CHƯƠNG 1 4 GIỚI THIỆU TÀU VÀ KẾT CẤU TÀU 1. Các kiểu tàu thông dụng Tàu thuỷ là cấu trúc nổi, có hoặc không có động cơ, chuyên dùng để hoạt động trên mặt nước. Tàu thủy được phát triển từ rất sớm trên trái đất, dùng vào các việc chuyên chở người, hàng hóa. Tàu thủy còn được phát triển phục vụ cho quân đội.
Trước khi làm quen với kết cấu tàu cụ thể, bạn đọc có dịp tìm hiểu các kiểu tàu đang tồn tại cùng các đặc trưng kết cấu của chúng. Tàu thủy chia làm hai nhóm chính là tàu dân sự và tàu quân sự. Trong họ tàu dân sự lại gồm những nhóm nhỏ: 1. Tàu chở hàng khô Tàu nhóm này có mặt trên trái đất lâu đời nhất.
Tùy thuộc loại hàng mà tàu chuyên chở, người ta đặt tên tàu. Tên gọi chung nhất là tàu chở hàng (cargo ship), bên cạnh đó còn tàu chở hàng rời (bulk carrier), tàu chở hàng thùng (container), tàu Ro-Ro (roll on – roll of), tàu chở sà lan (barge carrier), tàu chở gỗ (timber carrier), tàu chở hàng lạnh (refrigerated cargo ship), tàu chuyên chở xe, thiết bị (car carrier) vv. Tàu chở hàng kiểu “cũ” chiếm hơn 50% số lượng tàu vận tải trên thế giới. Sức chở tàu loại này không lớn lắm, thường từ 4.
Lớn nhất trong nhóm này là tàu hàng sức chở 20.1 là loại tàu hàng có thượng tầng giữa (tàu ba đảo - middle three island cargo vessel) ra đời vào khoảng giữa thế kỉ XX, hình 1.2 là loại tàu hàng có buồng máy đặt ở đuôi (tàu hai đảo – aft engine type cargo vessel) xuất hiện trong thập niên 70 của thế kỉ XX, hình 1.3 giới thiệu tàu hàng đi biển hiện đại. Tàu chở hàng kiểu 3 đảo (1950) Tàu chở container (hình 1.4) xuất thân từ tàu chở hàng khô với đặc tính hàng được bảo quản trong các thùng chuyên dụng loại dài 20 ft hoặc 40 ft, đã tiêu chuẩn hóa. Tàu container thường chế tạo với sức chở từ vài ngàn dwt đến 25. Ra đời muộn hơn so với đội tàu container là tàu RO-RO (roll on – roll of) chuyên chở các thiết bị kỹ thuật có bánh xe (hình 1.
Vận tốc khai thác tàu container và tàu RO-Ro khá lớn, khoảng 20-25 HL/h. Tàu chở hàng kiểu 2 đảo (1970) Hình 1. Tàu vận tải đi biển hiện đại (1983) Hình 1. Tàu chở container (1993) Tàu chở hàng lạnh chuyên chở từ rau quả đến cá, thịt, thực phẩm.
Nhiệt độ buồng lạnh khoảng +5°C đến -25°C. Tàu chở sà lan được nhắc đến nhiều là tàu LASH (Lichter Abroad Ship), chở các sà lan không tự hành (hình 1. Sức chở mỗi sà lan từ 370 tấn đến 850 tấn. Nhóm LASH dùng cần cẩu di động sức nâng 500T để dịch chuyển sà lan dọc tàu.
Tàu SEA-BEE sử dụng cần cẩu cố định đặt phía lái để nâng hạ sà lan. Tàu Ro-Ro (1978) Hình 1. Tàu chở sà lan (1969) Tàu chở hàng rời được chuyên nghiệp hóa để vận chuyển quặng, than đá, khoáng sản, các loại hạt rời không đóng gói (hình 1. Tàu nhóm này tuy gọi chung là tàu chở hàng rời, song nhiệm vụ cụ thể phải đọc từ tên gọi chuyên ngành như tàu OO (Ore-Oil) chở quặng lúc đi, chở dầu lúc về, tàu OBO (Ore- Bulk-Oil), tàu OSO (Ore-Slurry-Oil).
Tàu nhóm chở hàng bulk có sức chở khá lớn, từ 100. Tàu chở hàng rời (1978) 7 Ngoài ra, còn có nhóm tàu chuyên chở nặng (heavy cargo ship), hay còn được gọi là hàng siêu trường, siêu trọng – là hàng có kích thước hoặc trọng lượng thực tế của mỗi kiện/khối hàng vượt quá giới hạn quy định cho phép nhưng không thể tháo rời ra được (hình 1. Tàu chở hàng nặng (1995) 1. Tàu chở hàng lỏng.
Trong nhóm này tàu chở dầu (tanker) dẫn đầu về sức chở và kích thước chiếm chỗ. Loạt tàu dầu khổng lồ, sức chở trên 540.000 tấn đã được đưa vào sử dụng từ hàng chục năm trước. Tàu chở khí hóa lỏng (liquefied gas carrier) và tàu chở hóa chất (chemical carrier) thuộc nhóm này. Tàu chở sản phẩm dầu chạy sông hay biển gọi chung là tanker.
Sức chở thông thường tàu dầu từ 1000dwt đến tàu cỡ lớn, sức chở 300. Tàu chở khí hóa lỏng gồm khí thiên nhiên LNG và khí thuộc ngành dầu khí LPG. Các khí được nén và làm lạnh đến độ âm –161,5°C khi vận chuyển. Tàu dầu đi biển (1992) 8 Hình 1.
Tàu dầu chạy sông Hình 1. Tàu chở khí thuộc gốc dầu hóa lỏng (LPG) Hình 1. Tàu chở khí khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) 1. Tàu khách.
Tàu chở khách bao gồm tàu đưa người qua lại trên tuyến đường ngắn chúng ta còn gọi “phà” (ferry car) đến tàu khách tuyến đường dài, cố định, chuyên ngành gọi là linear, tàu tuyến cố định. Tàu khách dùng để chở người hoặc chở người cùng hàng hóa. Có thể phân biệt thêm, tàu vừa chở khách và hàng hóa còn có tên gọi tàu hàng – khách. Tàu hoạt động tuyến cố định thường có kích thước 9 lớn, trang bị tiện nghi đầy đủ, lượng chiếm nước đến 70.000T, lượng khách đến 1.000 người, hình 1.13 giới thiệu phà khách chạy biển; hình 1.14 giới thiệu tàu khách du lịch chạy biển mang tên Star leo, sức chở 1400 khách.
Tàu du lịch chở khách tuyến ngắn, số lượng khách trên tàu không đông. Phà khách chạy biển Hình 1. Tàu khách chạy biển Hình 1. Tàu khách du lịch chạy sông 10 1.
Tàu chuyên ngành Nhóm tàu này đa dạng, chuyên sâu vào một hoặc một số lĩnh vực phục vụ kỹ thuật. Đó là các tàu kéo (tug), tàu cứu hoả (fire vessel) tàu cứu hộ (salvage vessel), tàu thả phao, đảm bảo an toàn hàng hải (buoy vessel), tàu đặt cáp ngầm (cable layer), tàu cuốc bùn, tàu hút bùn làm công tác nạo vét luồng lạch, cảng (dredger), tàu hoa tiêu (pilot craft), tàu hải quan (custom boat), tàu kiểm ngư (fisheries patrol boat), tàu huấn luyện (training ship)vv…. Tàu thả phao Hình 1. Tàu kéo – cứu hoả tại cảng Hình 1.
Tàu đặt cáp ngầm 11 Hình 1. Tàu hút bùn Hình 1. Tàu huấn luyện 1. Tàu phục vụ khai thác dầu khí trên thềm lục địa (offshore vessels) Nhóm tàu này bao gồm các tàu làm dịch vụ cung ứng (supply ship), tàu đặt ống ngầm(pipe layer), cần cẩu nổi (crane barge), giàn khoan nổi gồm giàn nửa chìm và giàn tự nâng (semisubmersible drill rig, jack-up rig), tàu khoan (drill ship) và các công trình nổi phục Hình 1.
Cần trục nổi 12 Hình 1. Tàu dịch vụ cung ứng Hình 1. Tàu khoan Hình 1. Dàn khoan tự nâng 13 Hình 1.
Dàn khoan bán chìm 1. Tàu đánh bắt cá và chế biến cá Tàu cá chiếm đến 5% tải trọng của đội tàu trên thế giới. Tàu đánh bắt gồm tàu lưới kéo, tàu lưới vây, tàu làm nghề lưới rê vv… Tàu chế biến ở dạng những cơ sở sản xuất khá lớn trên biển. Tàu đánh cá lưới vây 1.
Tàu công tác hoạt động trên nguyên tắc khí động học Những tàu như tàu cánh ngầm (hydrofoil craft), tàu trên đệm khí (hover craft) thuộc nhóm này. Tàu cánh ngầm 14 Hình 1. Tàu đệm khí 2. Đăng kiểm tàu thủy Đăng kiểm tàu có tên gọi sát nghĩa là cơ quan phân cấp tàu, trong tiếng Anh được viết là Classification Society, người Trung Hoa gọi bằng từ “thuyền cấp xã”, trong ngôn ngữ của người Nhật dùng cụm từ này được hiểu theo âm Hán Việt là “hải sự hiệp hội”.
Nhìn chung, nhiệm vụ chính của các cơ quan phân cấp tàu là giám sát kỹ thuật và phân cấp phù hợp với các yêu cầu được qui định bằng luật. Đăng kiểm Việt Nam (gọi bằng tiếng Anh là Vietnam Register) là cơ quan giám sát và phân cấp tàu, thực hiện công tác giám sát kỹ thuật, phân cấp, định mạn khô, đo dung tích tàu, giám sát việc thực hiện các yêu cầu của Công ước quốc tế có liên quan mà Việt Nam tham gia. Đối tượng kiểm tra, giám sát của cơ quan phân cấp là các loại tàu nói chung, các máy móc, trang thiết bị dùng trên tàu, các công trình trên biển cùng tất cả trang thiết bị trên đó. Các cơ quan này tiến hành hàng loạt công tác nghiên cứu khoa học liên quan đến thiết kế, chế tạo, bảo dưỡng, duy tu tàu và trang thiết bị đồng thời đưa ra các qui phạm (gọi bằng tiếng Anh là Rules and Regulations) liên quan đến độ bền, an toàn tàu cùng trang thiết bị.
Các cơ quan phân cấp có uy tín trên thế giới, có liên quan đến công nghiệp đóng tàu Việt Nam có thể kể là: Đăng kiểm ra đời sớm nhất là Lloyd’s Register of Shipping thuộc vương quốc Anh. LR ra đời năm 1760, được cải tổ 1834. Từ năm 1914 cơ quan này mang tên trên cho đến ngày nay. LR có đại diện thường trú tại Việt Nam, tham gia các hoạt động đóng tàu, sửa tàu và công trình biển tại Việt Nam.
Qui phạm tàu biển của LR mang tên “Rules and Regilations for the Classification of Ships”. Det Norske Veritas thành lập năm 1864 tại Oslo, Norway. Qui phạm đóng tàu DNV “Rules for Ships” được trình bày sáng sủa, dễ hiểu và trong chừng mức là chuẩn mực cho việc xác lập công thức qui phạm. DNV có đại diện tại Việt Nam, là đăng kiểm tham gia rất nhiều công trình tại Việt Nam.
Đăng kiểm Liên xô trước đây và nay Đăng kiểm Liên bang Nga. Đăng kiểm URSS thành lập lại năm 1924 tại Leningrad, từ cơ quan mang tên Ruskij Registr lập năm 1914. Các qui phạm của Đăng kiểm URSS là nguyên mẫu cho các qui phạm chúng ta dùng đến từ những năm 1985 - 1997. Tên ghi tại bìa qui phạm URSS cũng là tên gọi ngoài bìa của qui phạm Việt Nam “Rules for the Classification and Construction of Sea-going Ships”.
Ngày nay tên gọi chính thức của đăng kiểm này bằng tiếng Anh là Russian Maritime Register of Shipping (RMRS). 15 Đăng kiểm Mỹ American Bureau of Shipping, thành lập từ 1867, trú đóng tại New York từ 1898 dưới tên gọi American Standard Universal Record of Shipping. Ngày nay đăng kiểm trên mang tên gọi như trình bày trong dòng chữ đậm, viết tắt ABS. Qui phạm của ABS mang tên “Rules for Building and Classing Steel Ships”.
Đăng kiểm Nhật bản có tên gọi Nippon Kaiji Kyokai, viết tắt NKK, thành lập từ 1899, trụ sở tại Tokyo. Tên gọi chính thức của NKK, dịch ra âm Hán Việt được hiểu là :Nhật bản hải sự hiệp hội. Đăng kiểm NKK giúp đỡ những người đóng tàu Việt Nam rất nhiều, từ hướng dẫn, đào tạo, giúp đỡ trong công tác chuyên môn đến cho phép dịch qui phạm của NKK “Rules and Regulations for the Construction and Classification of Ships” thành qui phạm sử dụng chính thức từ 1977 tại Việt Nam. Đăng kiểm Trung quốc có tên gọi bằng tiếng Hán là Trung quốc thuyền cấp xã , viết bằng tiếng Anh “China Classification Society - CCS”, khai trương công việc từ 1956.