Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép - Phần 3: Hệ thống máy tàu

Nội dung text: Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép - Phần 3: Hệ thống máy tàu

1. QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA QCVN 21: 2010/BGTVT QUY PHẠM PHÂN CẤP VÀ ĐÓNG TÀU BIỂN VỎ THÉP PHẦN 3 HỆ THỐNG MÁY TÀU Rules for the Classification and Construction of Sea-going Steel Ships Part 3 Machinery Installations CHƯƠNG 1 QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Quy định chung 1.1.1 Phạm vi áp dụng 1 Những yêu cầu của Chương này được áp dụng cho máy chính, thiết bị truyền động, hệ trục, chân vịt, động cơ dẫn động không phải là máy chính, nồi hơi v.v , thiết bị đốt chất thải, bình chịu áp lực, máy phụ, hệ thống ống và các hệ thống điều khiển chúng (sau đây, trong Chương này gọi chung là "hệ thống máy"). 2 Đối với hệ thống máy lắp đặt trên tàu có vùng hoạt động hạn chế hoặc lắp trên các tàu nhỏ, một số yêu cầu trong Phần này có thể được thay đổi theo các yêu cầu được quy định ở Chương 20 và có thể thay đổi một cách hợp lý nếu được Đăng kiểm xem xét và chấp nhận. 1.1.2 Thay thế tương đương Hệ thống máy không phù hợp với những yêu cầu của Phần này có thể cũng được chấp nhận nếu chúng được Đăng kiểm công nhận là tương đương với các yêu cầu được quy định ở Phần này. 1.1.3 Hệ thống máy có đặc điểm thiết kế mới Hệ thống máy có các đặc điểm thiết kế mới có thể được chấp nhận nếu như chúng thỏa mãn các yêu cầu bổ sung cần thiết về thiết kế và các quy trình thử ngoài các yêu cầu về thiết kế và quy trình thử trong Phần này với kết quả đạt yêu cầu của Đăng kiểm. 1.1.4 Sửa đổi các yêu cầu 1 Đối với hệ thống máy, hệ thống ống và hệ thống điều khiển chúng dưới đây, có thể giảm bớt một số yêu cầu của Phần này nếu Đăng kiểm thấy có thể chấp nhận được. (1) Động cơ dẫn động nhỏ dùng để lai máy phát điện hoặc máy phụ (bao gồm cả thiết bị truyền động và hệ trục). (2) Máy phụ để làm hàng và các động cơ dẫn động chúng. (3) Hệ thống máy được Đăng kiểm xem xét và thấy phù hợp về công suất, mục đích và điều kiện làm việc. 1.1.5 Thuật ngữ 1 Trong Phần này, máy phụ được phân loại thành những nhóm sau: Khi các máy phụ liệt kê từ (1) đến (5) dưới đây được dùng vào nhiều mục đích thì chúng phải được xếp vào loại máy phụ quan trọng hơn. 15
2. QCVN 21: 2010/BGTVT (1) Máy phụ cần thiết cho máy chính Máy phụ được sử dụng để phục vụ máy chính. (2) Máy phụ dùng để điều động và an toàn Máy phụ dùng vào mục đích điều động tàu an toàn và máy phụ dùng để đảm bảo an toàn cho tàu và sinh mạng con người trên tàu. (3) Máy phụ dùng để làm hàng Máy phụ dùng để bốc, dỡ hàng cũng như để bảo quản hàng hóa. (4) Máy phụ chuyên dụng Máy phụ dùng vào các hoạt động đặc biệt khi tàu hoạt động trên biển hoặc ở bến cảng. (5) Máy phụ khác Các máy phụ không thuộc từ (1) đến (4) nêu trên. 2 Hệ trục chân vịt Hệ trục chân vịt là hệ gồm trục đẩy, trục trung gian, trục chân vịt, các ổ đỡ trục và chân vịt. 1.1.6 Bản vẽ và tài liệu trình duyệt Bản vẽ và tài liệu trình duyệt liên quan đến hệ thống máy phải phù hợp với các yêu cầu quy định ở trong từng Chương của Phần này. 1.2 Vật liệu 1.2.1 Chọn vật liệu 1 Vật liệu theo yêu cầu của Phần 7A Vật liệu dùng chế tạo hệ thống máy phải được chọn theo những quy định của từng Chương trong Phần này xuất phát từ những vật liệu thoả mãn yêu cầu tương ứng quy định ở Phần 7A, có xét đến mục đích và điều kiện làm việc của chúng. 2 Vật liệu khác Vật liệu dùng chế tạo hệ thống máy không được quy định trong Chương này phải thỏa mãn những quy định ở (1) và (2) sau đây: (1) Vật liệu được sử dụng làm máy chính, hệ thống truyền động, hệ trục, chân vịt, nồi hơi, bình chịu áp lực, hệ thống điều khiển và các quy định về vật liệu cho máy phụ cần thiết cho máy chính, máy phụ dùng để điều động và an toàn và các máy phụ dùng để làm hàng phải phù hợp với các yêu cầu của Quy chuẩn quốc gia hoặc các Tiêu chuẩn mà Đăng kiểm cho là phù hợp. (2) Vật liệu được sử dụng làm máy phụ trừ máy phụ cần thiết cho máy chính, máy phụ dùng để điều động và an toàn, máy phụ dùng để làm hàng (sau đây được gọi là "máy phụ chuyên dụng") và vật liệu dùng cho thiết bị truyền động liên quan đến chúng, hệ trục, hệ thống đường ống và hệ thống điều khiển phải được chọn lựa trên cơ sở xem xét mục đích và điều kiện làm việc của chúng. 1.3 Những yêu cầu chung về hệ thống máy tàu 1.3.1 Quy định chung 1 Hệ thống máy phải được thiết kế và chế tạo phù hợp với mục đích sử dụng đã dự định, phải được lắp đặt và bảo vệ sao cho có thể giảm đến mức tối thiểu nguy hiểm cho con người ở trên tàu, quan tâm thích đáng đến các bộ phận chuyển động, bề mặt bị đốt nóng 16
3. QCVN 21: 2010/BGTVT và các nguy hiểm khác. Khi thiết kế phải quan tâm đến mục đích sử dụng dự kiến của thiết bị, điều kiện làm việc của thiết bị cũng như điều kiện môi trường trên tàu. 2 Nếu các máy sau đây được lắp đơn chiếc trên tàu thì phải xem xét đặc biệt đến độ tin cậy và các chi tiết của máy. Đối với tàu sử dụng hệ động lực không thông dụng làm máy chính và hệ trục chân vịt, Đăng kiểm có thể yêu cầu trang bị thêm thiết bị máy để đảm bảo cho tàu có thể chạy ở tốc độ hành hải được trong trường hợp máy bị sự cố. (1) Tàu lắp động cơ Đi-ê-den: Động cơ Đi-ê-den dùng làm máy chính, khớp nối có độ đàn hồi cao, hộp giảm tốc và hệ trục chân vịt. (2) Tàu lắp tua bin hơi nước: Động cơ tua bin hơi nước dùng làm máy chính, nồi hơi chính, bầu ngưng chính, hộp giảm tốc và hệ trục chân vịt. (3) Tàu lắp tua bin khí: Động cơ tua bin khí được sử dụng làm máy chính, máy nén khí, buồng đốt, hộp giảm tốc và hệ trục chân vịt. (4) Tàu lắp thiết bị đẩy chạy bằng điện: Động cơ lai chân vịt, hộp giảm tốc và hệ trục chân vịt. 3 Nếu trên tàu lắp thiết bị đẩy bằng điện thì phải trang bị hai máy phát điện trở lên. 4 Phải trang bị phương tiện mà nhờ đó có thể giữ được hoặc phục hồi lại được sự làm việc bình thường của máy chính ngay cả khi một trong các máy phụ quan trọng không làm việc. Đặc biệt, cần lưu ý đến các sự cố của các thiết bị sau đây: (1) Cụm máy phát làm nguồn cung cấp điện chính. (2) Nguồn cung cấp hơi nước. (3) Hệ thống cấp nước nồi hơi. (4) Hệ thống cấp dầu đốt dùng cho nồi hơi hoặc động cơ. (5) Nguồn tạo ra áp lực dầu bôi trơn. (6) Nguồn tạo ra áp lực nước. (7) Bơm nước ngưng tụ và thiết bị để duy trì độ chân không trong bầu ngưng. (8) Nguồn cấp không khí cưỡng bức cho nồi hơi. (9) Máy nén không khí và bình chứa khí nén dùng vào mục đích khởi động hoặc điều khiển. (10) Các thiết bị thủy lực, khí nén hoặc điện để điều khiển được dùng trong máy chính bao gồm cả chân vịt biến bước. Tuy nhiên, qua xem xét độ an toàn tổng thể, có thể chấp nhận cho phép giảm một phần công suất đẩy tàu so với trạng thái hoạt động bình thường của tàu. 5 Phải trang bị cho tàu các phương tiện để đảm bảo cho hệ thống máy tàu có thể hoạt động được từ trạng thái tàu chết mà không cần có sự hỗ trợ từ bên ngoài. Ngoài ra, hệ thống khởi động kết hợp với các máy khác phải được bố trí sao cho có thể khởi động được máy chính để chạy tàu từ trạng thái tàu chết, trong phạm vi 30 phút sau khi bị mất năng lượng toàn tàu. 6 Động cơ chính lai chân vịt, động cơ dẫn động máy phát điện, máy phụ (trừ máy phụ chuyên dụng v.v ) và các động cơ dẫn động chúng phải được thiết kế để làm việc trong 17
4. QCVN 21: 2010/BGTVT các điều kiện như quy định ở Bảng 3/1.1 khi được lắp trên tàu. Có thể cho phép sai lệch so với giá trị góc được quy định ở Bảng 3/1.1 trên cơ sở xem xét kiểu tàu, kích thước tàu và điều kiện làm việc của tàu. 7 Hệ thống máy phải được thiết kế để làm việc tốt trong điều kiện nhiệt độ được quy định ở Bảng 3/1.2. 8 Phải có biện pháp nhằm tạo điều kiện dễ dàng cho việc vệ sinh, kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống máy. 9 Phải đặc biệt quan tâm đến thiết kế, chế tạo và lắp đặt hệ thống máy sao cho bất cứ dạng rung động nào cũng không gây nên ứng suất quá lớn trong dải làm việc bình thường. Bảng 3/1.1 Góc nghiêng Giữa tàu(2) Mũi và đuôi tàu(2) Góc nghiêng Góc nghiêng Góc nghiêng Góc nghiêng Kiểu hệ thống máy tĩnh động tĩnh động (Độ nghiêng) (Độ chòng (Độ chúi) (Độ chòng chành ngang) chành dọc) - Máy chính - Nồi hơi chính và nồi hơi phụ 15o 22,5o 5o (4) 7,5o quan trọng. - Động cơ dẫn động máy phát điện (trừ máy phát sự cố) máy phụ (trừ máy phụ chuyên dụng ) và các động cơ dẫn động chúng. - Thiết bị sự cố (máy phát sự cố, bơm cứu hỏa sự cố và 22,5o (3) 22,5o (3) 10o 10o động cơ dẫn động chúng) - Cơ cấu chuyển mạch(1) (cầu dao ngắt mạch v.v ) - Trang bị tự động Chú thích: (1) Đến góc nghiêng 45o, không được có các thao tác sai trong việc đóng mạch hoặc chuyển mạch. (2) Có thể xảy ra đồng thời độ nghiêng ở giữa tàu, mũi và đuôi tàu. (3) Đối với tàu chở xô khí hóa lỏng và tàu chở xô hóa chất nguy hiểm, phải có thiết bị sao cho vẫn có thể duy trì được sự cung cấp năng lượng sự cố bình thường khi tàu có độ nghiêng giữa tàu lên đến mức lớn nhất là 30o. (4) Nếu tàu có chiều dài lớn hơn 100 m, góc nghiêng tĩnh phía mũi và đuôi tàu có thể lấy giá trị sau:  = 500/L, trong đó:  là góc nghiêng tĩnh (o); L là chiều dài của tàu như định nghĩa ở 1.2.20, Phần 1A (m). 1.3.2 Công suất chạy lùi 1 Phải bảo đảm đủ công suất chạy lùi nhằm duy trì sự điều khiển tàu trong mọi trạng thái làm việc bình thường. 18
5. QCVN 21: 2010/BGTVT 2 Động cơ chính lai chân vịt phải có khả năng duy trì hành trình chạy lùi với vòng quay ít nhất bằng 70% vòng quay chạy tiến trong thời gian ít nhất là 30 phút. Công suất lùi có thể được tạo ra trong khoảng thời gian chuyển tiếp sao cho có thể hãm được tàu trong khoảng thời gian hợp lý. 3 Đối với máy chính lai chân vịt qua hộp số, chân vịt biến bước hoặc thiết bị lai chân vịt bằng điện thì việc chạy lùi không được làm cho máy chính bị quá tải. Bảng 3/1.2 Nhiệt độ làm việc Nơi lắp đặt Nhiệt độ (oC) Ở khu vực kín 0 đến 45 (*) Không khí Các chi tiết máy hoặc nồi hơi ở các khoang có nhiệt độ vượt quá Tùy theo điều kiện riêng cục bộ 45o C, và dưới 0o C Trên boong hở -25 đến 45 (*) Nước biển - 32 (*) Chú thích: (*) Đăng kiểm có thể chấp nhận nhiệt độ khác nếu thấy phù hợp, trừ các tàu có vùng hoạt động không hạn chế. 1.3.3 Giới hạn trong việc sử dụng dầu đốt Giới hạn trong việc sử dụng dầu đốt phải thoả mãn các yêu cầu trong 4.2.1, Phần 5. 1.3.4 Phòng cháy 1 Hệ thống máy phải được bố trí và lắp đặt sao cho không để rò rỉ dầu đốt, dầu bôi trơn và các loại dầu dễ cháy khác. Đối với các máy móc bị rò rỉ dầu thì phải trang bị phương tiện đảm bảo dẫn dầu rò rỉ vào nơi chứa an toàn. 2 Hệ thống máy phải được bố trí và lắp đặt sao cho không để rò rỉ khí độc hại hoặc khí dễ cháy có thể gây ra hỏa hoạn. Đối với hệ thống máy bị rò rỉ khí thì phải được lắp đặt ở trong khoang được thông gió tốt có khả năng xả sạch nhanh khí này. 3 Ngoài các yêu cầu ở 1.3.4, việc phòng cháy phải tuân theo các yêu cầu ở 4.2 và 5.2, Phần 5. 1.3.5 Hệ thống thông gió cho buồng máy Buồng máy loại A phải được thông gió tốt để đảm bảo máy móc hoặc nồi hơi bên trong hoạt động ở chế độ toàn tải trong mọi điều kiện thời tiết bao gồm cả thời tiết xấu nhất, phải duy trì chế độ cung cấp đủ không khí cho buồng máy nhằm đảm bảo an toàn và thuận lợi cho thợ máy và sự hoạt động của máy móc. Các buồng máy khác phải được thông gió tốt phù hợp với mục đích sử dụng của buồng máy. 1.3.6 Ngăn ngừa tiếng ồn Phải có biện pháp làm giảm tiếng ồn của máy móc trong buồng máy nhằm thỏa mãn tiêu chuẩn có thể chấp nhận được theo quy định của luật quốc gia của nước đăng ký tàu. Nếu tiếng ồn này không thể giảm đến mức chấp nhận được thì nguồn gây ra tiếng ồn mạnh phải được cách ly hoặc cách âm hoặc phải trang bị buồng cách ly tiếng ồn nếu như yêu cầu có người trực trong buồng máy. Nếu cần thiết, phải trang bị dụng cụ bịt tai chống ồn cho những người yêu cầu phải vào làm việc trong buồng máy có tiếng ồn quá mức như vậy. 19
6. QCVN 21: 2010/BGTVT 1.3.7 Thông tin liên lạc giữa lầu lái và các trạm điều khiển tốc độ và hướng đẩy của chân vịt 1 Thông tin liên lạc giữa lầu lái và các trạm điều khiển tốc độ và hướng đẩy của chân vịt phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây: (1) Tối thiểu phải trang bị hai phương tiện độc lập để truyền lệnh từ lầu lái đến vị trí trong buồng máy hoặc trong buồng điều khiển thường được sử dụng để điều khiển tốc độ và hướng đẩy của chân vịt. Một trong những phương tiện này phải là tay chuông truyền lệnh buồng máy. Tay chuông này phải đảm bảo truyền đạt rõ ràng lệnh được phát ra từ lầu lái và sự trả lời từ trạm điều khiển nêu trên. (2) Phương tiện thông tin liên lạc, khi Đăng kiểm thấy cần thiết, phải được trang bị từ lầu lái và buồng máy đến bất kỳ nơi nào ngoài những yêu cầu quy định ở (1) trên đây, từ đó có thể điều khiển được tốc độ và hướng đẩy của chân vịt. 1.3.8 Chuông báo động cho sĩ quan máy Phải trang bị một chuông báo động cho sĩ quan máy được thao tác từ buồng điều khiển máy hoặc từ sàn điều động, nếu phù hợp và phải nghe rõ trong buồng ở của sĩ quan máy. 1.3.9 Hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng máy móc và thiết bị của tàu Phải trang bị cho tàu tài liệu hướng dẫn sử dụng và bảo dưỡng máy móc và trang thiết bị quan trọng cho an toàn của tàu. Tài liệu này phải được viết bằng ngôn ngữ có thể hiểu được bởi những sĩ quan và thuyền viên cần phải hiểu những thông tin đó khi thực hiện nhiệm vụ. 1.4 Thử nghiệm 1.4.1 Thử tại xưởng 1 Trước khi lắp đặt trên tàu, thiết bị và các chi tiết tạo nên hệ thống máy (trừ máy phụ chuyên dụng v.v ) phải được thử tại Nhà xưởng có máy móc và trang thiết bị cần thiết cho thử nghiệm (sau đây gọi là "Thử tại xưởng") phù hợp với các yêu cầu tương ứng trong Phần này. 2 Đối với các thiết bị và chi tiết máy mà trong mỗi Chương của Phần này không có yêu cầu thử tại xưởng và các chi tiết của máy phụ chuyên dụng v.v thì các biên bản thử do Nhà chế tạo thực hiện phải được trình cho Đăng kiểm khi có yêu cầu. 1.4.2 Trang thiết bị sản xuất hàng loạt Bất kể những yêu cầu quy định ở 1.4.1-1 trên, đối với trang thiết bị được sản xuất theo hệ thống sản xuất hàng loạt, khi Đăng kiểm thấy phù hợp, thì có thể chấp nhận quy trình thử tương ứng với phương pháp sản xuất theo yêu cầu của Nhà chế tạo thay cho các yêu cầu thử nghiệm được quy định trong Quy chuẩn. 1.4.3 Miễn thử nghiệm Nếu hệ thống máy có các Giấy chứng nhận thử nghiệm có nội dung phù hợp với yêu cầu của Đăng kiểm thì Đăng kiểm có thể bỏ qua một phần hay toàn bộ các cuộc thử nghiệm đối với máy móc quy định ở 1.4.1. 1.4.4 Thử sau khi lắp đặt trên tàu 1 Máy móc phải được thử nghiệm sau khi lắp đặt lên tàu phù hợp với các yêu cầu được quy định trong từng Chương của Phần này. 20
7. QCVN 21: 2010/BGTVT 2 Các máy phụ để sử dụng riêng nếu Đăng kiểm thấy cần thiết thì phải thử hoạt động vào một dịp thích hợp trước khi chúng được sử dụng để xác định rằng chúng không gây nguy hiểm cho tàu và thuyền viên trên tàu. 3 Khi thấy cần thiết, Đăng kiểm có thể yêu cầu các thử nghiệm khác với các thử nghiệm đã quy định trong Phần này. 21
8. QCVN 21: 2010/BGTVT CHƯƠNG 2 ĐỘNG CƠ ĐI-Ê-DEN 2.1 Quy định chung 2.1.1 Phạm vi áp dụng 1 Các yêu cầu của Chương này áp dụng cho các động cơ Đi-ê-den được dùng làm máy chính hoặc được dùng để lai máy phát điện và các máy phụ (không kể máy phụ chuyên dụng v.v ) nêu trong Chương này. 2 Đối với các động cơ Đi-ê-den lai máy phát điện sự cố thì ngoài các yêu cầu ở Phần này (trừ các yêu cầu ở 2.2.4, 2.3, 2.4.1-4 và yêu cầu đối với thiết bị dừng hoạt động của động cơ được quy định ở 2.5.5-1) còn phải áp dụng các yêu cầu ở 3.3 và 3.4, Phần 4 và phải áp dụng các yêu cầu ở 18.5.2 nếu được điều khiển tự động hoặc từ xa cho mục đích không phải sự cố. 3 Đối với các máy chính là động cơ Đi-ê-den được điều khiển bằng điện tử, ngoài các yêu cầu quy định trong Chương này còn phải thoả mãn các yêu cầu riêng khác của Đăng kiểm. 2.1.2 Bản vẽ và tài liệu 1 Nói chung, phải trình Đăng kiểm các bản vẽ và tài liệu sau: (1) Các bản vẽ và tài liệu để duyệt (a) Bản thuyết minh về động cơ (theo mẫu của Đăng kiểm); (b) Chi tiết về quy trình hàn đối với các bộ phận chính; (c) Trục khuỷu (gồm cả các chi tiết, bu lông nối trục, các đối trọng và các bu lông ghép chặt chúng); (d) Thanh truyền và các ổ đỡ (kể cả các bu lông và các chi tiết) của động cơ 4 kỳ; (e) Trục chịu lực đẩy (nếu đồng bộ với máy); (f) Bố trí của các bu lông bệ máy (gồm cả bu lông bệ máy, căn v.v ); (g) Cấu tạo và bố trí của các van phòng nổ thùng trục; (h) Đặc tính vật liệu của các bộ phận chính; (i) Đường ống dầu cao áp để dẫn động xu páp xả cùng cơ cấu bảo vệ; (j) Đường ống dầu đốt cao áp cùng cơ cấu bảo vệ và cố định; (k) Hệ thống đường ống lắp trên động cơ (gồm cả đường ống dầu đốt, dầu bôi trơn, dầu làm mát, nước làm mát, các hệ thống thủy lực và khí nén, có số ghi kích thước, vật liệu và áp suất làm việc của đường ống); (l) Mặt cắt lắp ráp tua bin khí thải. (2) Các bản vẽ và tài liệu để tham khảo (a) Danh mục các bản vẽ và tài liệu phải trình duyệt (với số hiệu bản vẽ liên quan và tình trạng sửa đổi); (b) Mặt cắt dọc của động cơ; (c) Mặt cắt ngang của động cơ; (d) Đế máy và ổ chặn (nếu nó đồng bộ với động cơ); (e) Thân động cơ; (f) Nắp xi lanh, thân xi lanh và ống lót xi lanh; (g) Pít tông và chốt pít tông; 22
9. QCVN 21: 2010/BGTVT (h) Gu dông liên kết (kể cả bu lông nối và vít định vị); (i) Lắp ráp pít tông và cán pít tông; (j) Cán pít tông; (k) Thanh truyền và các ổ đỡ (kể cả các bu lông) của động cơ 2 kỳ; (l) Lắp ráp ổ đỡ chặn; (m) Lắp ráp đầu chữ thập; (n) Cơ cấu dẫn động trục cam và sự lắp ráp cam với trục cam; (o) Cơ cấu xu páp (cơ cấu van kiểu đòn); (p) Bơm phun dầu đốt; (q) Các bu lông ổ đỡ chính; (r) Các bu lông cố định nắp xi lanh và các bu lông cố định hộp van; (s) Bánh đà (đối với trường hợp là một thành phần truyền lực); (t) Sơ đồ hệ thống điều khiển động cơ (kể cả các hệ thống kiểm tra, an toàn và tín hiệu báo động); (u) Kết cấu và bố trí lớp cách nhiệt cho ống khí xả lắp trên động cơ; (v) Kết cấu và bố trí các bộ giảm chấn, bộ chống rung, thiết bị cân bằng hoặc cơ cấu bù chỉnh, các thanh giằng, các bản tính toán về cân bằng và ngăn ngừa dao động động cơ; (w) Các tài liệu hướng dẫn sử dụng và vận hành động cơ; (x) Các bản vẽ và tài liệu khác khi Đăng kiểm cho là cần thiết. 2.2 Vật liệu, kết cấu và độ bền 2.2.1 Vật liệu 1 Vật liệu dùng để chế tạo các chi tiết chính của động cơ Đi-ê-den và việc thử chúng bằng phương pháp không phá hủy phải phù hợp với các yêu cầu được quy định ở Bảng 3/2.1. Trong trường hợp thử bằng siêu âm phải trình kết quả thử cho Đăng kiểm viên xem xét. 2 Các xi lanh, pít tông và các bộ phận khác chịu nhiệt độ cao hoặc áp suất cao và các bộ phận truyền mô men dẫn động phải được chế tạo bằng vật liệu phù hợp với nhiệt độ và tải trọng mà các bộ phận đó phải chịu. 2.2.2 Kết cấu, lắp đặt và quy định chung 1 Các xi lanh, pít tông và các bộ phận chịu nhiệt độ hoặc áp suất cao phải có kết cấu phù hợp với ứng suất nhiệt và ứng suất cơ học mà chúng phải chịu. 2 Khi các chi tiết chính của động cơ Đi-ê-den là kết cấu hàn thì chúng phải thỏa mãn các yêu cầu ở Chương 11. 3 Các khung và đế máy phải có kết cấu cứng vững và kín dầu, đế máy phải được trang bị đủ số lượng bu lông cần thiết để cố định máy trên toàn bộ chiều dài bệ máy. 4 Thùng trục và các cửa thùng trục phải có đủ độ bền và các cửa thùng trục phải được bắt chặt sao cho không bị chuyển dịch do nổ bên trong thùng trục. 5 Phải gắn lời cảnh báo ở nơi nhô cao, thích hợp trên cửa thùng trục ở cả hai phía của động cơ hoặc ở trạm điều khiển trong buồng máy. Lời cảnh báo này phải chỉ rõ rằng bất cứ khi nào nhiệt độ trong thùng trục tăng quá cao thì các cửa thùng trục hoặc các lỗ quan sát không được phép mở cho đến khi trong thùng trục nguội đi sau khi dừng động cơ. 23
10. QCVN 21: 2010/BGTVT Bảng 3/2.1 Sử dụng vật liệu và thử không phá hủy đối với các chi tiết chính của động cơ Đi-ê-den Đường kính xi lanh D (mm) Các chi tiết chính D 300 300 < D 400 400 < D (1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3) Kiểu rèn liền Trục Má khuỷu, cổ biên và cổ trục lắp 1 khuỷu ghép hoặc bán lắp ghép Các kiểu khác (ví dụ kiểu hàn) 2 Các bích nối trên trục khuỷu (nếu rời) 3 Bu lông nối trục khuỷu 4 Đỉnh pít tông bằng thép 5 Cán pít tông 6 Thanh truyền cùng với nắp ổ đỡ 7 Phần bằng thép của ống lót xi lanh 8 Nắp xi lanh bằng thép Đế Các tấm, các dầm ổ đỡ ngang máy bằng thép rèn hoặc đúc 9 kết cấu Các phần thép đúc kể cả các mối hàn hàn Ổ chặn kết cấu hàn, các tấm và dầm ổ đỡ 10 ngang làm bằng thép rèn và thép đúc 11 Các khung và thùng trục kết cấu hàn 12 Thân máy kết cấu hàn 13 Gu dông liên kết Các bánh răng bằng thép dẫn động trục 14 cam Các bu lông, vít cấy (dùng cho nắp xi lanh, 15 đầu chữ thập, ổ thanh truyền, ổ trục khuỷu) Các đĩa tua bin, cánh tua bin, cánh quạt nén gió và trục rô to của tua bin tăng áp khí thải; 16 trục, rô to và các cánh của máy nén tăng áp, trừ các quạt thổi phụ. 17 Đầu chữ thập Các ống, van và phụ tùng lắp cùng động cơ 18 được phân loại trong nhóm I hoặc nhóm II ở Chương 12 Chú thích: (1) Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết được đánh dấu “ ” ở cột (1) thì phải thỏa mãn các yêu cầu ở Phần 7A. (2) Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết được đánh dấu “ ” ở cột (2) thì phải được thử theo phương pháp thử bằng hạt từ tính hoặc phương pháp thử bằng chất lỏng thẩm thấu. 24
11. QCVN 21: 2010/BGTVT (3) Vật liệu dùng chế tạo các chi tiết được đánh dấu “ ” ở cột (3) thì phải được thử bằng phương pháp thử siêu âm. 6 Cấm thông gió thùng trục và bố trí bất kỳ thiết bị nào để đưa không khí bên ngoài vào trong thùng trục trừ trường hợp (1) đến (3) dưới đây: (1) Các ống thông hơi, nếu có, thì phải được làm nhỏ tới mức có thể được để giảm đến mức tối thiểu lượng không khí vào thùng trục sau khi nổ. Tuy nhiên, không được nối chung các ống thông hơi của hai động cơ hoặc nhiều hơn với nhau. Các ống thông hơi thùng trục của máy chính phải được dẫn ra vị trí an toàn trên boong hoặc một vị trí khác được chấp thuận. (2) Khi thực hiện hút khí ra khỏi thùng trục (chẳng hạn để phát hiện sương dầu) thì độ chân không trong thùng trục không được vượt quá 2,5x10-4 MPa. (3) Đối với các động cơ Đi-ê-den có thể sử dụng được hai loại nhiên liệu (khí gas và dầu đốt) có pít tông kiểu ống được thông gió thùng trục chống tích tụ khí. 7 Điều kiện môi trường để xác định công suất của các động cơ Đi-ê-den phải như sau: - Áp suất khí quyển: 0,1 MPa - Nhiệt độ không khí: 45 oC - Độ ẩm tương đối: 60% - Nhiệt độ nước biển (tại cửa vào bầu làm mát trung gian không khí nạp): 32 oC 2.2.3 Ổ đỡ cổ biên của động cơ 4 kỳ Ổ đỡ cổ biên của động cơ 4 kỳ phải được thiết kế và chế tạo sao cho áp suất nén đều trên bề mặt tiếp xúc của các nắp ổ đỡ và không gây ra ứng suất quá mức lên các bu lông ổ đỡ cổ biên, chịu được tải trọng thay đổi tác dụng lên thanh truyền. 2.2.4 Trục lắp bánh đà và các trục khác Ở chỗ lắp bánh đà hoặc các pu ly lệch tâm dùng cho các bơm trên trục khuỷu hoặc trục phụ ở giữa ổ trục cuối cùng và trục chịu lực đẩy, đường kính trục ở phần trục đó không được nhỏ hơn đường kính trục khuỷu được xác định bằng công thức ở 2.3. 2.3 Trục khuỷu 2.3.1 Trục khuỷu liền 1 Đường kính cổ biên và cổ trục không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: 1 d M M2 T 2 D 2 3 S K K K c  m s h Trong đó: dc: Đường kính yêu cầu của trục khuỷu (mm); -2 M = 10 AL Pmax; -2 T = 10 BS Pmi; S: Hành trình pít tông (mm); L: Khoảng cách giữa hai tâm ổ đỡ liền nhau (mm); Pmax: Áp suất cháy lớn nhất trong xi lanh (MPa); Pmi: Áp suất có ích chỉ thị trung bình (MPa); A và B: Hệ số lấy theo Bảng 3/2.2 và 3/2.3 đối với các động cơ có khoảng nổ bằng nhau (trong trường hợp động cơ chữ V thì các khoảng nổ trên mỗi hàng bằng nhau). Đối với động cơ Đi-ê-den có các khoảng nổ không bằng nhau 25
12. QCVN 21: 2010/BGTVT hoặc không nằm trong các bảng trên, các giá trị A và B sẽ được xem xét cụ thể; D: Đường kính xi lanh (mm) Km: Giá trị được lấy theo (1) hoặc (2) dưới đây tùy theo giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục khuỷu. Tuy vậy, giá trị của Km đối với các vật liệu không phải là thép rèn và thép đúc phải được Đăng kiểm quyết định trong từng trường hợp. (1) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu lớn hơn 440 N/mm2: 440 Km 3 2 440 T 440 3 s Trong đó: 2 Ts: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu (N/mm ). Giá trị của Ts không được quá 760 N/mm2 đối với thép cacbon rèn và không quá 1080 N/mm2 đối với thép hợp kim thấp rèn. (2) Khi giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu không lớn hơn 440 N/mm2 2 nhưng không dưới 400 N/mm ; Km = 1,0 Ks: Giá trị được lấy theo (1), (2) hoặc (3) sau đây, tùy theo phương pháp chế tạo trục khuỷu. (1) Khi trục khuỷu được chế tạo áp dụng quá trình rèn riêng được Đăng duyệt, chất lượng sản phẩm ổn định, độ bền mỏi được coi là tăng thêm từ 20% trở lên so với quá trình rèn tự do: 1 K 3 s 1,15 (2) Khi trục khuỷu được chế tạo áp dụng quá trình chế tạo có xử lý bề mặt được Đăng duyệt, chất lượng sản phẩm ổn định, độ bền mỏi được coi là nâng cao: 1 Ks 3 1 100 Trong đó: : Mức độ (cải thiện) tăng hơn về độ bền tùy theo độ cứng bề mặt (%) đã được Đăng kiểm thừa nhận; (3) Khi không nằm trong trường hợp (1) hoặc (2) nói trên: Ks = 1,0 Kh: Giá trị lấy theo (1) hoặc (2) dưới đây tùy theo đường kính trong của cổ biên hoặc cổ trục (1) Khi đường kính trong bằng và lớn hơn 1/3 đường kính ngoài: 1 K 3 h 1 R4 Trong đó: R: Tỷ số giữa đường kính trong của trục chia cho đường kính ngoài của trục. (2) Khi đường kính trong nhỏ hơn 1/3 đường kính ngoài: Kh = 1,0 26
13. QCVN 21: 2010/BGTVT Bảng 3/2.2 Giá trị hệ số A và B đối với động cơ một hàng xi lanh tác dụng đơn Động cơ 2 kỳ Động cơ 4 kỳ Số lượng xi lanh A B A B 1 8,8 4,7 2 8,8 4,7 3 1,00 10,0 1,25 4,7 4 11,1 4,7 5 11,4 5,4 6 11,7 5,4 7 12,0 6,1 8 12,3 6,1 9 12,6 6,8 10 13,4 6,8 11 14,2 7,4 12 15,0 7,4 2 Kích thước của các má khuỷu phải thỏa mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: (1) Chiều dày và rộng của các má khuỷu phải thỏa mãn công thức sau đây liên quan tới đường kính của cổ biên và cổ trục. Trong trường hợp này, chiều dày má khuỷu không được nhỏ hơn 0,36 lần đường kính của cổ biên và cổ trục. Khi đường kính thực tế của cổ biên và cổ trục lớn hơn đường kính yêu cầu của trục khuỷu được xác định bởi công 3 thức ở -1 thì vế trái của công thức sau đây có thể được nhân với (dc/da) . 2 1,4 b  d 0,122 2,20 0,337  a 1 d t a  Trong đó: b: Chiều rộng má khuỷu (mm); da: Đường kính thực tế của cổ trục hoặc cổ biên (mm); t: Chiều dày má khuỷu (mm). (2) Bán kính góc lượn tại chỗ nối của má khuỷu với cổ biên hoặc cổ trục không được nhỏ hơn 0,05 lần đường kính thực tế của cổ biên hoặc cổ trục. Bảng 3/2.3 Giá trị hệ số A và B đối với động cơ chữ V tác dụng đơn với thanh truyền song song a- Các động cơ 2 kỳ Khoảng nổ nhỏ nhất giữa hai xi lanh trên cùng một cổ biên Số lượng 45o 60o 90o xi lanh A B A B A B 27
14. QCVN 21: 2010/BGTVT 6 17,0 12,6 17,0 8 1,05 17,0 1,00 15,7 1,00 20,5 10 19,0 18,7 20,5 12 20,5 21,6 20,5 14 22,0 21,6 20,5 16 23,5 21,6 23,0 18 24,0 21,6 23,0 20 24,5 24,2 23,0 b- Các động cơ 4 kỳ Số Khoảng nổ nhỏ nhất giữa hai xi lanh trên cùng một cổ biên lượng 45o 60o 90o 270o 300o 315o xi lanh A B A B A B A B A B A B 6 4,1 4,0 4,0 4,0 4,4 4,3 8 1,60 5,5 1,47 5,5 1,40 5,5 1,40 5,5 1,30 5,3 1,20 5,2 10 6,7 7,0 6,5 6,5 6,1 5,9 12 7,5 8,2 7,5 7,5 6,9 6,6 14 8,4 9,2 8,5 8,5 7,5 7,3 16 9,3 10,1 9,5 9,5 8,2 7,9 18 10,1 11,1 10,5 10,5 8,8 8,5 20 11,5 14,0 11,5 11,5 9,5 9,2 2.3.2 Trục khuỷu lắp ghép 1 Các kích thước của cổ biên và cổ trục của trục khuỷu loại lắp ghép phải tuân theo các yêu cầu sau: (1) Đường kính của cổ biên và cổ trục của trục khuỷu lắp ghép phải thỏa mãn yêu cầu ở 2.3.1-1. (2) Đường kính của các lỗ khoan hướng trục trong cổ trục của các trục khuỷu lắp ghép phải phù hợp với công thức sau: 4000.SR .M max DBG D S . 1 2 . .DS .L S .  SP DBG: Đường kính của lỗ hướng trục trong cổ trục; DS: Đường kính cổ trục tại vị trí lắp ép; SR: Hệ số an toàn chống trượt (tối thiểu là 2); Mmax: Mô men xoắn tuyệt đối lớn nhất tại vị trí lắp ép (N.mm); : Hệ số ma sát tĩnh (tối đa là 0,2); LS: Độ dài đoạn lắp ép (mm); 2 SP: Giới hạn chảy nhỏ nhất của vật liệu cổ trục (N/mm ); 2 Kích thước của các má khuỷu phải thỏa mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: (1) Chiều dày các má khuỷu loại lắp ép nóng phải thỏa mãn các công thức sau đây: 28
15. QCVN 21: 2010/BGTVT 2 C1 TD 1 t 2 C2 d h 1 1 2 rs t 0,525 dc Trong đó: t: Chiều dày của má khuỷu đo song song với đường tâm trục (mm); C1 = 10 đối với động cơ 2 kỳ 1 hàng xi lanh; C1 = 16 đối với động cơ 4 kỳ 1 hàng xi lanh; T: Tương tự như ở 2.3.1-1; D: Đường kính xi lanh (mm); 2 2 C2 = 12,8 - 2,4 , nhưng trong trường hợp trục rỗng thì C2 được nhân với (1-R ) Lượng co ngót cho phép (mm) = 103 dh R: Chỉ số thu được bằng cách chia đường kính trong của trục rỗng cho đường kính ngoài; dh: Đường kính lỗ tại chỗ lắp ép nóng (mm) Đường kính ngoài của má khuỷu (mm) rS = dh dc: Đường kính yêu cầu của trục khuỷu được xác định bằng công thức ở 2.3.1-1 (mm). (2) Kích thước tại góc lượn chỗ nối của má khuỷu với cổ biên của các trục khuỷu bán lắp ghép phải thỏa mãn các yêu cầu ở 2.3.1-2 (mm). 3 Đối với trục khuỷu lắp ghép thì giá trị được dùng ở -2 (1) phải nằm trong giới hạn sau: 1,1Y 1,1Y 1 0,8 2 225 225 1 R Trong đó: Y: Giới hạn chảy danh nghĩa của vật liệu má khuỷu (N/mm2); R: Chỉ số thu được bằng cách chia đường kính trong của trục rỗng cho đường kính ngoài. Khi giới hạn chảy danh nghĩa của má khuỷu trên 390 N/mm2 hoặc khi giá trị tính theo công thức sau đây dưới 0,1 thì giá trị sẽ được Đăng kiểm xem xét trong từng trường hợp cụ thể: S d d p j 2dp Trong đó: S: Hành trình pít tông (mm); dp: Đường kính cổ biên (mm); dj: Đường kính cổ trục (mm). 2.3.3 Nối trục và bu lông nối trục 1 Đường kính của các bu lông nối trục tại bề mặt nối của mối nối giữa các trục khuỷu hoặc giữa trục khuỷu với trục chịu lực đẩy hoặc giữa trục khuỷu với trục quy định ở 2.2.4 không 29
16. QCVN 21: 2010/BGTVT được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: 3 0,95dc 440 db 0,75 nD Tb Trong đó: db: Đường kính bu lông nối trục (mm); n: Số lượng bu lông; D: Đường kính vòng tròn chia (mm); dc: Đường kính yêu cầu của trục khuỷu (mm) được tính bằng công thức ở 2.3.1-1 khi các giá trị Km, Ks và Kh được lấy bằng 1,0; 2 Tb: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (N/mm ); Khi giá trị này trên 1000 N/mm2 thì trị số dùng cho công thức trên sẽ được Đăng kiểm xem xét một cách thích hợp. 2 Các khớp nối trục phải đủ bền để chịu được các ứng suất khi làm việc. Các góc lượn của khớp nối trục phải có bán kính đủ lớn để tránh sự tập trung ứng suất quá mức. Nếu các khớp nối trục không liền với trục, thì phương pháp lắp ghép và kết cấu của khớp nối phải có khả năng chịu được lực kéo khi tàu lùi. Nếu sử dụng then để lắp khớp nối trục vào trục thì kết cấu của rãnh then phải tránh được sự tập trung ứng suất quá mức. 2.3.4 Đánh giá chi tiết về độ bền Khi trục khuỷu không thỏa mãn các yêu cầu ở 2.3.1 và 2.3.2 thì phải trình các tài liệu thiết kế và bản tính về độ bền trục khuỷu cho Đăng kiểm xem xét. 2.4 Thiết bị an toàn 2.4.1 Thiết bị chống vượt tốc và điều tốc 1 Nếu động cơ Đi-ê-den được sử dụng làm máy chính thì nó phải được trang bị một bộ điều tốc được điều chỉnh để ngăn ngừa tốc độ của động cơ vượt quá 15% số vòng quay liên tục lớn nhất. 2 Ngoài bộ điều tốc thông thường, mỗi động cơ Đi-ê-den lai trục chân vịt có công suất liên tục lớn nhất từ 220 kW trở lên, có thể cắt ly hợp được hoặc lai chân vịt biến bước phải được trang bị một thiết bị chống vượt tốc. Thiết bị chống vượt tốc và bánh răng lai nó phải độc lập với bộ điều tốc quy định ở -1 và phải điều chỉnh sao cho tốc độ của động cơ không thể vượt quá 20% số vòng quay liên tục lớn nhất của nó. 3 Các động cơ Đi-ê-den lai máy phát điện phải được trang bị các bộ điều tốc thỏa mãn các yêu cầu ở 2.4.2, Phần 4. Khi động cơ Đi-ê-den được dùng để lai máy phát điện cung cấp điện cho động cơ điện lai chân vịt thì phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở 5.1.2-2, Phần 4. 4 Ngoài bộ điều tốc thông thường, mỗi động cơ Đi-ê-den được sử dụng làm máy chính trên tàu chạy bằng điện và động cơ Đi-ê-den lai máy phát điện có công suất liên tục lớn nhất từ 220 kW trở lên phải được trang bị một thiết bị chống vượt tốc riêng biệt. Trong trường hợp này, thiết bị chống vượt tốc và cơ cấu dẫn động nó phải độc lập với bộ điều tốc yêu cầu ở -3 và đảm bảo sao cho tốc độ không thể vượt quá 15% số vòng quay liên tục lớn nhất. 2.4.2 Báo động quá áp cho xi lanh Phải trang bị một van an toàn có hiệu quả hoặc phương tiện để phòng quá áp khác cho 30
17. QCVN 21: 2010/BGTVT mỗi xi lanh của động cơ Đi-ê-den có đường kính xi lanh trên 230 mm. 2.4.3 Phòng chống nổ thùng trục 1 Đối với các động cơ có đường kính xi lanh không dưới 200 mm hoặc có tổng thể tích thùng trục không dưới 0,6 m3, thì thùng trục phải được trang bị van an toàn phòng nổ có kiểu được duyệt để ngăn ngừa áp suất tăng quá mức trong trường hợp nổ bên trong thùng trục. Van an toàn phòng nổ thùng trục phải phù hợp với các yêu cầu sau đây: (1) Van phải có kết cấu gồm các đĩa van được ép nhẹ bằng lò xo hoặc thiết bị tác dụng nhanh và tự đóng khác để xả áp thùng trục trong trường hợp có nổ bên trong và chống không khí lọt vào sau đó. (2) Các đĩa van phải được làm bằng vật liệu mềm có khả năng chịu được va chạm với bộ hãm ở vị trí mở hoàn toàn. (3) Các van phải được thiết kế và chế tạo để mở nhanh chóng và mở hoàn toàn ở áp suất không lớn hơn 0,02 MPa. (4) Các van phải được trang bị bộ dập lửa cho phép xả áp thùng trục và ngăn lửa xuyên qua khi nổ thùng trục. (5) Phải có bản sao tài liệu hướng dẫn lắp đặt và bảo dưỡng van của nhà chế tạo lưu ở trên tàu. 2 Số lượng và vị trí của các van quy định ở -1 phải tuân theo Bảng 3/2.4. 3 Phải lắp thêm các van an toàn ngoài những van quy định ở -1 cho những ngăn riêng biệt trong thùng trục chẳng hạn như ngăn bánh răng hoặc hộp xích lai trục cam hay những thiết bị dẫn động tương tự khi tổng dung tích của những ngăn như vậy không dưới 0,6 m3. 4 Mỗi van an toàn phòng nổ quy định ở -1 và -3 bên trên phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở (1) và (2) dưới đây: (1) Tiết diện lưu thông của mỗi van an toàn không được dưới 45 cm2. (2) Tổng tiết diện lưu thông của các van an toàn đặt trên một động cơ không được dưới 115 cm2 cho mỗi mét khối tổng dung tích thùng trục. Thể tích của các bộ phận không chuyển động trong thùng trục hoặc không gian tách rời có thể được khấu trừ đi khi tính toán tổng dung tích đó. Bảng 3/2.4 Số lượng và vị trí các van an toàn Đường kính xi lanh (mm) Số lượng và vị trí các van an toàn 200 đến dưới 250 - Ít nhất ở gần mỗi đầu lắp một van nhưng khi có trên 8 khuỷu trục thì phải đặt thêm một van ở gần giữa động cơ. 250 đến dưới 300 - Ít nhất cách một khuỷu trục đặt một van nhưng ít nhất là 2 300 trở lên van. - Ít nhất mỗi khuỷu trục một van. 2.4.4 Phòng nổ cho không gian khí quét 1 Không gian khí quét thông với xi lanh phải được trang bị van an toàn phòng nổ. Các van an toàn đó phải được bố trí sao cho khí xả ra không gây nguy hiểm cho người vận hành. 2 Không gian khí quét thông với xi lanh phải được nối với một hệ thống chữa cháy độc lập với hệ thống chữa cháy buồng máy. 2.4.5 Thiết bị phát hiện hơi sương thùng trục 1 Thiết bị phát hiện sương dầu thùng trục được yêu cầu lắp cho các động cơ phải là kiểu 31
18. QCVN 21: 2010/BGTVT được duyệt và thỏa mãn các yêu cầu sau: (1) Phải trang bị báo động báo trước hư hỏng chức năng bên trong thiết bị hoặc do bố trí lắp đặt. (2) Thiết bị phát hiện sương dầu phải có chỉ báo rằng mắt kính bất kỳ lắp trên thiết bị và được dùng để xác định mức độ sương dầu đã bị che khuất một phần tới mức ảnh hưởng đến độ tin cậy của thông số và tín hiệu báo động. (3) Thiết bị phát hiện sương dầu phải có khả năng thử chức năng được trên bệ thử tại xưởng chế tạo và trên tàu khi động cơ không hoạt động và khi động cơ hoạt động ở các điều kiện khai thác thông thường. (4) Phải có khả năng theo dõi được nồng độ sương dầu và nhận biết được tín hiệu báo động tại vị trí an toàn cách xa máy. (5) Trong trường hợp có nhiều động cơ, từng động cơ phải có thiết bị phát hiện và theo dõi sương dầu và có báo động riêng biệt. (6) Sơ đồ bố trí, kích thước ống, vị trí điểm lấy mẫu khí của thùng trục động cơ, tốc độ trích mẫu và phương pháp bảo dưỡng và thử phải phù hợp với hướng dẫn của nhà thiết kế động cơ và nhà chế tạo thiết bị phát hiện sương dầu. (7) Trong trường hợp thiết bị phát hiện sương dầu theo trình tự được sử dụng, tần suất và thời gian lấy mẫu khí phải ngắn nhất có thể. (8) Một bản sao sổ tay bảo dưỡng và thử phải được lưu giữ trên tàu. 2.5 Các thiết bị liên quan 2.5.1 Các tua bin khí thải 1 Đối với máy chính được trang bị tua bin khí thải thì phải trang bị thiết bị để bảo đảm rằng động cơ đó có thể khai thác với công suất đủ để tạo ra tốc độ tối thiểu cho tàu trong trường hợp hỏng một trong các tua bin. 2 Khi máy chính không thể hoạt động được với tua bin khí thải lúc khởi động hoặc ở dải tốc độ thấp thì phải trang bị một hệ thống khí quét phụ. Khi hỏng hệ thống phụ này thì phải có thiết bị thích hợp sao cho máy chính có thể tăng công suất đủ để tua bin khí thải hoạt động theo yêu cầu. 2.5.2 Các thiết bị khí thải 1 Các ống khí thải có nhiệt độ bề mặt quá 220 oC phải được làm mát bằng nước hoặc được bọc cách nhiệt một cách có hiệu quả. Tuy vậy, trong trường hợp không có nguy cơ cháy thì các yêu cầu đó có thể được miễn trừ. 2 Các thiết bị khí thải phải thỏa mãn thêm các yêu cầu được quy định ở 13.16 trong Phần này. 2.5.3 Thiết bị khởi động 1 Các ống dẫn khí khởi động phải được bảo vệ bằng các thiết bị nêu từ (1) đến (5) sau đây để phòng tránh việc nổ do lửa quay ngược từ các xi lanh hoặc do nhiệt độ tăng cao quá mức trong đường ống góp khí khởi động vào thời điểm khởi động: (1) Phải lắp van ngắt một chiều hoặc tương đương trên đường nối ống dẫn khí khởi động tới mỗi động cơ. (2) Trên các động cơ đảo chiều trực tiếp có ống góp khí khởi động, phải lắp thiết bị an toàn có đĩa nổ hoặc bộ dập lửa trên van khởi động ở mỗi xi lanh. Tối thiểu một thiết bị như vậy phải được lắp đặt ở đường cấp khí vào ống góp khí khởi động đối với mỗi động cơ không đảo chiều. Tuy nhiên, có thể không cần lắp thiết bị đó cho các động cơ 32
19. QCVN 21: 2010/BGTVT có đường kính xi lanh không quá 230 mm. (3) Phải lắp thiết bị an toàn có đĩa nổ ở vị trí thích hợp trên ống góp khí khởi động để làm phương tiện giảm áp suất sự cố khi nổ đối với các động cơ đảo chiều trực tiếp được lắp bộ dập lửa như nêu ở (2) trên. (4) Nếu đĩa nổ của thiết bị an toàn không dễ dàng thay thế, thì phải trang bị cơ cấu bịt kín đường ống thoát của nó để có thể nhanh chóng khởi động lại được động cơ. Cơ cấu bịt kín này phải có bộ phận chỉ báo là nó đang mở hay khoá. (5) Đối với các động cơ đảo chiều trực tiếp, phải có phương tiện hiệu quả để ngăn ngừa việc tích tụ các chất dễ cháy (dầu đốt, dầu bôi trơn, dầu của các hệ thống v.v ) trong ống góp khí khởi động hoặc để ngăn ngừa việc tăng nhiệt độ quá cao trong ống góp khí khởi động. 2 Khi máy chính được khởi động bằng khí nén thì phải trang bị ít nhất hai bình chứa khí nén. Các bình chứa này phải được nối với nhau để sẵn sàng sử dụng. Trong trường hợp này tổng dung tích của các bình khí nén khởi động phải đủ, mà không cần phải nạp bổ sung, để đảm bảo số lần khởi động liên tục không nhỏ hơn trị số được quy định từ (1) đến (3) dưới đây. Khi bố trí các máy chính và hệ trục khác với những điều nêu dưới đây thì số lần khởi động theo yêu cầu phải được Đăng kiểm xem xét riêng. (1) Đối với các động cơ có thể đảo chiều trực tiếp: Z = 12C Trong đó: Z: Tổng số lần khởi động cho mỗi động cơ. C: Hằng số được xác định bởi sự bố trí các máy chính và hệ trục, trong đó các giá trị tiêu chuẩn của C được xác định như sau: C = 1,0 đối với các tàu một chân vịt, khi máy chính được nối với hệ trục chân vịt trực tiếp hoặc qua bộ giảm tốc. C = 1,5 đối với các tàu hai chân vịt, khi hai máy chính được nối với các trục chân vịt trực tiếp hoặc qua bộ giảm tốc, hoặc đối với các tàu một chân vịt khi hai máy chính được nối với một chân vịt qua khớp nối có ly hợp được đặt giữa động cơ và hộp giảm tốc. C = 2,0 đối với các tàu một chân vịt, hai máy chính được nối với một chân vịt không qua khớp nối có ly hợp được đặt giữa động cơ và hộp giảm tốc. (2) Đối với các động cơ kiểu không đảo chiều được sử dụng một cơ cấu đảo chiều độc lập hoặc sử dụng chân vịt biến bước thì có thể chấp nhận số lần khởi động bằng 1/2 giá trị quy định ở (1). (3) Đối với các tàu chạy bằng điện. Z = 6+3(k-1) Trong đó: k: Số lượng động cơ, nhưng không cần thiết lấy giá trị của k quá 3. 3 Khi các máy chính được khởi động bằng ắc quy, thì phải lắp đặt 2 tổ ắc quy. Tổng dung lượng của các ắc quy phải đủ để đảm bảo số lần khởi động máy chính quy định ở -2 trong 30 phút mà không phải nạp thêm. 4 Thiết bị khởi động các động cơ Đi-ê-den lai máy phát điện hoặc máy phụ, phải được Đăng kiểm xem xét riêng. 5 Hệ thống khí nén khởi động phải thoả mãn thêm các yêu cầu ở 13.13 của Phần này. 2.5.4 Thiết bị dầu đốt 33
20. QCVN 21: 2010/BGTVT 1 Nếu động cơ được lắp trên bệ giảm chấn, thì phải trang bị các mối nối mềm có kiểu được Đăng kiểm duyệt tại chỗ nối giữa động cơ với đường ống cấp nhiên liệu. 2 Thiết bị dầu đốt cho động cơ Đi-ê-den còn phải tuân theo các yêu cầu ở 13.9, Phần này và 4.2.2, Phần 5. 2.5.5 Thiết bị dầu bôi trơn 1 Thiết bị dầu bôi trơn của các động cơ Đi-ê-den có công suất liên tục lớn nhất trên 37 kW phải được trang bị các thiết bị báo động bằng âm thanh và ánh sáng để báo động khi việc cấp dầu bôi trơn bị sự cố hoặc khi áp suất dầu bôi trơn giảm đáng kể, đồng thời, phải trang bị thiết bị tự động dừng động cơ khi áp suất dầu bôi trơn xuống thấp hơn sau khi thiết bị báo động đã hoạt động. 2 Phải trang bị ống nối lấy mẫu dầu ở các vị trí thích hợp. 3 Thiết bị bôi trơn trục rô to của tua bin khí xả phải được thiết kế sao cho dầu bôi trơn không thể chảy vào đường khí nạp. 4 Đầu ra của các ống xả dầu bôi trơn từ thùng trục động cơ tới két gom dầu phải được dìm ngập trong dầu. 5 Các ống xả dầu bôi trơn quy định ở -4 của hai động cơ trở lên không được nối chung với nhau. 6 Ngoài ra, thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 13.10 của Phần này và 4.2.3, Phần 5. 2.5.6 Thiết bị làm mát 1 Thiết bị làm mát phải thỏa mãn các yêu cầu ở 13.12 và các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: (1) Đối với các động cơ có từ hai xi lanh trở lên thì phải trang bị thiết bị thích hợp để làm mát đồng bộ cho mỗi xi lanh và pít tông. (2) Phải lắp các vòi xả cho các áo nước và các đường ống dẫn nước làm mát tại vị trí thấp nhất. 2.6 Thử nghiệm 2.6.1 Thử tại xưởng 1 Đối với các chi tiết hoặc phụ tùng quy định ở Bảng 3/2.5 thì phải tiến hành thử thủy lực với áp suất quy định ở Bảng đó. 2 Đối với các bộ phận quay của tua bin khí xả, phải tiến hành thử cân bằng động sau khi lắp ráp chúng. 3 Đối với các động cơ Đi-ê-den, phải tiến hành thử ở xưởng theo quy trình thử được Đăng kiểm chấp thuận. 4 Đối với các động cơ Đi-ê-den có các đặc điểm thiết kế mới hoặc không có bằng chứng về việc khai thác trong thực tế, trong trường hợp mà Đăng kiểm thấy cần thiết, phải tiến hành thử để kiểm tra lại khả năng làm việc của động cơ theo quy trình thử được Đăng kiểm chấp nhận. Bảng 3/2.5 Áp suất thử thủy lực Chi tiết thử Áp suất thử (6) (MPa) Nắp xi lanh: khoang làm mát(1) 0,7 34
21. QCVN 21: 2010/BGTVT Ống lót xi lanh: trên toàn bộ chiều dài khoang 0,7 làm mát(2) Vỏ xi lanh: khoang làm mát 0,4(3) hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn. Van xả: khoang làm mát 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn. Đỉnh pít tông (1), (4) 0,7 Hệ thống phun nhiên liệu: thân bơm (phía 1,5P hoặc P + 30 lấy giá trị nhỏ hơn chịu áp lực(5)), van (5), đường ống Xi lanh của bơm quét khí 0,4 Tua bin: khoang làm mát 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Ống xả: khoang làm mát 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Bộ trao đổi nhiệt 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Bơm được động cơ dẫn động 0,4 hoặc 1,5P, lấy giá trị nào lớn hơn Hệ thống đường ống Theo yêu cầu ở 12.6 Chú thích: (1) Đối với các nắp xi lanh bằng thép rèn mà khoang làm mát của nó được gia công cơ khí không có quá trình hàn hoặc đối với các đỉnh pít tông mà chiều dày được đo chính xác sau khi gia công cơ khí cả bên trong và bên ngoài, và được Đăng kiểm viên xác nhận là không có khuyết tật bề mặt thì có thể không cần thử thủy lực. (2) Khi ống lót xi lanh được gia công tinh bằng máy cả bên trong và bên ngoài, được Đăng kiểm viên kiểm tra chính xác chiều dày và xác nhận không có các khuyết tật bề mặt, thì áp suất thử nêu trên của ống lót xy lanh có thể được giảm đến 0,4 MPa, (3) Đối với các động cơ Đi-ê-den không có ống lót xi lanh thì áp suất thử thủy lực bằng 0,7 MPa. (4) Bất kể chú thích (1) ở trên, khoang làm mát của đỉnh pít tông của động cơ Đi-ê-den kiểu chữ thập phải được thử thủy lực sau khi đã lắp ráp với cán pít tông. (5) Khi các bơm phun nhiên liệu và van phun nhiên liệu được làm bằng thép rèn thì có thể không cần thử thủy lực. (6) P là áp suất làm việc lớn nhất (MPa) của các bộ phận cần thử. 35
22. QCVN 21: 2010/BGTVT CHƯƠNG 3 TUA BIN HƠI NƯỚC 3.1 Quy định chung 3.1.1 Phạm vi áp dụng Các yêu cầu trong Chương này áp dụng cho các tua bin hơi nước được dùng để làm máy chính hoặc dùng để lai các máy phát điện và các máy phụ (không kể máy phụ chuyên dụng v.v , sau đây, trong Chương này được gọi tương tự). 3.1.2 Bản vẽ và tài liệu 1 Các bản vẽ và tài liệu phải trình Đăng kiểm như sau: (1) Các bản vẽ và tài liệu để duyệt: (a) Thân tua bin; (b) Rô to tua bin; (c) Cánh tua bin; (d) Bản vẽ chi tiết lắp đặt tua bin; (e) Các khớp và bu lông nối trục; (f) Sự bố trí đường ống trên tua bin (bao gồm cả các hệ thống hơi nước, dầu bôi trơn, hệ thống xả khô và dấu hiệu chỉ vật liệu ống, cỡ ống và áp suất làm việc đã quy định); (g) Các đặc tính kỹ thuật của tua bin (công suất và số vòng quay ở công suất liên tục lớn nhất của tua bin, áp suất và nhiệt độ của hơi nước ở cửa vào tua bin, độ chân không ở đỉnh bầu ngưng hoặc trạng thái hơi nước ở trong buồng xả); (h) Tốc độ tới hạn của mỗi rô to tua bin; (I) Số lượng cánh ở mỗi tầng; (j) Số lượng vòi phun và sự bố trí chúng ở mỗi tầng; (k) Các thông số kỹ thuật để tính toán độ bền quy định ở 3.2.3; (l) Đặc điểm kỹ thuật của vật liệu làm các chi tiết chính; (m) Các chi tiết hàn của các chi tiết chính. (2) Bản vẽ và tài liệu để tham khảo: (a) Lắp ráp các phần; (b) Sơ đồ hệ thống điều khiển; (c) Các bản vẽ và tài liệu mà Đăng kiểm yêu cầu bổ sung khi cần thiết. 3.2 Vật liệu, kết cấu và độ bền 3.2.1 Vật liệu 1 Vật liệu của các chi tiết của tua bin hơi nước nêu dưới đây (sau đây được gọi là “các chi tiết chính của tua bin hơi nước”) phải thỏa mãn các yêu cầu ở Phần 7A. (1) Các rô to tua bin. (2) Các cánh tua bin. (3) Thân tua bin. (4) Khớp nối trục và bu lông nối. 36
23. QCVN 21: 2010/BGTVT (5) Các ống, van và phụ tùng kèm theo tua bin hơi nước được phân loại ở nhóm I và nhóm II quy định ở Chương 12. 2 Các chi tiết chính của tua bin hơi nước (không kể bu lông nối, ống, van và phụ tùng) phải được thử không phá hủy như quy định ở 5.1.10 và 6.1.10, Phần 7A. 3 Vật liệu được sử dụng cho bộ phận có nhiệt độ cao phải có các tính chất phù hợp với các đặc tính thiết kế và bền vững chống được ăn mòn, ứng suất nhiệt, sự rão và giãn dài. 4 Không được dùng gang để làm thân tua bin và các chi tiết chịu áp suất khác ở nhiệt độ hơi nước trên 230 oC. 3.2.2 Kết cấu cơ bản 1 Đối với tàu có một tua bin hơi nước chính kiểu ghép ngang, thì tua bin đó phải có kết cấu sao cho có khả năng vẫn đảm bảo hoạt động ở tốc độ hành hải khi ngắt hơi nước của bất kỳ một xi lanh nào khi gặp sự cố. Ở trạng thái hoạt động này, phải thỏa mãn(1) và (2) sau đây: (1) Các giá trị cho phép của áp suất hơi, nhiệt độ, tốc độ, v.v phải được xác định và thông báo trên tàu có xem xét đến sự an toàn của tua bin, bầu ngưng, và trạng thái tải có khả năng ảnh hưởng đến đường tâm trục và bánh răng hộp số. (2) Các van và ống cần thiết phải ở trạng thái sẵn sàng hoạt động và được đánh dấu thích hợp. Quy trình sử dụng của các van và ống này phải được lập và lưu tại chỗ. 2 Mỗi phần của tua bin phải có kết cấu sao cho sự giãn nở nhiệt của chúng không gây ra các biến dạng có hại. Tua bin phải được lắp đặt trên bệ sao cho sự giãn nở nhiệt không gây ra ứng suất quá mức. 3 Khi các chi tiết chính của tua bin hơi nước là kết cấu hàn thì chúng phải thỏa mãn các yêu cầu ở Chương 11. 4 Thân tua bin phải có đầu nối ống xả khô ở vị trí thích hợp. 5 Phải lắp đặt van một chiều hoặc thiết bị được chấp thuận khác để ngăn ngừa hơi nước và hơi xả ngược trở lại tua bin ở đầu nối ống xả hơi nước. 6 Đối với các tua bin hơi nước dùng để lai chân vịt thì phải trang bị các bộ lọc hơi nước ở cửa vào tua bin hoặc ở cửa vào các van điều động. 7 Kết cấu của bầu ngưng chính phải phù hợp với các yêu cầu ở Chương 10. 3.2.3 Độ bền của rô to và cánh tua bin 1 Độ bền của rô to tua bin phải thỏa mãn các yêu cầu (1) và (2) sau đây: (1) Rô to tua bin (hoặc đĩa) phải được thiết kế sao cho không gây ra rung động quá mức trong phạm vi tốc độ khai thác. (2) Ứng suất tiếp tuyến trung bình của rô to tua bin phải thỏa mãn các điều kiện sau đây. Vì không có các nhân tố về rão và các lý do thiết kế khác của vật liệu được đưa vào tính toán ở trạng thái đã cho, phải xem xét riêng các trạng thái ứng suất này khi thấy cần thiết. n2 1,10 I 0,1766mr T m A Tm Y/3 Tm Ts/4 Trong đó: 2 Tm: Ứng suất tiếp tuyến trung bình (N/mm ); n: Số vòng quay liên tục lớn nhất trong một phút chia cho 1000; 37
24. QCVN 21: 2010/BGTVT A: Diện tích mặt cắt của prôfin bánh cánh trên một phía của trục quay (cm2); I: Mô men quán tính của diện tích A đối với trục quay (cm4); : Khối lượng riêng của bánh tua bin hoặc rô to (kg/cm3); m: Tổng khối lượng các cánh kể cả chân (kg); r: Khoảng cách giữa trọng tâm của cánh (kể cả chân) với đường tâm của trục (cm); Y: Giới hạn chảy danh nghĩa hoặc giới hạn chảy quy ước của vật liệu (N/mm2); 2 Ts: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu (N/mm ). 2 Độ bền của cánh tua bin phải thỏa mãn các yêu cầu ở (1) và (2) sau đây: (1) Cánh tua bin phải được thiết kế sao cho tránh được sự thay đổi mặt cắt đột ngột để giảm đến mức tối thiểu sự biến dạng và rung động. (2) Diện tích mặt cắt ở chân cánh không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau đây. Tuy nhiên, công thức này có thể được sửa đổi khi Đăng kiểm thấy thích hợp. 4,395mrn2 A Ts Trong đó: A: Diện tích mặt cắt tối thiểu được quy định ở chân cánh (cm2); m: Khối lượng của một cánh phần trên của diện tích mặt cắt A và khung (kg); r: Khoảng cách giữa trọng tâm cánh (kể cả chân cánh) với đường tâm trục (cm); 2 Ts: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu cánh (N/mm ); n: Số vòng quay liên tục lớn nhất trong một phút chia cho 1000. 3.3 Thiết bị an toàn 3.3.1 Bộ điều tốc và thiết bị chống vượt tốc 1 Tất cả các tua bin chính và phụ phải được trang bị thiết bị chống vượt tốc để ngăn ngừa tốc độ vượt quá 15% tốc độ liên tục lớn nhất. Khi có từ hai tua bin trở lên cùng lai một bánh răng chính thì có thể trang bị một thiết bị chống vượt tốc cho tất cả các tua bin đó. 2 Khi sử dụng tua bin hơi nước làm máy chính trên các tàu tua bin hơi nước qua khớp nối ly hợp hoặc lai chân vịt biến bước, thì ngoài thiết bị chống vượt tốc quy định ở -1, phải lắp thêm một bộ điều tốc độc lập và tách biệt với thiết bị chống vượt tốc đó và bộ điều tốc phải có khả năng điều khiển tốc độ của tua bin không tải mà không cần đến thiết bị chống vượt tốc hoạt động. 3 Tua bin lai máy phát điện phải được trang bị bộ điều tốc thỏa mãn các yêu cầu ở 2.4.2, Phần 4 bổ sung cho thiết bị chống vượt tốc quy định ở -1 trên. Tuy nhiên, khi sử dụng tua bin hơi nước làm máy chính ở các tàu chạy bằng điện để lai máy phát điện cung cấp điện cho các động cơ đẩy tàu thì phải tuân theo các yêu cầu ở 5.1.2-2, Phần 4. 3.3.2 Thiết bị ngắt hơi nước 1 Các tua bin làm máy chính phải được trang bị các thiết bị tự động ngắt hơi nước cấp vào tua bin chạy tiến (ở các tua bin được dùng làm máy chính trên các tàu chạy bằng điện, tua bin được dùng cho mục đích đó) trong các trường hợp sau: (1) Khi áp suất dầu bôi trơn thấp. (2) Khi độ chân không trong bầu ngưng chính thấp. 2 Các tua bin lai các máy phát điện hoặc các máy phụ phải được trang bị các thiết bị tự động 38
25. QCVN 21: 2010/BGTVT ngắt hơi nước khi áp suất dầu bôi trơn thấp. 3 Phải trang bị các thiết bị để ngắt hơi nước cấp cho các tua bin làm máy chính bằng các cơ cấu nhả khớp bằng tay được đặt tại vị trí điều động và ở riêng từng tua bin. Các cơ cấu nhả khớp bằng tay dùng cho tua bin lai máy phát điện hoặc máy phụ phải được bố trí ở gần tua bin. 3.3.3 Hệ thống cấp dầu bôi trơn 1 Các tua bin làm máy chính phải có nguồn cấp dầu bôi trơn sự cố tự động làm việc khi áp suất giảm xuống dưới mức áp suất đã định trước. Nguồn cấp dầu bôi trơn sự cố có thể từ két trọng lực hoặc các thiết bị tương đương (chẳng hạn như bơm kèm theo) với lượng dầu bôi trơn đủ đảm bảo bôi trơn cho đến khi tua bin dừng hẳn. 2 Thiết bị bôi trơn tua bin hơi nước phải có thiết bị báo động bằng âm thanh và ánh sáng, khi có hư hỏng ở nguồn cấp dầu bôi trơn hoặc khi áp suất dầu bôi trơn giảm đáng kể trước khi thiết bị ngắt hơi nước quy định ở 3.3.2-1(1) và -2 hoạt động. 3.3.4 Van bảo vệ cho cửa xả hơi nước Phải lắp một van bảo vệ ở đầu xả của các tua bin để chống sự tăng quá mức áp suất hơi xả. 3.4 Thử nghiệm 3.4.1 Thử tại xưởng 1 Các bộ phận sau đây phải được thử thủy lực với áp suất được quy định dưới đây: (1) Thân tua bin: 1,5 lần áp suất hơi nước thiết kế đối với thân tua bin hoặc 0,2 MPa lấy theo giá trị nào lớn hơn. (2) Ngăn hơi nước tua bin cao áp: 1,5 lần áp suất danh nghĩa của nồi hơi (3) Bầu chứa hơi nước, ống và các hộp van v.v Áp suất thử tương tự như áp suất thử thủy lực áp dụng cho thân tua bin. (4) Bộ lọc hơi nước và hộp van điều động: 2 lần áp suất danh nghĩa của nồi hơi (5) Khoang chứa hơi của bầu ngưng chính: 0,1 MPa Khoang chứa nước làm mát: 0,2 MPa hoặc 0,1 MPa cộng với áp suất đẩy lớn nhất mà bơm tuần hoàn có thể tạo ra khi van đẩy đóng và áp suất hút lớn nhất ở trạng thái toàn tải, lấy giá trị nào lớn hơn. Khi không biết được trạng thái làm việc và không thể tính được áp suất ở điều kiện đó thì áp suất thử không được dưới 0,34 MPa. 2 Đối với các rô to của tua bin, phải tiến hành thử cân bằng động bằng phương pháp thử được Đăng kiểm chấp thuận. 3 Đối với tua bin hơi nước, phải tiến hành thử tại xưởng, kể cả việc thử các thiết bị an toàn quy định ở 3.3 trên theo quy trình thử được Đăng kiểm chấp nhận. 3.4.2 Thử sau khi lắp đặt trên tàu Thử sau lắp đặt để đảm bảo tính sẵn sàng hoạt động thỏa mãn với 3.2.2-1, phải được thực hiện trước khi thử đường dài. Thử này có thể được tiến hành tại xưởng. 39
26. QCVN 21: 2010/BGTVT CHƯƠNG 4 TUA BIN KHÍ 4.1 Quy định chung 4.1.1 Phạm vi áp dụng 1 Các yêu cầu trong Chương này áp dụng cho các tua bin khí có kiểu chu trình hở được sử dụng làm máy chính hoặc được dùng để lai các máy phát điện và các máy phụ (trừ các máy phụ chuyên dụng v.v , sau đây, trong Chương này được gọi tương tự). 2 Các tua bin khí dùng để lai các máy phát điện sự cố phải thỏa mãn các yêu cầu ở 3.3 và 3.4, Phần 4 thêm vào các yêu cầu trong Chương này (trừ các yêu cầu 4.2.1-1, 4.2.1-2, 4.3.1-1, 4.3.2 và 4.3.3). 4.1.2 Bản vẽ và tài liệu 1 Phải trình Đăng kiểm các bản vẽ và tài liệu sau: (1) Các bản vẽ và tài liệu để duyệt: (a) Bánh cánh (hoặc rô to) của tua bin và máy nén; (b) Buồng đốt; (c) Chi tiết về việc cố định các cánh chuyển động và cánh cố định; (d) Các khớp và bu lông nối trục; (e) Các thiết bị đường ống được lắp với tua bin (bao gồm cả hệ thống dầu đốt, dầu bôi trơn, nước làm mát, khí nén, thủy lực và ký hiệu vật liệu ống, cỡ ống và áp suất làm việc quy định); (f) Các bình chịu áp lực và thiết bị trao đổi nhiệt (đã được phân loại ở nhóm I và nhóm II như định nghĩa ở 10.1.3) đi kèm với tua bin; (g) Bản vẽ chi tiết lắp đặt tua bin; (h) Đặc điểm kỹ thuật (kiểu và số xuất xưởng của tua bin, công suất và số vòng quay trong một phút của tua bin và máy nén ở công suất liên tục lớn nhất, áp suất và nhiệt độ khí ở cửa vào và ra của tua bin, sự tổn hao áp suất giữa ống xả và ống vào tua bin, trạng thái môi trường làm việc đã dự kiến, dầu đốt và dầu bôi trơn); (i) Đặc điểm kỹ thuật của vật liệu làm các bộ phận chính; (j) Các chi tiết hàn của các bộ phận chính; (k) Hướng dẫn bảo dưỡng; (l) Tốc độ tới hạn của rô to tua bin và máy nén; (m) Số lượng các cánh chuyển động trên mỗi cấp; (n) Số lượng và sự bố trí các cánh cố định; (o) Danh mục các thiết bị an toàn dựa vào việc phân tích ảnh hưởng và kiểu hư hỏng. (2) Các bản vẽ và tài liệu để tham khảo: (a) Lắp ráp các bộ phận (b) Cánh chuyển động và cánh cố định (c) Bố trí chung; (d) Thiết bị khởi động (gắn với tua bin); (e) Bố trí cửa không khí vào và cửa xả khí thải; (f) Sơ đồ các hệ thống điều khiển động cơ; 40
27. QCVN 21: 2010/BGTVT (g) Bản tính độ bền các chi tiết chính; (h) Bản tính về chấn động của các cánh tua bin; (i) Hướng dẫn sử dụng hệ thống điều khiển dầu đốt; (j) Bản vẽ minh họa phương pháp làm mát cho từng phần của tua bin; (k) Các bản vẽ và tài liệu khác khi Đăng kiểm cho là cần thiết. 4.2 Vật liệu, kết cấu và độ bền 4.2.1 Vật liệu 1 Vật liệu làm các bộ phận của tua bin khí nêu dưới đây (sau đây được coi là “các bộ phận chính của tua bin khí”) phải thỏa mãn các yêu cầu ở Phần 7A. (1) Bánh cánh (hoặc rô to), cánh cố định và cánh chuyển động của tua bin. (2) Bánh cánh, cánh cố định và cánh chuyển động của máy nén. (3) Thân tua bin và thân máy nén. (4) Buồng đốt. (5) Trục truyền công suất ra của tua bin. (6) Các bu lông nối các bộ phận chính của tua bin. (7) Khớp nối và bu lông nối trục. (8) Các ống, van và phụ tùng được gắn với tua bin khí đã được phân loại trong nhóm I hoặc nhóm II ở Chương 12. 2 Các bộ phận chính của tua bin khí (không kể các bu lông, ống, van và phụ tùng) phải được thử không phá hủy quy định ở 5.1.10 và 6.1.10, Phần 7A. 3 Vật liệu làm các bộ phận chịu nhiệt độ cao phải có các tính chất phù hợp với thiết kế và tuổi thọ chống được ăn mòn, ứng suất nhiệt, rão và giãn chùng. Khi bề mặt của vật liệu cơ sở được phủ chất chống ăn mòn thì chất phủ phải có tính chất không bị tách khỏi vật liệu cơ sở và không làm suy giảm độ bền của vật liệu cơ sở. 4.2.2 Kết cấu và lắp đặt 1 Tua bin khí phải được thiết kế sao cho không bị rung động và va đập quá mức trong phạm vi tốc độ khai thác bình thường. 2 Mỗi phần của tua bin khí phải có kết cấu không bị biến dạng có hại do sự giãn nở nhiệt gây ra. 3 Khi các bộ phận chính của tua bin khí là kết cấu hàn thì chúng phải thỏa mãn các yêu cầu ở Chương 11. 4 Trong trường hợp hỏng nguồn cấp điện chính thì tua bin khí dùng cho dẫn động chính phải được thiết kế sao cho không gây ra việc dừng thiết bị sinh khí hoặc phải có khả năng khởi động lại ngay thiết bị sinh khí sau khi dừng. 5 Tua bin khí phải được lắp đặt trên bệ sao cho không tạo nên sự khống chế kết cấu quá mức do sự giãn nở nhiệt. 6 Các tua bin khí phải được thiết kế và lắp đặt sao cho nếu vì một lý do nào đó mà cánh tua bin hoặc máy nén bị rơi ra sẽ không gây nguy hiểm cho tàu, các thiết bị buồng máy và người làm việc trên tàu. 4.3 Thiết bị an toàn 4.3.1 Bộ điều tốc và thiết bị chống vượt tốc 41
28. QCVN 21: 2010/BGTVT 1 Phải lắp thiết bị chống vượt tốc cho các tua bin khí. Thiết bị chống vượt tốc phải được điều chỉnh sao cho tốc độ của trục ra không được vượt quá 15% tốc độ liên tục lớn nhất và phải có chức năng như đã quy định ở 4.3.2-2. 2 Phải lắp bộ điều tốc độc lập với thiết bị chống vượt tốc nêu ở -1 cho các tua bin khí. Bộ điều tốc phải có khả năng điều khiển tốc độ của tua bin khí ở trạng thái không tải mà không cần sự tác động thiết bị chống vượt tốc. 3 Bộ điều tốc của tua bin khí lai máy phát điện phải tuân theo các yêu cầu ở 2.4.2-1 và -2, Phần 4. Tuy nhiên, khi tua bin khí dùng làm máy chính trên các tàu chạy bằng điện để lai máy phát cấp điện cho động cơ điện lai chân vịt, thì phải áp dụng các yêu cầu quy định ở 5.1.2-2, Phần 4. 4.3.2 Thiết bị dừng sự cố 1 Tua bin khí phải được lắp đặt thiết bị dừng sự cố có cơ cấu thao tác bằng tay thích hợp đặt tại trạm điều khiển. 2 Tua bin khí phải được lắp đặt thiết bị ngắt dầu đốt tự động hoạt động trong những trường hợp sau đây. Ngoài ra thiết bị phải phát ra tín hiệu báo động tại trạm điều khiển khi thiết bị ngắt dầu đốt tự động hoạt động. (1) Quá tốc độ. (2) Áp suất dầu bôi trơn thấp. (3) Hư hỏng ở hệ thống tự động khởi động. (4) Lửa tắt. (5) Rung động quá mức. 3 Ngoài các yêu cầu nêu ở -2, các tua bin khí lai chân vịt phải được trang bị thiết bị đóng để tự động ngắt nhiên liệu cấp cho tua bin khí trong các trường hợp sau và phải trang bị thiết bị báo động phát tín hiệu báo động tại buồng điều khiển khi thiết bị đóng này hoạt động. (1) Độ dịch chuyển hướng trục quá mức của mỗi rô to (trừ tua bin có ổ đỡ lăn). (2) Nhiệt độ khí vào và ra khỏi tua bin cao. (3) Áp suất dầu bôi trơn hộp giảm tốc thấp. (4) Độ chân không tại cửa vào máy nén quá cao (trừ tua bin khí có các cửa nối tắt). 4.3.3 Thiết bị báo động 1 Tua bin khí phải được trang bị thiết bị báo động hoạt động trong các trường hợp sau. Trong trường hợp phải trang bị thiết bị dừng nêu ở 4.3.2, thiết bị báo động phải hoạt động trước khi thiết bị dừng sự cố hoạt động. (1) Nhiệt độ của khí vào và ra khỏi tua bin cao. (2) Áp suất dầu bôi trơn thấp. (3) Áp suất dầu đốt cung cấp thấp. (4) Rung động quá mức. 2 Ngoài các yêu cầu quy định ở -1 trên đây, phải trang bị cho các tua bin khí lai chân vịt thiết bị báo động hoạt động trong các trường hợp sau. Trong trường hợp phải trang bị thiết bị dừng sự cố nêu ở 4.3.2, thiết bị báo động phải hoạt động trước khi thiết bị dừng sự cố này hoạt động. (1) Độ chênh áp suất giữa đầu vào và đầu ra của bầu lọc dầu bôi trơn tăng cao bất thường. 42
29. QCVN 21: 2010/BGTVT (2) Nhiệt độ dầu nhờn vào quá cao. (3) Nhiệt độ công chất làm mát tăng bất thường, nếu có chu trình làm mát trung gian. (4) Nhiệt độ ổ đỡ hoặc nhiệt độ dầu bôi trơn ra cao bất thường. (5) Độ chân không tại cửa vào máy nén quá cao. 4.3.4 Phát hiện và chữa cháy trong không gian kín Nếu có lắp các vách cách âm bao kín hoàn toàn máy phát điện chạy khí và các ống dầu cao áp, phải trang bị hệ thống phát hiện cháy và dập cháy cho buồng kín này. 4.4 Các thiết bị liên quan 4.4.1 Hệ thống nạp không khí vào Hệ thống nạp khí vào phải có kết cấu và bố trí sao cho giảm đến mức thấp nhất sự xâm nhập của các hạt có hại và nước vào máy nén. Ngoài ra, phải trang bị các phương tiện để có thể hạn chế được tối đa sự tác động có hại do sự lắng đọng muối trong không khí hút vào và do sự đóng băng tại cửa nạp không khí (nếu cần). 4.4.2 Thiết bị khí thải 1 Các đầu hở của các ống khí thải phải được đặt tại vị trí sao cho tránh được khí thải lọt vào hệ thống nạp không khí vào. 2 Nồi hơi và thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng nhiệt khí thải của tua bin khí phải tuân theo các yêu cầu quy định ở Chương 9 và Chương 10. 3 Thiết bị khí thải phải tuân theo các yêu cầu quy định ở 2.5.2. 4.4.3 Thiết bị khởi động 1 Tua bin khí phải được trang bị thiết bị phù hợp để ngăn ngừa sự cháy không bình thường hoặc sự đánh lửa trục trặc khi khởi động hay khi khởi động lại sau khi khởi động không được. 2 Khi khởi động bằng khí nén hoặc ắc quy, thì thiết bị khởi động phải thỏa mãn các yêu cầu ở 2.5.3. 4.4.4 Thiết bị đánh lửa 1 Mỗi bộ phận trong thiết bị đánh lửa phải bao gồm từ hai hệ thống trở lên độc lập với nhau. 2 Dây dẫn trong thiết bị đánh lửa bằng điện phải cách điện tốt và phải được đặt nơi khó bị hư hỏng. 3 Bộ chia lửa phải là kết cấu chống nổ hoặc có tấm chắn thích hợp. Không được đặt các cuộn đánh lửa ở nơi mà có thể tích tụ khí nổ. 4.4.5 Thiết bị dầu đốt 1 Phải lưu ý thích đáng đến việc phòng chống tắc do các hạt cứng ở trong dầu đốt gây ra cho đường ống phân phối dầu đốt và vòi phun dầu đốt, đồng thời, cũng phải lưu ý thích đáng đến việc phòng chống sự ăn mòn các cánh tua bin và các bộ phận khác do muối và các chất ăn mòn tương tự khác. 2 Hệ thống điều khiển dầu đốt phải thoả mãn các yêu cầu sau: (1) Hệ thống điều khiển dầu đốt phải có khả năng điều chỉnh lượng dầu cung cấp cho buồng đốt để duy trì nhiệt độ khí xả trong phạm vi định trước trong suốt quá trình hoạt 43
30. QCVN 21: 2010/BGTVT động bình thường. (2) Hệ thống điều khiển dầu đốt phải có khả năng đảm bảo việc cháy ổn định trong toàn bộ phạm vi hoạt động nếu có thể điều chỉnh được lượng dầu cung cấp. (3) Hệ thống điều khiển dầu đốt phải có khả năng duy trì tốc độ tối thiểu của tua bin ở trạng thái thay đổi tải đột ngột mà không cần phải dừng máy phát điện khí. 3 Thiết bị dầu đốt phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 13.9, Phần này và 4.2.2, Phần 5. 4.4.6 Thiết bị dầu bôi trơn 1 Tua bin khí dùng để lai chân vịt phải có một thiết bị cấp dầu bôi trơn sự cố tự động hoạt động và cấp đủ lượng dầu bôi trơn đảm bảo sự bôi trơn cho đến khi tua bin dừng hẳn, trong trường hợp hỏng hệ thống cấp dầu bôi trơn. Sự cấp dầu bôi trơn sự cố có thể từ két trọng lực hoặc từ bơm dầu bôi trơn phụ do tua bin lai. 2 Thiết bị dầu bôi trơn của tua bin khí chính phải có thiết bị điều khiển nhiệt độ tự động. 3 Phải trang bị một đầu lấy mẫu dầu bôi trơn tại một vị trí thích hợp. 4 Thiết bị dầu bôi trơn phải thỏa mãn thêm các yêu cầu ở 13.10, Phần này và 4.2.3, Phần 5. 4.5 Thử nghiệm 4.5.1 Thử tại xưởng 1 Phải tiến hành thử thủy lực tua bin khí và thiết bị của tua bin với áp suất như nêu dưới đây: (1) Thân: 1,5 lần áp suất thiết kế lớn nhất. (2) Hệ thống đường ống: như áp suất quy định ở 12.6. 2 Phải tiến hành thử cân bằng động các bộ phận quay của tua bin và máy nén sau khi đã lắp ráp chúng. 3 Phải thử rô to tua bin ở tốc độ 115% tốc độ quay liên tục lớn nhất hoặc lớn hơn trong thời gian ít nhất 2 phút sau khi chế tạo hoàn chỉnh. Khi Đăng kiểm công nhận rằng tốc độ quay không vượt quá 115% tốc độ liên tục lớn nhất thì có thể tiến hành thử ở tốc độ quay 115% tốc độ quay liên tục lớn nhất. 4 Đối với tua bin khí, phải tiến hành thử ở xưởng bao gồm thử thiết bị an toàn quy định ở 4.3 theo quy trình thử được Đăng kiểm đồng ý. Trong trường hợp này Đăng kiểm có thể yêu cầu thử các đặc tính khởi động và tốc độ tới hạn của trục rô to. 44
31. QCVN 21: 2010/BGTVT CHƯƠNG 5 HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG 5.1 Quy định chung 5.1.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu đưa ra trong Chương này được áp dụng cho các hệ thống truyền động từ động cơ chính, động cơ dẫn động máy phát điện và các máy phụ (trừ máy phụ chuyên dụng v.v , sau đây, trong Chương này được gọi tương tự). 5.1.2 Bản vẽ và tài liệu 1 Nói chung, phải trình Đăng kiểm các bản vẽ và tài liệu sau: (1) Bản vẽ (a) Lắp ráp tổng đoạn; (b) Bánh răng; (c) Trục bánh răng; (d) Khớp nối; (e) Kết cấu các bộ phận chính (bộ ly hợp, trục mềm). (2) Tài liệu (a) Các thông số về vật liệu dùng trong các bộ phận truyền động (thành phần hóa học, phương pháp nhiệt luyện, cơ tính và phương pháp thử chúng); (b) Công suất được truyền và tốc độ quay của từng bánh răng ở công suất liên tục lớn nhất; (c) Thông số kỹ thuật của từng bánh răng (số răng, mô đun, đường kính vòng chia, góc áp lực của răng, góc xoắn, chiều rộng mặt, khoảng cách tâm, bán kính đỉnh răng, khe hở bánh răng, tổng khoảng trượt của prôfin răng, tổng độ biến đổi prôfin và vết răng, phương pháp đánh bóng sườn răng, độ bóng bánh răng); (d) Phương pháp hàn các bộ phận chính (bao gồm cả thử và kiểm tra); (e) Thông số cần thiết để tính toán độ bền của các bộ phận chính của hệ thống truyền động. 5.2 Vật liệu và kết cấu 5.2.1 Vật liệu 1 Vật liệu dùng cho các chi tiết sau (sau đây gọi là các chi tiết chính của hệ thống truyền động) phải phù hợp với các yêu cầu ở Phần 7A. (1) Trục và bánh răng truyền công suất. (2) Các bộ phận truyền công suất của khớp nối. (3) Các bộ phận truyền công suất của ly hợp. (4) Bu lông khớp nối. 2 Các chi tiết chính của hệ thống truyền động (trừ các bu lông khớp nối, đĩa ly hợp và các chi tiết tương tự) phải qua thử không phá hủy theo yêu cầu quy định ở 5.1.10 và 6.1.10, Phần 7A. 5.2.2 Hàn Nếu như các chi tiết chính của hệ thống truyền động là kết cấu hàn, thì phải thỏa mãn các yêu cầu quy định ở Chương 11. 45
32. QCVN 21: 2010/BGTVT 5.2.3 Kết cấu của bánh răng 1 Kết cấu của các bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây: (1) Nếu vành răng được lắp ép vào may ơ thì vành răng phải có chiều dày đảm bảo đủ độ bền và lực ép để chịu được công suất truyền. Nếu như tiến hành lắp ép nóng sau khi cắt răng, thì kết cấu của bánh răng phải đảm bảo hoàn toàn độ chính xác của cơ cấu hoặc gia công tinh phải được tiến hành sau khi lắp ép chúng. (2) Nếu bánh răng có kết cấu hàn, thì chúng phải có đủ độ cứng và phải được khử ứng suất trước khi cắt răng. (3) Bánh răng không được có trọng lượng thừa gây mất cân bằng. 2 Vỏ hộp bánh răng phải có đủ độ cứng và phải có kết cấu sao cho có thể kiểm tra và bảo dưỡng bánh răng một cách dễ dàng. 3 Trong trường hợp nếu như có các phần nặng được lắp vào phần kéo dài của trục bánh răng thì kết cấu của các bánh răng phải sao cho chuyển động xoắn của bánh răng và độ sai lệch của tâm trục có thể nhỏ nhất. 5.2.4 Kết cấu chung của hệ thống truyền động không phải kiểu bánh răng 1 Hệ thống truyền động không phải kiểu bánh răng phải là kiểu được Đăng kiểm duyệt về kết cấu và vật liệu, phải làm việc an toàn, tin cậy và phải có đủ độ bền để chịu được công suất truyền qua. Các khớp nối bằng cao su phải được thiết kế và chế tạo sao cho chúng thích hợp với việc gia nhiệt do hiện tượng trễ. 2 Kết cấu của khớp trượt điện từ phải phù hợp với những yêu cầu ở 2.4, Phần 4 cũng như phải thỏa mãn những yêu cầu mà Đăng kiểm cho là hợp lí. 3 Nếu bộ ly hợp truyền động từ máy chính đến hệ trục được điều khiển bằng hệ thống thủy lực hoặc khí nén, thì phải trang bị bơm, máy nén khí dự phòng hoặc phương tiện thích hợp khác được nối sẵn vào hệ thống để sử dụng sao cho có thể đảm bảo con tàu duy trì được chế độ làm việc bình thường. 4 Khớp nối cao su phải được thiết kế đảm bảo toả nhiệt có hiệu quả từ các chi tiết cao su và có kết cấu sao cho có thể kiểm tra một cách dễ dàng. 5.2.5 Thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn 1 Thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn phải thỏa mãn những yêu cầu quy định ở 13.10. Ngoài ra, nên sử dụng bầu lọc có nam châm trong các kết cấu truyền động bằng bánh răng. 2 Các thiết bị của hệ thống dầu bôi trơn của hệ thống truyền động trên 37 kW phải lắp thiết bị báo động bằng âm thanh và ánh sáng trong trường hợp hư hỏng nguồn cung cấp dầu bôi trơn làm hạ đáng kể áp suất dầu trong hệ thống. 5.3 Độ bền của bánh răng 5.3.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu quy định ở 5.3 được áp dụng cho các bánh răng hình trụ với răng ăn khớp ngoài có prôfin răng dạng thân khai. Đối với các loại bánh răng khác thì phải được Đăng kiểm chấp thuận. 5.3.2 Yêu cầu chung 1 Chân răng phải được liên kết bằng góc lượn có bán kính càng lớn càng tốt. Đỉnh răng và cả hai đầu chân răng phải được vát góc phù hợp. 46
33. QCVN 21: 2010/BGTVT 2 Các bánh răng được làm cứng bề mặt phải có đủ độ cứng ở hông và có đủ độ sâu ở vùng được làm cứng. 5.3.3 Tải trọng tiếp tuyến cho phép đối với ứng suất uốn Tải trọng tiếp tuyến PMCR lên bánh răng phải thỏa mãn điều kiện sau đây đối với ứng suất uốn tại mặt cắt chân răng: 30,6 P 9,81 ( K1Sb - K2 ) K3 {4,85 }mn MCR Z Trong đó: PMCR: Tải trọng tiếp tuyến tác dụng lên răng ở công suất liên tục lớn nhất phải được tính theo công thức sau đây: 1,91H 6 PMCR = 10 (N/cm) ND1 b H: Công suất do bánh răng nhận được tại công suất liên tục lớn nhất (kW); N: Số vòng quay của bánh răng tại công suất liên tục lớn nhất (v/p); D1: Đường kính vòng lăn của bánh răng (cm); b: Chiều rộng bề mặt có ích của bánh răng trên vòng lăn của mặt cắt song song với trục (cm); Z: Số răng; mn: Mô đun vuông góc của răng; K1: Hệ số khuếch đại tải trọng bên ngoài, được xác định bởi tổng tải trọng thay đổi bất thường tác động lên bánh răng và được tính theo công thức sau đây: 1,10PMCR K1 = Pmax P max: Tải trọng tiếp tuyến lớn nhất tức thời xảy ra bên trong dải vòng quay làm việc (N/cm). Tuy nhiên, khi không xác định được trị số K1, có thể lấy các giá trị của hệ số này ở Bảng 3/5.1. K2: Trị số khuếch đại tải bên trong được tính từ công thức sau đây hoặc từ Hình 3/5.1 phụ thuộc vào độ chính xác của bánh răng và tỉ số trùng điệp của chúng. 0,8 K2 = k2 (Dn) D: Đường kính vòng lăn của bánh răng (cm); n: Số vòng quay của bánh răng trong một phút chia cho 1000; k2: Trị số cho ở Bảng 3/5.2. Trong trường hợp này, trị số SP được tính theo công thức sau: be sin 0 SP = 0,1 mn be: Chiều rộng mặt (trong trường hợp bánh răng có dạng xoắn kép, chiều rộng mặt là chiều rộng ở một phía) (cm); 0: Góc xoắn; 47
34. QCVN 21: 2010/BGTVT (3)(4) Bảng 3/5.1 Trị số K1 Kết cấu Sử dụng Cụm chi Bánh răng của Bánh răng của tiết chủ động Loại khớp nối máy chính máy phụ Tua bin hơi Hộp giảm tốc một cấp 1,00 1,15 (1) (2) Tua bin khí Hộp giảm tốc nhiều cấp 1,00 , 1,10 1,15 Mô tơ điện Khớp thủy lực hoặc điện từ 1,00 1,15 Động cơ Đi-ê-den Khớp đàn hồi cao 0,90 1,05 Khớp đàn hồi 0,80 0,95 Chú thích: (1) Chỉ áp dụng cho hệ bánh răng liên kết trực tiếp với hệ trục của máy chính; (2) Áp dụng cho hệ bánh răng liên kết với hệ trục chân vịt qua khớp nối mềm; (3) Nếu ăn khớp bánh răng với trên hai vành răng, lấy K1 bằng 0,9 lần giá trị này; (4) Đối với khớp nối cứng, giá trị K1 phải được Đăng kiểm xét và chấp nhận. 1,25 < 1,25 sp sp   12,0 6,0 10,0 5,0 8,0 4,0  Giá tr ị tương ứng với bào tinh ho ặc mài 2 Giá tr ị tương ứng với phay tinh K  2 6,0 3,0 4,0 2,0 1 2,0 1,0 0 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 D - n Hình 3/5.1 Trị số K2 Bảng 3/5.2 Trị số k2 Độ chính xác cao sp 1,25 sp 1,25 Giá trị tương ứng với bào tinh hoặc mài 0,044 0,088 Giá trị tương ứng với phay tinh 0,11 0,22 48
35. QCVN 21: 2010/BGTVT 1,0  0,9  3 K  Khi m ột bánh răng ăn khớp với một vành răng 0,8  Hai vành răng ăn khớp với một bánh răng tạo nên một h àng 0,7 0 1,0 2,0 3,0 b1 D1 Hình 3/5.2 Trị số K3 Bảng 3/5.3 Trị số k3 Khi một bánh răng ăn Khi hai vành răng ăn khớp với Hệ số khớp với một vành răng 1 bánh răng tạo nên một hàng k3 0,01 0,003 K3: Hệ số khuếch đại tải trọng do độ đàn hồi tính theo công thức sau hoặc lấy theo Hình 3/5.2, giá trị này phụ thuộc vào chiều rộng bề mặt và đường kính vòng lăn. 3 bt K3 = 1 - k3 D1 bt: Tổng chiều rộng bề mặt của bánh răng (trong trường hợp bánh răng xoắn kép,bao gồm cả khe hở ở tâm) (cm); D1: Đường kính vòng lăn của bánh răng (cm); k3: Giá trị cho ở Bảng 3/5.3; Sb: Giá trị liên quan chủ yếu đến vật liệu của bánh răng, cho theo công thức sau. Tuy nhiên trong trường hợp bánh răng trung gian chạy tiến chỉ lấy bằng 0,7 lần, còn bánh răng chạy lùi lấy bằng 1,2 lần giá trị tính theo công thức sau đây. Trong trường hợp này Sb không được vượt quá 25. (1) Trong trường hợp bánh răng có áp dụng quá trình làm cứng bề mặt bao gồm cả vùng đáy thì: Sb = 0,83 T (2) Trong trường hợp các loại bánh răng khác TY 49 Sb = 0,04 1 0,0096T 2,4 0,02 0,023mn 0,75 ro T: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu bánh răng (N/mm2); Y: Giới hạn chảy danh nghĩa của vật liệu bánh răng (N/mm2); ro: Tỉ số của bán kính đỉnh răng với mô đun. 5.3.4 Tải trọng tiếp tuyến đối với ứng suất bề mặt 49
36. QCVN 21: 2010/BGTVT Tải trọng tiếp tuyến tác dụng lên các răng phải thỏa mãn điều kiện sau đây để hạn chế ứng suất tác dụng lên bề mặt răng, nhưng không áp dụng cho các bánh răng phía lùi: i P 9,81 (K1 Ss - K2)K3 K4 D1 MCR 1 i Trong đó: Ss: Giá trị liên quan chủ yếu đến vật liệu của bánh răng tính theo công thức sau: (1) Sự ăn khớp của bánh răng được làm cứng: Ss = 2,23 Tw (2) Sự ăn khớp của các bánh răng khác: HBP Ss = ( 0,005 + 0,007) Tw + 7,5 HBW HBP: Độ cứng bề mặt của bánh răng (độ cứng Brinen); HBw: Độ cứng bề mặt răng của vành răng (độ cứng Brinen); 2 Tw : Giới hạn bền danh nghĩa của vật liệu bánh răng (N/mm ); K4: Hệ số bôi trơn được lấy theo công thức sau hoặc Hình 3/5.3 phụ thuộc vào đường kính vòng lăn và số vòng/phút. Tuy nhiên, trong trường hợp ăn khớp của các bánh răng được làm cứng thì K4 = 0,53 16 K4 = 0,3(Dn) i: Tỉ số răng (số răng của vành răng chia cho số răng của bánh răng). Các ký hiệu khác xem ở 5.3.3. 5.3.5 Đánh giá chi tiết về độ bền Bất kể các yêu cầu nêu ở 5.3.3 và 5.3.4, Đăng kiểm sẽ xem xét đặc biệt để đánh giá các tài liệu và bản tính chi tiết về độ bền của cơ cấu bánh răng trình cho Đăng kiểm duyệt. 5.4 Trục bánh răng và trục mềm 5.4.1 Trục bánh răng 1 Đường kính của trục bánh răng phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây: (1) Đường kính của trục bánh răng dùng để truyền công suất không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức ở 6.2.2. Trong công thức này H là công suất, R là số vòng quay của trục trong một phút tại công suất liên tục lớn nhất. (2) Đường kính của trục bánh răng tại điểm giữa của hai ổ đỡ trục bánh răng phải có đủ độ cứng để chịu được lực uốn sinh ra do bánh răng ăn khớp với nhau. (3) Đường kính của trục bánh răng giữa các ổ đỡ trục không được nhỏ hơn 1,16 lần giá trị quy định ở (1), nếu một bánh răng tham gia truyền động hoặc hai bánh răng được bố trí ở một góc nhỏ hơn 120o tham gia truyền động và không quá 1,1 lần giá trị quy định ở (1) khi hai bánh răng được bố trí ở một góc lớn hơn 120o tham gia thuyền động. 2 Mặc dù đã có những yêu cầu quy định ở -1, Đăng kiểm sẽ xem xét riêng, nếu thấy phù hợp, đối với trục bánh răng nếu có tài liệu và bản tính chi tiết về độ bền được trình cho Đăng kiểm duyệt. 50
37. QCVN 21: 2010/BGTVT 0,70 0,65 4 K 0,60 0,55 0,50 Nếu ăn khớp của các bánh răng được làm cứng thì K = 0,53 4 0,45 25 50 75 100 125 150 175 200 D.n Hình 3/5.3 Trị số K4 5.4.2 Trục mềm Đường kính của trục mềm không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: 560H d = 93 3 N(T 160) Trong đó: d: Đường kính của trục mềm, (mm); H: Công suất trục mềm nhận được tại công suất liên tục lớn nhất, (kW); N: Số vòng quay trong một phút của trục mềm tại công suất liên tục lớn nhất, vòng/phút); T: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trục, (N/mm2). 5.4.3 Khớp nối và bu lông khớp nối Kích thước của khớp nối và bu lông khớp nối không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức quy định ở 6.2.12-1 trong Phần này. Mặt khác, trong trường hợp đỡ vật có trọng lượng nặng kiểu công xon thì chúng phải được thiết kế sao cho có đủ độ bền để giữ được trọng lượng đó. Ngoài ra, giá trị đường kính trục do tính trong công thức này phải được xác định tương ứng theo từng loại trục. 5.5 Thử nghiệm 5.5.1 Thử nghiệm ở xưởng 1 Đối với các chi tiết được làm cứng bề mặt thì việc đo độ sâu lớp được làm cứng phải được tiến hành trên vật liệu mẫu. 2 Đối với các chi tiết được làm cứng bề mặt, phải tiến hành thử độ cứng và thử không phá 51
38. QCVN 21: 2010/BGTVT hủy theo quy trình thử phù hợp. 3 Đối với bánh răng, phải tiến hành kiểm tra độ chính xác gia công trên máy tiện. 4 Trong trường hợp truyền động bánh răng, nếu trị số tính theo công thức sau đây vượt quá 50 thì phải tiến hành thử cân bằng động. DN 1000 Trong đó: D: Đường kính vòng lăn của bánh răng, (cm); N: Số vòng quay của bánh răng, (vòng/phút). 5 Vệt màu tiếp xúc các răng của tất cả các cơ cấu truyền động bánh răng phải được kiểm tra với tải trọng tương ứng bằng cách quét một lớp sơn mỏng và đều. 52
39. QCVN 21: 2010/BGTVT CHƯƠNG 6 HỆ TRỤC 6.1 Quy định chung 6.1.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu trong Chương này được áp dụng cho hệ trục chân vịt (trừ chân vịt), hệ trục truyền công suất từ động cơ dẫn động đến máy phát điện và máy phụ (trừ máy phụ chuyên dụng, v.v , sau đây, trong Chương này được gọi tương tự). Đối với dao động xoắn, còn phải thỏa mãn những yêu cầu ở Chương 8. 6.1.2 Bản vẽ và tài liệu 1 Nói chung, các bản vẽ và tài liệu trình Đăng kiểm, gồm: (1) Bản vẽ để duyệt (trong đó ghi rõ cả các đặc tính kỹ thuật của vật liệu): (a) Bố trí hệ trục; (b) Trục đẩy; (c) Trục trung gian; (d) Trục chân vịt; (e) Ống bao trục; (f) Ổ đỡ trong ống bao trục; (g) Thiết bị làm kín ống bao trục; (h) Ổ đỡ trục trong giá đỡ; (i) Khớp nối trục và bu lông khớp nối; (j) Trục truyền công suất tới máy phát hoặc máy phụ. (2) Tài liệu tham khảo: (a) Số liệu để tính độ bền của trục trong Chương này; (b) Những tài liệu cần thiết khác nếu Đăng kiểm thấy cần. 6.2 Vật liệu, kết cấu và độ bền 6.2.1 Vật liệu 1 Vật liệu dùng để chế tạo các chi tiết dưới đây (sau đây gọi là "các chi tiết chính của hệ trục") phải là thép rèn thỏa mãn các yêu cầu ở 6.1, Phần 7A; phải là thép rèn không gỉ thoả mãn các yêu cầu ở 6.2, Phần 7A; phải là thanh thép cán tròn không gỉ được duyệt để sử dụng làm trục thỏa mãn các yêu cầu ở 3.5.1-2, Phần 7A (sau đây, thép rèn không gỉ và thanh thép cán tròn không gỉ được gọi chung là "thép rèn không gỉ") hoặc là vật liệu được Đăng kiểm chấp nhận riêng để sử dụng làm trục theo 1.1.1-2, Phần 7A. Vật liệu dùng để chế tạo các khớp nối dạng tháo lắp được có thể là thép đúc thỏa mãn những yêu cầu ở Phần 7A. (1) Trục đẩy. (2) Trục trung gian. (3) Trục chân vịt. (4) Trục truyền công suất tới các máy phát hoặc máy phụ. (5) Khớp nối trục. (6) Bu lông khớp nối. 53
40. QCVN 21: 2010/BGTVT 2 Các chi tiết chính của hệ trục, trừ các bu lông khớp nối phải được thử không phá hủy như quy định ở 5.1.10, 6.1.10, hoặc 6.2.10, Phần 7A, tuỳ theo loại vật liệu. 3 Vật liệu chế tạo trục phải có giới hạn bền kéo danh nghĩa nằm trong khoảng 400 đến 800 N/mm2 và phải nằm trong khoảng 500 đến 800 N/mm2 đối với các trục có ứng suất dao động xoắn vượt quá 85% của 2 nêu ở 8.2.2 của phần này. Việc sử dụng thép rèn với sức bền kéo danh nghĩa vượt quá 800 N/mm2 để chế tạo trục phải được Đăng kiểm xem xét riêng. 6.2.2 Trục trung gian 1 Đường kính trục trung gian được chế tạo bằng thép rèn (trừ thép rèn không gỉ v.v ) không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: H 560 3 d0 = F1k1 K N Ts 160 Trong đó: d0: Đường kính yêu cầu của trục trung gian (mm); H: Công suất liên tục lớn nhất của động cơ (kW); N: Số vòng quay của trục trung gian ở công suất liên tục lớn nhất (vòng/phút); F1: Hệ số lấy theo Bảng 3/6.1; k1: Hệ số lấy theo Bảng 3/6.2; 2 Ts: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục trung gian (N/mm ). Giới hạn 2 trên của Ts dùng để tính toán chỉ được lấy tới 760 N/mm đối với thép rèn cacbon và 800 N/mm2 đối với thép rèn hợp kim thấp. K: Hệ số trục rỗng tính theo công thức sau: 1 K 4 d 1 i da di : Đường kính trong của trục rỗng (mm); da: Đường kính ngoài của trục rỗng (mm); Nếu di ≤ 0,4 da, có thể lấy K = 1 2 Đường kính của trục trung gian được chế tạo từ các vật liệu khác với vật liệu quy định ở -1 trên đây sẽ được Đăng kiểm xem xét riêng. Bảng 3/6.1 Trị số F1 Đối với thiết bị tua bin hơi, tua bin khí, thiết bị Đi-ê-den Đối với tất cả các thiết bị Đi-ê-den có khớp nối kiểu trượt (xem chú thích), thiết bị đẩy không phải là các thiết bị ghi ở bằng điện cột trái 95 100 Chú thích: Khớp nối kiểu trượt nghĩa là khớp nối thủy lực, khớp điện từ hoặc các khớp nối tương đương. 54
41. QCVN 21: 2010/BGTVT Bảng 3/6.2 Trị số k1 Trục có khớp nối Trục có lỗ Trục có khớp bích ép nóng, ép Trục có Trục có khe Trục có then khoét nối bích liền nguội hoặc lắp rãnh then(2) khoét dọc(4) trượt(5) ngang(3) nguội (1) 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,15 Chú thích: (1) Khi trục có ứng suất dao động xoắn vượt quá 85% của 1 nêu trong 8.2.2-1(1) khi hoạt động liên tục, phải tăng đường kính lắp ráp từ 1 đến 2% và phải có bán kính lượn gần bằng độ chênh đường kính ở phần thay đổi đường kính. (2) Sau một khoảng chiều dài không nhỏ hơn 0,2d0 tính từ đầu rãnh then, đường kính của trục có thể được giảm từ từ tới đường kính được tính toán với k1=1,0. Bán kính góc lượn ở mặt cắt ngang của đáy rãnh then phải từ 0,0125d0 trở lên. (3) Đường kính lỗ khoét không được lớn hơn 0,3d0. Khi lỗ khoét ngang cắt ngang một lỗ dọc trục không nằm ở tâm trục (xem hình dưới), giá trị k1 phải được xác định bởi Đăng kiểm dựa trên số liệu trình duyệt trong từng trường hợp. a d i d (4) Dạng của khe khoét phải phù hợp với yêu cầu sau. Về nguyên tắc không dùng phương pháp làm tròn mép khác với phương pháp phay. Số lượng của khe khoét phải là 1, 2 hoặc 3 và chúng phải được bố trí cách xa nhau tương ứng 360, 180 hoặc 270 độ. (a) l < 0,8da (b) di < 0,8da (c) 0,1da < e ≤ 0,2da (d) r = e/2 Trong đó: l: Chiều dài khe khoét (mm); da: Đường kính ngoài của trục rỗng (mm); di: Đường kính trong của trục rỗng (mm); e: Chiều rộng khe khoét (mm); r: Bán kính tròn cuối khe khoét (mm); (5) Dạng của then trượt phải phù hợp với TCVN hoặc Tiêu chuẩn tương đương khác. 6.2.3 Trục đẩy 1 Đối với trục đẩy truyền mô men xoắn của máy chính, đường kính ở cả hai phía của vành chặn hoặc ở khu vực ổ đỡ dọc trục, nếu như ổ đỡ bi đũa được sử dụng làm ổ đỡ chặn, không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: H 560 3 dt = 1,1F1 K N Ts 160 55
42. QCVN 21: 2010/BGTVT Trong đó: dt: Đường kính yêu cầu của trục đẩy (mm); Các ký hiệu khác xem 6.2.2-1. 2 Nếu đường kính trục đẩy quy định ở -1 lớn hơn đường kính của trục trung gian thì đường kính của trục đẩy có thể giảm dần về phía mũi hoặc phía lái của ổ đỡ bằng cách nhân 0,91 với giá trị đường kính tính theo -1. 3 Đường kính trục đẩy được chế tạo từ các vật liệu khác với vật liệu quy định ở -1 trên đây sẽ được Đăng kiểm xem xét riêng. 6.2.4 Trục chân vịt 1 Đường kính của trục chân vịt làm bằng thép cacbon rèn hoặc thép hợp kim thấp rèn không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau đây. Đối với trục chân vịt loại 2, Đăng kiểm sẽ xem xét riêng. H 560 ds = 100 k2 3 K N Ts 160 Trong đó: ds: Đường kính yêu cầu của trục chân vịt (mm); k2: Hệ số liên quan đến thiết kế trục được quy định ở Bảng 3/6.3; 2 Ts: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu trục (N/mm ). Nếu vật liệu làm trục có 2 giới hạn bền kéo danh nghĩa lớn hơn 600 N/mm thì giới hạn trên của trị số Ts dùng để tính toán chỉ được lấy tới 600 N/mm2; Các ký hiệu khác xem 6.2.2-1. 2 Đường kính của trục chân vịt được chế tạo từ thép rèn không gỉ không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: H d 100k 3 s 3 N Trong đó: k3 là hệ số liên quan đến vật liệu trục được quy định ở Bảng 3/6.4. Vật liệu khác với vật liệu được quy định trong bảng này sẽ do Đăng kiểm xem xét và quyết định trong từng trường hợp cụ thể. 3 Đường kính của trục chân vịt khác với trị số được tính theo -1 và -2 trên phải được Đăng kiểm xem xét riêng. 56
43. QCVN 21: 2010/BGTVT Bảng 3/6.3 Trị số k2 Thứ tự Phạm vi áp dụng k2 Đối với mối ghép trục và Phần giữa đầu lớn của phần côn của trục chân vịt không dùng then 1,22 chân vịt (trong trường hợp chân vịt được hoặc nếu chân vịt được gắn 1 lắp bích, mặt trước của bích) và đầu trước bích liền của ổ đỡ sau cùng trong ống bao trục hoặc 2,5ds, lấy trị số nào lớn hơn Đối với trục có rãnh then để 1,26 lắp chân vịt (1) 2 Trừ phần trục quy định ở 1 bên trên, phần trục tính về phía mũi cho đến 1,15 phần trước của đệm kín ống bao trục trước (2) 3 Phần trục nằm ở phía trước của đầu trước đệm kín ống bao trục trước 1,15 Chú thích: (1) Tại vùng chuyển tiếp, đường kính trục phải được giảm bằng côn trơn hoặc bán kính lượn gần bằng độ chênh đường kính. (2) Đường kính trục có thể được giảm bằng côn trơn hoặc bán kính lượn gần bằng độ chênh đường kính đến đường kính tính theo công thức ở 6.2.2. Bảng 3/6.4 Trị số k3 SUSF 316 SUSF 316 L Thứ tự Phạm vi áp dụng SUS 316-SU SUS 316 L-SU Phần giữa đầu lớn của phần côn của trục chân vịt (trong trường hợp chân vịt được lắp bích, mặt 1 trước của bích) và đầu trước của ổ đỡ sau cùng 1,28 1,34 trong ống bao trục hoặc 2,5ds, lấy trị số nào lớn hơn Trừ phần trục quy định ở 1 bên trên, phần trục tính 2 về phía mũi cho đến phần trước của đệm kín ống 1,16(1) 1,22(1) bao trục trước Phần trục nằm ở phía trước của đầu trước đệm kín 3 1,16(2) 1,22(2) ống bao trục trước Chú thích: (1) Tại vùng chuyển tiếp, đường kính trục phải được giảm bằng côn trơn hoặc bán kính lượn gần bằng độ chênh đường kính. (2) Đường kính trục có thể được giảm bằng côn trơn hoặc bán kính lượn gần bằng độ chênh 2 đường kính đến đường kính tính theo công thức ở 6.2.2-1 nhưng lấy Ts = 400 N/mm . 6.2.5 Các trục khác Đường kính của các trục truyền công suất vào máy phát điện hoặc máy phụ có công dụng quan trọng phải phù hợp với những yêu cầu quy định ở 6.2.2. 6.2.6 Đánh giá chi tiết về độ bền Nói chung, Đăng kiểm có thể xem xét và chấp thuận các giá trị đường kính trục được tính toán không tuân theo các yêu cầu ở 6.2.2, 6.2.3, 6.2.4 và 6.2.5, nếu như có các tài liệu và bản tính chi tiết trình cho Đăng kiểm và được Đăng kiểm cho là phù hợp. 57
44. QCVN 21: 2010/BGTVT 6.2.7 Bảo vệ chống ăn mòn cho trục chân vịt 1 Trục chân vịt loại 1 phải được bảo vệ chống ăn mòn do nước biển bằng một trong các phương tiện có hiệu quả sau: (1) Bảo vệ có hiệu quả trục chân vịt chống lại sự tiếp xúc với nước biển bằng phương pháp được Đăng kiểm chấp nhận. (2) Dùng các vật liệu SUSF316, SUSF316L, SUSF316-SU hoặc SUSF316L-SU được quy định ở Phần 7A cho các trục có đường kính không vượt quá 200 mm. (3) Dùng vật liệu chịu ăn mòn khác với các vật liệu quy định ở (2) được Đăng kiểm chấp nhận. 2 Phải có các phương tiện có hiệu quả để đảm bảo ngăn ngừa nước biển thâm nhập vào phần giữa đầu sau của áo trục chân vịt hoặc đầu sau của ổ đỡ phía sau cùng trong ống bao và củ chân vịt. 3 Khoảng không gian giữa ê cu chỉnh dòng của chân vịt hoặc củ chân vịt và trục chân vịt phải chứa đầy mỡ, hoặc phải có biện pháp hữu hiệu khác để bảo vệ trục chống lại sự ăn mòn của nước biển. 6.2.8 Áo trục chân vịt 1 Áo trục được lắp vào trục chân vịt phải thỏa mãn những yêu cầu quy định từ (1) đến (3) sau đây: (1) Chiều dày của áo trục không được nhỏ hơn giá trị tính theo công thức sau: t1 = 0,03ds + 7,5 3 t t 24 1 Trong đó: t1: Chiều dày của áo trục ở vùng ổ đỡ ống bao trục hoặc ổ đỡ trong giá đỡ tiếp xúc với bề mặt ổ đỡ (mm); t2: Chiều dày của áo trục ở các phần còn lại (mm); ds: Đường kính yêu cầu của trục chân vịt tính theo công thức ở 6.2.4 (mm); (2) Áo trục phải làm bằng đồng thanh hoặc bằng những vật liệu tương đương và không được có vết rỗ và những khuyết tật khác. (3) Áo trục phải được lắp vào trục theo phương pháp không tập trung ứng suất, như kiểu lắp co ngót v.v 6.2.9 Cố định chân vịt vào trục 1 Nếu chân vịt được lắp ép vào trục chân vịt thì bề mặt lắp ghép phải đủ độ bền để chịu được mô men xoắn truyền qua trục. 2 Nếu dùng then để cố định chân vịt vào trục thì các góc của rãnh then phải được lượn tròn thích đáng và then phải được lắp khít vào rãnh then. Đầu trước của rãnh then trên trục chân vịt phải được lượn tròn đều để tránh tập trung ứng suất quá mức. 3 Nếu chân vịt và mặt bích trục chân vịt được nối với nhau bằng bu lông thì các bu lông và chốt bu lông phải đủ bền. 4 Chiều dày mặt bích phía sau của trục chân vịt tại vòng chia không được nhỏ hơn 0,27 lần đường kính của trục trung gian (được tính với k1 = 1,0 , K = 1,0 và Ts = 400) quy định ở 6.2.2. 6.2.10 Ổ đỡ trong ống bao và ổ đỡ trong giá đỡ trục 58
45. QCVN 21: 2010/BGTVT 1 Ổ đỡ sau cùng trong ống bao hoặc ổ đỡ ở giá đỡ trục đỡ trọng lượng chân vịt phải thỏa mãn các yêu cầu quy định từ (1) đến (3) dưới đây: (1) Trong trường hợp ổ đỡ làm bằng gỗ gai ắc được bôi trơn bằng nước: (a) Chiều dài ổ đỡ không được nhỏ hơn 4 lần đường kính yêu cầu của trục chân vịt tính theo công thức ở 6.2.4-1 hoặc 6.2.4-2, hoặc 3 lần đường kính trục thực, lấy trị số nào lớn hơn. (b) Phải có biện pháp thích hợp để cung cấp một lượng nước sạch đầy đủ để bôi trơn và làm mát. (2) Trong trường hợp ổ đỡ làm bằng kim loại trắng được bôi trơn bằng dầu: (a) Chiều dài của ổ đỡ không được nhỏ hơn 2 lần đường kính yêu cầu của trục chân vịt tính theo công thức 6.2.4-1 hoặc 6.2.4-2, hoặc 1,5 lần giá trị đường kính thực, lấy trị số nào lớn hơn. Tuy nhiên, nếu có sự lưu ý đặc biệt đến kết cấu và việc bố trí thoả mãn các quy định khác và được Đăng kiểm chấp nhận riêng thì chiều dài của ổ đỡ có thể ngắn hơn so với quy định trên. (b) Ống bao trục chân vịt phải luôn chứa đầy dầu và phải sử dụng các biện pháp thích đáng để đảm bảo đo nhiệt độ của dầu trong ống bao. (c) Nếu có sử dụng két dầu trọng lực để cấp dầu bôi trơn cho ổ đỡ trong ống bao trục thì phải đặt két này cao hơn đường nước chở hàng và phải có thiết bị báo động khi mức dầu thấp. Tuy nhiên, trong trường hợp hệ thống bôi trơn được thiết kế để sử dụng ở điều kiện áp lực dầu tĩnh của két trọng lực nhỏ hơn áp lực nước thì két này không yêu cầu đặt cao hơn đường nước chở hàng. (d) Dầu bôi trơn phải được làm mát bằng cách ngâm ống bao trong nước tại két chứa phía đuôi tàu hoặc bằng các biện pháp thích hợp khác. (3) Nếu sử dụng vật liệu làm ổ đỡ không phải loại vật liệu quy định ở (1) và (2) thì vật liệu, kết cấu và bố trí ổ đỡ phải được Đăng kiểm chấp thuận. Chiều dài của các ổ đỡ này phải thỏa mãn những yêu cầu ở (a) và (b) dưới đây: (a) Trường hợp ổ đỡ bôi trơn bằng dầu được chế tạo từ vật liệu tổng hợp: Đối với ổ đỡ được làm bằng cao su tổng hợp, nhựa hoặc chất dẻo được duyệt để sử dụng trong ống bao trục bôi trơn bằng dầu thì chiều dài của ổ đỡ không được nhỏ hơn 2 lần đường kính của trục chân vịt tính theo công thức 6.2.4-1 hoặc 6.2.4-2, hoặc 1,5 lần đường kính thực, lấy giá trị nào lớn hơn. Tuy nhiên đối với các ổ đỡ có kết cấu và bố trí được Đăng kiểm xét duyệt riêng thì chiều dài của ổ đỡ có thể ngắn hơn so với chiều dài quy định ở trên. (b) Trường hợp ổ đỡ trục chân vịt làm bằng vật liệu tổng hợp được bôi trơn bằng nước: Đối với ổ đỡ làm bằng vật liệu tổng hợp được duyệt để sử dụng làm ổ đỡ trong ống bao trục bôi trơn bằng nước như cao su hoặc chất dẻo thì chiều dài của ổ đỡ không được nhỏ hơn 4 lần đường kính trục tính theo công thức 6.2.4-1 hoặc 6.2.4-2, hoặc 3 lần đường kính thực, lấy trị số nào lớn hơn. Tuy nhiên, đối với những ổ đỡ có kết cấu và bố trí được Đăng kiểm xét duyệt riêng thì chiều dài của ổ đỡ có thể lấy ngắn hơn so với chiều dài quy định trên. 2 Trừ thiết bị làm kín nước biển kiểu hộp bích nén tết, các thiết bị làm kín khác phải được Đăng kiểm duyệt về vật liệu, kết cấu và bố trí. 6.2.11 Những yêu cầu bổ sung đối với trục chân vịt loại 1C Phải có phương tiện để đảm bảo đầy đủ tính nguyên vẹn của các ổ đỡ trong ống bao trục, phù hợp với những yêu cầu khác của Đăng kiểm, nếu trục chân vịt là trục loại 1C. 59
46. QCVN 21: 2010/BGTVT 6.2.12 Khớp nối trục và bu lông khớp nối 1 Đường kính của bu lông khớp nối tại mặt phẳng lắp ghép của khớp nối phải không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức sau: 3 d0 (T s 160) db = 0,65 nDTb Trong đó: db: Đường kính bu lông (mm); d0: Đường kính của trục trung gian tính với k1= 1,0 và K = 1,0 theo công thức ở 6.2.2 (mm); n: Số bu lông; D: Đường kính vòng chia (mm); Ts: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm trục trung gian được lấy để tính toán theo công thức ở 6.2.2; 2 Tb: Giới hạn bền kéo danh nghĩa của vật liệu làm bu lông (N/mm ), nói chung Ts ≤ Tb ≤ 1,7Ts và giới hạn trên của Tb được sử dụng trong tính toán chỉ được lấy tối đa là 1000 N/mm2. 2 Chiều dày của mặt bích nối tại vòng chia phải không được nhỏ hơn đường kính yêu cầu của bu lông tính theo công thức ở -1 với giả thiết các bu lông phải có độ bền phù hợp với vật liệu làm trục tương ứng. Tuy nhiên, chiều dày đó không được nhỏ hơn 0,2 lần đường kính của trục tương ứng. 3 Bán kính góc lượn ở chân mặt bích phải không được nhỏ hơn 0,08 lần đường kính của trục và khu vực lắp đai ốc và bu lông không được khoét vào góc lượn này. 4 Nếu các khớp nối trục không liền với trục thì chúng phải đủ bền để chịu được mô men xoắn truyền vào trục và chịu được cả lực kéo khi chạy lùi. Trong trường hợp này, phải xem xét kĩ để tránh gây ra tập trung ứng suất lớn. 6.2.13 Định tâm trục Đối với hệ trục chân vịt có trục chân vịt bôi trơn bằng dầu với đường kính không nhỏ hơn 400 mm, việc tính toán định tâm hệ trục phải được thực hiện và trình duyệt bao gồm mômen uốn, tải trọng ổ đỡ, đường cong biến dạng của trục. 6.3 Thử nghiệm 6.3.1 Thử tại xưởng 1 Các chi tiết sau phải được thử thủy lực với áp suất quy định sau đây: (1) Ống bao trục: 0,2 MPa. (2) Áo trục chân vịt: 0,1 MPa (phải tiến hành thử trước khi lắp co ngót). 6.3.2 Thử sau khi lắp lên tàu 1 Sau khi lắp đặt lên tàu, thiết bị đệm kín ống bao trục nêu ở 6.2.10-1(2) phải được thử rò rỉ trong điều kiện áp suất làm việc của dầu. 2 Đối với hệ trục chân vịt (trừ các hệ thống đẩy kiểu phụt hoặc hệ đẩy kiểu xoay), việc kiểm tra xác nhận liên quan đến định tâm đường trục phải được thực hiện phù hợp với các yêu cầu khác của Đăng kiểm. 60
47. QCVN 21: 2010/BGTVT CHƯƠNG 7 CHÂN VỊT 7.1 Quy định chung 7.1.1 Phạm vi áp dụng Những yêu cầu trong Chương này được áp dụng cho chân vịt loại xoắn vít. 7.1.2 Bản vẽ và tài liệu 1 Nói chung, các bản vẽ và tài liệu trình cho Đăng kiểm, bao gồm: (1) Bản vẽ (a) Chân vịt; (b) Sơ đồ đường ống dầu của chân vịt biến bước có chỉ rõ vật liệu làm ống, kích cỡ ống và áp suất làm việc; (c) Bu lông cố định cánh của chân vịt biến bước. (2) Tài liệu (a) Các thông số của chân vịt (công suất liên tục lớn nhất và số vòng quay (vòng/phút) liên tục lớn nhất của máy chính, các chi tiết của prôfin cánh, đường kính, bước, diện tích khai triển, tỷ số bước chân vịt, độ nghiêng hoặc góc nghiêng, số lượng cánh, khối lượng, mô men quán tính, các đặc tính kỹ thuật của vật liệu v.v ). (b) Bản tính chiều dài lắp ép chân vịt lên trục (chỉ yêu cầu khi lắp chân vịt không dùng then). 7.1.3 Vật liệu 1 Vật liệu chế tạo chân vịt và bu lông cố định cánh của chân vịt biến bước phải thỏa mãn những yêu cầu quy định ở Phần 7A. 2 Các phần chính của chân vịt phải được kiểm tra bằng phương pháp không phá hủy. 7.2 Kết cấu và độ bền 7.2.1 Chiều dày cánh 1 Chiều dày cánh chân vịt tại bán kính 0,25R và 0,6R đối với chân vịt định bước và tại bán kính 0,35R và 0,6R đối với chân vịt biến bước không được nhỏ hơn trị số tính theo công thức dưới đây. Chiều dày của cánh chân vịt có độ nghiêng lớn phải tuân thủ thêm các điều kiện khác do Đăng kiểm quy định cho từng trường hợp cụ thể. K H t = 1 SW K2 ZNI Trong đó: t: Chiều dày cánh (trừ góc lượn của chân cánh) (cm); H: Công suất liên tục lớn nhất của máy chính (kW); Z: Số cánh; N: Số vòng quay liên tục lớn nhất chia cho 100 (vòng/phút/100); l: Chiều rộng của cánh tại bán kính đang xét (cm); K1: Hệ số tính theo công thức sau đây tại bán kính đang xét: 61
48. QCVN 21: 2010/BGTVT 30,3 D P' K1 k 2 k 3 2 PD P' 1 k1 D D: Đường kính chân vịt (m); k1, k2, k3: Các hệ số lấy theo Bảng 3/7.1; P ': Bước tại bán kính đang xét (m); P: Bước tại bán kính 0,7R (m) (R là bán kính của chân vịt (m)); K2: Hệ số được tính theo công thức sau: EDN 2 2 K2 K k 4 k 5 to 1000 k4, k5: Các hệ số tra theo Bảng 3/7.1 E: Độ nghiêng tại đầu mút cánh (đo từ đường chuẩn mặt bên và lấy giá trị dương đối với độ nghiêng theo chiều ngược) (cm); to: Chiều dày giả định của cánh tại đường tâm của trục chân vịt (to có thể nhận được nhờ kéo dài từng đường mép nối chiều dày đỉnh cánh với chiều dày cánh ở 0,25R (hoặc 0,35R đối với chân vịt biến bước), tại hình chiếu của tiết diện cánh dọc theo đường chiều dày cánh lớn nhất (cm); K: Hệ số tra theo Bảng 3/7.2; S: Hệ số liên quan đến tăng ứng suất do thời tiết. Nếu S > 1,0 thì S lấy bằng 1,0; Nếu S < 0,8 thì giá trị của S lấy bằng 0,80 D S 0,095 s 0,677 ds Ds: Chiều cao mạn để tính sức bền của tàu (xem 1.2.25, Phần 1A); ds: Chiều chìm chở hàng (xem1.2.30 Phần 1A); W: Hệ số liên quan đến ứng suất đổi dấu, được lấy bằng giá trị tính theo công thức dưới đây hoặc 2,80, lấy giá trị lớn hơn. A A A A P'/ D W = 1 + 1,724 2 3 4 1 A3 A 4 P'/ D Bảng 3/7.1 Trị số k1, k2, k3, k4, k5 Vị trí theo hướng kính k1 k2 k3 k4 k5 0,25R 1,62 0,386 0,239 1,92 1,71 0,35R 0,827 0,308 0,131 1,79 1,56 0,60R 0,281 0,113 0,022 1,24 1,09  A1  C1  A2  C2 (C 1)(C  ) A 1 2 3 C (C 1)(C  ) 3 3 1 62
49. QCVN 21: 2010/BGTVT 3,52 tại 0,25R A4 2,41 t ại 0,35R 1,26 tại 0,6R DP 2ae  C1 1,3 0,22  1 0,95P D Z  DP 1,19a C (1,1 e 0,2) 1 2 0,95P D Z P C 0,122 0,0236 3 D ae: Tỉ số diện tích khai triển của chân vịt; : Nước kèm trung bình định mức ở đĩa chân vịt; : Giá trị cực đại của dao động nước kèm ở đĩa chân vịt tại bán kính 0,7R. Giá trị của  và  phải được tính toán theo công thức dưới đây, trừ trường hợp tàu nhiều chân vịt hoặc tàu được Đăng kiểm xem xét riêng. BB   7,321,56 0,04 4 Cb   D ds  BB   0,625 0,04( 4) cb  0,527 D ds  B: Chiều rộng của tàu (m); Cb: Hệ số béo thể tích của tàu. Bảng 3/7.2 Trị số K Vật liệu K HBsC1 1,15 HBsC2 Vật đúc bằng hợp kim đồng AlBC3 1,30 AlBC4 1,15 Chú thích: (1) Đối với cánh làm bằng vật liệu khác với các vật liệu trong Bảng trên thì giá trị K được xác định trong từng trường hợp cụ thể. (2) Đối với chân vịt có đường kính từ 2,5 m trở xuống, trị số K có thể lấy như giá trị ở Bảng trên nhân với các hệ số sau đây: 2 - 0,4D đối với 2,0 < D ≤ 2,5 1,2 đối với D ≤ 2,0 2 Bán kính góc lượn giữa chân của cánh và củ chân vịt không được nhỏ hơn giá trị Ro tính theo công thức sau tại mặt đạp ở phần cánh có chiều dày lớn nhất: (e r )(t t ) R t B o r o r e Trong đó: Ro: Bán kính yêu cầu của góc lượn (cm); 63