Đang tải... (xem toàn văn)
Tàu thủy hoạt động trong môi trường với nhiều tải trọng tác động rất phức tạp. Vì vậy ngoài việc thiết kế tàu để đảm bảo các thông số hình dáng ra thì việc chế tạo, lắp ghép các phân, tổng đoạn để đảm bảo độ kín khít, bền chung của con tàu cũng là vấn đề vô cùng quan trọng. Do đó, việc lựa chọn, ứng dụng công nghệ hàn trong đóng tàu là rất quan trọng. Với mong muốn tìm hiểu để phân tích những quy trình, công nghệ hàn được sử dụng trong các nhà máy đóng tàu, từ đó làm cơ sở giúp sinh viên có thể dễ dàng hơn trong việc tiếp cận, tìm hiểu công nghệ hàn tại các nhà máy đóng tàu . Được sự đồng ý của nhà trường và bộ môn, tôi đã thực hiện đề tài với nội dung: ”Phân tích quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 Tấn”
1 Lời Cảm Ơn Sau ba tháng thực tập nghiên cứu với hướng dẫn, giúp đỡ tận tình giáo viên hướng dẫn Bùi Văn Nghiệp, cán công nhân viên Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Dung Quất bạn đến tơi hồn thành đề tài tốt nghiệp với nội dung: “Phân tích quy trình cơng nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn” Trong q trình thực đề tài tơi gặp số khó khăn có hạn chế kiến thức chuyên môn kinh nghiệm thực tế cộng với thời gian thực đề tài có hạn Nhưng với hướng dẫn tận tâm thầy giáo Bùi Văn Nghiệp tơi hồn thành đề tài Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo Bùi Văn Nghiệp tận tình hướng dẫn, bảo suốt thời gian thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy quý thầy cô giáo môn hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ q trình thực đề tài Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cán công nhân viên Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Dung Quất, đặc biệt phịng Kỹ Thuật Cơng Nghệ tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành tốt đợt thực tập tốt nghiệp thực đề tài Và xin chân thành cảm ơn người bạn động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! Nha trang, ngày 21 tháng 11 năm 2007 Sinh viên: Phùng Di Thân MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN .1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .4 CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Sơ lược lịch sử phát triển công nghệ hàn vỏ tàu 1.2 Tầm quan trọng cơng nghệ hàn ngành cơng nghiệp đóng tàu 1.3 Giới hạn nội dung nghiên cứu .8 1.3.1 Lựa chọn tổng đoạn tàu 1.3.2 Giới hạn nội dung nghiên cứu CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các phương pháp hàn ứng dụng hàn tàu 104000 Tấn 2.1.1 Hàn hồ quang tay 2.1.2 Hàn điện cực kim loại 12 2.1.3 Hàn chất trợ dụng 16 2.2 Những Quy định - Tiêu chuẩn hàn áp dụng cho hàn tàu 18 2.2.1 Công tác chuẩn bị gá lắp 18 2.2.2 Hàn đính 21 2.2.3 Trình tự hàn 22 2.2.4 Kiểm tra - giám sát 23 2.2.5 Khuyết tật cách khắc phục 26 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ HÀN TỔNG ĐOẠN GIỮA TÀU 3.1 Sơ lược tàu dầu 104000 Tấn tổng đoạn tàu 32 3.1.1 Sơ lược tàu dầu 104.000 Tấn 32 3.1.2 Sơ lược tổng đoạn tàu .34 3.2 Phân tích quy trình hàn chung 37 3.2.1 Phân tích quy trình hàn thép thường 37 3.2.2 Phân tích quy trình hàn thép độ bền cao 59 3.3 Phân tích quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn 86 3.3.1 Công tác hàn chung .86 3.3.2 Quy trình cơng nghệ hàn - chế tạo phân đoạn đáy .91 3.3.3 Quy trình cơng nghệ hàn - chế tạo phân đoạn hông 93 3.3.4 Quy trình cơng nghệ hàn - chế tạo phân đoạn mạn .95 3.3.5 Quy trình cơng nghệ hàn - chế tạo phân đoạn boong 97 3.4 Quy trình cơng nghệ hàn tổng đoạn 99 3.4.1 Sơ lược quy trình lắp ráp tổng đoạn 99 3.4.2 Công tác hàn lắp ráp tổng đoạn 100 CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ 4.1 Thảo luận kết .102 4.2 Đề xuất ý kiến 103 LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam với bờ biển dài 3200 km, việc vận chuyển hàng hóa đường thủy tàu cỡ lớn chiếm vị trí vơ quan trọng việc phát triển kinh tế đất nước Tàu thủy cơng trình kỹ thuật đặc biệt, có kết cấu bao gồm: tơn bao mỏng kim loại hay phi kim loại liên kết với khung giàn mối hàn Tàu thủy hoạt động môi trường với nhiều tải trọng tác động phức tạp Vì ngồi việc thiết kế tàu để đảm bảo thơng số hình dáng việc chế tạo, lắp ghép phân, tổng đoạn để đảm bảo độ kín khít, bền chung tàu vấn đề vô quan trọng Do đó, việc lựa chọn, ứng dụng cơng nghệ hàn đóng tàu quan trọng Với mong muốn tìm hiểu để phân tích quy trình, cơng nghệ hàn sử dụng nhà máy đóng tàu, từ làm sở giúp sinh viên dễ dàng việc tiếp cận, tìm hiểu cơng nghệ hàn nhà máy đóng tàu Được đồng ý nhà trường môn, thực đề tài với nội dung: ”Phân tích quy trình cơng nghệ hàn tàu dầu 104000 Tấn” Đề tài thực gồm chương với nội dung sau: Chương : Đặt vấn đề Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Phân tích quy trình cơng nghệ hàn tàu dầu 104000 Tấn Chương 4: Thảo luận kết Do thời gian tìm hiểu với kiến thức kinh nghiệm nhiều hạn chế, chắn đề tài cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận thơng cảm góp ý q thầy bạn! Nha Trang, ngày 19 tháng 11 năm 2007 Sinh viên thực hiện: Phùng Di Thân CHƯƠNG : ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ HÀN VỎ TÀU Lịch sử phát triển ngành cơng nghiệp đóng tàu gắn liền với lịch sử phát triển công nghệ hàn Năm 1802, nhà bác học Nga Pê-tơ-rốp tìm tượng hồ quang điện rõ khả sử dụng nhiệt để làm nóng chảy kim loại, mở thời kỳ hàn hồ quang tay ngành cơng nghiệp đóng tàu Năm 1888, Sla-vi-a-nốp áp dụng điện cực nóng chảy-cực điện kim loại vào hồ quang điện, đến năm 1907, kỹ sư Thuỵ Điển Ken-Be phát phương pháp ổn định trình phóng hồ quang bảo vệ vùng hàn khỏi tác động khơng khí xung quanh cách lắp lên điện cực kim loại lớp vỏ thuốc Việc ứng dụng que hàn bọc thuốc bảo đảm chất lượng mối hàn ngành cơng nghiệp đóng tàu lúc Thời kỳ phát triển cao công nghệ hàn ngành cơng nghiệp đóng tàu mở vào năm cuối ba mươi đầu bốn mươi sau cơng trình nỗi tiếng viện sĩ E.O.Pa-tôn hàn thuốc Phương pháp hàn bán tự động sau hàn tự động lớp thuốc đời, sau ứng dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp đóng tàu, thành tựu vô to lớn kỹ thuật hàn đại Cho đến nay, hàn thuốc phương pháp khí hố kỹ thuật hàn ngành cơng nghiệp đóng tàu với ưu điểm vượt trội hiệu suất chất lượng mối hàn Từ năm cuối bốn mươi, phương pháp hàn khí bảo vệ nghiên cứu đưa vào sản xuất Hàn khí bảo vệ làm tăng vọt chất lượng mối hàn phương pháp hàn sử dụng rộng rãi nhà máy đóng tàu với ưu điểm chất lượng mối hàn đặc biệt khả sử dụng dễ dàng nhiều tư hàn khác Hàn xỉ điện phát minh nỗi tiếng tập thể Viện hàn điện B.O Pa-tô (Ki-ép Liên Xơ) Qúa trình hàn điện xỉ nhà bác học Xô Viết phát năm 1949, nghiên cứu đưa vào sản xuất ngành công nghiệp đóng tàu từ năm năm mươi để chế tạo thiết bị nặng tàu lò hơi, tua bin, máy tời… Các phương pháp hàn ngày nghiên cứu cải tiến để nâng cao suất, hiệu chất lượng mối hàn nâng cao khả tự động hóa Hiện nay, có 120 phương pháp hàn khác nhau, đó, phương pháp hàn sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp đóng tàu là: hàn bán tự động tự động lớp thuốc (Submerged Arc Welding - SAW), hàn bán tự động mơi trường khí bảo vệ (MIG, MAG), hàn hồ quang dây hàn lõi thuốc (FCAW - Flux Cored Arc Welding), hàn hồ quang tự bảo vệ (Self-Shielded Arc Welding), hàn TIG Một số phương pháp hàn nghiên cứu đưa vào sản xuất như: hàn tia điện tử (electron beam welding), Laser beam, hàn siêu âm, hàn phát ma hồ quang cánh tay Robot (Robotic arms) …v.v 1.2 TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÔNG NGHỆ HÀN TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP ĐĨNG TÀU Có thể nói phát triển cơng nghệ hàn gắn liền với phát triển ngành cơng nghiệp nặng nói chung có ngành cơng nghiệp đóng tàu Hàn phương pháp gia cơng kim loại tiên tiến đại với ưu điểm vượt trội 1.2.1 Hàn với sức bền thân tàu Do sử dụng triệt để mặt cắt làm việc chi tiết hàn nên độ bền mối hàn cao, tăng độ bền kết cấu Độ bền mối hàn tham gia đảm bảo độ kín khít, độ bền chung khả làm việc lâu dài, ổn định, tàu 1.2.2 Tính cơng nghệ Cơng nghệ hàn yếu tố hàng đầu định việc chọn lựa phương án chế tạo, lắp ghép phân đoạn, tổng đoạn Do đó, trực tiếp định đến độ lớn tàu Hàn nối kim loại có tính chất khác nhau, khơng hạn chế chiều dày chi tiết, với độ bền mối hàn cao, mối hàn kín, chịu tải trọng tĩnh tốt chịu áp suất cao Do đó, hàn phương pháp chủ yếu dùng để chế tạo bình chứa, nồi hơi, ống dẫn, trang thiết bị tàu chế tạo, lắp ráp chi tiết, cụm chi tiết cấu thành từ kim loại có tính chất khác Ngồi chỗ chịu tác dụng lực chấn động không nên hàn ra, khơng có chỗ khơng thể hàn Ngồi ra, cơng nghệ hàn cho phép giảm tiếng ồn sản xuất 1.2.3 Tính kinh tế Cơng nghệ hàn mang lại hiệu kinh tế cao ngành cơng nghiệp đóng tàu So với tán ri-vê, hàn tăng đươc13% tốc độ thi công, giảm 30% lượng nhiên liệu tiêu hao, tiết kiệm 10÷20% khối lượng kim loại sử dụng mặt cắt làm việc chi tiết hàn triệt để hơn, hình dáng chi tiết cân đối hơn, giảm khối lượng kim loại mát đột lỗ v.v…So với đúc, hàn tiết kiệm tới 50% khơng cần tới hệ thống rót Công nghệ hàn yếu tố quan trọng góp phần nâng cao suất ngành cơng nghiệp đóng tàu Hàn giảm thời gian giá thành chế tạo kết cấu Hàn cho suất cao so với phương pháp khác giảm số lượng nguyên công cường độ lao động Thiết bị hàn tương đối đơn giản dễ chế tạo Khi hàn, ta dùng máy hàn xoay chiều gồm máy giảm từ 200 vôn hay 230 vôn xuống nhỏ 80 vôn 1.2.4 Xu hướng phát triển Hàn với ưu điểm vượt trội tính bền, tính cơng nghệ, tính kinh tế Do đó, cơng nghệ hàn nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp đóng tàu Hiện nay, công nghệ hàn phát triển với 120 phương pháp hàn khác Với khả khí hố tự động hố cao, ngày nay, với phát triển mạnh mẽ ngành công nghệ cao, công nghệ hàn phát triển với phương pháp hàn tự động với suất, chất lượng mối hàn cao như: hàn TIG, SAW, GTAW, hàn tia điện tử (electron beam welding), Laser beam, hàn siêu âm, hàn phát ma hồ quang cánh tay Robot (Robotic arms) …v.v 1.3 GIỚI HẠN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.3.1 Lựa chọn tổng đoạn tàu Tàu dầu Aframax 104.000 DWT tàu dầu lớn mà Việt Nam thi công kể từ trước đến theo thiết kế Ba Lan với chiều dài lớn 245 (m), chiều rộng 43 (m), chiều cao toàn 47,6 (m) Tàu chia thành 200 Block với nhiều kết cấu phức tạp Với thời gian ba tháng để thực tập thực đề tài khó tìm hiểu phân tích quy trình hàn thân tàu Hơn nữa, giai đoạn nay, Công Ty Công Nghiệp Tàu Thuỷ Dung Quất thi công chế tạo Block thuộc tổng đoạn tàu tàu dầu 104000 Tấn Với tình hình sản xuất thực tế nhà máy thời gian thực đề tài có hạn, tơi xin phép chọn tổng đoạn tàu để phân tích quy trình hàn 1.3.2 Giới hạn nội dung nghiên cứu Tổng đoạn tàu chia thành phân đoạn đáy, phân đoạn hông, phân đoạn mạn, phân đoạn boong, vách ngang, vách dọc tàu, với Block thuộc phân đoạn có quy trình hàn giống Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Dung Quất công ty thành lập, nay, vừa sản xuất, vừa xây dựng Do đó, quy trình hàn để áp dụng cho toàn thân tàu chưa xây dựng đầy đủ Với tình hình sản xuất nhà máy, tơi xin phép phân tích quy trình hàn nhà máy Đăng Kiểm chứng nhận chọn Block sau để phân tích quy trình hàn: - Block 11-0413S thuộc phân đoạn đáy - Block 11-0451 thuộc phân đoạn hông - Block 13-0413 thuộc phân đoạn mạn - Block 14-0413 thuộc phân đoạn boong Nội dung nghiên cứu: Đặt vấn đề Cơ sở lý thuyết Phân tích quy trình hàn tổng đoạn tàu Thảo luận kết 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐƯỢC ỨNG DỤNG HÀN TÀU DẦU 104000 Tấn 2.1.1 Hàn hồ quang tay a) Nguyên lý Hàn hồ quang tay (hình 2-1) q trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện cực dạng que hàn (thường có vỏ bọc) khơng sử dụng khí bảo vệ, tất thao tác (gây hồ quang, dịch chuyển que hàn, thay que hàn…v.v.) người thợ hn thc hin bng tay K ìm hàn D ây cáp hàn Q ue hàn vỏ bọc H quang K im loạ i Sỉ K im loạ i mối hàn Bể hàn M ch thứ cấp N guồn hàn M ch sơ cấp D ây c¸p m¸t Hình 2-1: Ngun lý hàn hồ quang tay b) Ứng dụng Phương pháp hàn hồ quang tay phương pháp đơn giản để hàn tư khơng gian khác Tuy nhiên, phương pháp hàn phổ biến để hàn kết cấu có chiều dày nhỏ trung bình nên dùng để hàn chi tiết có chiều dày nhỏ tàu dầu 104000 Tấn với chiều dày phổ biến 12, 12.5, 14 (mm) Cụ thể: hàn nẹp gia cường nối thép mỏ với đà ngang đáy, hàn nẹp gia cường cho lỗ công nghệ, hàn nẹp gia cường cho mã liên kết, nẹp gia cường đà dọc đáy khỏe Hàn nẹp liên kết xà dọc (thép mỏ