Giáo trình Thiết kế tàu vận tải đi biển

203 trang ngocly 50

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thiết kế tàu vận tải đi biển", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_thiet_ke_tau_van_tai_di_bien.pdf

Nội dung text: Giáo trình Thiết kế tàu vận tải đi biển

TÀI LIỆU HỌC TẬP DÀNH CHO SINH VIÊN KHOA ĐÓNG TÀU VÀ CÔNG TRÌNH NỔI THIẾT KẾ TÀU VẬN TẢI ĐI BIỂN Những người biên soạn:
TRANG ĐỂ TRỐNG TRẦN CÔNG NGHỊ
TÀI LIỆU HỌC TẬP DÀNH CHO SINH VIÊN KHOA ĐÓNG TÀU VÀ CÔNG TRÌNH NỔI THIEÁT KEÁ TAØU VAÄN TAÛI ÑI BIEÅN Những người biên soạn: THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH – 2005
4 MUÏC LUÏC Lôøi noùi ñaàu 5 Chöông 1. TAØU VAÄN TAÛI 7 1.1 Taøu chôû haøng ñi bieån 7 1.2 Thieát keá taøu chôû haøng 17 1.3 Thieát keá taøu vaän taûi 33 1.4 Maùy chính vaø trang thieát bò taøu 37 1.5 Nhöõng taøu ñaõ ñöôïc cheá taïo 45 Chöông 2. TAØU DAÀU 68 2.1 Löôïng chieám nöôùc vaø troïng taûi taøu. Troïng löôïng taøu 73 2.2 Kích thöôùc chính, caùc heä soá ñaày. Ñöôøng hình taøu 81 2.3 Chieàu daøi khoang, dung tích caùc khoang 97 2.4 Keát caáu taøu daàu 111 2.5 Heäâ thoáng ñaëc bieät taøu daàu 122 2.6 Nhöõng maãu taøu ñaõ cheá taïo 138 Chöông 3. TAØU CHÔÛ HAØNG THUØNG TIEÂU CHUAÅN 1700 3.1 Thuøng tieâu chuaån 170 3.2 Taøu chôû haøng thuøng (container ship) 171 3.3 Những tàu đã chế tạo 193 Taøi lieäu tham khaûo 202
5 Lôøi noùi ñaàu Moân hoïc THIEÁT KEÁ TAØU goàm caùc phaàn: 1- Lyù thuyeát thieát keá taøu; 2- Ngoaïi hình taøu vaø boá trí noäi thaát trong thieát keá taøu; 3- Thieát keá taøu chuyeân duøng. Noäi dung phaàn 1 vaø 2 ñaõ ñöôïc trình baøy trong cuoán “Thieát keá taøu thuûy” NXB ÑHQG TPHCM, in naêm 2003, taùi baûn naêm 2006. Phaàn thöù ba goàm nhöõng chuyeân ñeà lieân quan ñeán caùc kieåu taøu thoâng duïng ñöôïc theå hieän trong cuoán HÖÔÙNG DAÃN THIEÁT KEÁ TAØU VAÄN TAÛI ÑI BIEÅN vôùi noäi dung chuû yeáu ñöôïc ñeà caäp: - Taøu chôû haøng khoâ; - Taøu daàu; - Tàu container Caùc noäi dung naøy seõ cung caáp cho baïn ñoïc nhöõng thoâng tin, höôùng daãn caàn thieát cho vieäc thieát keá taøu chuyeân duøng. Nhöõng tö lieäu ñöôïc söû duïng cho vieäc bieân soaïn cuoán saùch naøy chuùng toâi tham khaûo caùc nguoàn nhö: töø caùc vieän thieát keá, ngaøy nay goïi laø caùc cô quan tö vaán – thieát keá, töø Ñaêng kieåm Vieät Nam, töø caùc nhaø maùy ñoùng taøu trong nöôùc. Ngöôøi vieát xin chaân thaønh caùm ôn söï ñoùng goùp höõu hieäu treân. Laàn naøy cuoán saùch HÖÔÙNG DAÃN THIEÁT KEÁ TAØU VAÄN TAÛI ÑI BIEÅN ra maét baïn ñoïc sau khi boå sung chaéc vaãn coøn nhieàu thieáu soùt caû veà noäi dung vaø hình thöùc. Chuùng toâi raát mong nhaän ñöôïc töø caùc baïn ñoàng nghieäp, quyù ñoäc giaû nhieàu yù kieán xaây döïng, hoaëc boå sung taøi lieäu ñeå giuùp chuùng toâi hoaøn thieän taøi lieäu chuyeân ngaønh caàn thieát naøy trong laàn taùi baûn tôùi. Raát caùm ôn. Những người viết
TAØU VAÄN TAÛI 7 Chöông 1 TAØU VAÄN TAÛI 1.1 TAØU CHÔÛ HAØNG ÑI BIEÅN Ñoäi taøu ñi bieån (sea-going ships) laøm nhieäm vuï vaän chuyeån haøng hoùa goàm hai nhoùm: - Taøu haøng khoâ (dry cargo ships); - Taøu chôû haøng loûng (liquid cargo ships). Chöông ñaàu cuûa taøi lieäu naøy ñeà caäp caùc taøu trong nhoùm taøu chôû haøng khoâ. 1.1.1 Nhoùm taøu chôû haøng khoâ Taøu chôû haøng khoâ coù maùy ñöôïc phaùt trieån ngay töø nhöõng ngaøy ñaàu ra ñôøi maùy hôi nöôùc. Coù theå phaùc hoïa söï thay ñoåi veà maët kieán truùc taøu haøng nhö sau: Giai ñoaïn ñaàu, ngöôøi ta cheá taïo taøu haøng daïng boong phaúng, ngöôøi Anh goïi laø flush deck. Buoàng maùy naèm giöõa taøu. Giai ñoaïn tieáp theo, ngöôøi ta caát cao khu vöïc buoàng maùy giöõa taøu (bridge) vaø boong khu vöïc laùi taøu (poop), boong khu vöïc tröôùc taøu (forecastle) ñeå taïo thaønh taøu haøng caáu truùc ba ñaûo (three island type). Theo thôøi gian, thöôïng taàng ñuoâi ñöôïc keùo daøi ñeán taän “caàu” (bridge) treân buoàng maùy hoaëc thöôïng taàng muõi keùo luøi ra sau ñeán taän bridge buoàng maùy. Taøu haøng daïng naøy coù teân goïi taøu kieán truùc toång hôïp hay coøn goïi laø taøu “gieáng ñôn” (single well). Giai ñoaïn cuoái laø taøu vôùi boong naâng, vôùi chieàu cao theâm khoâng nhieàu so vôùi möùc ban ñaàu. Thoâng thöôøng, taøu vôùi boong naâng coù buoàng maùy ñaët phía sau taøu. Sau thôøi kyø taøu ba ñaûo, con ngöôøi coøn nghó ra saùng kieán noái lieàn caùc ñaûo baèng nhöõng keát caáu goïn, nheï, coøn trong khu vöïc môùi "laán chieám" naøy ngöôøi ta chôû haøng hoaëc suùc vaät. Taøu haøng kieåu naøy coù teân goïi taøu boong che baït (awning deck). Töø boong che baït, boong phuï (spar deck) ngöôøi ta tieán ñeán ñoùng taøu vôùi keát caáu kieân coá hôn, taát caû boong taïm bôï ñöôïc thay baèng caáu truùc beàn. Maïn taøu ñöôïc keùo ñeán taän boong treân, caùc vaùch ñöôïc keùo leân taän boong treân song keát caáu vaùch phaûi thuoäc daïng khoâng beàn vöõng, theo nghóa vaùch phaûi ñöôïc laøm yeáu, cöûa môû treân vaùch ñaûm baûo caùc khoang thoâng vôùi nhau. Ñieàu ñaët ra ñaàu tieân cho keát caáu vaùch daïng naøy, khi nöôùc traøn vaøo baát cöù khoang naøo nöôùc ñoù coù theå chaûy ñeán khoang laân caän moät caùch thoaûi maùi. Nhöõng loã khoeùt laï naøy mang teân goïi thaät söï chính qui: loã kieåm tra dung
8 CHÖÔNG 1 tích ñaêng kyù (tonnage openings). Caùc mieäng haàm vaøo caùc khoang naøy cuõng thuoäc daïng keát caáu treân, mang teân goïi tonnage hatch. Taøu vôùi nhöõng qui ñònh kyø laï ñoù mang teân goïi taøu coù boong che chaén (shelter deck). Taøu daïng naøy mang hai daáu ñöôøng nöôùc chôû haøng. Vaø noù ñöôïc phoå bieán trong thôøi gian khoâng laâu. Sau thôøi gian thöû nghieäm, khi nhöõng caûi bieán cho coâng öôùc quoác teá veà ño dung tích ra ñôøi (1969) ngöôøi ta khoâng quan taâm ñeán daïng taøu naøy nöõa. Ngaøy nay, taøu vaän taûi ñöôïc thieát keá vaø cheá taïo theo daïng gaàn nhö ñang chuaån hoùa, taøu cuoái treân hình 1.1. Taøu naøy ñöôïc thieát keá vaøo nhöõng naêm 1960. Hình 1.1 Taøu chôû haøng khoâ chaïy bieån qua caùc thôøi kyø phaùt trieån
TAØU VAÄN TAÛI 9 Töø nhöõng naêm 70, taøu chôû haøng thuøng tieâu chuaån hoaëc khoâng tieâu chuaån phaùt trieån vôùi toác ñoä choùng maët. Trong hoï haøng taøu chôû haøng thuøng tieâu chuaån hoùa chuùng ta gaëp taøu container chôû thuøng (container), tieâu chuaån hoùa theo ISO, taøu chuyeån haøng theo phöông thöùc vaän chuyeån ngang, ghi theo tieáng Anh Roll-on, Roll-off, vieát taét Ro-Ro. Coù theå neâu theâm, trong cuøng kyø naøy taøu chôû haøng khoâ song boác dôõ haøng theo phöông thöùc caåu leân ñaët xuoáng, tieáng Anh vieát laø Lift-on, Lift-off (Li-Li) cuõng ra ñôøi vaø coù maët treân caùc ñaïi döông. Theo thôøi gian taøu Li-Li khoâng mang laïi hieäu quaû kinh teá nhö mong muoán cuûa caùc chuû taøu neân noù töï ñaøo thaûi. Taøu chôû saø lan (barge-carrying vessels, barge carriers) ra ñôøi trong thôøi kyø caùch maïng hoùa coâng vieäc vaän chuyeån haøng hoùa. Trong ñoäi taøu chôû haøng khoâ chuùng ta coøn gaëp taøu chuyeân duøng trong vieäc chôû haøng laïnh nhö rau quaû, thöïc phaåm töôi soáng, thòt, caù v.v (refrigerated cargo ships). Taøu chôû goã (timber carriers) phaùt trieån moät thôøi phuïc vuï chôû goã troøn chöa cheá bieán vaø caùc baùn thaønh phaåm töø goã. Ngaøy nay, ngöôøi ta khoâng thieát keá taøu chæ laøm moät vieäc chôû goã, song caùc taøu laøm coâng taùc toång hôïp coù chöùc naêng chôû goã treân boong hoaëc trong haàm haøng khi coù yeâu caàu. Soá phaän taøu chôû suùc vaät soáng (livestock carriers) khoâng khaùc soá phaän taøu chôû goã, coù nghóa sau thôøi kyø phaùt trieån ñaàu theá kyû XX, töø nhöõng naêm naêm möôi kieåu taøu naøy ít xuaát hieän. Taøu chôû haøng rôøi (bulk carriers) chieám löôïng ñaùng keå trong ñoäi taøu chôû haøng khoâ. Töø nhöõng naêm ñaàu theá kyû XX, ngöôøi ta ñaõ ñoùng nhöõng taøu chôû quaëng ñaàu tieân. Töø sau chieán tranh theá giôùi laàn thöù hai nhu caàu veà nguyeân lieäu cuûa caùc nöôùc taêng ñaùng keå, taøu chôû quaëng (ore carriers) vaø taøu chôû haøng rôøi toång hôïp (general bulk carriers) phaùt trieån ñaùng keå. Taøu chôû haøng rôøi ñöôïc thieát keá ñeå chuyeân chôû moät maët haøng cuï theå hoaëc chôû keát hôïp nhieàu maët haøng. Caùc taøu chôû quaëng/daàu (ore/oil), quaëng/haøng rôøi/daàu (ore/bulk/oil) ñaõ laàn löôït xuaát hieän laøm phong phuù caùc kieåu taøu haøng rôøi. Caùc taøu nhoùm naøy baïn ñoïc laøm quen trong chöông “Taøu chôû haøng rôøi”. 1.1.2 Nhoùm taøu chôû haøng loûng Taøu chôû haøng loûng (liquid cargo ships) chieám phaàn lôùn dung tích ñaêng kyù ñoäi taøu treân theá giôùi. Töø naêm 1880 taøu chôû daàu (tanker) chieàu daøi toaøn boä ñeán 77,6m troïng taûi (deadweight) 1680 dwt ñaõ ra ñôøi laøm vieäc vaän chuyeån daàu treân soâng. Taøu chôû daàu phaùt trieån vôùi toác ñoä lôùn. Kích thöôùc chính cuûa taøu chôû daàu hieän vaãn ñöùng ñaàu baûng trong baûng xeáp haïng caùc côõ taøu. Troïng taûi thieát keá cuûa taøu taêng chaäm töø 1880 ñeán chieán tranh theá giôùi laàn thöù hai, töø 1500 dwt ñeán 12.000dwt. Sau chieán tranh theá giôùi laàn thöù hai, toác ñoä lôùn leân cuûa söùc chôû nhöõng taøu daàu ñaït nhöõng kyû luïc khoù tìm thaáy trong töông lai. Neáu naêm 1953 taûi troïng trung bình cuûa taøu chæ vaøo khoaûng 20.000dwt, ñeán 1959 taøu daàu vôùi taûi troïng 30.000dwt ñöôïc coi laø böôùc tieán ve à kích côõ. Chæ vaøi naêm sau moác naøy, taûi troïng taøu côõ 100.000dwt khoâng coøn laï. Hôn chuïc naêm sau moác treân, ngöôøi ta ñua nhau ñoùng taøu daàu khoång loà goïi laø nhöõng voi ma-mut cuûa thôøi ñaïi vôùi troïng taûi nöûa trieäu taán/ chieác (500.000dwt). Caùc taøu daàu hieän ñaïi khoâng chæ chôû daàu maø coøn chôû daàu thoâ, daàu ñaõ qua cheá bieán v.v
10 CHÖÔNG 1 Trong nhoùm taøu chôû haøng loûng chuùng ta coøn quan taâm ñeán taøu chôû khí hoùa loûng (liquefied gas carriers) vaø taøu chôû hoùa chaát (chemical carriers) Nhoùm taøu ñoâng nhaát trong ñoäi taøu bieån chôû haøng khoâ thuoäc taøu chôû haøng toång hôïp, töø chuyeân moân baèng tieáng Anh vieát laø general cargo ship. Taøu nhoùm naøy coù theå chôû haøng ñoùng kieän, haøng laïnh, haøng ñaëc bieät vaø thaäm chí haøng loûng trong caùc thuøng. Taøi lieäu Lyù thuyeát thieát keá taøu baøn chuû yeáu veà taøu nhoùm naøy. Nhöõng ñaëc tính chính cuûa taøu chôû haøng toång hôïp coù theå qui veà sau ñaây: - Deadweight cuûa taøu thay ñoåi trong phaïm vi raát roäng, töø 2.000dwt ñeán khoaûng 15.000dwt. Taøu vôùi deadweight naèm ôû giôùi haïn döôùi chuû yeáu duøng vaän taûi ven bôø, taøu lôùn duøng cho tuyeán bieån ñöôøng daøi. - Vaän toác taøu phuï thuoäc hoaøn toaøn vaøo kích thöôùc vaø chöùc naêng taøu. Taøu chaïy tuyeán coá ñònh, deadweight töø 5.000dwt trôû leân thöôøng khai thaùc ôû vaän toác 13÷15 HL/h, taøu côõ nhoû chæ chaïy vôùi vaän toác 11÷12 HL/h. Ngaøy nay taøu chaïy ñöôøng daøi thöôøng ñöôïc trang bò maùy ñuû maïnh, chaïy vôùi vaän toác 17÷18 HL/h. Töø nhöõng naêm 1960 ngöôøi ta thieát keá taøu chôû haøng chaïy nhanh, goïi laø taøu cargo liner vôùi deadweight ñeán 10÷14 nghìn taán, chaïy vôùi vaän toác 20÷21 HL/h. - Dung tích rieâng taøu chôû haøng tuøy thuoäc vaøo chöùc naêng. Taøu chaïy tuyeán ñöôøng quoác teá, taøu tramp tyû leä dung tích chôû haøng chæ vaøo khoaûng 1,45÷1,65 m3/t, coøn taøu liner mang giaù trò töông öùng 1,85÷2,25 m3/t. Taøu nhoùm naøy ñöôïc thieát keá trong caùc daïng khaùc nhau. Taøu mang daùng daáp taøu chôû haøng truyeàn thoáng ñöôïc xeáp vaøo nhoùm taøu tieâu chuaån. Treân cô sôû “tieâu chuaån hoùa” ngöôøi ta ñaõ thieát keá haøng chuïc maãu taøu mang tính “vaïn naêng”, phuïc vuï cho thieát keá, cheá taïo taøu chôû haøng. Nhöõng maãu taøu ñöôïc coi laø ñaït yeâu caàu duøng cho taøu vôùi deadweight khoaûng 14÷15 nghìn taán, vaän toác 14÷15 HL/h. Taøu tieâu chuaån naøy coù theå duøng trong vieäc chôû haøng toång hôïp, chôû goã, chôû haøng ñoùng goùi vaø caû haøng rôøi. Maãu taøu “Freedom” noåi tieáng moät thôøi, deadweight 14.000 dwt coù kích thöôùc chính: L× B× H× T = 134,1× 19,80× 12,40× 8,64 (m) laép maùy chæ coù coâng suaát 5300 PS song chaïy ñeán vaän toác 14 HL/h. Nhaèm ñaùp öùng yeâu caàu chôû haøng kích thöôùc coàng keành hoaëc ñaåy nhanh toác ñoä chaát haøng, boác dôõ haøng ngöôøi ta phaûi môû roäng mieäng haàm haøng theo chieàu ngang vaø keùo daøi theo chieàu doïc. Thöïc teá naøy ñaõ cho ra ñôøi loaït taøu chôû haøng mieäng haàm roäng. Neáu chuùng ta nhôù raèng, vôùi haàm haøng heïp tröôùc ñaây, thôøi gian chaát haøng, boác xeáp haøng chieám ñeán 50% thôøi gian thao taùc taïi caûng, giaù thaønh boác xeáp haøng chieám tyû troïng lôùn trong giaù khai thaùc, taøu mieäng haàm haøng roäng ñaõ tieát kieäm raát nhieàu cho chi phí khai thaùc nhôø giaûm thôøi gian thao taùc cho caùc vieäc treân. Moät soá phöông aùn boá trí mieäng haàm haøng ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 1.2.
TAØU VAÄN TAÛI 11 Hình 1.2 Maët caét ngang qua khu vöïc coù mieäng haàm haøng taøu nhoùm naøy coù daïng nhö taïi hình 1.3. Hình 1.3 Maët caét ngang tieâu bieåu taøu haøng ñi bieån
12 CHÖÔNG 1 Ñieàu phaûi quan taâm khi thieát keá naép ñaäy cho taøu nhoùm naøy laø choïn naép ñaäy ñaûm baûo beàn, choáng thaám. Nhöõng taøi lieäu tham khaûo veà troïng löôïng naép ñaäy taøu cho trong baûng 1.1. Baûng 1.1 Troïng löôïng tính cho 1m daøi naép ñaäy, (t) Chieàu Chieàu roäng, m cao, mm 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 400 0,28 0,39 0,53 0,70 0,90 1,22 2,08 3,41 5,48 8,23 300 0,30 0,42 0,54 0,70 0,86 1,07 1,30 1,75 2,64 3,97 400 0,34 0,45 0,56 0,70 0,87 1,08 1,30 1,64 1,99 2,45 Chuùng ta thöû aùp duïng caùc döõ lieäu thoáng keâ treân tính troïng löôïng naép ñaäy haàm haøng taøu côõ trung bình gaëp trong thöïc teá. Taøu vôùi deadweight khoaûng 5000dwt coù chieàu daøi haàm haøng khoaûng 50m. Tuøy thuoäc chieàu roäng naép haàm, troïng löôïng tính toaùn seõ nhö sau. Baûng 1.2 Troïng löôïng naép ñaây, t Chieàu cao mieäng, Chieàu roäng (ñôn vò) mm 7 9 11 12 400 45 105 275 410 300 43 65 130 130 200 43 54 100 125 Nhöõng keát caáu môùi ñoøi hoûi ngöôøi thieát keá phaûi boá trí taøu thích hôïp. Taøu hieän ñaïi khoâng chæ coù vaùch ngang maø nhieàu taøu coøn coù vaùch doïc hoaëc nhöõng vaùch doïc. Ngoaøi ñaùy ñoâi baét buoäc, nhieàu taøu vôùi mieäng haàm hai daõy, ba daõy coøn yeâu caàu laøm theâm maïn ñoâi. Trong khu vöïc giöõa maïn trong vaø maïn ngoaøi ngöôøi ta boá trí caùc keùt, caùc khoang chöùa. Keát caáu môùi keùo theo thay ñoåi khoâng chæ boá trí taøu maø caû ñöôøng hình taøu. Phaân khoang taøu haøng kieåu môùi cuõng bò ñoåi thay. Boá trí trong caùc khoang haøng cuõng ñöôïc caûi tieán so vôùi tröôùc. Khoang haøng taøu chôû haøng khoâ toång hôïp khoâng chæ coù moät khoang (cargo hold) nhö tröôùc ñaây maø luoân coù boong giöõa (tweendeck) vaø trong nhieàu tröôøng hôïp coøn coù keùt, thöôøng laø keùt saâu (deeptank). Khoang haøng vaø tweendeck duøng chöùa haøng khoâ, deeptank coù theå duøng cho hai vieäc khaùc nhau: chôû haøng loûng, ví duï daàu aên, bia, saûn phaåm töø daàu v.v , hoaëc söû duïng vaøo vieäc chöùa haøng loûng, haøng khoâ khi caàn. Tröôøng hôïp taøu chaïy ôû cheá ñoä ballast, caùc keùt saâu laøm nhieäm vuï keùt chöùa nöôùc daèn taøu. Vaán ñeà khoâng deã giaûi quyeát khi boá trí khoang haøng cho taøu nhoùm naøy laø phaân khoang hôïp lyù vaø ñuùng qui ñònh veà ñaûm baûo choáng chìm. Trong raát nhieàu tröôøng hôïp taøu caàn khoang haøng ñuû daøi ñeå chöùa caùc haøng coàng keành, kích thöôùc lôùn. Maët khaùc khoang daøi seõ khoù ñaûm baûo yeâu caàu veà choáng chìm taøu. Phaân tích caùc taøu hieän ñaïi do nhieàu nöôùc ñoùng coù theå ruùt ra nhöõng keát luaän khaù thuù vò. Nhieàu chuû taøu yeâu caàu
TAØU VAÄN TAÛI 13 khoang haøng treân taøu hoaït ñoäng tuyeán coá ñònh (tramp) phaûi ñaït giôùi haïn cho pheùp, nghóa laø daøi heát khaû naêng. Ñieàu naøy coù lôïi cho chuû phöông tieïân vì giaù thaønh ñoùng taøu khoâng cao, caùc maët haøng seõ chôû treân taøu khaù phong phuù maø khoâng bò haïn cheá veà kích thöôùc kieän haøng, khaû naêng kieám lôøi lôùn v.v Ngöôïc laïi, coù nhieàu quoác gia yeâu caàu phöông tieän daïng naøy phaûi ñöôïc thieát keá ñuùng luaät, ñoä an toaøn cuûa taøu phaûi ôû möùc cao nhaát. Trong giai ñoaïn ñaàu cuûa quaù trình thieát keá neân choïn soá vaùch kín nöôùc n cho taøu haøng theo gôïi yù sau: L Vôùi taøu tramp1 : n =+05, daønh cho taøu coù buoàng maùy ñaët giöõa taøu 20 L n = daønh cho taøu coù buoàng maùy ñaët phía laùi 20 L Vôùi taøu liner 2: n =+1 daønh cho taøu coù buoàng maùy ñaët giöõa taøu 20 L n =+05, daønh cho taøu coù buoàng maùy ñaët phía laùi 20 Theo chieàu cao taøu chôû haøng hieän ñaïi ñöôïc chia thaønh nhieàu taàng. Taøu tramp thoâng thöôøng coù moät khoang haøng naèm döôùi vaø treân ñoù laø tweendeck. Taøu liner thoâng thöôøng coù hai tweendeck. Ngoaøi tweendeck ngöôøi ta coøn laøm theâm caùc saøn boå sung. Saøn boå sung3 ñang ñeà caäp coù theå döôùi daïng saøn lieân tuïc song cuõng coù theå laøm ôû daïng saøn xeáp. Ví duï neâu taïi hình 1.4a trình baøy maãu saøn phuï, gaáp ñöôïc do haõng Mc Gregor saûn xuaát. Saøn phuï cuõng coù theå xeáp choàng leân nhau nhö nhaø nhieàu taàng, hình 1.4b. Hình 1.4 1 Tramp: cargo vessel operating a word-wide service 2 cargo liner – service by calling on a fixed schedule, at specified ports. 3 Tieáng Anh: extra deck
14 CHÖÔNG 1 Ví duï veà boá trí khoang haøng taøu hieän ñaïi, baïn ñoïc xem taïi phaàn giôùi thieäu caùc maãu taøu tieáp theo. Heä thoáng cöûa maïn treân taøu haøng giuùp ñaåy nhanh tieán ñoä boác dôõ haøng. Hình 1.5 Heä thoáng cöûa maïn Söû duïng caàn caåu hôïp lyù, caåu derrick hoaëc caåu quay laø moät trong nhöõng bieän phaùp ñaåy nhanh toác ñoä boác dôõ haøng treân caùc taøu haøng khoâ. Hình 1.6 Boá trí caàn caåu derrick vaø caåu naëng treân taøu vaän taûi
TAØU VAÄN TAÛI 15 Hình 1.7 Caàn caåu quay treân taøu vaän taûi Caùc phöông aùn xeáp haøng treân taøu vaän taûi haøng khoâ keå caû taøu bulkcarrier giôùi thieäu tieáp taïi hình 1.8. Hình 1.8 Xeáp haøng trong khoang haøng taøu vaän taûi
16 CHÖÔNG 1 Keùt saâu (deeptank) taøu laøm nhieäm vuï chöùa haøng loûng phaûi coù naép haàm haøng vaø caùc thieát bò caàn thieát naïp vaø boác dôõ haøng. Cô caáu vaän haønh cuûa caùc deeptank nhoùm naøy khoâng khaùc cô caáu vaän haønh haøng taøu chôû haøng loûng. Thoâng leä bôm haøng ñöôïc boá trí trong buoàng maùy. Nhöõng tröôøng hôïp ñaëc bieät bôm coù ñoäng cô lai rieâng, boá trí taïi nhöõng vuøng thích hôïp cho coâng vieäc boác xeáp haøng keùt saâu. Keùt saâu duøng chôû haøng loûng hoaëc haøng khoâ, tuøy thôøi vuï ñöôïc thieát keá khaùc kieåu vöøa ñeà caäp. Naép keùt thöôøng baèng kim loaïi, lieân keát baèng choát xoay vôùi keùt. Kích thöôùc naép naøy tuøy thuoäc yeâu caàu chôû haøng. Treân caùc taøu ñang hoaït ñoäng kích thöôùc naép keùt naèm trong phaïm vi: roäng 2÷3m; daøi 2÷5m. Dung tích caùc keùt saâu treân caùc taøu khaùc nhau thay ñoåi trong giôùi haïn roäng. Giaù trò tham khaûo coù theå neâu laø 4÷6% dung tích caùc khung haøng toaøn taøu, neáu buoàng maùy naèm taïi khu vöïc giöõa taøu, hoaëc 7÷9% cho taøu vôùi buoàng maùy naèm veà sau. Hình 1.9 giôùi thieäu taøu vaän taûi côõ trung bình coù caùc keùt saâu kieâm keùt nöôùc daèn taøu kyù hieäu 2 taïi hình 1.9 Hình 1.9 Caùc khoang haøng laïnh ñöôïc boá trí treân raát nhieàu taøu vaän taûi ñi bieån nhaèm chuyeân chôû löôïng nhaát ñònh caùc haøng töôi soáng. Caùc khoang naøy ñöôïc boá trí ôû nhöõng khu vöïc rieâng, ñöôïc trang bò caùc thieát bò laøm laïnh nhö ngöôøi ta vaãn duøng treân taøu chuyeân chôû haøng laïnh. Bình quaân dung tích caùc haàm laïnh ñang coù maët treân taøu chôû haøng toång hôïp khoaûng 2÷5% dung tích toaøn taøu. Nhieät ñoä caùc buoàng laïnh treân taøu haøng vaøo khoaûng 15÷18°C, ñoä aâm. Trong nhöõng tröôøng hôïp coù yeâu caàu rieâng nhieät ñoä laøm laïnh coù theå 20÷25°C ñoä aâm. Caùc phoøng chöùa haøng ñaëc bieät coù maët treân caùc taøu liner. Trong soá haøng ñaëc bieät coù theå thaáy kim loaïi quí hieám, haøng ñieän töû cao caáp, haøng böu ñieän v.v Teân goïi baèng tieáng Anh duøng chæ caùc khoang haøng ñaëc bieät ñang ñöôïc söû duïng treân caùc taøu goàm: strong rooms – phoøng chöùa vaøng, baïc vaø ñaù quí, powder room – phoøng chöùa vaät lieäu deã gaây noå, special cargo compartments – phoøng chöùa haøng caàn ñöôïc baûo quaûn caån thaän, ví duï kính, parcel rooms – caùc buoàng giaønh cho böu ñieän. Baïn ñoïc coù theå tham khaûo caùc giaù trò veà dung tích haàm haøng sau ñaây khi xaây döïng phöông aùn boá trí haàm haøng.
TAØU VAÄN TAÛI 17 Hình 1.10 Taøu liner “Export Ambassador” Kích thöôùc chính cuûa taøu haøng liner Export Ambassador L× B× H = 143,31× 22,25× 12,85 (m) Deadweight cuûa taøu 10.720dwt. Vaän toác khai thaùc 18,5 HL/h. Taøu goàm ba boong. Soá vaùch ngang: 9. Soá löôïng haàm haøng vaø tweendeck: 19, toång dung tích caùc haàm haøng 16.090m3. Soá löôïng deeptank: 6, dung tích 1.540m3. Khoang haøng laïnh: 4, dung tích 690m3. Soá löôïng khoang haøng ñaëc bieät: 6, dung tích 354m3. Ghi chuù: Taïi hình mang yù nghóa cuï theå: 1- khoang haøng laïnh; 2- kho thöïc phaåm (haàm laïnh); 3- khoang haøng ñaëc bieät; 4- deeptank; 5- deeptank chöùa daàu. 1.2 THIEÁT KEÁ TAØU CHÔÛ HAØNG Taøu chôû haøng khoâ (general cargo ships), troïng taûi 4.000 DWT, vaän toác 11 Hl/h, ñoùng vaøo nhöõng naêm naêm möôi taïi chaâu AÂu coù daïng nhö giôùi thieäu taïi hình 6.116. Taøu cuûa nhöõng naêm saùu möôi, baûy möôi trình baøy taïi hình 1.11.
18 CHÖÔNG 1 Hình 1.11 Taøu vaän taûi söùc chôû 4000 dwt, vaän toác 11 Hl/h Nhöõng naêm taùm möôi nhieàu taøu ña duïng mang daùng daáp cuûa taøu chôû container. Taøu coù khaû naêng chöùa haøng toång hôïp trong khoang, container coù theå chöùa trong haàm haøng hoaëc treân boong. Ñaïi dieän taøu liner theo nghóa hieän ñaïi trình baøy taïi hình 1.12. Taøu coù söùc chôû 16.000 dwt, vaän toác khai thaùc 16 Hl/h. Dung tích chôû haøng 25.000 m3, khaû naêng chöùa container 900 TEU. Caåu boá trí treân taøu ñuû khaû naêng thao taùc vôùi container naëng 25 T. Hình 1.12 Liner cuûa nhöõng naêm taùm möôi, söùc chôû 16000 dwt
TAØU VAÄN TAÛI 19 Taøu liner cuûa nhöõng naêm chín möôi söùc chôû taêng khaù roõ, vaän toác vaãn ôû möùc cuûa thaäp nieân tröôùc ñoù. Taøu ñoùng vaøo nhöõng naêm chin möôi trình baøy taïi hình 1.13 Hình 1.13 Taøu liner nhöõng naêm chin möôi Ñoät bieán veà söùc chôû taøu nhoùm naøy laø caùc taøu troïng taûi 42.000 dwt, vaän toác 16,5 Hl/h, dung tích chôû haøng 57.000 m3, söùc chöa container 1.700 TEU. Söùc naâng cuûa caåu 36 T.
20 CHÖÔNG 1 Hình 1.14 Taøu ña chöùc naêng ñoùng naêm 1998, söùc chôû 20500 dwt, vaän toác 16,5 Hl/h Caùc taøu ñöôïc thieát keá vaø cheá taïo taïi chaâu AÙ coù kích thöôùc khieâm toán hôn nhöõng taøu neâu treân. Kieåu taøu Freedom Friendship vaø Fortune chuû yeáu ra ñôøi taïi Nhaät baûn söùc chôû 17.000 – 24.000 dwt, vaän toác khoâng lôùn hôn vaän toác taøu kieåu cuõ, chæ 14 – 15 Hl/h. Taøu ñoùng taïi chaâu AÂu cuøng thôøi gian thöôøng coù vaän toác lôùn hôn, töùc vaøo khoaûng 16 – 16,5 Hl/h. Hình 6.118 giôùi thieäu taøu ña duïng hoaøn thaønh taïi Germany vaøo naêm 1998. Nhöõng taøu xuaát xöôûng töø Nhaät baûn coù daïng ñaëc tröng sau ñaây. Hình 1.15 Taøu vaän taûi haøng khoâ xuaát xöù töø Nhaät baûn Taøu côõ 30.000 dwt ñoùng taïi Trung quoác vaøo naêm cuoái theá kyû XX coù daïng nhö taïi hình 1.16.
TAØU VAÄN TAÛI 21 Hình 1.15 Taøu ña duïng ñoùng naêm 1998 taïi Trung quoác, söùc chôû 30000 dwt, vaän toác 14 Hl/h Taøu ña duïng ñôøi môùi ñoùng taïi Poland naêm 2000 coù daïng nhö taïi hình 6.122. Ñaây laø thieát keá chuaån cuûa Germany vaø Netherlands, söùc chôû cuûa taøu 18.000 dwt, vaän toác 19 Hl/h. Nhöõng naêm ñaàu theá kyû XXI caùc nhaø maùy ñoùng taøu chaâu AÂu tieáp tuïc ñöa ra thò tröôøng nhöõng taøu chuaån thuoäc doøng taøu ña duïng. Theo thieát keá cuûa Netherlands, söùc chôû cuûa taøu nhoùm naøy töø 2.000 dwt ñeán 25.000 dwt, vaän toàc chæ khoaûng 12,5 – 14 Hl/h. Taøu hoaït ñoäng vuøng bieån gaàn laø chính. Nhöõng taøu tieâu bieåu giôùi thieäu taïi hình 6.121. Hình 1.17a Tàu hàng khô sức chở 4000 dwt Hnh1.17b Tàu vận tải sức chở 14450 dwt Hình 1.17d Tàu đa dụng sức chở 3000 dwt Hình 1.17c Tàu có sức chở 25000 dwt Taøu ña duïng daïng taøu RO-RO coù khaû naêng chôû haøng toång hôïp, chôû container ñang ñöôïc phaùt trieån. Moät trong taøu kieåu naøy trình baøy taïi hình 1.18
22 CHÖÔNG 1 Hình 1.18 Taøu nöûa RO-RO, ñoùng naêm 1985, söùc chôû 7000 dwt, vaän toác 14,5 Hl/h Taøu ven bieån, taøu soâng chuyeân chôû haøng khoâ mang caáu hình thay ñoåi keå töø nhöõng naêm baûy möôi. Ñaây laø nhoùm coù caùc kieåu taøu ña daïng veà hình daùng, vaø trang thieát bò. Hình 1.19 Taøu ven bieån – coaster, söùc chôû 3300 dwt Taøu vaän taûi khoâng trang bò heä thoáng boác dôõ haøng, söùc chôû khoaûng 15.000 dwt coù daïng nhö sau. Moâ hình taøu töông ñöông duøng trong vaän taûi soâng, ven bieån, cabin coù theå haï xuoáng thaáp khi qua caàu giôùi thieäu taïi hình 1.19, 1.20.
TAØU VAÄN TAÛI 23 Hình 1.20 Taøu vaän taûi chaïy soâng/ven bieån, troïng taûi 4000 dwt, vaän toác 12 Hl/h Hình 1.21 Taøu ven bieån, söùc chôû 4300 dwt, vaän toác 13,5 Hl/h
24 CHÖÔNG 1 Hình1.22 Taøu vaän taûi hoaït ñoäng vuøng khoâng haïn cheá, moät boong, troïng taûi 14650 dwt Hình 1.23 Taøu vaän taûi hoaït ñoäng vuøng khoâng haïn cheá, moät boong Döõ lieäu thoáng keâ lieân quan caùc nhoùm troïng löôïng vaø troïng taâm taøu vaän taûi haøng khoâ trình baøy taïi baûng 1.3.
TAØU VAÄN TAÛI 25 Baûng 1.3 Teân goïi Taøu vaän taûi ñi bieån, chôû haøng khoâ Chieàu daøi L, m 78,0 106,0 112 143,0 150,0 Chieàu roäng B, m 14,2 16,8 17,0 21,0 22,92 Chieàu cao H, m 7,0 9,1 9,9 13,35 13,3 Löôïng chieám nöôùc D, t 2800 9300 9210 22594 19295 Söùc chôû DW, t 1520 6700 5993 16625 12000 LBH, m3 7809 16205 18850 39640 45725 3 LBH1, m 8499 17030 20396 42396 49431 Coâng suaát maùy Pe, HP 2740 4600 6300 8700 19140 TROÏNG LÖÔÏNG Voû taøu, WV, t 635 1433 1847 3970 3867 Trang thieát bò boong, t 165 419 432 871 1125 Trang thieát bò noäi thaát, t 150 129 175 387 479 Trang bò ñaëc bieät, t 65 5 67 42 216 Trang thieát bò khaùc, t 20 6 67 68 49 Maùy chính cuøng thieát bò, t 160 176 430 562 939 Heä thoáng oáng, t 45 107 141 239 314 Thieát bò ñieän, t 25 17 56 112 45 Döï tröõ, t 15 69 136 Troïng löôïng taøu, t 1280 2361 3148 6241 7170 WV 3 , t/m 0,081 0,081 0,088 0,10 0,085 LBH WTT 3 , t/m 0,051 0,051 0,035 0,035 0,041 LBH WM , t/HP 0,102 0,078 0,128 0,108 0,127 Pe LCG , % – 44,37 55,26 44,37 44,2 L kG , % – 76,7 77,37 72,36 73,1 H
26 CHÖÔNG 1 Ñaëc tính kyõ thuaät caùc taøu ñoùng sau nhöõng naêm baûy möôi Baûng 1.4 Taøu chôû haøng toång hôïp Teân goïi Taøu côõ nhoû Taøu côõ lôùn Chieàu daøi toaøn boä, m 89,9 184,4 Chieàu daøi giöõa hai truï, m 83,5 177,5 Chieàu roäng, m 13,7 25,0 Chieàu cao, m 6,7 14,0 Chieàu chìm trung bình, m 4,5 10,7 Söùc chôû, dwt 2.062 22.208 Löôïng chieám nöôùc, T 3.650 31.995 Dung tích haàm haøng khoâ, m3 3.631 30.645 Dung tích khoang haøng laïnh, m3 678 618 Container trong khoang, TEU 74 325 Container treân boong, TEU 84 Khaùch, ngöôøi – 12 Haøng loûng, t 2.377 Nhieân lieäu, t 268 3.596 Nöôùc ngoït, t 11,5 608 Troïng löôïng taøu khoâng, T 1.588 9.787 Maùy chính, kieåu Diesel Tua bin Coâng suaát maùy, HP 2.800 24.000 Vaän toác taøu, HL/h 13,7 20,8 Boá trí chung taøu vaän taûi haøng khoâ tieâu bieåu trình baøy taïi hình 1.24.
TAØU VAÄN TAÛI 27 Hình 1.24a Boá trí chung taøu vaän taûi haøng khoâ toång hôïp, phaàn laùi
28 CHÖÔNG 1 Hình 1.24b Boá trí chung taøu vaän taûi haøng khoâ toång hôïp, phaàn muõi
TAØU VAÄN TAÛI 29 Kích thöôùc chính vaø caùc heä soá taøu haøng ñi bieån tính theo caùc coâng thöùc vaø höôùng daãn trình baøy trong “Lyù thuyeát thieát keá taøu”. Chieàu daøi taøu ñöôïc xaùc ñònh theo moät trong caùc coâng thöùc sau, tuøy hoaøn caûnh cuï theå: L = AB – C (1.1) Trong ñoù theo Sauders: A = 9,3; C = 41,7 ± 5,0. Trong (1.1) vaø caùc coâng thöùc tieáp theo B laø chieàu roäng taøu. Theo yù kieán Benford trong “General Cargo Ship Economics and Design”, 1968, caùc giaù trò naøy seõ laø: A = 9,0; C = 35,7 ± 16,0. Chieàu roäng taøu haøng ñöôïc tính trong quan heä vôùi chieàu daøi taøu. Neáu kyù hieäu L l = coâng thöùc xaùc ñònh chieàu daøi töông ñoái naøy seõ mang daïng: B B 1/4 - Taøu vaän taûi truyeàn thoáng lB = 2,06L (1.2) 1/4 - Taøu vaän taûi ñoùng taïi USA: lB = 1,90L (1.3) Moät soá döõ lieäu do caùc taùc giaû coù teân tuoåi trong ngaønh taøu toång keát nhö sau: Baûng 1.5 Chieàu daøi taøu L, (m) 80 120 160 200 Coâng thöùc tính Benfort 6,22 6,94 7,34 7,63 Saunders 6,10 6,90 7,37 7,67 1/4 lB = 2,06L 6,17 6,80 7,33 7,75 Theo vaän toác, chieàu daøi töông ñoái cuûa taøu vaän taûi tính theo caùch sau: 1/4 lB = k.v vôùi k = 2,78 (1.4) Coâng thöùc Posdiunine ñöôïc van Lammeren caûi bieân aùp duïng cho taøu vaän taûi coù caùc daïng: 2 ⎛⎞v lC= ⎜⎟ (1.5) ⎝⎠v + 19, Heä soá C trong coâng thöùc cuoái naøy ñöôïc tính baèng 7,0 khi aùp duïng cho taøu chôû haøng vaø taøu haøng – khaùch, khai thaùc vôùi vaän toác khoaûng 11 - 18,5 HL/h. 2 ⎛⎞v 13/ LK1 = ⎜⎟ D (1.6) ⎝⎠v + 2 Baïn ñoïc löu yù ñeán daïng sau cuûa coâng thöùc Posdiunine, L1 = 1,01L trong ñoù: L - chieàu daøi thieát keá taøu. Heä soá K mang giaù trò: K = 23,5 cho taøu moät chaân vòt, v = 10÷16,5 HL/h; K = 24 vôùi v = 15,5÷18,5 HL/h; K = 26 cho tröôøng hôïp v ≥ 20 HL/h.
30 CHÖÔNG 1 Lv Coâng thöùc Ayre: =+333,, 167 (1.7) 3 DL trong ñoù: L - chieàu daøi giöõa hai truï, m; v - vaän toác taøu, tính baèng HL/h D - löôïng chieám nöôùc tính baèng MT. Coâng thöùc cuûa caùc taùc giaû hieän ñaïi ñöôïc thoáng nhaát hoùa: l = 4,47 + 0,0635 ± 0,3 (1.8) Chieàu daøi taøu chôû haøng coù theå xaùc ñònh treân cô sôû ñoà thò trình baøy taïi hình 1.25. Hình 1.25 Chieàu roäng taøu xaùc ñònh treân cô sôû taøi lieäu thoáng keâ töø hôn 400 taøu chôû haøng kieåu cuõ: L B = (1.9) L / 57+ 5 Coâng thöùc naøy coøn ñöôïc hieåu theo caùch khaùc: LL =+5 (1.10) B 57 Quan heä treân ñaây ñöôïc trình baøy taïi hình 1.16. Sau ñaây baïn ñoïc tham khaûo caùc ñoà thò giuùp xaùc ñònh kích thöôùc chính taøu vaän taûi haøng khoâ (cargo ship) theo ñeà nghò cuûa Watson1. Caàn löu yù laø kích thöôùc taøu treân ñoà thò Watson ñeàu ghi trong heä thoáng ño hoaøng gia, chieàu daøi, chieàu roäng, chieàu cao tính baèng feet. 1 D.G.M. Watson “Estimating Preliminary Dimensions in Ship Design”, TIESS, 1962/62.
TAØU VAÄN TAÛI 31 Hình 1.26 Hình 1.27 Ñoà thò B = f(L)
32 CHÖÔNG 1 Hình 1.28Ñoà thò H = f(B) Hình 1.29 Caùc heä soá ñaày thaân taøu tính theo coâng thöùc kinh nghieäm sau: CB = 1,05÷1,68Fn, vôùi Fn ≤ 0,28 (1.10) CB = 1,05÷1,68Fn, vôùi Fn = 0,20÷0,28 (1.11) Coâng thöùc sau coù theå ñöôïc duøng khi tính heä soá ñaày theå tích cho taøu moät chaân vòt, Fn = 0,25÷0,29; CB = 1,05÷1,68Fn. (1.12) v Coâng thöùc Ayre: CB =÷106,, 168 (1.13) g ⋅ L 086, Heä soá CM CM = (1.14) ()Fn 12/
TAØU VAÄN TAÛI 33 hoaëc CM = 0,928 + 0,0806CB (1.15) 3 Heä soá CP CP = 1,214÷2,32Fn + 0,133(10Fn – 2,3) (1.16) hoaëc CP = 1,155÷2,07Fn (1.17) 1.3 THIEÁT KEÁ TAØU VAÄN TAÛI Thieát keá laø söï hoaøn thieän daàn caùc pheùp tính nhaèm thoûa maõn yeâu caàu ñeà ra, quaù trình naøy coù theå minh hoïa döôùi daïng söï tieán hoùa theo ñöôøng xoaén oác. Moïi pheùp tính, pheùp thöû ñöôïc tieán haønh rieâng nhau, theo nhöõng qui luaät vaät lyù nhaát ñònh. Keát quaû cuûa pheùp tính naøy laøm tieàn ñeà cho pheùp tính tieáp theo, sau ñoù keát quaû cuûa pheùp tính tieáp theo naøy laøm tieàn ñeà cho pheùp tính sau noù. Sau moãi voøng tieán hoùa, keát quaû cuûa cuøng moät pheùp tính seõ ñoåi thay so vôùi giaù trò ban ñaàu, vaø keát quaû laàn thöù hai (sau ñoù laø thöù ba, thöù tö ) laïi laøm chöùc naêng döõ lieäu ñaàu vaøo cho pheùp tính keá tieáp. Chu trình treân laëp laïi nhieàu laàn, theo ñöôøng xoaén oác, cho ñeán khi keát quaû cuoái cuøng thoûa maõn caùc ñieàu kieän ñaët ra, vôùi sai soùt trong phaïm vi cho pheùp. Hình 1.30 Thieát keá taøu thuûy Phaàn tieáp trình baøy caùc phöông phaùp thieát keá ñang duøng. Sô ñoà thieát keá thöù nhaát Böôùc 1. Xaùc ñònh löôïng chieám nöôùc theo moät trong caùc caùch thoâng duïng. Xaùc ñònh caùc kích thöôùc chính cuûa taøu vaø caùc heä soá ñaày. Böôùc 2. Xaùc ñònh söùc caûn voû taøu, xaùc ñònh coâng suaát maùy chính, thieát keá maùy ñaåy taøu, xaùc ñònh vaän toác taøu, Xaùc ñònh khoái löôïng thaân taøu, Ñieàu chænh löôïng chieám nöôùc cuûa taøu.
34 CHÖÔNG 1 Böôùc 3. Xaùc ñònh chính xaùc löôïng chieám nöôùc, coâng suaát maùy chính, choïn caùc maùy phuï, thieát bò taøu. Böôùc 4. Kieåm tra tính oån ñònh, chieàu cao maïn khoâ, dung tích haàm haøng, kieåm tra tính choáng chìm, khaû naêng ñi bieån vaø neáu coù ñoøi hoûi, kieåm tra ñoä beàn chung toaøn taøu. Böôùc 5. Hieäu chænh toaøn boä thoâng soá ñaõ tính, xaùc ñònh thoâng soá ôû daïng cuoái cuøng. Sô ñoà thieát keá thöù hai Böôùc 1. Xaùc ñònh löôïng chieám nöôùc. Böôùc 2. Xaùc ñònh söùc caûn voû taøu, xaùc ñònh coâng suaát maùy chính, thieát keá maùy ñaåy taøu, xaùc ñònh vaän toác taøu, Xaùc ñònh khoái löôïng thaân taøu, Ñieàu chænh löôïng chieám nöôùc cuûa taøu. Tính chieàu daøi L, heä soá ñaày theå tích. Böôùc 3. Tính H/T Böôùc 4. Tính B/T theo tieâu chuaån oån ñònh Böôùc 5. Tính caùc ñaïi löôïng khaùc treân cô sôû D, L, CB, H/T, B/T Sô ñoà thieát keá thöù ba 1. Xaùc ñònh söùc chôû cuûa taøu: P = D – Ws 2. Xaùc ñònh löôïng chieám nöôùc: D = CB × L × B × T trong ñoù: CB xaùc ñònh töø caùc phöông phaùp thoâng duïng ñöôïc trình baøy treân. CB = f( L, v), v- vaän toác taøu. 4. B = f(L) 5. H = f(L) 6. T = f(L) Caùc kích thöôùc chính töø 4. ñeán 6. phuï thuoäc vaøo caùc haïn cheá sau: 4a. L/B, phuï thuoäc vaøo coâng suaát maùy, 5a. L/H, ñaûm baûo ñoä beàn taøu, 6a. L/T 7. B/H hoaëc laø H = f(B), ñaûm baûo oån ñònh taøu, 8. T/B hoaëc laø T = f(B), aûnh höôûng ñeán choïn coâng suaát maùy taøu, 9. T/H, hoaëc laø T = f(H), ñaûm baûo chieàu cao maïn khoâ. Ví duï: Caàn thieát keá taøu vaän taûi haøng khoâ, söùc chôû 13.000dwt, khai thaùc vôùi vaän toác 18 HL/h. Taøu duøng maùy diesel laøm maùy chính. Sô boä xaùc ñònh löôïng chieám nöôùc. Töø lyù thuyeát thieát keá taøu, caùch xaùc ñònh D nhanh nhaát laø söû duïng heä soá hieäu naêng söùc chôû, tính baèng tyû leä giöõa söùc chôû vaø löôïng chieám nöôùc ηDW.
TAØU VAÄN TAÛI 35 DW D = ηDW Döõ lieäu cho η choïn töø keát quaû thoáng keâ. Vôùi taøu vaän taûi thöôøng gaëp heä soá naøy khoaûng 0,7. 13000 D ==18600t 07, Chieàu daøi thieát keá cuûa taøu vaän taûi tuøy thuoäc vaøo löôïng chieám nöôùc vaø vaän toác khai thaùc. Moät trong nhöõng coâng thöùc coù ñoä tin caäy cao laø coâng thöùc cuûa Posdiunine, duøng cho taøu vaän taûi theá heä nhöõng naêm saùu möôi, baûy möôi: 2 ⎛⎞V 3 Lc= ⎜⎟s Dm,[ ] ⎝⎠2 + Vs Heä soá c trong tröôøng hôïp cuï theå baèng 7,16. Chieàu daøi thieát keá tính töø coâng thöùc seõ laø L = 153,5m (504’). V 18 Vaän toác töông ñoái1 theo caùch duøng taïi UK vaø USA: s = ≈ 0,8. L 504 1 Vs Heä soá ñaày thaân taøu CB = 1,06 – = 0,66. 2 L Tyû leä L/B = 2.L1/4 = 7. Tyû leä B/T choïn nhaèm ñaûm baûo caùc yeâu caàu veà oån ñònh taøu, B/T = 2,3. Tyû leä H/T nhaèm ñaûm baûo ñoøi hoûi veà chieàu cao maïn khoâ taøu: H/T = 1,42. Treân cô sôû caùc kích thöôùc chính tieán haønh xaùc ñònh troïng löôïng vaø troïng taâm taøu theo caùc coâng thöùc kinh nghieäm. Troïng löôïng taøu: D = WHF + WM + WDW + WR vôùi: WHF - troïng löôïng thaân taøu vaø trang thieát bò taøu; WM - troïng löôïng buoàng maùy WDW - söùc chôû (haøng hoùa); WR - troïng löôïng döï tröõ. γ.L.B.T.CB = WHF + WM + WDW + WR Tieáp tuïc thay theá caùc bieåu thöùc tính troïng löôïng veá phaûi baèng caùc coâng thöùc kinh nghieäm coù theå vieát: γ.L.B.T. CB = L.B.H.pHF + BHP.pM + (WDW + WR) Töø ñoù: γ. CB.(L/B).B.B.(T/B).B = (L/B).B.B.(T/B).(H/T).B.pHF + BHP.pM + (WDW + WR) Thay theá kyù hieäu L/B = l; B/T = b; H/T = h vaøo phöông trình treân ñaây, coù theå 3 3 vieát: γ.CB.l.(l/B).B = l. (l/B).h.B . pHF + BHP.pM + (WDW + WR). 1 Corresponding speed, theo caùch duøng töø taïi UK vaø USA
36 CHÖÔNG 1 Coâng suaát maùy chính trong giai ñoaïn thieát keá sô boä coù theå thay baèng coâng thöùc 23/ 3 3 3 DVs lieân quan ñeán D vaø Vs: γ.CB. l.(l/b).B = l. (l /b).h.B . pHF + .pM+ (WDW + WR) c Thay bieåu thöùc cuûa D baèng bieåu thöùc töø veá phaûi, seõ nhaän ñöôïc: 23/ 3 3 ()γ (/).CbVBs1 2 (γ.CB. (l /b) –(l /b).h.pHF).B – .pM.B – (WDW + WR) = 0 c Töø phöông trình cuoái seõ tìm ñöôïc nghieäm B. Kích thöôùc chính coøn laïi xaùc ñònh theo coâng thöùc: L = (L/B).B; T = (T/B).B; H = (H/T).T Khi ñaõ coù L, B, T, CB, vv tieán haønh tính laïi D cuûa taøu. Söû duïng coâng thöùc: 23/ 3 3 ()γ (/).CbVBs1 2 (γ.CB. (l/b) –(l/b).h.pHF).B – .pM.B – (WDW + WR) = 0 c trong ñoù WR chieám khoaûng 2% söùc chôû, tính baèng 260t, tieáp tuïc tính phöông trình troïng löôïng. Töø thoáng keâ coù theå nhaän ñöôïc caùc giaù trò: 3 c = 400; pHF = 0,1295 t/m ; pM = 0,077t/hP. Sau ruùt goïn phöông trình coù daïng: 1,512 B3 – 1,82B2 – 13260 = 0 Nghieäm B = 21,1 m. Töø ñoù: L = 147,7m; T = 9,2m; H = 13,05m L.B.H = 147,7 × 21,1 × 13,05 = 40600 m3 D = 19400 t WHF = L.B.H.pHF = 40600 × 0,1295 = 5260 t Söùc caûn taøu. Söùc caûn taøu tính cho tröôøng hôïp cuï theå: L/ ∇1/3 = 147,7/190001/3 = 5,5; V 925, Fr == =0, 243 ; CB = 0,66; CM = 0,981; CP = 0,673 gL 9,, 81× 147 7 Maët öôùt voû taøu WS = 2,73. D.L = 4600m2. Töø ñoà thò söùc caûn taøu vaän taûi, theo phöông phaùp Harwald – Guldhammer coù theå -3 ñoïc ñöôïc heä soá söùc caûn dö CR = 1,234 × 10 . Sau hieäu chænh theo B/T thöïc teá heä soá -3 löïc caûn mang giaù trò CR = 1,21 × 10 . -3 -3 Söùc caûn ma saùt: CF = 1,49 × 10 . Hieäu chænh cho caùc phaàn loài CF = 1,54 × 10 . -3 -3 Heä soá söùc caûn CT = (1,21 + 1,54) × 10 = 2,75 × 10 . 2 Söùc caûn voû taøu: RT = 1/2ρ v .WS = 57000kG.
TAØU VAÄN TAÛI 37 Coâng suaát keùo caàn tính theo coâng thöùc: RV× 5700× 9, 25 EPS==T =7030[] HP 75 75 1111 Coâng suaát caàn thieát ñeå ñaåy taøu: BHP=×××× EPS ηHRSGηηη 1 − t trong ñoù: η= - hieäu suaát thaân taøu H 1 − w ηR - hieäu suaát doøng xoaùy töông ñoái, ηR = 0,98÷1,02 ηS - hieäu suaát ñöôøng truïc ηH - hieäu suaát hoäp soá, neáu coù. Keát quaû tính theo coâng thöùc BHP= EPS/ηp ≈ 10000 PS. Vôùi döï tröõ coâng suaát chöøng 25%, caàn thieát choïn maùy 12500 PS. Troïng löôïng buoàng maùy tính theo coâng thöùc: WM = BHP.pM = 12500 × 0,077 = 962 t. Theo caùch tính naøy, troïng löôïng taøu seõ laø: D = 5260 + 962 + 13260 = 19482 t. So vôùi löôïng chieám nöôùc tính toaùn, troïng löôïng döï tröõ bò giaûm 82 t, ñieàu ñoù coù theå chaáp nhaän ñöôïc khi thieát keá. 1.4 MAÙY CHÍNH VAØ TRANG THIEÁT BÒ TAØU Caùc kieåu, loaïi maùy chính treân taøu traûi qua nhieàu bieán hoùa theo thôøi gian. Tröôùc nhöõng naêm 1930 treân taøu vaän taûi ngöôøi ta söû duïng maùy hôi nöôùc laø chính. Ñoäi taøu chieám chöøng 70% ñaêng kyù ñaõ trang bò maùy hôi nöôùc trong thôøi kyø naøy. Töø nhöõng naêm 1960 maùy hôi nöôùc ít xuaát hieän treân taøu. Ñoäi taøu trang bò tuabin khí töø thaønh phaàn khieâm toán chöøng vaøi phaàn traêm tröôùc ñoù ñaõ chieám khoaûng 27÷28% trong nhöõng naêm 60. Maùy taøu diesel ngaøy nay chieám soá ñoâng trong trang bò caùc taøu. Töø nhöõng naêm 70 chuùng ta coù theå thaáy 97% soá taøu treân theá giôùi trang bò maùy chính baèng ñoäng cô diesel. Ñoäng cô diesel coâng suaát lôùn, duøng cho taøu vaän taûi côõ lôùn coù theå qui öôùc chia thaønh caùc nhoùm tuøy thuoäc voøng quay truïc cô: Maùy quay chaäm, thoâng thöôøng coøn ñöôïc goïi maùy thaáp toác (low speed) goàm nhöõng maùy coù voøng quay truïc cô khoâng quaù 200 v/ph (tieáng Anh: rpm). Maùy nhoùm naøy khoâng trang bò hoäp soá maø tröïc tieáp quay truïc chaân vòt. Taøu vaän taûi côõ lôùn thöôøng trang bò maùy nhoùm naøy. Maùy nhoùm trung toác (medium speed) goàm nhöõng maùy coù voøng quay truïc cô khoâng quaù 500 v/ph. Nhöõng maùy diesel ñöôïc cheá taïo sau naøy coù theå thuoäc nhoùm maùy cao toác (high speed), voøng quay truïc cô treân 500 v/ph. Nhöõng maùy thuoäc hai nhoùm
38 CHÖÔNG 1 sau khi trang bò xuoáng taøu thöôøng keøm theo hoäp soá nhaèm giaûm vaän toác quay truïc chaân vòt. Tuy phaûi trang bò theâm hoäp soá song troïng löôïng vaø kích thöôùc cuûa caùc maùy trung toác, cao toác ñöôïc giaûm khaù nhieàu neáu so vôùi maùy theá heä tröôùc ñoù. Nhôø tính goïn, nheï hieám coù cuûa nhoùm maùy naøy, ñoäng cô diesel caû ba nhoùm ñaõ vaø ñang chieám öu theá treân taát caû caùc loaïi taøu. Trang bò maùy trung toác vaø cao toác keùo theo nhöõng ñoøi hoûi khaét khe hôn veà kyõ thuaät: daàu diesel phaûi coù chaát löôïng cao hôn, ñöôïc baûo quaûn toát hôn, suaát tieâu hao nhieân lieäu cao hôn. Haïn cheá laø, tuoåi thoï maùy cao toác ngaén hôn maùy thaáp toác. Theo thoáng keâ, maùy thaáp toác coù thôøi haïn laøm vieäc khoaûng 60÷100 ngaøn giôø, trong khi ñoù maùy cao toác chæ coøn 35÷50 ngaøn giôø. Ñieàu khoù boû qua, maùy cao toác coù tieáng oàn cao hôn maùy thaáp toác. Nhöõng maùy diesel ñang ñöôïc duøng treân taøu vaän taûi côõ lôùn vaø cho caùc taøu daàu khoång loà ñöôïc saûn xuaát trong caùc daõy coâng suaát thoâng duïng. Hình 1.22 giôùi thieäu daõy coâng suaát vaø voøng quay maùy hai thì do haõng Sulzer saûn xuaát, duøng cho taøu vaän taûi bieån. Treân caùc taøu ngöôøi ta ñaõ söû duïng maùy vôùi coâng suaát ñeán gaàn 90.000HP, voøng quay maùy 90÷100v/ph. Hình 1.33 giôùi thieäu caùc maùy trung toác vaø cao toác duøng cho taøu vaän taûi. Ñaây laø nhöõng ñoäng cô boán thì, quay trung bình, coâng suaát maùy döôùi 30.000HP. Hình 1.31 Hình 1.33 Kích thöôùc phuû bì vaø troïng löôïng nhoùm maùy cuûa haõng Sulzer vöøa neâu ñöôïc trình baøy taïi hình 1.34. RTA72U/RTA72 Cylinders A B C D E F G K Mass in t 4 6485 4090 1570 10105 3916 11875 2155 630 430 5 7775 4090 1570 10105 4356 11875 2155 630 500 6 9065 4090 1570 10105 4356 11875 2155 630 580 7 10355 4090 1570 10105 3916 11875 2155 630 655 8 11645 4090 1570 10105 3916 11875 2155 630 730
TAØU VAÄN TAÛI 39 RTA62U/RTA62 Cylinders A B C D E F G K Mass in t 4 5544 3560 1350 6570 3591 10300 1880 570 285 5 6644 3560 1350 6570 3591 10300 1880 570 330 6 7744 3560 1350 6570 3591 10300 1880 570 380 7 8844 3560 1350 6570 3591 10300 1880 570 430 8 9944 3560 1350 6570 3591 10300 1880 570 480 RTA52U/RTA52 Cylinders A B C D E F G K Mass in t 4 4685 3030 1150 7480 3281 8745 1595 480 180 5 5605 3030 1150 7480 3540 8745 1595 480 210 6 6525 3030 1150 7480 3540 8745 1595 480 240 7 7445 3030 1150 7480 3540 8745 1595 480 270 8 8365 3030 1150 7480 3281 8745 1595 480 300 Hình 1.34 Kích thöôùc chính vaø troïng löôïng maùy Baûng tieáp theo giôùi thieäu maùy trung toác do haõng Wartsila saûn xuaát. Coâng suaát maùy tính baèng kW, voøng quay maùy 600 v/ph. Kích thöôùc chính cuûa maùy ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 1.35. Hình 1.35
40 CHÖÔNG 1 Rated power Output in kW and BHP at 600 rpm Engine type kW BHP 6 L 38 3960 5385 8 L 38 5280 7180 9 L 38 5940 8080 12 V 38 7920 10770 16 V 38 10560 14360 18 V 38 11880 16155 Kích thöôùc chính (mm)/troïng löôïng (tons) Troïng Kieåu maùy A B C E F K M N S löôïng 6 L 38 5805 4178 2073 560 1296 240 1122 1500 4643 50,0 8 L 38 7135 4501 2073 560 1296 240 1122 1500 5843 66,0 9 L 38 7705 4501 2073 560 1296 240 1122 1500 6443 80,0 12 V 38 7735 4750 3158 720 1540 240 1382 2150 5400 82,0 16 V 38 9105 4750 3158 720 1540 240 1382 2150 6800 107,0 18 V 38 9805 4750 3158 720 1540 240 1382 2150 7500 120,0 Trang bò ñoäng löïc duøng treân taøu vaän taûi trong tröôøng hôïp söû duïng maùy trung toác vaø cao toác coù theå tham khaûo theo taøi lieäu döôùi ñaây (H.1.36). Hình 1.36
TAØU VAÄN TAÛI 41 Chaân vòt Hoäp soá Maùy diesel Kích thöôùc (mm) Coâng Ñöôøng Ñöôøng suaát Voøng Tyû soá Kieåu kính kính Kieåu Kieåu kW BHP rpm A B C D E F G H E J (kW) quay truyeàn cuõ C.V. 900 PL 56/4I 560 2200 280 400 3.21 6R20 930 1265 900 3032 1612 1360 1800 625 625 1100 1600 980 SCV500 3.753.7 9R20 1395 1900 900 4035 1720 1360 1800 625 625 1360 1800 1300 PL 65/4I 650 2500 240 1111 SCV500 5 6R25 1380 1880 900 4000 1950 1350 – 900 900 1360 1800 1600 PL 74/4I 740 3100 180 SCV560 4.58 8V25 1690 2300 825 3400 2130 1855 – 810 810 1520 2000 1205 1900 PR74/4I 740 3400 170 SCV620 5.88 12V22 1950 2650 1000 4360 1730 2084 1600 805/905 805/905 1620 2000 1276 SCV680 4.41 6R32E 2460 3342 750 4955 2345 1960 2500 1135 1135 2270 2400 PR 82/4I 820 3800 170 2000 1414 SCV680 4.85 12V25 2530 3440 825 4440 2120 1960 – 720 720 2270 SCV750 5.84 8R32E 3280 4456 750 5985 2713 1945 2550 1135 1135 1960 3200 PR 90/4I/H 900 4300 155 2140 1595 SCV750 5.32 16V25 3380 4600 825 5300 2120 2070 – 720 720 1960 1960 SCV750 5.00 9R32E 3690 5013 750 6485 2649 2115 2500 1135 1135 1960 3600 PR 90/4I/H 900 4500 150 SCV750 6.00 16V25 3680 5000 900 5300 2120 2070 – 720 720 2200 1595 1960 SCV750 5.00 6SW38 3960 5385 600 4695 2680 2080 – 1300 1300 4900 PR 100/4I/H 1000 4800 145 SCV850 5.17 12V32E 4920 6684 750 5686 2503 2590 2330 1150 1150 2200 1350 min 2370 1726 4900 PR 108/4H 1080 5200 120 SCV850 6.25 12V32E 4920 6684 750 5686 2503 2590 2330 1150 1150 2200 2370 1886 4.29 8SW38 5280 7180 600 5895 3030 2400 – 1300 1300 2200 5200 PR 108/4HH 1080 6000 140 SCV850 2400 1886 3.57 6R46 5430 7380 500 7900 4120 3070 3890 1460 1460 2200 5900 PR 115/4H 1150 5300 125 SCV850 4.80 9SW38 5940 8080 600 6495 3030 2400 – 1300 1300 2440 2553 1988 6500 PR 115/4H 1150 5400 120 SCV1050 6.25 16V32E 6560 8920 750 6880 2765 2410 2330 1150 1150 2680 2630 1988 7200 PR 130/4H 1450 6500 110 SCV950 4.17 8R46 7240 9840 500 13100 4300 3550 3890 1460 1460 2440 2750 2228 4635 8100 PR 145/4H 1450 6700 110 SCV1050 4.55 9R46 8145 11070 500 10900 4300 3890 1460 1460 2680 2900 2439 3740 SCV1150 5.45 16SW38 10560 14360 600 7040 2030 – 1420 1420 3520 10500 PR 105/4H 1600 7000 110 3740 3500 2439 SCV1150 4.55 12V46 10860 14760 500 10210 4350 3350 1520 1520 3520 14000 PR 160/4H 100 1400 5.00 16V46 14480 19680 500 12370 4350 3350 1502 1502 4280 4200 2691 Baûng 1.26a
42 CHÖÔNG 1 Chieàu daøi buoàng maùy taøu vaän taûi tính theo coâng thöùc kinh nghieäm: lER = k.L (1.18) trong ñoù lER ñoïc töø ñoà thò taïi hình 1.37. Hình 1.37 Taïi ñoà thò vuøng ñaùnh daáu (1) daønh cho ñoäng cô diesel ñaët taïi khu vöïc giöõa taøu, vuøng (2) daønh cho buoàng maùy ñaët taïi khu vöïc laùi taøu vaø (3) daønh cho buoàng maùy goàm hai maùy chính cuøng hoäp soá, ñaët sau laùi. Ñöôøng 1 vaø 2 aùp duïng cho maùy quay tröïc tieáp hoaëc qua hoäp soá. Caùch xaùc ñònh chieàu daøi buoàng maùy döïa vaøo chieàu daøi baûn thaân maùy chính coù theå nhö sau: lER = a.LME (1.19) Chieàu daøi maùy chính phaûi phuø hôïp vôùi döõ lieäu do caùc haõng cheá taïo cung caáp. Nhöõng ví duï neâu treân seõ giuùp baïn ñoïc nhö taøi lieäu tham khaûo. Heä soá a phuï thuoäc vaøo vò trí ñaët buoàng maùy vaø kieåu maùy chính, baïn ñoïc tham khaûo töø baûng 1.6. Baûng 1.6 Heä soá a cuûa buoàng maùy Kieåu maùy chính Soá löôïng Giöõa taøu Phía laùi Ñoäng cô diesel 1 1,25 – 1,45 1,95 – 2,05 Ñoäng cô diesel cuøng hoäp soá 1 1,75 – 2,05 2 1,85 – 2,1 2,65 – 3,15 4 2,90 – 3,1 Diesel - ñieän 1 – 5 3,1 – 3,6 3,5 – 3,9 Tuabin khí 1 2,6 – 2,8 3,2 – 3,7
TAØU VAÄN TAÛI 43 Hình 1.38
44 CHÖÔNG 1 Hình 1.39
TAØU VAÄN TAÛI 45 1.5 NHÖÕNG TAØU ÑAÕ ÑÖÔÏC CHEÁ TAÏO Trong phaàn naøy baïn ñoïc tham khaûo caùch trình baøy caùc taøu vaän taûi haøng khoâ côõ treân döôùi 10.000dwt ñaõ moät thôøi coù tieáng treân bieån caû tính töø hình 1.39a,b. Kích thöôùc chính: Chieàu daøi toaøn boä Loa 158,5m Chieàu daøi giöõa hai truï Lpp 150,5m Chieàu roäng B 21,51m Chieàu cao D 12,40m Môùn nöôùc max d 8,86m Troïng löôïng taøu khoâng Wligh 5.500t Löôïng chieám nöôùc D 20.880t Deadweight 15,350t Taøu Oriental Queen chuùng toâi ñaõ coù dòp giôùi thieäu trong “Lyù thuyeát thieát keá taøu” taïi hình 1.40, coù caùc chuù daãn baèng soá mang yù nghóa sau: 1- caàn derrick söùc naâng 30t; 14- tweendeck döôùi soá 2; 27- tweendeck treân soá 6; 40- khoang haønh khaùch; 28- khoang haøng soá 6; 41- beå taém; 2- caàn caåu söùc naâng 5 t; 15- khoang haøng 2; 29- khoang maùy laùi; 42- buoàng thuyeàn tröôûng; 3- caàn caåu söùc naâng 10t; 16- tweendeck treân 3; 30- khoang laùi (afterpeak); 43- pilot; 4- caàn caåu söùc naâng 15t; 17- tweendeck döôùi soá 3; 5- caåu quay söùc naâng 5 taán. - buoàng daønh cho thöïc taäp sinh; - buoàng laùi; 18- khoang haøng soá 3; 31 44 6- kho taïp vaät; 19- tweendeck soá 4; 32- mess daønh cho thöïc taäp sinh; 45- buoàng radio; 7- thuøng xích; 20- tweendeck döôùi soá 4; 33- phoøng sinh hoïat; 46- phoøng ngaém caûnh; 47- phoøng VIP; 8- khoang haøng muõi; 21- khoang soá 4; 34- cöûa buoàng maùy; 48- kho sôn; 9- tweendeck treân; 22- buoàng maùy; 35- buoàng y teá; 10- Khoang muõi (forepeak); 23- nhieân lieäu; 36- vaên phoøng 49- phoøng ñeøn 11- khoang 1; 24- tween deck treân soá 5; 37- thôï ñieän, thôï maùy; 12- deeptank 1; 25- tweendeck döôùi soá 5; 38- dinning room; 13- tweendeck treân soá 2; 26- deeptank; 39- phoøng hoøa nhaïc, thö vieän vaø bar; Boá trí choã sinh hoaït thôï maùy, boá trí trong buoàng maùy vaø caùc trang thieát bò treân taøu ñöôïc chæ daãn nhö sau: 50- buoàng bôm; 55- kho laïnh; 59- buoàng ñieàu khieån; 63- khoang soá 2 – nhieân lieäu; 51- buoàng sinh hoaït cuûa thôï maùy; 56- kho; 60- thieát bò laïnh; 64- khoang soá 3 – nhieân lieäu; 52- buoàng sinh hoaït cuûa thuûy thuû boong; 57- caùc bình CO2; 61- naép caùc deeptank; 65- khoang soá 4 – nhieân lieäu; 53- nhaø beáp; 58- phoøng giaët; 62- khoang soá 1: ballast; 66- nhieân lieäu. 54- haàm haøng laïnh;
46 CHÖÔNG 1 Hình 1.40a “Oriental Queen”
TAØU VAÄN TAÛI 47 Hình 1.40b
48 CHÖÔNG 1 Taøu haøng President van Buren Kích thöôùc chính: Chieàu daøi toaøn boä Loa 174,93m Chieàu daøi giöõa hai truï Lpp 165,96m Chieàu roäng B 24,99m Chieàu cao D 13,87m Môùn nöôùc max d 9,32m Vaän toác v 23HL/h Coâng suaát maùy chính 24.000HP Dung tích haàm haøng (bale) V 22.538m3 Dung tích haàm laïnh 1.390m3 Troïng löôïng taøu khoâng Wligh 8.237t Löôïng chieám nöôùc D 21.230t Deadweight 12.993t Taøu President van Buren (H.1.41) ñöôïc trình baøy taïi ñaây nhaèm giôùi thieäu vôùi baïn ñoïc caùch boá trí cuûa taøu chôû haøng khoâ cuûa nhöõng naêm nöûa sau theá kyû XX. Taøu ñöôïc thieát keá chôû haøng khoâ toång hôïp, trong ñoù coù caû haøng laïnh. Boá trí haàm haøng vaø mieäng haàm haøng theo caùch coù lôïi nhaát cho vieäc boác dôõ vaø leân haøng. Caùc mieäng haàm haøng cho haøng laïnh ñöôïc baûo quaûn traùnh maát nhieät, naép haàm haøng caùc khoang haøng khoâ ñöôïc boá trí taïi nhöõng vò trí thuaän lôïi nhaát. Chieàu roäng mieäng haàm haøng taïi khu vöïc giöõa taøu phaù thoâng leä cuõ ñeå nôùi roäng ra phía maïn. Taïi vò trí 35, 36, 37, 38 baïn ñoïc coù dòp quan saùt naép haàm haøng roäng toái ña nhö ñaõ ñeà caäp trong phaàn thieát keá taøu. Trong minh hoïa hình 1.41 chuùng toâi giöõ nguyeân nhöõng chuù thích baèng tieáng Anh ñeå tieän cho baïn ñoïc theo doõi. Nhöõng ghi chuù baèng soá taïi hình mang yù nghóa sau: 1- boong muõi; 2- boong chính; 3- boong giöõa nhö chöùc naêng tweendeck; 4- thuøng xích; 5- forepeak; 6- boong thöù ba; 7- khoang haøng soá 1; 8- deeptank duøng chöùa daàu; 9- deeptank; 10- deeptank (duøng chöùa haøng); 11- khoang haøng soá 2; 12- khoang haøng soá 3; 13- caàn caåu 10t; 14- caàn caåu 15t; 15- caàn caåu 22,5t; 16- khoang haøng soá 4; 17- khoang haøng soá 5; 18- boong treân thöôïng taàng; 19- boong laùi (trong tieáng Anh chæ coù saøn naøy môøi ñöôïc goïi laø “caàu” – bridge, öùng vôùi nghóa ñen cuûa pont cuûa ngöôøi Phaùp – boong trong tieáng Vieät); 20- boong thuyeàn; 21- boong haønh khaùch; 22- boong treân; 23- boong laàu sau; 24- phoøng haønh khaùch; 25- phoøng só quan ; 26- buoàng maùy; 27- phoøng thuyeàn vieân; 28- buoàng haøng laïnh; 29- loái thoaùt hieåm töø ñöôøng haàm truïc chaân vòt; 30- afterpeak; 31- buoàng maùy laùi; 32- buoàng maùy keùo neo; 33- mieäng haàm haøng 1; 34- mieäng haàm haøng 2; 35- mieäng haàm haøng 3; 36- garage xe naâng; 37- phoøng thieát bò ñieàu khieån tôøi haøng; 38- mieäng haàm haøng 4; 39- mieäng haàm haøng 5; 40- mieäng khoang maùy; 41- phoøng y teá; 42- phoøng aên cho thuyeàn vieân; 43- galley (beáp); 44- kho thöïc phaåm; 45- mieäng haàm haøng 6; 46- phoøng VIP; 47- mieäng haàm haøng 7.
TAØU VAÄN TAÛI 49 Hình 1.41 “President van Buren”
50 CHÖÔNG 1 Hình 1.42a
TAØU VAÄN TAÛI 51 Hình 1.42b
52 CHÖÔNG 1 Taøu chôû haøng khoâ söùc chôû 4.000dwt ñoùng taïi TP Hoà Chí Minh Ñaëc tính chung Chieàu daøi thieát keá 89,56m Chieàu roäng 14,04m Chieàu cao 7,3m Môùn nöôùc 6,0m Taøu laép maùy coâng suaát 2.300PS Ñöôøng hình taøu giôùi thieäu taïi hình 1.43 Boá trí chung taøu trình baøy taïi hình 1.44a,b.
TAØU VAÄN TAÛI 53 Taøu vaän taûi söùc chôû 4000 DWT 4000 chôû söùc taûi vaän Taøu Hình 1.43 Hình
54 CHÖÔNG 1 Hình 1.44a 1.44a Hình
TAØU VAÄN TAÛI 55 Hình 1.44b 1.44b Hình
56 CHÖÔNG 1 Taøu vaän taûi haøng khoâ söùc chôû 8.700dwt Kieåu taøu Cargo ship. Taøu moät boong chính cuøng boong laàu muõi vaø laàu laùi, thöôïng taàng, buoàng maùy naèm sau. Taøu moät chaân vòt, maùy diesel laøm maùy chính. Vuøng hoaït ñoäng Taøu ñi bieån Haøng döï truø chôû Haøng ñoùng kieän, theùp, haøng rôøi vv Kích thöôùc chính Chieàu daøi toaøn boä 111,89m Chieàu daøi giöõa hai truï 103,13m Chieàu roäng 18,6m Chieàu cao 9,5m Môùn nöôùc 7,515m Söùc chôû DWT 8.700MT GT 5670 Dung tích haàm haøng Dung tích caùc haàm haøng (grain) 10.818m3 F.O tanks 574m3 D.O. tanks 138m3 Nöôùc ngoït 258m3 Ballast nöôùc 1.905m3 Maùy chính vaø vaän toác taøu Maùy chính diesel 1 Coâng suaát max 3.089kW (4.200PS) × 210v/ph Coâng suaát lieân tuïc 2.780kW (3.780PS) × 203v/ph Vaän toác taøu 12,5HL/h Ñoaøn thuûy thuû Só quan 7 Thuûy thuû 10 Nhöõng chöùc danh khaùc 3
TAØU VAÄN TAÛI 57 T Taøu vaän taûi söùc chôû 8.700DW chôû söùc taûi vaän Taøu Hình 1.45
58 CHÖÔNG 1 Ñöôøng hình taøu 8.700DWT taøu hình Ñöôøng Hình 1.46
TAØU VAÄN TAÛI 59 Söôøn thöïc thöïc Söôøn Hình 1.47
60 CHÖÔNG 1 Taøu 8.700DWT Taøu Hình 1.48 1.48 Hình
TAØU VAÄN TAÛI 61 Caùc boong taøu 8.700DWT 8.700DWT taøu boong Caùc Hình 1.49
62 CHÖÔNG 1 Taøu 8.700DWT Taøu Hình 1.50 1.50 Hình
TAØU VAÄN TAÛI 63 Taøu vaän taûi haøng khoâ söùc chôû 12.500DWT Kieåu taøu: Taøu vaän taûi haøng khoâ toång hôïp, moät boong chính cuøng boong laàu muõi vaø laàu laùi, thöôïng taàng, buoàng maùy naèm sau. Taøu ñoùng taïi nhaø maùy ñoùng taøu Baïch Ñaèng, Haûi Phoøng. Kích thöôùc chính Chieàu daøi toaøn boä 136,4m Chieàu daøi giöõa hai truï 126,0m Chieàu roäng 22,0m Chieàu cao 10,5m Môùn nöôùc 7,6m Söùc chôû DWT 12.500MT
64 CHÖÔNG 1 Boá trí chung taøuvaän taûi 12.500DWT Hình 1.51a 1.51a Hình
TAØU VAÄN TAÛI 65 Hình 1.51b 1.51b Hình
66 CHÖÔNG 1 Boá trí caùc boong taøu 12.500DWT 12.500DWT taøu boong caùc trí Boá Hình 1.52a Hình 1.52a
TAØU VAÄN TAÛI 67 Hình 1.52b
68 CHÖÔNG 2 Chöông 2 TAØU DAÀU Taøu daàu (tankers) vaän chuyeån daàu thoâ, saûn phaåm töø daàu phaân thaønh hai nhoùm chính: taøu chôû saûn phaåm hoùa daàu (products carrier) vaø taøu chôû daàu thoâ (crude carrier). Dung tích ñaêng kyù (registered tonnage) taøu daàu luoân chieám ñaàu baûng trong caùc baûng thoáng keâ. Töø ñaàu nhöõng naêm baûy möôi tyû leä tham gia dung tích ñaêng kyù taøu daàu trong ñoäi taøu bieån ñaõ gaàn 40%. Kích thöôùc taøu lôùn nhaát töø tröôùc tôùi nay vaãn thuoäc veà taøu chôû daàu. Phaàn môû ñaàu giôùi thieäu taøu vaän taûi chuùng ta ñaõ laøm quen, deadweight cuûa taøu daàu tröôùc chieán tranh theá giôùi chæ quanh con soá 10.000t, sau chieán tranh con soá naøy ñaõ lôùn gaàn gaáp ñoâi. Vaøi taøu côõ 30.000dwt cuûa thôøi baáy giôø ñaõ ñöôïc coi laø taøu chôû daàu sieâu lôùn (supertankers). Kích côõ taøu taêng tröôûng nhanh ñeán möùc caùc chuû taøu khoâng kòp duøng töø môùi ñeå chæ ñoä lôùn cuûa taøu. Sau super ngöôøi ta möôïn monster ñeå chæ ñoä lôùn taøu daàu nhöng chöa kòp duøng ñaõ phaûi ñoåi sang mammoth vaø tieáp ñoù behemoth. Kích côõ taøu daàu buøng noå trong nhöõng naêm saùu möôi, baûy möôi. Naêm 1959 taøu troïng taûi 100.000dwt ra ñôøi, naêm 1966 taøu 200.000dwt xuaát hieän, taøu treân 330.000dwt kích thöôùc L×B×H = 330×53,3×32m ra ñôøi naêm 1968. Taøu daàu côõ xaáp xæ 400.000dwt ra ñôøi töø naêm ñaàu cuûa thaäp kyû 70. Loaït taøu daàu söùc chôû nöûa trieäu taán ra ñôøi trong nhöõng naêm ñang ñeà caäp, ñaùnh daáu söï phaùt trieån ñænh cao cuûa kích côõ taøu. Moät trong nhöõng taøu lôùn ñoùng taïi France naêm 1976 mang teân Batillius daøi 414m, troïng taûi 554.000dwt. Taøu lôùn nhaát ñaõ ñöa vaøo khai thaùc naêm 1978 coù teân goïi Seawise Giant söùc chôû 564.765dwt. Cuøng thôøi kyø naøy, thieát keá taøu chôû daàu söùc chôû 1.000.000dwt ñaõ ñöôïc xem xeùt. Ngaøy nay, taøu chôû daàu côõ lôùn mang nhöõng teân goïi raát thoâng duïng, maø ngöôøi ñoùng taøu phaûi laøm quen: VLCC – Very Large Crude Carrier, taøu ULCC – Utra Large Crude Carrier. Vaän toác taøu chôû daàu hieän ñaïi thay ñoåi trong phaïm vi raát heïp giöõa caùc kieåu taøu. Taøu côõ nhoû, döôùi 20.000dwt thöôøng khai thaùc taïi vaän toác 14÷15 HL/h. Taøu chaïy nhanh nhaát trong nhoùm coù troïng taûi côõ 50.000dwt ñeán 100÷130 nghìn dwt, vaän toác thöïc teá khoaûng 16÷18 HL/h. Taøu khoång loà khoâng maáy khi vöôït quaù vaän toác 15÷16HL/h.
TAØU DAÀU 69 Hình 2.1 Taøu daàu Taøu daàu côõ nhoû duøng chuyeân chôû saûn phaåm daàu, hoaït ñoäng ven bieån söùc chôû 2800dwt coù kích thöôùc nhö sau: Chieàu daøi giöõa hai truï 84,0m Chieàu roäng 12,8m Chieàu cao 5,85m Môùn nöôùc 4,9m Maùy chính: Coâng suaát/voøng quay 2250kW/225v/ph Vaän toác 13,5HL/h Ñoaøn thuûy thuû 15 ngöôøi Taøu coù vaùch doïc giöõa taøu. Taøu phaân thaønh 5 khoang chöùa daàu. Bôm daàu vôùi naêng suaát 300t/h ñaûm baûo ñöa haøng ra khoûi taøu trong voøng moät ngaøy. Ñoaøn thuûy thuû boá trí trong caùc buoàng ñôn. Taøu daàu côõ lôùn tieâu bieåu cuûa nhöõng naêm taùm möôi giôùi thieäu taïi baûng 2.1.
70 CHÖÔNG 2 Baûng 2.1 Taøu chôû daàu Teân goïi Taøu chôû saûn phaåm Taøu chôû daàu thoâ Chieàu daøi toaøn boä, m 209,9 362,0 Chieàu daøi giöõa hai truï, m 201,1 348,4 Chieàu roäng, m 27,4 69,5 Chieàu cao, m 14,3 29,0 Chieàu chìm trung bình, m 10,3 22,4 Söùc chôû, DWT 40.760 390.700 Löôïng chieám nöôùc, T 47.218 450.910 GT 22.358 NT 15.951 Troïng löôïng haøng daàu, T 39.934 372.000 Troïng blöôïng ballast, T 13.500 64.890 Nhieân lieäu, T 3.624 17.857 Nöôùc ngoït, T 275 580 Troïng löôïng taøu khoâng, T 7.569 60.140 Maùy chính, kieåu Tua bin Tua bin Coâng suaát maùy, HP 15.000 45.000 Vaän toác taøu, HL/h 16 15,9
TAØU DAÀU 71 Hình 2.2a Taøu chôû saûn phaåm daàu
72 CHÖÔNG 2 Hình 2.2b Taøu chôû saûn phaåm daàu
TAØU DAÀU 73 2.1 LÖÔÏNG CHIEÁM NÖÔÙC VAØ TROÏNG TAÛI TAØU. TROÏNG LÖÔÏNG TAØU Löôïng chieám nöôùc taøu tính baèng coâng thöùc: D = Do + DW (2.1) trong ñoù: Do - troïng löôïng taøu khoâng, tính baèng taán heä meùt DW - deadweight cuûa taøu, tính baèng taán heä meùt. Troïng löôïng taøu khoâng bao goàm troïng löôïng voû theùp, maùy chính, thieát bò buoàng maùy, thieát bò treân boong vaø caùc thaønh phaàn khaùc tham gia vaøo taøu. Troïng löôïng caùc nhoùm ñöôïc tính rieâng leû trong quaù trình thieát keá. Nhöõng ñoà thò sau giuùp baïn ñoïc xaùc ñònh sô boä voû theùp cuûa taøu vaø troïng löôïng buoàng maùy. Hình 2.3 Troïng löôïng voû theùp taøu vaän taûi
74 CHÖÔNG 2 Ñoà thò giuùp xaùc ñònh troïng löôïng voû theùp taøu daàu do Johnson vaø Ramble laäp ñöôïc trình baøy laïi taïi hình 2.4. Hình 2.4 Troïng löôïng voû theùp taøu daàu Theo toång keát cuûa Benford, troïng löôïng voû theùp taøu daàu coù theå xaùc ñònh döôùi LBH daïng quen thuoäc: Wst = g ⋅ ( ) (2.2) 100 Heä soá g tính theo moâ ñun LBH ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 2.5.
TAØU DAÀU 75 Hìønh 2.5 Troïng löôïng voû theùp tính cho ñôn vò LBH Coâng thöùc kinh nghieäm tính troïng löôïng voû theùp ñöôïc toång keát töø caùc taøu ñang söû duïng: 2 Wst = (400e + 55e ) [1 + 0,5(CB + 0,70)] (2.3) Ñaïi löôïng e trong coâng thöùc ñöôïc hieåu nhö sau: LB(),(),++ T085 LH −+ T 085 l ⋅+ h 075 , l ⋅ h e = ∑ 11∑ 22 (2.4) 1000 Trong coâng thöùc: l1 vaø h1 bieåu thò chieàu daøi, chieàu cao thöôïng taàng m, l, h2 - chieàu daøi, chieàu cao laàu, m. Troïng löôïng buoàng maùy vôùi maùy diesel tính theo coâng thöùc: ⎛⎞PE WM = 560⎜⎟+ 470 , taán (2.5) ⎝⎠10000
76 CHÖÔNG 2 Buoàng maùy trang bò maùy chính kieåu tua bin hôi coù theå söû duïng coâng thöùc sau ñeå tính troïng löôïng: ⎛⎞PE WM = 400⎜⎟+ 450 , taán (2.6) ⎝⎠10000 Ñoà thò Johnson vaø Ramble giuùp xaùc ñònh troïng löôïng buoàng maùy taøu daàu ñöôïc giôùi thieäu tieáp taïi hình 2.6. Hình 2.6 Ñoà thò xaùc ñònh troïng löôïng buoàng maùy Troïng löôïng trang thieát bò tính theo moâ ñun L×B cuûa taøu. Taøu vaän taûi bieån neáu khoâng coù ñoøi hoûi ñaëc bieät coù theå söû duïng heä soá 0,033 laøm heä soá tính troïng löôïng trang thieát bò. Coâng thöùc tính troïng löôïng trang thieát bò döïa vaøo taøu maãu vôùi moâ ñun töø taøu maãu L’B’H’ coù daïng: ⎛⎞21LB WWeq =+⎜⎟' (2.7) ⎝⎠33LB'' Ñoà thò giuùp xaùc ñònh nhanh troïng löôïng trang thieát bò taøu daàu ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 2.7.
TAØU DAÀU 77 Hình 2.7 Troïng löôïng trang thieát bò taøu daàu Deadweight nhö chuùng ta ñaõ bieát, suy ra töø coâng thöùc (1.1): DW = D – Do (2.8) Coù theå vieát deadweight baèng toång caùc thaønh phaàn taûi troïng sau: DW = Wcargo + WFO + ∑w (2.9) trong ñoù: Wcargo - taûi troïng haøng hoùa, WFO - troïng löôïng nhieân lieäu, toång caùc thaønh phaàn w ghi trong bieåu thöùc cuoái thuoäc veá phaûi coâng thöùc coù theå laø nhôùt, nöôùc duøng cho maùy, nöôùc ngoït, troïng löôïng ñoaøn thuûy thuû, löông thöïc, thöïc phaåm vaø caùc vaät caàn thieát khaùc. Hình 2.8 Quan heä giöõa DW, Pe vaø v
78 CHÖÔNG 2 Hình 2.9 Quan heä giöõa Pe, D, v Theo caùch trình baøy naøy WFO phuï thuoäc vaøo coâng suaát buoàng maùy, quaõng ñöôøng taøu phaûi chaïy, vaän toác taøu vaø döï phoøng cho caùc chuyeán ñi. Treân cô sôû coù WFO, Wcargo vaø toång caùc nhoùm troïng löôïng trong deadweight coù theå xaùc ñònh DW. Quan heä giöõa DW vôùi coâng suaát maùy chính Pe vaø vaän toác taøu v ñöôïc trình baøy taïi hình 2.8. Coù theå thaáy raèng giöõa löôïng chieám nöôùc D, coâng suaát maùy Pe vaø vaän toác taøu v coù moái quan heä gaén boù. Ñoà thò döôùi ñaây giuùp baïn ñoïc tìm hieåu veà quan heä ñoù. Töø quan heä höõu cô coù theå tìm caùch xaùc ñònh troïng löôïng nhieân lieäu, phuïc vuï cho xaùc ñònh DW. Thaønh phaàn thöù ba veá phaûi nhö ñaõ ñeà caäp goàm nhieàu nhoùm troïng löôïng. Giaù trò toång naøy khoaûng 0,7÷2,0% DW tính cho taøu daàu côõ lôùn vaø 2÷4% cho taøu côõ trung bình. Vôùi caùc taøu côõ DW = 10.000÷100.000t coù theå tính toång treân theo coâng thöùc: DW w =+400 (2.10) ∑ 200 Caùc thaønh phaàn troïng löôïng tham gia vaøo deadweight cuûa caùc taøu ñoùng taïi Nga nhöõng naêm 1960 ñöôïc toång keát cho loaït taøu DW xaáp xæ 5.000t, 10.000t, 20.000t, 30.000t vaø 50.000t döôùi ñaây.
TAØU DAÀU 79 Baûng 2.1b Nhoùm troïng löôïng, t A B C D E Nhieân lieäu 497 926 1475 3035 4170 Nhôùt 9 55 35 35 36 Nöôùc ngoït cho maùy 60 142 65 100 80 FW 100 70 11 10 13 Löông thöïc, thöïc phaåm 3 10 11 10 13 Ñoaøn thuûy thuû 6 7 8 8 10 Vaät tö khaùc 10 23 38 6 13 Ballast - - - 245 - Haøng 4820 10.167 18.720 27.121 44.780 Deadweight 5505 11.400 20.420 30.657 49.370 Heä soá söû duïng deadweight xaùc ñònh baèng quan heä ηD = DW/D ñöôïc tính baèng vecono coâng thöùc kinh nghieäm: η=D mn − (2.11) L vôùi: m ≈ 0,955 vaø n ≈ 0,15; L - chieàu daøi taøu tính baèng m vecono - vaän toác kinh teá tính baèng HL/h. Giaù trò cuûa heä soá naøy vaøo khoaûng 0,78÷0,80 neáu aùp duïng cho taøu vôùi DW = 50.000 - 70.000t. Nhöõng taøu ñaõ ñöôïc ñoùng vaøo nhöõng naêm 1960 nhö Esso Spain vôùi DW = 88.000t, taøu Esso Deutschland vôùi DW = 91.630t coù heä soá söû duïng trong phaïm vi vöøa ñeà caäp. Taøu Nissho Maru vôùi DW = 132.330t coù heä soá ηD = 0,798. Vôùi nhöõng taøu voâ cuøng lôùn môùi ñöôïc ñoùng vaøo ba thaäp nieân cuoái theá kyû 20 heä soá söû duïng deadweight naèm trong giôùi haïn 0,83 – 0,87. Coù theå khaùi quaùt hoùa heä soá naøy baèng coâng thöùc kinh nghieäm sau ñaây, daønh cho taøu lôùn, deadweight ñeán 200.000t. –6 –6 ηD = 0,795 + 0,517DW.10 – 0,828DW.10 ± 0,013 (a) Vôùi caùc taøu lôùn hôn, deadweight töø 200.000t ñeán 300.000t coâng thöùc vöøa neâu ñöôïc thay ñoåi theo caùch sau: –6 –6 ηD = 0,54 + 2,64DW.10 – 5,15DW.10 ± 0,06 (b)
80 CHÖÔNG 2 v.HL/h Hình 2.10 Ñoà thò trình baøy taïi hình 2.10 toång keát caùc giaù trò cuûa heä soá söû duïng taûi troïng taøu cuûa caùc taøu ñaõ ñoùng ñeán nhöõng naêm 1960. Baûng 2.2 toång keát tyû troïng caùc thaønh phaàn troïng löôïng voû taøu, buoàng maùy, trang thieát bò taøu daàu côõ nhoû vaø trung bình. Baûng 2.2 Tyû troïng tính baèng % caùc thaønh phaàn troïng löôïng 3 Nhoùm deadweight, 10 t. Theùp voû taøu Trang thieát bò Maùy chính Heä soá ηD 5 – 15 16,0 – 23,0 4,0 – 8,0 2,0 – 4,0 65 – 78 15 – 25 15,0 – 19,0 3,0 – 5,0 2,0 – 4,0 72 – 80 25 –55 14,0 – 18,0 2,5 – 4,0 1,5 – 3,0 74 – 82 55 – 85 13,0 – 17,0 2,0 – 3,0 1,0 –2,0 78 – 84 85 trôû leân 11,0 – 15,0 1,5 – 2,0 0,5 – 1,0 82 – 86
TAØU DAÀU 81 Heä soá Normand aùp duïng trong tröôøng hôïp naøy ñöôïc hieåu theo daïng sau. 1 η=N (2.12) WWSHELL2 ⎛⎞WM FO 1 −−−⎜⎟ DDD3 ⎝⎠ trong ñoù: WSHELL - troïng löôïng voû taøu WM - troïng löôïng maùy chính vaø thieát bò WFO - troïng löôïng nhieân lieäu. Ñoà thò trình baøy quan heä cuûa heä soá Normand vôùi deadweight ñöôïc veõ laïi ôû hình 2.11. Treân ñoà thò, ñöôøng rôøi bieåu thò cho taøu ñi bieån, ñöôøng chaám gaïch duøng cho taøu ven bieån theo thoáng keá cuûa Hình 2.11 Harvald. Caùc soá töø 1 ñeán 8 ñaùnh daáu caùc taøu ñaõ ñöôïc cheá taïo taïi Nga tröôùc nhöõng naêm baûy möôi. 2.2 KÍCH THÖÔÙC CHÍNH, CAÙC HEÄ SOÁ ÑAÀY. ÑÖÔØNG HÌNH TAØU Hình 2.12 Taêng tröôûng deadweight vaø kích thöôùc taøu daàu
82 CHÖÔNG 2 Kích thöôùc cuøng troïng taûi taøu daàu taêng raát nhanh keå töø sau chieán tranh theá giôùi laàn thöù hai. Kích thöôùc taøu daàu lôùn nhaát ñoùng vaøo nhöõng naêm 1970 ít ra taêng vaøi laàn so vôùi taøu sau chieán tranh theá giôùi thöù hai. Neáu chieàu daøi taøu lôùn coù haïng sau chieán tranh laø 170m, chieàu daøi taøu trong nhöõng naêm 1970 ñaõ treân 410m. Hình 2.12 tieáp theo minh hoïa söï ñoåi thay veà deadweight vaø chieàu daøi taøu tieâu bieåu keå töø sau naêm 1945 ngay sau chieán tranh. Chieàu daøi giöõa hai truï Chieàu daøi thieát keá taøu coù theå choïn ngay chieàu daøi giöõa hai truï. Phuï thuoäc taûi troïng taøu, bieåu thöùc xaùc ñònh chieàu daøi giöõa hai truï ñöôïc vieát döôùi daïng chung: 1/3 Lpp = k.P (2.13) vôùi: P - taûi troïng taøu, tính baèng t. Keä soá k phuï thuoäc vaøo kích thöôùc taøu vaø taûi troïng. 13/ ⎛⎞2 b ka=⋅⋅η⎜⎟ CBp (2.14) ⎝⎠1, 025 LL P vôùi ab==η=;; BTp D Giaù trò k thay ñoåi trong phaïm vi sau: k = 6,05 – 6,15 vôùi P ≤ 20.000 t k = 5,95 – 6,05 vôùi P ≤ 35.000 t k = 5,90 – 6,05 vôùi P > 35.000 t L Tyû leä chieàu daøi taøu l = ñöôïc toång keát töø caùc taøu ñoùng ñeán nhöõng naêm 1960 D13/ nhö sau: 2 ⎛⎞v −0, 038 lD≈×11, 1⎜⎟ (2.15) ⎝⎠v + 285, Chieàu roäng thieát keá B = k.P1/3 (2.16) 13/ ⎛⎞b trong ñoù: kCa=×η⋅⋅⎜⎟pB (2.17) ⎝⎠1, 025 Giaù trò k thay ñoåi trong phaïm vi sau: k = 0,79 + 10–6P vôùi 10.000t 70.000 t
TAØU DAÀU 83 Coâng thöùc tính tyû leä b = B/D1/3 coù daïng: b = 0,5D–0,042 (2.18) Chieàu chìm thieát keá T = k.P1/3 (2.19) −12/ 2 trong ñoù: kCab=×η⋅⋅⋅()1, 025pB (2.20) Giaù trò k thay ñoåi trong phaïm vi sau: k = 0,36 – 10–6P vôùi P ≤ 40.000 t k = 0,32 vôùi P > 40.000 t Tyû leä t = T/D1/3 mang daïng: t = 0,5D–0,023 (2.21) Chieàu cao maïn H = k.P1/3 (2.22) −13/ ⎛⎞LBT trong ñoù: kCa=×η××⎜⎟1, 025pB (2.23) ⎝⎠HHH Giaù trò k thay ñoåi trong phaïm vi sau: k = 0,47 – 10–6P vôùi P ≤ 40.000 t k = 0,43 vôùi P > 40.000 t Keát quaû xöû lyù döõ lieäu thu nhaän töø caùc taøu ñaõ ñoùng coù theå toång keát döôùi daïng ñoà thò trình baøy taïi hình 2.13. Keát quaû thoáng keâ caùc taøu ñaõ ñoùng maáy chuïc naêm qua cho pheùp bieåu ñoà mieâu taû quan heä giöõa kích thöôùc chính vôùi deadweight cuûa taøu. Keát quaû thoáng keâ ñöôïc trình baøy laïi döôùi daïng ñoà thò taïi hình 2.14.
84 CHÖÔNG 2 Hình 2.13
TAØU DAÀU 85 Hình 2.14
86 CHÖÔNG 2 Tyû leä L/B; L/H; B/H Caùc tyû leä kích thöôùc xaùc ñònh trong giai ñoaïn thieát keá sô boä. L 6 = vôùi P < 70.000t (2.24) B 079, + 10−6 P L = 7 vôùi P ≥ 70.000t (2.25) B Keát quaû thoáng keâ taøu ñaõ xuaát xöôûng thaønh laäp cho tyû leä kích thöôùc L/B trong quan heä vôùi deadweight ñöôïc trình baøy taïi hình 2.15. Hình 2.15 Tyû leä L/H L 6 = vôùi P < 40.000t (2.26) H 047, − 10−6 P L = 7 vôùi P ≥ 40.000t (2.27) H Tyû leä naøy trong quan heä vôùi deadweight ñöôïc trình baøy taïi hình 2.16.
TAØU DAÀU 87 Hình 2.16 Tyû leä L/T LP079, + 10−6 = vôùi P < 40.000t (2.28) T 036, − 10−6 P LP079, + 10−6 = vôùi 40.000t < P < 70.000t (2.29) T 032, Tyû leä B/T Tyû leä trung bình cuûa B/T vaøo khoaûng 2,2 ÷ 2,5. Töø taøi lieäu thoáng keâ coù theå thaáy tyû leä naøy thay ñoåi trong giôùi haïn roäng, baïn ñoïc coù theå xem keát quaû thoáng keâ taïi hình 2.17 ñeå hình dung söï phöùc taïp khi phaûi choïn tyû leä B/T.
88 CHÖÔNG 2 Hình 2.17 Tyû leä B/T cuûa taøu daàu. Heä soá xaùc ñònh moâ ñun LBH: LBH×× 5000 =+2 (2.30) PP Baûng 2.3 giôùi thieäu moät soá keát quaû tính theo caùc coâng thöùc ñang ñeà caäp. Baûng 2.3 P, (t) Lpp, (m) B, (m) L/B L/H B/T LBH/P 20 162,86 21,98 7,4 13,33 2,38 2,25 30 186,43 25,48 7,31 13,64 2,48 40 205,20 28,38 7,23 13,95 2,59 2,12 50 221,04 30,34 7,14 14,0 2,62 60 234,89 33,27 7,05 14 2,7 2,08 100 278,49 39,91 7 14 2,7 2,05 120 295,94 42,42 7 14 130 303,94 43,56 7 14 2,75 2,04
TAØU DAÀU 89 Heä soá ñaày theå tích: 2 ⎡ vv⎛⎞⎤ CB =+0,, 505 1 2⎢ −⎜⎟⎥ (2.31) ⎣⎢ LL⎝⎠⎦⎥ trong coâng thöùc tính CB daïng naøy, v ño baèng HL/h; L tính baèng feet. Taøi lieäu thoáng keâ neâu quan heä giöõa heä soá CB vaø soá Froude taøu daàu ñöôïc giôùi thieäu taïi hình 2.18. Hình 2.18 Moät soá döõ lieäu thu nhaän töø taøu thaät ñöôïc ghi laïi taïi baûng 2.4 trình baøy giaù trò L/B, B/T, CB vaø caùc heä soá khaùc treân taøu daàu côõ nhoû vaø trung bình. Taøi lieäu thoáng keâ sau ñaây giuùp baïn ñoïc naém baét troïng taâm taøu tính theo chieàu cao KG vaø chieàu doïc taøu LCG. Ñoà thò taïi hình 2.19 trình baøy giaù trò cuûa tyû leä chieàu cao troïng taâm taøu vaø chieàu cao meùp maïn KG/H cuûa caùc taøu ñaõ hoaït ñoäng. Treân ñoà thò H 2.20 caùc kyù hieâu baèng kyù töï mang yù nghóa: A- taøu khoâng, B- taøu ôû traïng thaùi ñaày haøng. Nhöõng taøu ñöôïc ghi vaøo ñaây coù theå keå 1-6 taøu daàu ñoùng taïi Nga, 7, 8, 9, 10- theo coâng boá cuûa Ariott, 11- taøu Golar Nor, 12, 13- thieát keá taøu daàu, 14- Oleg Koshevoy, 16- Talaver, 17, 18- theo coâng boá cuûa Ruppert, 20- thieát keá taøu daàu côõ lôùn, 22- taøu daàu côõ nhoû 550dwt, 24- taøu daàu troïng taûi 18.700dwt, theo Munro Smith, 25- Linanos, 26- Sansinena, 27- National Defender.
90 CHÖÔNG 2 Baûng 2.4 Tyû leä Heä soá keùo Teân taøu DW (T) Soá Fn L/B B/T τ β α ϕ ϑΒ⎯πιρλϖ⎯ι 1660 6,43 2,64 0,658 0,978 0,807 0,673 0,258 Döï aùn A 5500 6,64 2,46 0,713 0,985 0,810 0,724 0,222 ϑ⎯γαει 11800 7,19 2,25 0,704 0,981 0,785 0,717 0,182 Χεϕυιυυ μικ∼αο{ 16300 7,01 2,40 0,747 0,985 0,779 0,759 0,220 Θνδυκ 20740 7,42 2,54 0,736 0,981 0,810 0,744 0,215 P. C. Spencer 25800 7,37 2,33 0,758 0,993 0,844 0,763 0,222 Esso Huntington 29820 7,32 2,55 0,772 0,993 0,852 0,777 0,209 Οειυλ 30900 7,30 2,48 0,750 0,987 0,792 0,760 0,224 Cities Services Baltimore 33680 7,00 2,64 0,772 0,986 0,854 0,784 0,209 Ουπυϖ⎯λπι 35640 7,23 2,54 0,794 0,992 0,867 0,800 0,194 Mount Vernon Victory 46000 6,91 2,70 0,756 0,994 0,833 0,760 0,192 Θμσυ∼ 49370 6,90 2,74 0,796 0,997 0,845 0,798 0,190 Laconic 58230 7,15 2,72 0,835 0,992 0,889 0,842 0,175 National Defender 68530 8,00 2,38 0,799 0,995 0,872 0,803 0,179 Princess Sophie 72450 7,22 2,61 0,757 0,994 0,835 0,762 0,182 Döï aùn B 73600 7,00 2,65 0,801 0,998 0,848 0,802 0,180 Symara 101950 6,44 2,55 0,884 0,995 – 788 0,166 Golar Nor 103570 6,12 2,66 0,810 0,993 0,883 0,816 0,170 Manhattan 106570 7,01 2,69 0,794 0,996 0,867 0,797 0,183 Oriental Dragon 120830 7,13 2,39 0,828 0,994 0,891 0,833 0,169 Hình 2.19 Tyû leä KG/H caùc taøu daàu
TAØU DAÀU 91 Ñoà thò mieâu taû quan heä giöõa LCG vaø L cuûa taøu trình baøy taïi hình 2.20. Giaù trò ghi taïi truïc ñöùng ñoà thò treân hình 2.20 tính baèng %L, luøi veà sau maët giöõa taøu. Chieàu daøi taøu tính baèng m. Nhöõng döõ lieäu ñaùnh daáu treân hình döôùi daïng chöõ x chæ caùc taøu khoâng coù laàu giöõa, • chæ taøu coù laàu giöõa. Caùc chöõ soá ñöôïc hieåu cho nhöõng tröôøng hôïp cuï theå sau: 1- taøu Sivella, 2- thieát keá taøu 20.000dwt, 3- taøu Sophia, 4- taøu daàu 1500dwt, 5- taøu daàu 20.000dwt, 6- taøu daàu 25.760dwt, 7- taøu daàu 5.500dwt, v.v Hình 2.20 Hình 2.21 trình baøy vò trí toái öu cuûa taâm noåi taøu daàu trong quan heä vôùi heä soá ñaày laêng truï. Hình 2.21
92 CHÖÔNG 2 Trong phaàn tieáp theo cuûa muïc nhoû naøy chuùng ta cuøng tìm hieåu nhöõng ñaëc tính chính cuûa taøu lôùn quaù côõ, deadweight töø 150.000t trôû leân, theo taøi lieäu thu nhaän töø taøu thaät. Kích thöôùc chính taøu supertanker ñöôïc toång keát trong baûng 2.5. Baûng 2.5 DW v, Teân taøu L, m B, m H, m T, m C L/B B/T H/T L/H 1000T B HL/h Robert 289 331 51,8 28,4 22,15 0,842 6,4 2,34 1,28 11,6 15,2 Maersk Esso 307 325 56 28,8 22,43 0,84 5,8 2,50 1,29 11,2 15,4 Kawasaki Lanister 312 330 56 28,65 22,36 0,835 5,9 2,5 1,28 11,5 14,9 Brazilia 313 336 55,4 28,55 22,38 - 6 2,48 1,28 11,7 15,5 Marina Leitina 317 336 55,4 28,75 22,35 - 6,1 2,48 1,28 11,7 15,25 Artega 327 330 53,3 32 24,83 - 6,5 2,15 1,269 10,4 15,0 Kristine 334 353,3 56,4 28,4 22,46 - 6,28 2,51 1,26 12,4 15,2 Maersk Tina 357 350 60 28,3 22,3 - 5,8 2,72 1,27 12,4 15,5 Santa 363 245 53,3 33,5 26,1 0,865 6,47 2,04 1,28 10,3 14,3 Maria Malmos 372 348 63,4 28,7 22,65 0,829 5,49 2,8 1,27 12,1 15,9 Mariner Nisseki 377 330 54,5 35,0 27,04 0,852 6,06 2 1,29 9,45 15,0 Maru Titus 390 355 64 29 22,93 0,833 5,54 2,79 1,27 12,24 15,1 Aiko Maru 413 350 70 29 22,9 - 5 3,06 1,27 12,07 15,0 Andros 457 360 68 31,6 25 - 5,29 2,72 1,26 11,4 15,3 Petros Globtic 483 360 62 36 28,2 0,852 5,82 2,21 1,28 10,0 15,0 Tokyo Esso 500 390 71 31,2 25 - 5,56 2,84 1,25 12,5 15,3 Atlantic Döï aùn 1000 460 87 44 33 - 5,3 2,64 1,33 10,5 15 Coù theå toång keát veà caùc taøu sieâu côõ nhö sau: 1/3 Chieàu daøi thieát keá Lpp = l.D , trong ñoù l tính theo bieåu thöùc moâ phoûng: l = 1,1.(DW.10–6)–0,73.v1/2 ± 0,2. Heä soá ñaày caùc taøu naøy naèm trong phaïm vi 1,08 ÷ 1,68Fn.
TAØU DAÀU 93 Ñöôøng hình taøu Ñaëc tröng chính cuûa ñöôøng hình taøu daàu laø “beùo”. Heä soá beùo (heä soá ñaày) cuûa taøu daàu thuoäc nhoùm lôùn nhaát, neáu khoâng keå nhoùm saø lan. Ngaøy nay, chuùng ta söû duïng caùc ñöôøng hình ñaõ qua thöû nghieäm ñeå laøm ñöôøng hình chính thöùc. Chæ trong nhöõng tröôøng hôïp raát ñaëc bieät ngöôøi ta môùi tieán haønh laøm moâ hình môùi. Caàn noùi roõ hôn, heä soá ñaày theå tích CB (kyù hieäu tröôùc nay vaãn quen vôùi chuùng ta coøn laø δ) cuûa taøu daàu lôùn hôn khaù roõ neùt neáu so vôùi taøu haøng khoâ ñi bieån. Bình quaân heä soá ñaày taøu daàu laø taøu chaïy chaäm theo nghóa Fn nhoû, tính baèng bieåu thöùc: CB = 1,105 – 1,68Fn Vôùi heä soá ñaày daïng naøy ngöôøi thieát keá coá gaéng choïn caùc thoâng soá lieân quan hôïp lyù nhaèm giaûm söùc caûn voû taøu khi hoaït ñoäng vaø taêng tính haøng haûi cho taøu khi taøu ñi treân soùng. Nhöõng vaán ñeà naøy ñaõ ñöôïc ñeà caäp trong taøi lieäu “Lyù thuyeát thieát keá”. Töø taøi lieäu ñaõ neâu, vôùi taøu “beùo” caàn thieát chuyeån vò trí taâm noåi veà tröôùc maët caét giöõa taøu. Töø keát quaû thoáng keâ vaø theo lyù thuyeát thieát keá, taâm noåi taøu daàu khoâng maáy khi naèm sau khoaûng caùch LCB = 2,5 – 3%. Chieàu daøi ñoaïn oáng truï taøu daàu raát lôùn neáu so vôùi caùc taøu vaän taûi khaùc. Ñöôøng hình taøu daàu tuy laø taøu chaïy chaäm song ñöôïc caùc nhaø nghieân cöùu treân khaép theá giôùi chuù yù nghieân cöùu. Nhöõng keát luaän ban ñaàu coù theå ruùt ra töø keát quaû nghieân cöùu trong nhöõng naêm 1960 - 1970 nhö sau: Ñöôøng hình caùc söôøn phía muõi taøu neân xaây döïng daïng chöõ U hoaëc gaàn daïng U. Öu ñieåm daïng söôøn naøy laø ñaûm baûo taøu “beùo” chòu söùc caûn nhoû nhôø dòch chuyeån taâm noåi veà tröôùc nhö ñaõ neâu. Theo goùt daïng söôøn muõi chöõ U ngöôøi ta ñöa muõi “quaû leâ” hay “boùng ñeøn troøn” vaøo muõi taøu. Baïn ñoïc haün coøn nhôù, theo lyù thuyeát, muõi quaû leâ chæ thích hôïp cho taøu chaïy nhanh, cuï theå hôn cho caùc taøu vôùi Fn > 0,32 – 0,35, trong khi soá Froude cuûa taøu daàu chæ xaáp xæ 0,2. Tuy nhieân thöïc teá chöùng minh raèng muõi quaû leâ cho taøu daàu mang laïi lôïi cuï theå, söùc caûn voû taøu giaûm ñaùng möøng. Keát quaû thí nghieäm treân taøu daàu 63.00dwt cho thaáy raèng, vôùi ñöôøng hình taøu trang bò theâm muõi quaû leâ, coâng suaát maùy taøu giaûm hôn neáu so vôùi ñöôøng hình taøu khoâng muõi quaû leâ chöøng 15% khi chaïy ballast, khoaûng 7% khi chôû ñaày haøng. Vaän toác tuyeät ñoái cuûa taøu naøy khi coù “quaû leâ” naèm tröôùc muõi cao hôn 0,25 HL/h khi chôû haøng, coøn khi chaïy ballast ñoä cheânh leäch vaän toác leân ñeán 0,5 – 0,6 HL/h. Döôùi ñaây baïn ñoïc tham khaûo moät loaït caùc moâ hình ñaõ thöû nghieäm taïi USA duøng cho taøu daàu.
94 CHÖÔNG 2 Hình 2.22 Moâ hình taøu daàu thöû taïi USA
TAØU DAÀU 95 Hình 2.23 Moâ hình thöû taïi Nhaät Baûn Ñöôøng söôøn phía laùi cuûa taøu “beùo” coù vai troø heát söùc lôùn trong nghieân cöùu söùc caûn vaø tính naêng chaân vòt taøu. Ñöôøng hình vuøng naøy aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán doøng chaûy bao taøu, vaø theo ñoù aûnh höôûng tröïc tieáp heä soá doøng theo, heä soá löïc huùt. Chaán ñoäng thaân taøu bò taêng hay giaûm cuõng phuï thuoäc vaøo cô caáu hình daùng phaàn ñuoâi taøu. Ñieàu coù theå ruùt ra töø thí nghieäm laø ñöôøng söôøn chöõ V taïi vuøng ñuoâi coù theå taïo söùc caûn khoâng lôùn song khoâng coù lôïi cho caùc ñaëc tính ñoäng löïc. Trong khi ñoù söôøn chöõ U taïi ñaây mang tieáng xaáu vôùi söùc caûn song laøm cho ñaëc tính laøm vieäc chaân vòt toát hôn. Thay ñoåi tính naêng cuûa chaân vòt trong hoaøn caûnh theá naøy thöïc ra khoâng theå giaûi quyeát chæ baèng ñöôøng lyù thuyeát. Ngöôøi ta coá gaéng taïo ra nhöõng moâ hình thích hôïp
96 CHÖÔNG 2 cho ñöôøng söôøn khu vöïc naøy. Höôùng chung ñeå giaûi quyeát nhöõng vaán ñeà naøy laø thay theá söôøn chöõ V “cöùng” baèng chöõ V “trung gian”, nghóa laø khoâng hoaøn toaøn V song chöa phaûi U. Thöû nghieäm söôøn chöõ U treân moät soá taøu ñaõ mang laïi nhöõng keát quaû khaû quan. Höôùng phaùt trieån khaù hay laø laøm theâm “quaû leâ” cho khu vöïc laùi taøu. Bieán töôùng quaû leâ coù theå laø “xì gaø” laø “boùng ñeøn Hogner”, söôøn ñuoâi daïng “boùng ñeøn Vezer” v.v Moät trong nhöõng caùch thöïc hieän nöõa laø söû duïng ñöôøng hình khoâng ñoái xöùng. Hình 2.24 Moâ hình taøu daàu söùc chôû 39.000dwt Veà thieát keá “boùng ñeøn troøn” hay “quaû leâ muõi taøu” baïn ñoïc xem taøi lieäu “Lyù thuyeát thieát keá taøu” vaø “Söùc caûn voû taøu”. Chuùng ta laøm quen theâm ñöôøng hình taøu daàu khoång loà. Caùc taøu daàu côõ lôùn thöôøng coù heä soá CB ≥ 0,83, hoaït ñoäng trong phaïm vi soá Froude khoâng lôùn do vaäy mang nhöõng ñaëc thuø rieâng. Ñöôøng hình ñöôïc öa duøng coù leõ laø ñöôøng hình truï hoaëc oáng coân cuøng “boùng ñeøn troøn”. Hai daïng hình ñaëc tröng ñöôïc chuïp laïi töø taøi lieäu chuyeân ngaønh cuûa nöôùc ngoaøi.
TAØU DAÀU 97 Hình 2.25 Ñeå taïo söï haøi hoøa giöõa phaàn muõi vaø phaàn laùi cuûa caùc ñöôøng hình taøu, ñöôøng hình phía laùi ñaõ ñöôïc caûi bieân khaù nhieàu. Moät soá daïng kyø laï cuûa phaàn laùi ñöôïc trình baøy taïi hình 2.26. Hình 2.26 Ñöôøng hình phía laùi taøu daàu hieän ñaïi. a) Ñöôøng hình U, b) Ñöôøng hình V vaø c) Ñöôøng hình daïng ñieáu xì gaø 2.3 CHIEÀU DAØI KHOANG, DUNG TÍCH CAÙC KHOANG Thieát keá taøu daàu cuõng nhö taøu haøng ñi bieån ñöôïc ñeà caäp ñaày ñuû trong taøi lieäu “Lyù thuyeát thieát keá taøu”. Tuy nhieân, taøu daàu coù nhöõng ñaëc thuø rieâng, yeâu caàu cuï theå khaùc nhöõng taøu haøng khoâ. Caùc ñaëc tính naøy taäp trung ôû choã boá trí taøu theo chieàu doïc, chieàu ngang vaø nhöõng vaán ñeà lieân quan ñeán boá trí ñoù. Taïo hình beân ngoaøi taøu Nhìn chung taøu daàu khoâng khaùc caùc taøu ñi bieån khaùc, kieán truùc daïng “ba ñaûo” raát ñöôïc öa chuoäng. Cho ñeán nhöõng naêm 1960 treân taøu daàu coù thöôïng taàng phía laùi khaù daøi, cao, laàu giöõa khaù uy nghi. Phía muõi taøu boong naâng cao taïo thaønh ñaûo thöù ba. Caàu daãn cao khoaûng 2,5 – 3m treân boong noái lieàn thöôïng taàng laùi vôùi laàu giöõa taïo thuaän lôïi vaø an toaøn cho söû duïng vaø boá trí trang thieát bò, oáng.
98 CHÖÔNG 2 Hình 2.27
TAØU DAÀU 99 Töø khi nhöõng taøu côõ lôùn ra ñôøi, nhöõng ñoåi thay thích hôïp cho caùc coâng trình khoång loà naøy laøm cho daùng beân ngoaøi taøu daàu coù khaùc ñi so vôùi tröôùc. Taøu daàu lôùn khoâng maáy khi xaây döïng laàu giöõa, trong khi ñoù thöôïng taàng laùi ñöôïc naâng cao, keùo daøi. Thöôïng taàng daïng naøy ñöôïc ngöôøi Myõ goïi theo caùch hieän ñaïi “caàu thaùp” (tower bridge). Thöôïng taàng taøu hieän ñaïi ñöôïc minh hoïa baèng nhöõng hình aûnh (H.2.27). Trôû laïi vaán ñeà boá trí laàu giöõa chuùng ta coøn phaûi nhìn moät thöïc teá trong ñoäi taøu daàu. Khi taøu quaù daøi, maëc daàu treân taøu coù trang bò heä thoáng ño töø xa, caùc camera boá trí khaép vuøng, ngöôøi ta vaãn chöa yeân taâm laém trong vieäc phaùt hieän vaø xöû lyù caùc hieän töôïng ñoät bieán treân taøu, naèm xa traïm ñieàu khieån. Laàu giöõa taøu xuaát hieän trôû laïi treân caùc taøu lôùn. Baïn ñoïc coù dòp tìm hieåu theâm hình 2.27 trình baøy hình chieáu caïnh caùc taøu daàu hieän ñaïi. Thieát keá daùng beân ngoaøi cho taøu, nhö chuùng toâi ñaõ baøn trong taøi lieäu “Myõ thuaät thieát keá taøu”, khi gaëp phaûi taøu daàu seõ laø ñieàu khoâng deã. Taïo hình cho nhöõng kieán truùc quaù daøi nhö theá naøy ñoøi hoûi coù söï tìm toøi vaø saùng taïo. Chuùng ta thöû ñöa nhöõng lôøi bình caùc caùch taïo hình ñang ñeà caäp (H.2.28). Hình ñaàu tieân (I) trình baøy phöông aùn naëng veà myõ thuaät. Theo phöông aùn naøy taøu ñöôïc thieát keá vôùi maïn khoâ lôùn, khoái hình troâng chöøng coù veû caân ñoái. Taïi ñaây chuùng ta khoâng nhìn thaáy caàu daãn, khoâng thaáy caùc khoái ñöôøng oáng ngheânh ngang. Trong khi ñoù taïi hình II, chieàu cao maïn khoâ ñöôïc trôû veà vò trí cuûa noù, neáu xeùt veà maët kyõ thuaät, chieàu cao nhaân taïo ñöôïc xaây döïng nhôø caàu daãn vaø heä thoáng oáng. Caùch boá trí nhö neâu taïi hình naøy laøm cho hình chieáu ngang thanh thoaùt hôn vaø khoâng maát haún tính caân ñoái. Tuy nhieân xem xeùt kyõ, heä thoáng oáng treân caàu daãn laøm cho böùc tranh naëng neà quaù. Phöông aùn III taäp trung xaây döïng thöôïng taàng thaønh khoái gaén boù, trong khi ñoù laøm ñeïp hôn heä thoáng daãn oáng, coá gaéng ñeå taøu trôû neân thanh thoaùt. Thöïc teá cho thaáy phöông aùn III coù veû naëng neà hôn hai caùch tröôùc. Theo yù kieán nhieàu chuyeân gia, phöông aùn IV, trong ñoù ngöôøi ta xaây döïng thöôïng taàng laàu daïng lieân tuïc, caàu daãn “nheï” hôn, phaàn muõi cuõng ñaày ñaën hôn laøm cho daùng beân ngoaøi cuûa taøu mang tính ñoäng ñaäm neùt hôn. Chuùng toâi khoâng keát luaän veà tính öu vieät hoaëc nhöôïc ñieåm cuûa boán phöông aùn. Ñieàu caàn noùi, caû boán phöông aùn ñeàu ñaûm baûo cho daùng beân ngoaøi cuûa taøu gaàn vôùi ñoøi hoûi “caân ñoái” song phaûi ñaùp öùng caùc yeâu caàu kyõ thuaät ñeà ra. Thieát keá taøu khoâng chæ thoûa maõn yeâu caàu myõ thuaät maø coøn phaûi theo ñuùng yeâu caàu kyõ thuaät. Tieáp theo phaàn khaûo saùt treân taïi hình 2.28V baïn ñoïc coù dòp ñoái chieáu vôùi moät moâ hình ñöôïc moïi ngöôøi thích trong thöïc teá. Quay trôû laïi thöïc teá, baïn ñoïc haõy cuøng chuùng toâi tìm hieåu caùch boá trí taøu daàu. Nguyeân taéc chung cho boá trí taøu nhoùm naøy laø ñaûm baûo taøu caân baèng trong quaù trình söû duïng, ñoàng thôøi ñaûm baûo taøu khoâng bò uoán vaø bò caét baèng moâmen uoán vaø löïc caét quaù lôùn. Noùi deã hieåu hôn, boá trí taøu ñeå taøu khoâng bò nghieâng, bò chuùi quaù möùc, khoâng bò hö haïi do taùc ñoäng cuûa bieån caû.
100 CHÖÔNG 2 Hình 2.28 Sô ñoà nguyeân lyù boá trí taøu daàu ñöôïc trình baøy taïi hình 2.29. Doïc chieàu daøi taøu, thaân taøu ñöôïc chia laøm nhieàu phaàn, moãi phaàn laøm chöùc naêng rieâng. Phía muõi taøu nhaát thieát phaûi boá trí khoang muõi (forepeak) saün saøng chòu ñöïng ñöôïc nhöõng va ñaäp baát ngôø maø khoâng truyeàn nguy hieåm ñoù, neáu coù, cho phaàn coøn laïi. Trong vuøng naøy, thoâng leä boá trí keùt nhieân lieäu 1, deeptank, khoang haøng khoâ 5, neáu caàn, buoàng bôm cuûa taøu 4. Ngaên caùch giöõa khu vöïc naøy vôùi khu vöïc haàm haøng laø khoang ñeäm (conferdam) 2. Buoàng bôm haøng 3 thoâng leä ñöôïc boá trí giöõa khu vöïc haàm haøng. Tuy nhieân caàn noùi roõ theâm, khoang soá 3 naøy nhieàu khi ñöôïc chuyeån veà tröôùc. Buoàng maùy taøu daàu thöôøng ñaët phía laùi. Treân taøu khoâng laàu giöõa ñoùng tröôùc nhöõng naêm 1960 caàu daãn treân taøu keùo daøi töø thöôïng taàng ñeán muõi. Taøu coù laàu giöõa ngöôøi ta cho caàu daãn döøng laïi ngay laàu naøy, soá 6 treân hình 2.29. Hình 2.29 Nguyeân lyù boá trí taøu daàu
TAØU DAÀU 101 Theo nguyeân lyù treân taøu daàu côõ nhoû, 4.760dwt, ñoùng naêm 1967 taïi Nga, ñöôïc boá trí nhö theå hieän taïi hình 2.30. Khoang muõi (forepeak) 1 boá trí taïi vò trí ñaàu cuøng cuûa taøu, keùt saâu (deeptank) 2 söû duïng vaøo muïc ñích chöùa nöôùc daèn, 3- khoang haøng khoâ. Soá 4 treân taøu goàm 10 khoang chæ caùc khoang haøng. Khoang boá trí bôm haøng 5 naèm taïi khu vöïc giöõa taøu. Nhìn vaøo vò trí ñaët khoang bôm haøng coù theå phoûng ñoaùn, taøu coù theå chôû ít nhaát hai loaïi haøng. Trong khoang bôm naøy seõ boá trí caùc bôm phuïc vuï rieâng cho moãi loaïi haøng. Vaán ñeà naøy chuùng ta tieáp tuïc tìm hieåu trong caùc phaàn tieáp theo. Keùt nhieân lieäu 6 ñöôïc boá trí tröôùc buoàng maùy. Buoàng maùy taøu 7 boá trí taïi vò trí chuaån thöôøng aùp duïng cho taøu daàu. Khoang soá 8 mang teân goïi khoang laùi (afterpeak), coù taùc duïng töông töï nhö forepeak song laøm nhieäm vuï caûnh giôùi phía sau. Khu sinh hoaït ñoaøn thuûy thuû, caùc buoàng coâng coäng ñaët trong khu vöïc thöôïng taàng. Trang thieát bò ñieàu khieån taøu ñaët ôû vò trí cao, tieän lôïi cho vieäc ñieàu khieån taøu. Phaàn lôùn taøu daàu ñi bieån coù thöôïng taàng khaù cao. Ngöôøi ta ñaõ toång keát ñaây laø nhöõng khoái nhaø naêm taàng hoaëc cao hôn ñeå coù theå chöùa caùc phoøng caàn thieát, ñaõ neâu. Hình 2.30 Boá trí taøu daàu côõ nhoû Treân taøu côõ nhoû coù theå khoâng thieát keá khoang haøng khoâ vaø deeptank. Treân taøu lôùn phaàn muõi cuûa taøu goàm coù khoang haøng khoâ, deeptank v.v chieám 16 - 18% chieàu daøi taøu. Khu vöïc daønh cho khoang haøng khoâ, keùt nhieân lieäu muõi trong nhieàu tröôøng hôïp ñöôïc söû duïng laøm keùt daèn khi taøu chaïy ôû cheá ñoä ballast. Keùt saâu (deeptank) muõi, trong nhieàu tröôøng hôïp, söû duïng nhö keùt nhieân lieäu hoaëc keùt ballast.
102 CHÖÔNG 2 Vò trí ñaët buoàng bôm haøng doïc taøu laø vieäc caàn suy tính vì caùch boá trí naøy lieân quan ñeán coâng vaø giaù thaønh ñoùng taøu, aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán quaù trình söû duïng. Buoàng bôm haøng ñaët giöõa taøu chia caùc khoang haøng laøm hai khu vöïc, tröôùc vaø sau buoàng bôm. Theo caùch naøy ngöôøi ta coù theå chöùa caùc loaïi haøng khaùc nhau trong caùc vuøng khaùc nhau, buoàng bôm naèm giöõa neân trôû thaønh ngöôøi haøng xoùm cho caû caùc vuøng. Moïi thao taùc vôùi moïi loaïi haøng ñeàu dieãn ra thuaän lôïi. Treân moät soá taøu caàn chôû nhieàu loaïi haøng ngöôøi ta boá trí hai buoàng bôm haøng. Ñieàu coù theå noùi theâm, buoàng bôm ñaët giöõa taøu seõ laøm cho moâmen uoán taøu khoâng quaù lôùn khi taøu naèm treân soùng. Boá trí buoàng maùy giöõa taøu phaûi ñeå yù ñeán ñieàu naøy, caàn tính toaùn chi tieát nhaèm ñaûm baûo ñieàu kieän laøm vieäc bình thöôøng cho bôm khi taøu bò nghieâng veà laùi trong giai ñoaïn gaàn caïn haøng. Taøu nhoû, chôû moät loaïi haøng coù buoàng bôm haøng ñaët saùt buoàng maùy, naèm phía laùi taøu. Taøu hieän ñaïi coù buoàng bôm haøng naèm phía laùi. Heä thoáng ñöôøng oáng phuïc vuï cho vieäc tieáp nhaän haøng hoaëc chuyeån haøng ra khoûi taøu toå chöùc theo caùch boá trí buoàng bôm. Treân taøu daàu ngöôøi ta söû duïng hai heä thoáng ñöôøng oáng khaùc nhau veà toå chöùc khi laøm coâng vieäc naøy. Heä thoáng oáng phuïc vuï chuyeån daàu cho taøu coù buoàng bôm ñaët sau ñöôïc goïi heä tuyeán tính (H.2.31). Hình 2.31 Heä thoáng tuyeán tính laøm haøng Heä thoáng oáng phuïc vuï boác dôõ haøng cho taøu daàu vôùi hai buoàng bôm haøng coù teân goïi heä thoáng voøng. Heä thoáng naøy coù theå laøm vieäc ñeå chuyeån ñoàng thôøi hai loaïi haøng khaùc nhau cuøng treân moät taøu (H.2.32).
TAØU DAÀU 103 Hình 2.32 Heä thoáng voøng Löu löôïng bôm caàn tính ñuû ñeå thôøi gian bôm haøng vaøo taøu hoaëc ra khoûi taøu khoâng quaù 8 ÷ 12 giôø. Ñoäng löïc cho caùc bôm haøng Thoâng thöôøng ngöôøi ta söû duïng caùc maùy ñoäng löïc thuoäc kieåu nhö maùy chính cuûa taøu. Coâng suaát caùc ñoäng cô keùo bôm chieám khoaûng 40% ñoäng löïc cuûa taøu. Trong thöïc teá, caùc taøu lôùn vôùi maùy chính thuoäc hoï diesel song ñoäng löïc lai bôm vaãn laø caùc tua bin khí. Treân taøu daàu noài hôi chöa maát choã ñöùng coù leõ vì lyù do naøy. Baïn ñoïc tìm hieåu theâm vaán ñeà naøy qua caùc ví duï thöïc teá, trình baøy taïi cuoái chöông. Dung tích haàm haøng Dung tích caùc khoang haøng treân taøu daàu phaûi ñöôïc tính ñuû ñeå taøu coù khaû naêng chôû ñöôïc caùc loaïi haøng töø daàu. Haøng nheï töø saûn phaåm daàu nhö xaêng coù tyû troïng khaù nhoû, γ = 0,70 – 0,74 T/m3. Haøng naëng hôn tyû troïng cuõng khoâng quaù 0,8 T/m3. Dung tích chöùa haøng cuûa taøu daàu tính cho caùc maët haøng naøy khoâng beù hôn giaù trò tính töø bieåu thöùc sau: V = 1,27.DW (m3) (2.32) Töø keát quaû thoáng keâ coù theå thaáy, treân caùc taøu ñaõ ñoùng, dung tích chôû haøng taøu daàu coù theå toång keát döôùi daïng bieåu thöùc gaàn ñuùng: V = 0,5 (LBH)1,06.103, (m3) Trong ñoù LBH tính theo ñôn vò 103 m3. Hình 2.33 minh hoïa caùch tính naøy.
104 CHÖÔNG 2 Hình 2.33 Hình 2.34 Sô ñoà phaân chieàu daøi taøu daàu Treân caùc taøu ñaõ ñoùng coù theå ghi nhaän dung tích caùc khoang haøng daïng sau ñaây, tuøy thuoäc chieàu daøi caùc khoang haøng treân taøu thaät lT. 3 V = k. lT.(BH), (m ) Trong ñoù lT tính baèng m, k = 0,99 ÷ 1,0. Chieàu daøi lT tính theo coâng thöùc: lT = L – (lfor + laft) trong ñoù chieàu daøi ñoaïn muõi lfor vaø ñoaïn laùi laft xaùc ñònh theo yeâu caàu thöïc teá cuûa taøu.
TAØU DAÀU 105 Taøu laép maùy chính diesel coù laft = (1,8 ÷ 1,95)Lfor Taøu trang bò tua bi khí seõ nhaän laft = (1,5 ÷ 1,65)Lfor. Trong caùc thaønh phaàn cuûa laft coù theå ghi nhaän nhöõng döõ lieäu thoáng keâ nhö sau: chieàu daøi khoang afterpeak khoaûng 3,8 – 4,8%L, chieàu daøi khoang maùy bôm haøng hoùa khoaûng (2,0 ÷ 2,7%L). Tyû leä lT/L coù vai troø lôùn trong vieäc xaùc ñònh dung tích khoang haøng. Coù theå ñaët teân cho ñaïi löôïng naøy, chieàu daøi töông ñoái caùc khoang haøng. Giaù trò ñaïi löôïng naøy thay ñoåi trong phaïm vi khaù roäng. Vôùi caùc taøu côõ nhoû tyû leä naøy chöa ñaït 0,5, taøu côõ lôùn trò giaù cuûa noù xaáp xæ 0,8. Coù theå tham khaûo trò giaù tyû leä ñang ñeà caäp cuûa caùc taøu ñaõ ñoùng töø ñoà thò hình 2.35. Hình 2.35 Bieåu ñoà dung tích taøu daàu coù daïng thöôøng gaëp nhö trình baøy taïi hình 2.36 vaø hình 2.37. Hình 2.36 giôùi thieäu bieåu ñoà dung tích taøu daàu 30.500dwt. Hình 2.37 trình baøy bieåu ñoà taøu daàu Sophia troïng taûi côõ 50.000dwt. Hình 2.36 Bieåu ñoà dung tích taøu 30.500dwt
106 CHÖÔNG 2 1- forepeak 1100m3; 2- deeptank 2055m3, khoang bôm cuøng conferdam 359m3 4- conferdam phía muõi 300m3; 5- khoang haøng 68.985m3; 6- 1130 m3; 7- conferdam laùi 204 m3; 8- buoàng bôm haøng 1063 m3; 9- bunker nhieân lieäu 1873 m3; 10- keùt nhieân lieäu 542 m3; 11- buoàng noài hôi 7052 m3; 12- keùt ñaùy ñoâi 593 m3; 13- keùt nhôùt 90 m3; 14- FW 320 m3; 15- nöôùc sinh hoïat 358 m3; 16- kho 120 m3; 17- khoang maùy laùi 505 m3; 19- afterpeak 407 m3 Hình 2.37 Bieåu ñoà dung tích taøu 50.000dwt Boá trí caùc khoang treân taøu Sophia ñöôïc trình baøy taïi hình 2.38. Caàn nhaéc laïi kích thöôùc chính cuûa taøu “Sophia” ñöôïc xaùc ñònh töø thieát keá: L× B× H× T = 214,0× 31× 15,4× 11,5 (m) Taøu trang bò maùy chính 19.000HP, khai thaùc vôùi vaän toác v = 17 HL/h. Buoàng bôm taøu ñaët sau, ñöôïc trang bò boán bôm li taâm bôm haøng, naêng suaát 750m3/h moãi bôm. Taïi hình 2.38 buoàng bôm haøng ñaùnh daáu soá 2. Bôm taøu ñaët taïi khoang ñaùnh daáu baèng soá 7.
TAØU DAÀU 107 Hình 2.38
108 CHÖÔNG 2 Hình 2.39
TAØU DAÀU 109 Trong hình 2.40a,b tieáp theo baïn ñoïc coù dòp tham khaûo boá trí ñaày ñuû cuûa taøu côõ 50.000 dwt mang teân Leùonard de Vinci. Hình 2.40a
110 CHÖÔNG 2 Hình 2.40b
TAØU DAÀU 111 Baïn ñoïc caàn ñeå yù ñeán ñieàu naøy, thôøi huy hoaøng cuûa taøu ñaùy ñoâi song maïn ñôn ñaõ phaûi chaám döùt. Nhaèm taêng khaû naêng traùnh oâ nhieãm daàu, ñoàng thôøi taêng ñoä beàn chung taøu daàu hieän nay, taøu daàu côõ trung trôû leân bò baét buoäc laøm caû ñaùy ñoâi vaø maïn ñoâi. Boá trí taøu ñaùy ñoâi, maïn ñoâi tuy khoâng khaùc nhieàu so vôùi taøu maïn ñôn song ngöôøi thieát keá caàn caân nhaéc veà khaû naêng caân baèng ngang, caân baèng doïc cuûa taøu khi coù maët raát nhieàu caùc keùt maïn vaø caùc keùt ñaùy. Boá trí taøu daàu 212.000dwt chæ coù ñaùy ñoâi nhö thieát keá tröôùc ñaây vaø taøu tuy chæ vôùi 3.700dwt song ñoùng gaàn ñaây vôùi hai maïn ñoâi giuùp chuùng ta hình dung söï khaùc nhau tieàm aån cuûa hai heä thoáng. Hình 2.41 Boá trí taøu ñaùy ñoâi (treân) vaø taøu maïn ñoâi (döôùi) 2.4 KEÁT CAÁU TAØU DAÀU Theùp ñoùng taøu Baûng 2.5 Thaønh phaàn (%) A B D E Cacbon 0,23 max 0,21 max 0,21 max 0,18 max Mangan 2,5xcacbon 0,6 min 0,6 min - Photpho 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max Löu huyønh 0,04 max 0,04 max 0,04 max 0,04 max Silic - 0,35 max 0,10-0,35 0,10-0,35 Ni,Cr,Cu, Ít hôn 0,02% Ñoä beàn vaät lieäu Giôùi haïn beàn taát caû caùc nhoùm: 400 – 490 N/mm2(4100-5000 kG/cm2) Theùp hình grade A : 400 – 550 N/mm2 Giôùi haïn chaûy cuûa taát caû caùc nhoùm : 235 N/mm2 (2400 kG/cm2) Theùp grade A, daày treân 25 mm : 220 N/mm2(2250 kG/cm2)
112 CHÖÔNG 2 Theùp laøm voû taøu thöôøng laø theùp cacbon, chöùa töø 0,15% ñeán 0,23% cacbon cuøng löôïng mangan cao. Hai thaønh phaàn goàm löu huyønh vaø photpho trong theùp ñoùng taøu phaûi ôû möùc thaáp nhaát, döôùi 0,05%. Töø naêm 1959 caùc ñaêng kieåm ñoàng yù tieâu chuaån hoùa theùp ñoùng taøu nhaèm giaûm thieåu caùc caùch phaân loaïi theùp duøng cho ngaønh naøy, treân cô sôû ñaûm baûo chaát löôïng. Theo tieâu chuaån ñaõ ñöôïc chaáp nhaän naøy, coù 5 caáp theùp, töø kyõ thuaät baèng tieáng Anh vieát laø grade, chaát löôïng khaùc nhau, duøng cho taøu thöông maïi. Ñoù laø caùc caáp A, B, C, D vaø E. Theùp caáp B duøng taïi nhöõng vuøng nhaïy caûm vôùi taùc ñoäng löïc, nhöõng nôi ñoøi taám coù chieàu daày lôùn. Ñaêng kieåm ABS ghi roõ raøng theùp grade B vaøo danh muïc theùp duøng laøm thaân taøu. Nhöõng yeâu caàu ñoái vôùi theùp ñoùng taøu, ñoä beàn bình thöôøng, caùc caáp A, B, C, D, E. Caùc kyù hieäu vöøa neâu trong phaàn vaät lieäu naøy ñöôïc duøng taïi haàu heát caùc nöôùc. Trong taøi lieäu chính thöùc do Ñaêng kieåm Vieät Nam löu haønh, caùc caáp theùp ñöôïc mang kyù hieäu möôïn cuûa moät nöôùc chaâu AÙ coù neàn coâng nghieäp ñoùng taøu raát phaùt trieån. Caùc caáp ñoù laø KA, KB, KD, KE, thay vaøo choã caùc caáp A, C, D, E. Yeâu caàu chung cho taát caû 4 caáp, theo TCVN 6259-7:1977 laø: Baûng 2.6 Thöû keùo Giôùi haïn chaûy Giôùi haïn beàn Ñoä giaõn daøi Caáp theùp (N/mm2) (N/mm2) KA, KB, KD, KE ≥235 400 – 520 ≥22 Nguoàn caáp theùp ñoùng taøu khaù phong phuù. Choïn theùp cho keát caáu caàn bieát xuaát xöù vaø caùc tieâu chuaån duøng theùp ñöôïc choïn. Moät soá heä thoáng qui taéc baét buoäc aùp duïng khi duøng theùp saûn xuaát taïi USA coù theå keå sau ñaây. Heä thoáng phaân loaïi quan troïng nhaát cuûa USA laø AISI (American iron and steel institut), theo heä thoáng naøy caáp theùp ñöôïc duøng 4 con soá ñeå chæ. Soá thöù nhaát chæ cacbon, con soá thöù hai chæ löôïng phaàn traêm hôïp chaát chính yeáu trong ñoù. Ví duï 10XX chæ theùp cacbon. Hai con soá cuoái chæ löôïng cacbon, tính baèng phaàn traêm, ví duï AISI 1040 chæ theùp cacbon chöùa 0,04% cacbon. Caùc kyù hieäu theo heä thoáng ASTM (American society for testing materials) mang ñaëc tröng deã nhaän dieän, ñöôïc duøng chính thöùc trong vaên baûn cuûa ñaêng kieåm ABS. Theùp thöôøng duøng trong ñoùng taøu thuoäc nhoùm A36-78, laø theùp cacbon, duøng trong xaây döïng. Hai con soá cuoái cuøng trong kyù hieäu ASTM chæ naêm ra ñôøi cuûa phieân baûn môùi nhaát. Theùp taám, theùp hình, oáng v.v thöôøng ñöôïc phaân loaïi trong heä thoáng naøy. Theùp ñoä beàn cao ghi trong heä thoáng naøy goàm A242, A440, A441, vaø A588, v.v Trong caùc saùch kyõ thuaät duøng taïi nöôùc ta, cho ñeán nhöõng naêm 90 ñang söû duïng caùc kyù hieäu phaân loaïi cuûa Nga töø raát laâu vaø ñaõ ñöôïc chuyeån hoùa theo caùch hieåu cuûa ngöôøi khoâng phaûi Nga. Töø cuoái nhöõng naêm naøy, ngöôøi Nga ñaõ söû duïng nhöõng tieâu chuaån chung nhö caùc nöôùc khaùc trong coäng ñoàng theá giôùi, caùch kyù hieäu cuõng ñaõ coù nhöõng ñoåi môùi. Coù leõ vì söï thay ñoåi töø nguoàn ñoù caàn giaûi thích roõ ñeå baïn ñoïc deã ñoái
TAØU DAÀU 113 chieáu vôùi caùc tieâu chuaån vöøa neâu. Theùp ñoùng taøu duøng taïi Lieân Xoâ tröôùc ñaây ñöôïc qui ñònh trong tieâu chuaån nhaø nöôùc lieân bang, ví duï GOST 5521-50, töø naêm 1950, hoaëc tröôùc ñoù, theo ñoù caùc theùp CT.3C, CT4C theo caùch vieát cuûa ngöôøi Nga (neáu phieân aâm thaønh Latinh caùc kyù hieäu ñoù phaûi ñöôïc hieåu laø St 3S, St 4S) ñöôïc duøng nhö theùp ñoä beàn bình thöôøng. Kyù hieäu cuûa ngöôùi Nga mang nghóa CT - vieát taét töø “theùp”, C – vieát taét “ñoùng taøu”. Thaønh phaàn cuûa caùc theùp ñoùng taøu theo qui ñònh trong GOST 5521-50 vaø sau ñoù nhö sau: Baûng 2.7 Maùc theùp C, % Si, % Mn, % S, % P, % CT.3C 0,14 – 0,22 0,12 – 0,35 0,35 – 0,60 ≥ 0,05 ≥0,05 CT.4C 0,18 – 0,27 0,12 – 0,35 0,4 – 0,7 ≥0,05 ≥0,05 Yeâu caàu veà giôùi haïn chaûy vaø giôùi haïn beàn: 2 2 CT.3C : khoâng nhoû hôn 220 MN/m ; 380 ÷ 470 MN/m 2 2 CT.4C : khoâng nhoû hôn 240 MN/m ; 420 ÷ 520 MN/m Theùp ñoä beàn cao Theo tieâu chuaån ñöôïc caùc nöôùc chaáp nhaän, theùp ñoä beàn cao duøng trong ñoùng taøu ñöôïc phaân caáp thaønh ba möùc, kyù hieäu 32, 36, 40. Moãi möùc beàn ñöôïc chia laøm boán caáp: AH (ví duï AH32, AH36, AH40), DH (ví duï DH32, DH36, DH40), EH (EH32, EH36,EH40). Möùc beàn cao töø 42, 46, 50, 56, 62 vaø 69 ñöôïc ghi vaøo caùc grade FH. Theo tieâu chuaån Vieät Nam, theùp cöôøng ñoä cao ñöôïc chia laøm caùc caáp sau ñaây (theo caùch laøm cuûa moät nöôùc chaâu AÙ vöøa keå) KA 32, KD32, KE 32, KA 36, KD36, KE 36, KA 40, KD 40, KE 40, KF32, KF36, KF40. Thaønh phaàn hoùa chaát trong theùp ñoä beàn cao khoâng quaù giôùi haïn sau: Cacbon : 0,18 % max; Chrom : 0,25% max Mangan : 0,90 ÷1,6 % Molybdem : 0,08 max Phospho : 0,04% max; Ñoàng : 0,35 % max Löu huyønh : 0,04 % max; Silic : 0,1 ÷ 0,5 % Nickel : 0,4 % max; Vanad : 0,10 % max. Giôùi haïn beàn : H32 470 – 585 N/mm2 (4800 ÷ 6000 kG/cm2) H36 490 – 620 N/mm2 (5000 ÷ 6300 kG/cm2) H40 510 – 650 N/mm2 (5200 ÷ 6600 kG/cm2) Giôùi haïn chaûy : H32 315 N/mm2 (3200 kG/cm2) H36 355 N/mm2 (3600 kG/cm2) H40 390 N/mm2 (4000 kG/cm2) Ñoä giaõn daøi töông ñoái : 20% cho möùc 40; 22% cho möùc 32.