. * Gi i bài toán x p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i tàu b ng ph ươ ng pháp tính toán: Ta i gi i h ph ơ ng trình: Pn + Pnh = Dc  Pn.SF n + Pnh .SF nh = Vh Trong h ph ơ ng trình này, ta c n tìm tr ng l ng c a hàng n ng và hàng nh (P n, Pnh ), các thông s khác nh SF n, SF nh , D c, V h ã bi t ho c có th tính tr c c. T h ph ơ ng trình ta có: Vh − Pnh .SF nh Pn = (3.69) SF n Trong ó: Pnh = Dc − Pn (3.70) Khi có nhi u lo i hàng thì ta ph i so sánh SF c a chúng v i c a tàu tìm ra hàng nng và nh , sau ó l y trung bình SF tbn và SF tbnh , chuy n sang gi i h ph ơ ng trình hai n ta s tìm c P tbn , P tbnh . Làm nh v y cho n khi gi i c k t qu cu i cùng. Ví d Có 4 lo i hàng có h s x p riêng là SF 1<SF 2<<SF 3<SF 4. Ta c n ph i tính P 1, P 2, P 3, P 4. Th t tính toán nh sau: 1 1 SF tbn = (SF 1+SF 2); SF tbnh = (SF 3 + SF 4) 2 2 1 1 Ptbn = (P 1 + P 2 ) ; P tbnh = (P 3 + P 4) 2 2 Ta i gi i h ph ơ ng trình: Pn + Pnh = Dc  Ptbn .SF tbn + Ptbnh .SF tbnh = Vh Ta rút ra: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 80
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Vh − Ptbnh .SF tbnh Ptbn = SF tbn Trong ó: Ptbnh = Dc − Ptbn Sau khi tính c P tbn , P tbnh ta l i l p các h ph ơ ng trình hai n tính P 1, P 2, P 3, P 4. P1 + P2 = Ptbn  (*) P .1 SF 1 + P .2 SF 2 = Ptbn .SF tbn P3 + P4 = Ptbnh  ( ) P .3 SF 3 + P .4 SF 4 = Ptbnh .SF tbnh Gi i hai h ph ơ ng trình (*) và ( ) s cho ta các giá tr P 1, P 2, P 3, P 4. * Gi i bài toán t n d ng dung tích và tr ng t i b ng ph ươ ng pháp th : V th c ch t c ng là i gi i h ph ơ ng trình: ∑ Pn + ∑ Pnh = Dc  Pn.SF n + Pnh .SF nh = Vh th s c xây d ng v i tr c tung là V h, Tr c hoành là D c. Vh Dng on th ng OM có h s góc tg = = . ( im M có to b ng D c và V h). Dc V các ng bi u th SF i Khi ó các hàng n ng s có SF n m phía d i ng OM . Các hàng nh s có SF n m phía trên ng OM. Bng cách k song song v i m t trong các SF n ng ho c nh , ta s có giao im c a on song song này v i m t trong các SF (ví d là im A theo hình 3.28). Dóng t im giao nhau ó sang hai tr c to , ta s có các V i và P i. Vh 3 3 M (m , Ft ) SF nh Vnng SF nng V A nh O P nng Pnh D (T) c H ình 3.28: T n d ng dung tích và tr ng t i b ng th 3.3.2.2. X p hàng m b o n nh m b o n nh cho tàu, khi x p hàng ta ph i tuân theo nh ng nguyên t c c ơ b n di ây: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 81
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - X p hàng n ng xu ng d i, hàng nh lên trên. - Khi tàu có hai boong thì có th x p hàng theo t l v tr ng l ng là: Hm áy/Boong gi a/Boong trên = 6/3/1 - Khi tàu có m t boong, hàng x p trên boong không c v t quá 30% t ng lng hàng trên tàu ( i v i các tàu ch g chuyên d ng ho c tàu Container thì t l này có th cao h ơn ho c theo các nguyên t c riêng). - Sau khi phân hàng xong ph i ki m tra tính toán GM, ánh giá n nh theo các tiêu chu n n nh t ơ ng ng v i lo i tàu m b o r ng n nh c a tàu là tho mãn. 3.3.2.3. X p hàng m b o tính ch t c ơ lý hóa Nh ng nguyên t c sau ây c n c quan tâm m b o tính ch t c ơ lý hóa c a hàng: - Tìm hi u k c tính c a hàng hóa tr c khi x p d . - Không x p nh ng hàng thu c các nhóm k nhau g n nhau ho c chung m t h m. - Hàng hóa có tính ch u va p, ch u nén, ho c có bao bì ch c ch n c x p xu ng di hàng hóa d v ho c có bao bì y u. - Các ki n hàng l n, bao bì c ng nên x p nh ng h m r ng, vuông v c. Nh ng hàng hóa ki n nh , bao bì m m có th x p t i nh ng n ơi h p. - Hàng d v , bao bì y u nên x p nh ng n ơi ti n l i cho công tác x p d , có chèn lót phù h p. - Nh ng hàng hóa d b h ng vì m t ph i x p nh ng n ơi ti n thông gió, tránh nh ng khu v c d m hôi. - Nh ng lo i hàng hóa d b h h ng b i nhi t cao thì ph i tránh nh ng khu v c có ngu n nhi t nh vách bu ng máy. - Hàng hóa s l nh thì mùa ông không c x p trên boong. - i v i hàng nguy hi m ph i quan tâm n các quy nh v v n chuy n hàng nguy hi m trong IMDG-Code, tìm hi u b ng tách bi t hàng nguy hi m có bi n pháp ng n cách, b o qu n phù h p. N ơi x p hàng nguy hi m ph i c l a ch n m b o x p d c thu n ti n, d dàng và có th x p hàng nguy hi m sau cùng mà l i d c tr c tiên. - Ph i có y v t li u chèn lót và thi t b ch ng bu c phù h p. 3.3.2.4. X p hàng m b o s c b n d c và s c b n c c b a. m b o s c b n d c: m b o s c b n d c thân tàu khi x p hàng thì giá tr tính toán mô men u n và l c ct ph i n m trong kho ng cho phép. N u ta tính toán phân b hàng hóa và các thành ph n tr ng l ng khác trên tàu u su t chi u dài thân tàu thì s m b o c s c b n Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 82
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng dc thân tàu. Ph ơ ng pháp x p hàng theo t l dung tích s m b o c s c b n d c thân tàu. Theo ph ơ ng pháp này, hàng hóa s c phân xu ng t ng h m hàng theo t l dung tích c a chúng i v i t ng dung tích ch a hàng c a tàu. Gi dung tích ch a hàng c a tàu là V h Gi dung tích ch a hàng c a h m hàng th i là V hi Gi tr ng t i ch hàng c a tàu là D c Gi tr ng l ng hàng phân xu ng h m hàng th i là P i Khi ó: = Vhi × Pi Dc (3.71) Vh Do ph ơ ng pháp này th ng không tho mãn c yêu c u v hi u s m n n c nên sau khi phân hàng xu ng t ng h m, n u th y không tho mãn v hi u s m n n c thì có th iu ch nh l ng hàng trong các h m hàng (trong kho ng 10% tr ng l ng hàng c a tng h m) mà không làm nh h ng l n n s c b n d c thân tàu. Trong th c t , ng i ta thng tính toán s n xem t ng h m hàng m t trên tàu chi m bao nhiêu ph n tr m t ng dung tích ch a hàng c a tàu. Khi x p hàng ch vi c nhân các ph n tr m này v i l ng hàng, ta s c l ng hàng cho t ng h m. Ví d :Tàu A có 2 h m hàng v i dung tích là: H1 = 8000 m 3 H2 = 12000 m 3 Tng dung tích ch hàng c a tàu là Vh = 20.000 m 3 Khi ó t l dung tích t ng h m s là: 8000 H1 = ×100 % = 40 % 20000 12000 H 2 = ×100 % = 60 % 20000 Mu n phân l ng hàng là 9000 t n xu ng các h m thì ta làm nh sau: H1 = 40 % × 9000 = 3600 T H 2 = 60 % × 9000 = 5400 T b. m b o s c b n c c b : Sau khi ã tính toán phân hàng xu ng các h m hàng thì c n ph i ki m tra xem tr ng lng hàng này có v t quá t i tr ng t i a cho phép c a h m hàng không. N u không vt quá thì ph ơ ng án là t yêu c u. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 83
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Pi P max Ti tr ng t i a cho phép i v i t ng h m hàng th ng c cho trong h s ơ tàu ho c có th tính toán nh sau: Pmax = S x P kt (3.72) Trong ó: - P max là t i tr ng t i a cho phép. 2 - P kt là t i tr ng ph tính b ng T/m c a v t li u làm sàn h m hàng.Giá tr này c ng c cho trong h s ơ tàu. - S là di n tích sàn h m hàng (m 2). Giá tr này có trong h s ơ tàu ho c có th o tr c ti p. 3.3.2.5. Bài t p 3.4. Th t l p s ơ x p hàng Sơ hàng hóa có th c l p theo các b c sau ây: Bc 1: Chu n b và t p h p y các thông s , tài li u c n thi t c a tàu, các bi u bng, h s ơ tàu ph c v cho vi c tính toán hàng hóa nh : các kích th c ch y u c a tàu, su t tiêu hao nhiên li u, h s ơ tàu (Loading and Stability Information Booklet, Loading Manual ), b ng th y t nh, b ng tra két (n c ng t, ballast, d u ), dung tích h m hàng cng nh các bi u b ng khác. Bc 2: Tìm hi u các y u t liên quan n công tác hàng hóa trong chuy n i nh : Ni dung c ơ b n c a h p ng thuê tàu, các iu kho n liên quan n hàng hóa và làm hàng (l ng hàng theo h p ng, tên, ch ng lo i hàng hóa ), tên c ng x p, c ng d ( xác nh tuy n ng và quãng ng tàu ch y), nh m c x p d t i các c ng, nh ng ch d n v v n chuy n, b o qu n hàng hóa, nh ng gi i h n có th có (gi i h n v m n nc t i c ng x p, c ng d ho c gi i h n v ph ơ ng ti n x p d , chi u cao m n khô t i a ). Nh ng y u t trên s c tìm hi u trong "H ng d n chuy n i c a Ch tàu ho c Ng i thuê tàu - Sailing Instruction". Ngoài ra tình hình th i ti t, vùng, mùa tàu ho t ng c ng ph i c tìm hi u k càng. Bc 3: Tính th i gian chuy n i và l ng d tr . T tên c ng x p và c ng d , ta có th thi t k tuy n ng cho tàu và qua ó xác nh c quãng ng tàu ch y. - Tính th i gian chuy n i: tch .d = tch + td (3.73) vi: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 84
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng S tch = × ()1+ kb + tqt (3.74) 24 × v Dx Dd td = + + tdt (3.75) Mx Md Trong ó: tch. : Th i gian chuy n i. tch : Th i gian tàu ch y. t : Th i gian tàu . tqt : Th i gian quay tr (th ng l y b ng 10% c a S/24.v) tdt : Th i gian d tr . S : Quãng ng tàu ch y (N.M). v : V n t c tàu (Knots). kb: H s bão ( l y k b = 0.3 i v i nh ng vùng có 45% th i gian trong n m tr lên có bão; k b= 0.2 i v i nh ng vùng có t 25% n 45% th i gian trong n m có bão; k b= 0.15 i v i nh ng vùng có ít h ơn 25% th i gian trong n m có bão). Dx , D d : L ng hàng x p, l ng hàng d . Mx , M d : nh m c x p, nh m c d . - Tính l ưng d tr : Cn c vào th i gian chuy n i, su t tiêu hao nhiên li u c ng nh tiêu hao n c ng t, lơ ng th c th c ph m l y y l ng d tr cho tàu. Bc 4: Tính toán l ng hàng phân b xu ng các h m hàng sao cho t n d ng h t dung tích và tr ng t i, ho c phù h p v i yêu c u x p hàng t i a c a h p ng thuê tàu, t hi u qu kinh t cao. L ng hàng x p trên t u ph i tho mãn các yêu c u ra c a chuy n i nh h n ch v vùng mùa khai thác (tho mãn yêu c u c a load line Convention) có xét t i tác ng c a hi n t ng u n võng, m n n c c a các c ng i và cng n có xét t i tác ng c a t tr ng n c t i các c ng, s c ch a c a h m hàng, yêu cu c a h p ng. Bc 5: Tính toán và ki m tra n nh, m n n c và hi u s m n n c, s c b n thân tàu t i c ng x p. tính toán c ng nh ki m tra n nh t u xem mc 3.2.2. tính m n n c xem mc 3.2.3, tính s c b n c ng nh ki m tra s c b n xem m c 3.2.4. Bc 6: Tính toán và ki m tra n nh, m n n c và hi u s m n n c, s c b n thân tàu t i c ng d . Bc 7: Tóm t t các k t qu tính toán c a các b c 5 và 6, l p trình t phân hàng xu ng các h m hàng, v s ơ x p hàng hóa. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 85
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.29: S ơ hàng hoá Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 86
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 87
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng CH Ơ NG 4: V N CHUY N HÀNG R I 4.1. V n chuy n d u m và s n ph m d u m 4.1.1. Nh ng khái ni m c ơ b n v d u m và tàu ch d u 4.1.1.1. Phân lo i d u và tính ch t c a d u a. Phân lo i d u m * Theo tình tr ng c a d u: - D u thô (Crude Oil): ây có th hi u là d u nguyên khai, ch a qua ch bi n. Thành ph n c ơ b n bao g m: Các bon ( Carbon): 83 - 87 % Hydrô (Hydrogen): 11 - 14 % Lu hu nh ( Sulfur): 5 % hoc ít h ơn Ni t ơ (Nitrogen): 0,4 % ho c ít h ơn Ô xy (Oxygen): 0,5 % ho c ít h ơn Kim lo i (Metal): 0,5 % ho c ít h ơn - D u th ơ ng ph m (Petroleum Product): Bao g m các lo i nh x ng, d u ho , d u diezel, d u n ng (Fuel Oil), d u nh n - Khí : Bao g m Khí d u m (Petroleum Gas) và khí t nhiên (Natural Gas). * Theo m u s c c a d u: Không màu: D u nh , x ng Mu s m: D u n ng. * Theo nhi t b t l a: Chia làm 3 c p d u Du c p 1: Có nhi t b t l a 65 0C: D u madut, d u n ng Cn l u ý r ng nhi t d u hàng khi v n chuy n ph i nh h ơn nhi t b t l a c a nó ít nh t là 5 0C. Nu nhi t c a b t c lo i d u hàng nào khi v n chuy n nh h ơn nhi t b t l a c a chúng ch a n 5 0C thì ph i coi t t c là d u c p 1. b. Tính ch t c a d u m - Tính d cháy: D u có tính d cháy t i m t iu ki n và nhi t nào ó khi có ng n la tr n i qua. - Tính d n : H n h p h ơi d u và ô xy n u n m trong kho ng gi i h n nào ó có kh nng gây n khi g p tia l a. - Tính sinh in: Do d u có nh t nên trong quá trình b ơm rót d u, ma sát gi a d u và ng ng gây ra s tích in t i các ng ng. S tích in nh v y s r t nguy hi m vì s có th x y ra tình tr ng phóng in, gây cháy n trên tàu d u. kh c ph c hi n t ng trên, ng i ta ph i ti n hành n i t cho tàu và ng ng tr c khi th c hi n vi c b ơm rót d u. - Tính bay h ơi: D u có tính bay h ơi r t m nh, c bi t i vi các lo i d u nh và nhi t cao. Tính ch t này gây ra s hao h t d u và là nguy c ơ gây cháy n r t cao. 88
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Tính ông k t: Khi g p nhi t th p, d u m có th ông k t, c bi t là d u n ng. tránh hi n t ng ông k t và có th b ơm rót d u c, ng i ta c n ph i b trí thi t b hâm d u. - Tính dãn n : D u có tính dãn n v th tích do s thay i nhi t . Các lo i d u nh có tính dãn n r t l n. Ng i ta xây d ng b ng chuyên d ng trong ó cho các " h s hi u ch nh th tích" t ơ ng ng v i m i lo i d u (VCF: Volume Correction Factor) nhi t th c t so v i nhi t tiêu chu n (B ng 54B TCVN 6065-1995/ASTM-D.1250/ API.2540/ IP.200 áp d ng cho d u th ơ ng ph m) Th tích t o th c t = Th tích t o tiêu chu n / VCF Ngoài ra, tính dãn n c a d u còn c bi u di n b ng l ng thay i th tích: V = x toC Trong ó : V: là s thay i th tích. toC: là s gia nhi t : là h s dãn n cho trong b ng chuyên d ng i v i t ng lo i d u. - Tính c: M i lo i d u m u có tính c cho s c kh e. Có ba con ng gây ra ng c b i d u m là: hít th , nu t vào ng mi ng và ti p xúc qua da. Ng c d u m th hi n d i d ng c p tính ho c mãn tính. Các lo i khí có trong d u m có th gây ng c cho c ơ th , bi u hi n nh : au m t, l ơ mơ, m i m t, choáng váng, chóng m t, tê li t th n kinh, ng ng th , t vong. Các lo i khí ó là: Hydrogen Sulfide - H 2S: Khí này có mùi tr ng th i và có th ng i th y khi hàm l ng ca nó trong không khí t 1 ppm n 2 ppm. N u hít vào không khí có l n H 2S v i hàm lng t 1000 ppm n 1500 ppm (part per million) thì ch c n ng hô h p c a con ng i s b tê li t và d n n t vong. Benzene: Gi i h n ng ng (TLV- Threshold Limit Value) là 25ppm (0,025% th tích). Khi ó ch có c m giác có mùi Benzene. Khi hít vào không khí có l n Benzene v i hàm lng lên t i 20.000 ppm (2% th tích) trong vòng t 5 n 10 phút, s gây t vong. Hơi x ng: Gi i h n ng ng TLV là 0,05% th tích. Khi hàm l ng h ơi x ng t 2,2% n 2,6%, n u hít vào t 10 n 12 l n, s cm th y choáng váng, chóng m t. - Tính n mòn: D u m có kh n ng n mòn i v i kim lo i, có th làm r b m t c a két ch a. c. M t s khái ni m và nh ngh a v d u m - T tr ng c a d u m (Density): Là kh i l ng riêng trong chân không c a m t ơn v th tích d u m t i m t iu ki n nhi t tiêu chu n nào ó. Density có th nguyên là kg/Litter ho c kg/M 3. T tr ng tiêu chu n theo h Mét là t tr ng 15 oC (Density at 15 oC). - T tr ng t ơ ng i c a d u m ( Relative Density - Specific Gravity): là t s gi a tr ng l ng c a d u m và tr ng l ng c a n c c t có cùng th tích t i m t iu ki n tiêu chu n nào ó. - T tr ng t ơ ng i c a d u m theo h Anh ( Relative Density - Specific Gravity 60/60 oF): là t s gi a tr ng l ng d u và tr ng l ng c a n c c t có cùng th tích t i 60 oF. 89
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - T tr ng t ơ ng i c a d u m theo h M (API Gravity at 60 oF): - T tr ng theo h M c thi t l p trên c ơ s t tr ng h Anh theo quan h hàm s sau: 141,5 API. Gravity at 60 0F = - 131,5 (4.1) Sp.Gravity 60/60 0F 141,5 ho c Sp. Gravity 60/60 0F = (4.2) API + 131,5 - nh t (Viscosity): c nh ngh a là t s gi a th i gian ch y qua c a m t kh i lng xác nh ch t l ng trên th i gian ch y qua c a cùng kh i l ng n c c t m t nhi t nào ó. i l ng này c tr ng cho tính di ng c a d u. - im b t l a - Nhi t b t l a (Flash Point): Là nhi t th p nh t mà h n h p h ơi du và không khí b c cháy khi g p ng n l a tr n i qua. Tt c các lo i d u có im b t l a nh h ơn 28 0C c x p vào lo i d u c p 1 và c coi là ch t l ng d cháy trong v n chuy n hàng nguy hi m. - im cháy - Nhi t cháy (Combustion Point - Fire Point): Là nhi t th p nh t mà hn h p h ơi d u và không khí b c cháy khi a ng n l a tr n t i g n sau 5 giây. Nhi t cháy th ng cao h ơn nhi t b t l a kho ng t 10 0C n 20 0C. - im t cháy - Nhi t t cháy ( Ignition Point): Là nhi t th p nh t khi b gia nhi t mà h n h p h ơi d u và không khí có th t b c cháy ho c n ( Không c n ng n l a tr n). Nhi t t cháy th ng khá cao. - Gi i h n n ho c gi i h n cháy (Explosive Limits or Flammable Limits) Hơi d u m b c lên tr n l n trong không khí theo t l ph n tr m trong m t kho ng gi i h n nh t nh v th tích s gây n ho c cháy khi có tia l a. N u hàm l ng h ơi d u nm ngoài kho ng gi i h n này thì s cháy n không x y ra. Kho ng gi i h n ó bao gm gi i h n d i (LEL - Lower Explosive Limit ho c LFL - Lower Flammable Limit) và gi i h n trên (UEL - Upper Explosive Limit ho c Upper Flammable Limit). Ví d : Khí Methane CH 4 có LEL là 5,3% và UEL là 14.0% Khí Propane C 3H8 có LEL là 2,2% và UEL là 9,5% Octane C 8H18 có LEL là 1,0% và UEL là 6,0% Xng có LEL là 1,0% và UEL là 6,0%. Khí Hydrogen Sulfide H 2S có LEL là 4,3% và UEL là 45,5% 4.1.1.2. Nh ng khái ni m c ơ b n v tàu d u (Oil Tanker) Theo các iu kho n chung c a SOLAS thì tàu ch d u là m t lo i tàu hàng c c u trúc và áp ng cho vi c v n chuy n hàng l ng d cháy. a. Phân lo i tàu d u * Phân lo i theo lo i hàng l ng mà chúng chuyên ch : 90
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Tàu ch d u thô (Crude Oil Tanker). - Tàu ch d u th ơ ng ph m (Product Tanker). - Tàu ch hóa ch t (Chemical Tanker). - Tàu h n h p ch d u và hàng r i r n (OBO) Ngoài ra còn có các tàu ch khí hóa l ng (LPG - Liquid Petroleum Gas và LNG - Liquid Natural Gas). * Phân lo i theo l n: - Tàu d u a m c ích : 16.500 Dwt - 24.999 Dwt (Ch d u th ơ ng ph m) - Tàu d u c trung bình: 25.000 Dwt - 44.999 Dwt (Ch d u th ơ ng ph m, d u thô) - Tàu d u c l n 1 (LR1): 45.000 Dwt - 79.999 Dwt (Ch d u th ơ ng ph m, d u thô) - Tàu d u c l n 2 (LR2): 80.000 Dwt - 159.999Dwt (>100.000 Dwt -Ch d u thô) - Tàu ch d u thô c r t l n VLCC: 160.000Dwt - 320.000Dwt - Tàu ch d u thô c c c l n ULCC: T 320.000Dwt tr lên. i v i hai lo i LR1 và LR2 có tr ng t i nh h ơn 100.000 Dwt thì c chia thành hai lo i ch y u sau: Tàu ch d u th ơ ng ph m s ch (Clean Product Carriers) và tàu ch d u th ơ ng ph m b n ví d nh d u n ng ( Dirty Product Carriers). b. M t s h th ng c ơ b n trên tàu d u * H th ng h m hàng (Cargo tank): Trên các tàu d u hi n có, h th ng két hàng c chia thành các két trung tâm (Central Tank)và các két m n (Wing Tank). Do c im tàu có c u trúc áy ơn, v ơn nên s có m t s két hàng trên tàu c n nh ch a n c d n (Water Ballast) khi hành h i không hàng. Trên các tàu d u m i (H p ng óng m i k t 06/07/1993 ho c c bàn giao t 06/07/1996- MARPOL 73/78) ph i có áy ôi và v kép thì két hàng c a tàu s c l p vi các két Ballast và trong iu ki n hành h i không hàng, n c d n ch c b ơm vào các két Ballast cách ly (SBT). Lu ý r ng, l ng Ballast ph i m b o cho tàu trong chuy n hành trình không hàng (Ballast Condition) tho mãn các y u t sau: - M n gi a c a tàu không c nh h ơn 2.0m + 0,015L. - Hi u s m n n c v phía lái không c l n h ơn 0,015L. - Chân v t ph i ng p hoàn toàn trong n c. Trên các tàu d u, ngay sát phía tr c c a bu ng b ơm luôn có hai két ch a n c b n (Slop Tank) b trí nh hai két m n. Trên m t s tàu d u hi n i, phía trên két hàng còn có b trí khoang dãn n . ây là các khoang có c a kín d u mà không gian c a nó dùng ch a l ng d u dãn n do nhi t t ng. 91
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.1: Tàu ch d u thô 92
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.2 : Tàu ch d u v kép, áy ôi. 93
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng H ình 4.3 : T u ch d u th ươ ng ph m 94
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.4: Tàu ch khí d u hóa l ng (LPG) 95
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng * H th ng ưng ng, van, b ơm c a tàu d u (Pipes, Valves and Pump System): - H th ng ng ng làm hàng chính c a tàu d u bao g m h ng ng trên boong (Top lines), h ng ng áy két hàng (Bottom lines) trong ó có h ng ng chính có ng kính l n (Main lines) c s d ng cho c nh n và tr hàng và h ng ng nh n hàng n i gi a h ng ng trên boong và h ng ng áy két hàng (Drop lines). H th ng ng b ơm vét khô (Stripping lines) c t th p h ơn h ng ng chính. Ngoài các h th ng ng ng này còn có các h th ng ng Ballast, ng làm v sinh hm hàng - H th ng van làm hàng: Bao g m h th ng van c ng nh n, tr hàng (Manifold Valves), các van phân nhánh (Crossover Valves), các van thu c h th ng ng nh n hàng (Drop Valves) và các van ch n (Isolating Valves) Các van này có th c m b ng tay ti ch ho c thông qua h th ng iu khi n t xa h tr th y l c m van. - H th ng b ơm: H th ng b ơm hàng truy n th ng trên tàu d u th ng c b trí t i bu ng b ơm sau két hàng cu i cùng, sát v i bu ng máy. Các b ơm này s n i v i h th ng ng ng chính áy két (Main lines) và liên h v i Manifold thông qua m t h th ng ng ng tr hàng. Trên m t s tàu d u hi n i, ng i ta b trí các b ơm hàng ngay t i t ng két hàng m t (DeepWell Pump). iu này làm h n ch nguy c ơ gây cháy n do vi c dò l t h ơi d u và tích t h ơi d u trong bu ng b ơm. Ngoài ra còn có các b ơm ph c v cho m c ích vét khô (Stripping). * H th ng thông h ơi (Venting System): H th ng này có ch c n ng ch y u là m b o duy trì áp su t trong két hàng trong ph m vi an toàn. H th ng này bao g m các ng ng (Venting Lines), các van kh ng ch (Vent Valves), các van th (Breather Valves), các van an toàn iu áp (Preasure Valves- P/V). * H th ng r a h m hàng (Tank Cleaning System): - H th ng r a b ng n c: Bao g m b ơm r a h m, các máy r a c nh c l p t trong két hàng ho c các máy r a di ng, h th ng ng ng và két ch a. - H th ng r a b ng d u thô (Crude Oil Washing-COW): Bao g m h th ng máy r a c nh trong két, các b ơm hàng và h th ng ng ng, h th ng ng ng và b ơm vét khô, h th ng ng ng d n d u thô riêng bi t r a h m, h th ng ch báo m c d u trong két hàng. (Theo MARPOL73/78 các tàu ch d u thô hi n có tr ng t i t 40,000 Dwt tr lên và các tàu d u m i dùng ch d u thô có tr ng t i t 20.000 Dwt tr lên ph i trang b h th ng COW) * H th ng khí tr ơ (Inert Gas System- IGS): Theo các iu kho n c a SOLAS 74, h th ng khí tr ơ ph i c trang b trên các tàu ch d u th ơ ng ph m và tàu ch d u thô có tr ng t i t 20,000 Dwt tr lên. Các tàu hi n có, n u l p t thi t b r a h m công su t cao (High Capacity Washing Machines- H.C.W.M) ph i trang b h th ng khí tr ơ. 96
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.5: H th ng khí tr ơ (IGS). Khí tr ơ c s d ng trên tàu d u v i hai m c ích c ơ b n: - Làm tr ơ không khí trong két hàng ch ng cháy n (hàm l ng ôxy trong két nh hơn 11% s không th x y ra cháy n ). m b o an toàn, hàm l ng ôxy trong két hàng ph i luôn gi m c nh h ơn 8%. - Gi cho áp su t trong két hàng n m trong ph m vi an toàn. Khí tr ơ (bao g m các thành ph n chính là CO 2, O 2, SO 2, Nit ơ, h ơi n c, b i kim lo i ) c l y t khí th i n i h ơi ho c máy chính ho c t thi t b t o khí tr ơ (Inert Gas Generator) v i hàm l ng ôxy nh (2,5%-5%) s c a qua thi t b l c khí (Scrubber) h nhi t , l c b t b i, các h t kim lo i, và lo i b càng nhi u càng t t SO 2, ti p ó qua b ph n kh h t h ơi n c (Demister) r i c c p vào h th ng qu t gió (Blower) qu t vào các két hàng thông qua h th ng ng ng , van. phòng h ơi d u có th ch y ng c tr l i qu t gió và n i h ơi d n n cháy n ng i ta thi t k thi t b ch ng ng c (Deck Water Seal), van ch ng ng c (Non Return Valve), Van ch n (Isolating valve). m b o cho h th ng ho t ng an toàn ng i ta còn l p t các van iu áp (Presure Control Valve), van an toàn (P/V breaker) cùng các thi t b phân tích hàm lng ôxy duy trì tình tr ng và áp su t c a khí tr ơ c ng nh c a két hàng ang c cp khí tr ơ. 97
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Ngoài h th ng khí tr ơ s d ng khí th i (Flue gas) còn có h th ng khí tr ơ s d ng khí Nit ơ. Tuy nhiên, lo i này khá t ti n, òi h i ph i mua và có két ch a ni t ơ hóa l ng trên tàu. Khí tr ơ c s d ng trong các tr ng h p sau: - Làm tr ơ không khí trong két tr ng. - Tr hàng ho c b ơm x n c d n s ch: C p khí tr ơ vào két ang tr hàng ho c ang x n c d n s ch duy trì áp su t c a két và làm tr ơ không khí trong két. - R a két : C p khí tr ơ vào két gi tr ơ không khí trong két và gi áp su t an toàn trong két c bi t là i v i COW. - Kh khí (Gas Freeing): Sau khi ã r a két xong thì a khí tr ơ vào két y h ơi du ra ngoài, sau ó thông thoáng két b ng không khí bên ngoài. Ngoài ra khí tr ơ còn c s d ng trong tr ng h p nh n hàng ho c nh n n c d n bn, khi c n b xung khí tr ơ vào két hàng trong chuy n i do b hao h t b i x áp * Kho ng tr ng và thi t b o kho ng tr ng (Ullage and Ullage Gauge): Kho ng tr ng chính là kho ng cách tính t m t hàng t i nh két. Thi t b o kho ng tr ng có th là th c (Ullage Tape) ho c thi t b o dùng sóng radar có th hi n th t i bu ng iu khi n, ho c phao ch m c (Float Gauge). Ngoài ra còn có thi t b o a n ng (Multi Function Measuring Unit) có th dùng xác nh c kho ng tr ng, m t phân cách gi a d u, n c và nhi t . 4.1.2. Các ph ơ ng pháp v sinh h m hàng tàu d u Trên các tàu d u, vi c v sinh két nh m các m c ích sau: - V sinh két ch a n c d n s ch cho chuy n ch y bi n không hàng. - V sinh két nh n hàng khác, tránh nguy c ơ pha l n hàng làm gi m ph m ch t c a hàng s p nh n c bi t là khi nh n các lo i d u tinh khi t h ơn ho c d u nh n thì vi c v sinh két, lo i b d u c còn sót l i trong ng ng, làm khô két c òi h i r t cao. - V sinh két m b o tình tr ng s ch và an toàn tr c khi tàu vào à s a ch a. - V sinh két ki m tra, bo d ng, s a ch a trong két. - V sinh két lo i b b t c n cáu trong két, duy trì l ng hàng ti p nh n. 4.1.2.1. Ph ươ ng pháp v sinh th công Dùng nhân công tr c ti p r a két hàng và s d ng n c bi n r a. Vi c r a két hàng c ti n hành trong thi gian ch y Ballast. Quy trình r a nh sau: - Thông thoáng két l n 1. - S y nóng két t i nhi t kho ng 70 0C - 80 0C d u b n bám trên vách ch y b t xu ng d i. - Thông thoáng két l n 2. - Cho ng i xu ng dùng vòi r ng phun n c nóng t 30 0C-50 0C r a s ch vách két t trên xu ng d i và sàn, ng th i b ơm n c trong két ra (L u ý các quy nh phòng ch ng ô nhi m). - Thông thoáng l n 3. - Cho ng i xu ng d n c n d u còn l i, sau ó lau s ch và s y khô két. Lưu ý: 98