THỰC HÀNH NGHỀ VỎ TÀU






Thực hành nghề vỏ tàu

Mô tả:
Năng lực nghề này nhằm giới thiệu cho học viên những tập quán và kỹ thuật căn bản của nghề
lắp ráp vỏ tàu (80 giờ).

Mục tiêu học tập:
Học viên được giới thiệu những tập quán và kỹ thuật căn bản của nghề lắp ráp vỏ tàu.

Mục lục:

1.
Căn mép mối ghép và hàn đính các thành phần kết cấu vỏ tàu thép
1.1. Tầm quan trọng của căn mép mối ghép và hàn đính
1.2. Căn mép mối ghép giáp mối tôn bao vỏ tàu
1.3. Sử dụng kích thủy lực
1.4. Biến dạng do hàn – các biện pháp ngăn ngừa và khắc phục

1.5. Uốn tôn và uốn thép hình
1.6. Cân chỉnh mối ghép giữa vách ngăn với các boong tàu
1.7. Lắp ráp các dải tôn mép mạn vào các sàn boong
1.8. Căn mép các vỏ bao và dầm dọc boong
1.9.
Lắp ráp tôn đáy - Căn mép và hàn đính
1.10. Một số mẹo vặt trong căn chỉnh và hàn đính
1.11. Độ hở mối ghép giáp mối và các quy định mối hàn đính

2. Chế tạo dưỡng lắp ráp các ống lót, thép góc, mã liên kết, vòng đai và các tấm đệm
2.1. Sử dụng các ống lót
2.2. Các biện pháp phòng ngừa khi lắp các ống lót
2.3. Mã liên kết và các tấm bẻ mép cỡ nhỏ
2.4. Các tấm phẳng bẻ mép
2.5. Chế tạo dưỡng tấm bẻ mép
2.6. Lắp ráp mã liên kết hàn
2.7. Lắp ráp vòng đai và các tấm đệm

3. Tuyến hình tàu
3.1. Thuậ
t ngữ và định nghĩa liên quan

4. Cân chỉnh nghiêng ngang, nghiêng dọc và độ vuông góc
4.1. Cân chỉnh nghiêng ngang, nghiêng dọc và độ vuông góc

5. Chế tạo dưỡng và lắp ráp các nẹp gia cường cho sườn khỏe và các tấm
5.1. Các dạng sườn khỏe và các nẹp gia cường điển hình
5.2. Các phương pháp chế tạo dưỡng phẳng
5.3. Các loại dưỡng tôn bao
5.4. Phương pháp uốn tấm

5.5. Phương pháp chế tạo một dưỡng tôn bao
5.6. Uốn tấm bằng phương pháp nhiệt
5.7. Chiều dày và khối lượng tấm

6. Các bộ phận bằng thép đúc, Bệ máy/ Chân đế, lưới lót sàn và tấm sàn
6.1. Các bộ phận kết cấu tàu bằng thép đúc
6.2. Bệ
6.3. Vạch dấu bệ để cắt khí
ThucHanh VoTau.doc 3
6.4. Lắp đặt bệ và cân chỉnh
6.5. Lắp lưới lót sàn cho buồng máy
6.6. Lắp tấm sàn cho buồng máy

7. Kỹ thuật lắp ráp các bộ phận khác của thân tàu
7.1. Lắp ráp hệ thống thông gió tự nhiên
7.2. Lắp ráp thiết bị tời neo
7.3. Thiết bị chằng buộc (Cột bích,…)
7.4. Lắp đặt cẩu nâng hạ xuồng cứu sinh
7.5. Lắp đặt cầu thang boong
7.6. Lắp cửa thép
7.7. Lắp thiết bị chữa cháy
7.8. C
ửa thoát nước mặt boong và lỗ thoát nước (cửa xả mạn)
7.9. Lắp đặt miệng khoang và lỗ người chui
7.10. Các hộp bảo quản thiết bị và các giá định vị khác

8. Khai triển và lắp ống nhánh
8.1. Khai triển ống hình trụ (uốn)
8.2. Khai triển hình nón
8.3. Khai triển mối ghép ống vuông góc

8.4. Áp dụng khai triển đường song song
ThucHanh VoTau.doc 4
1. Căn mép mối ghép và hàn đính các thành phần kết cấu vỏ tàu thép

Tổng quan về quá trình công nghệ đóng tàu vỏ thép
Quy trình chung để chế tạo thân tàu vỏ thép bao gồm các công đoạn từ việc chuẩn bị
nguyên vật liệu dạng thép hình, thép tấm sau đó gia công chúng thành các hình dạng
thích hợp cho lắp ráp, hình 1.1.


Hình 1.1 Giản đồ quá trình công nghệ đóng tàu
Chú thích:


Shape storage : Chất kho thép hình
Plate storage : Chất kho thép thép tấm
Sort out the right shapes : Chọn đúng thép hình
Sort out the right plates : Chọn đúng thép tấm
Cut and bend the shapes : Cắt và uốn thép hình
Cut and bend the plates : Cắt và uốn thép tấm
Assemble plates and shapes into blocks: Lắp ráp thép tấm và thép hình đã gia công
thành phân đoạn (phân đoạn phẳng hoặc phân đoạn khối)
Erect the blocks : Đấu lắp các phân đoạn với nhau (Đấu đà hay Đấu lắp
tổng thành)
Launching the ships : Hạ thủy tàu

Lưu ý

- Trong quy trình đóng tàu này số thứ tự chính là thứ tự các bước chế tạo thân
tàu:

1. Chuẩn bị nguyên vật liệu
2. Chế tạo chi tiết
3. Chế tạo cụm chi tiết nhỏ
4. Chế tạo cụm chi tiết lớn
5. Chế tạo phân đoạn
ThucHanh VoTau.doc 5
6. Chế tạo tổng đoạn
7. Đấu đà – Kết hợp lắp máy chính, trang thiết bị
8. Hạ thủy















Hình 1.2 Thứ tự chế tạo thân tàu vỏ thép

- Sau mỗi giai đoạn (hoặc mỗi bước công việc) đều có công tác kiểm tra chất
lượng của sản phẩm chế tạo và khắc phục các khuyết tật (lỗi, sai sót) nếu có.

1.1 Tầm quan trọng của căn mép mối ghép và hàn đính

1. Định nghĩa:
- Căn mép là sự căn thẳng hàng các bộ phận kết cấu của tàu để loại bỏ các chỗ
oằn, chỗ lồi hoặc chỗ lượn sóng; nhằm loại bỏ biến dạng của các bộ phận hoặc
cụm chi tiết tại mép liên kết của chúng.
- Hàn đính là tạo ra các mối hàn ngắn nhằm giữ hai kim loại cơ bản cùng với nhau
trước khi hàn nố
i xong.

Khi hàn nối có 2 cách để giữ kim loại cơ bản với nhau:
(1) dùng đồ gá hàn: Phương pháp này không áp dụng trong đóng tàu vì khó lắp
hoặc không thể lắp hoặc rất đắt tiền;
(2) dùng các mối hàn đính kết hợp với gông, tấm đáy cứng. Do hầu hết các mối
hàn trong xưởng đóng tàu rất dài, sản xuất mang tính phức tạp, đơn chiếc, việc hàn
đính là tất yếu để hàn nối.

2. Tầm quan tr
ọng của căn mép:
Nếu mép chi tiết bị biến dạng (lệch mí), ta không thể hàn được nó với mép khác (lẽ ra
chúng phải khớp nhau. Điều này rõ ràng từ định nghĩa).

3. Tầm quan trọng của hàn đính:
- Giữ các bộ phận cần hàn đúng chỗ cần thiết của chúng
- Bảo đảm chúng được căn chỉnh mép hàn đúng vị trí
a) Chế tạo chi tiết b) Chế tạo cụm chi tiết c) Chế tạo phân đoạn phẳng d) Chế tạo phân đoạn khối
e) Đấu đà
Chế tạo chi tiết Chế tạo cụm chi tiết Chế tạo phân đoạn phẳng Chế tạo phân đoạn khối
Đấu đà
ThucHanh VoTau.doc 6
- Bổ trợ cho chức năng của đồ gá (ví dụ các gông đáy, tấm đáy cứng) hoặc cho
phép loại bỏ đồ gá trong mội số trường hợp (ví dụ hàn 2 tấm mỏng có chiều dài

mối hàn không lớn)
- Khống chế chuyển động và biến dạng khi hàn
- Đặt và duy trì khe đáy (khoảng cách giữa hai mép hàn)
- Bảo đảm tạm thời độ bền cần thiết của cụm chi tiế
t cần hàn trước sức nặng của
chúng khi được thao tác (như nâng, di chuyển, lật, v.v.).

1.2 Căn mép mối ghép giáp mối tôn bao vỏ tàu
1. Các dạng mối hàn giáp mối tôn bao vỏ tàu
Trên Hình 1.2 là vị trí các mối ghép giáp mối tôn bao vỏ tàu. Chúng bao gồm hai loại là
các mối hàn ngang và các mối hàn dọc (là các mối hàn giáp mối).

Sống phụ
Tấm đáy A
Sống chính
Cột chống
Mối hàn dọc
Mối hàn
ngang
Tôn bao
Tôn
V
á
c
h

n
g
a
n

g
Tấm đáy trong
Sườn mạn
Sống phụ
Tấm đáy A
Sống chính
Cột chống
Mối hàn dọc
Mối hàn
ngang
Tôn bao
Tôn
V
á
c
h

n
g
a
n
g
Tấm đáy trong
Sườn mạn

Hình 1.3 Vị trí các mối ghép giáp mối tôn bao vỏ tàu
Các mối ghép giáp mối tôn bao vỏ tàu được thực hiện bằng một trong những cách
sau:
- Mối ghép giáp mối trong cụm chi tiết tấm: dạng mối ghép này được thực hiện trong
các xưởng chế tạo kết cấu vỏ. Tùy theo mức độ tự động hóa trong xưởng, các đồ

gá căn mép và đồ gá hàn đính khác nhau được sử dụng.




Hình 1.4 Mối ghép giáp mối trong khi chế tạo cụm chi tiết tấm
Căn mép Hàn đính - hàn Mối ghép hoàn thiện
ThucHanh VoTau.doc 7
- Mối ghép giáp mối khi nối các phân đoạn với nhau (đấu đà -> thành tàu): dạng mối
ghép này được thực hiện ngoài công trường, vị trí lắp ráp tổng thành và thường
khó thực hiện hơn mối ghép trong cụm chi tiết tấm. Vì mối ghép cần độ chính xác
cao của các phân đoạn lắp ráp với nhau.



Mối ghép giáp mối thường là các mối hàn có chiều dài lớn. Kích thước và khối lượng
các tôn bao cũng lớn, đòi hỏ
i phải tạo lực đủ lớn để ép các mép bằng nhau và giữ
chúng đúng vị trí lắp ráp trong suốt quá trình chế tạo. Những lực như vậy được thực
hiện trên các sàn gá (theo nghĩa chung) cho hàn dạng tấm phẳng, gồm:

- Sàn gá cơ học
- Sàn gá kẹp từ tính
- Sàn gá kẹp thủy lực hoặc khí nén

Trên các sàn gá đó, các dụng cụ, đồ gá được sử dụng để căn mép và hàn đính (hoặ
c
hàn nối).

2. Một số loại dụng cụ/đồ gá sử dụng trong căn mép và hàn đính và kỹ thuật sử

dụng chúng:
a) Các đồ gá dạng chêm:




Hình 1.6 Chêm và vấu cắt bậc
- Chêm (wedge, hình 1.6, bên trái) dùng trong đóng tàu thép thường là một miếng
kim loại được vát mỏng dần từ một tấm dày hoặc đúc để có thể đẩy hoặc ép vào
một khe hở (Các loại chêm đóng tàu thường được làm từ tấm thép dày 25 mm và
có chiều dài tiêu biểu 30 đến 42 cm).
Hình 1.5 Mối ghép giáp mối khi đấu đà
ThucHanh VoTau.doc 8
- Vấu cắt bậc (cữ chặn, step-cut dog, tại các nhà máy đóng tàu hay gọi là Số 7, hình
1.6 giữa và bên phải ): là miếng kim loại dùng để giữ hoặc chặn lực do chêm hoặc
các dụng cụ khác tạo ra. Nó được gắn vào tấm thép bằng hàn đính.
Trong nhà máy đóng tàu thường dùng vấu để căn mép tấm giáp mối, lắp ráp và
căn chỉnh vách ngăn, căn chỉnh kết cấu đúng dấu lắp ráp,…



Hình 1.7 Gông kẹp và chốt kẹp

- Gông kẹp (hình 1.7 bên trái, U-dog, yoke, hairpin): là miếng kim loại hình chữ U
(còn gọi là mã răng lược) hoặc chữ L (còn gọi là tấm gá), dùng chung với chêm để
kẹp và giữ hai chi tiết (tấm) với nhau. Trong nhà máy đóng tàu, chúng có công
dụng như các gân tăng cứng cho vật liệu tấm kim loại.
- Kẹp chêm (hình 1.7 bên phải, chốt kẹp, clip & wedge, yoke & pin): là tấm cữ kim
loại phẳng có lỗ hình chữ nhật (hình bên trái) dùng chung với chêm, hoặc chốt để
căn chỉnh các mép tấm với nhau. Công dụng trong nhà máy đóng tàu: dùng cho gá

lắp boong và tôn bao.

Một số ứng dụng cụ thể của vấu, chêm và kẹp chêm:
- Hình 1.8 minh họa cách thức sử dụng vấu và chêm (phải) trong hàn đính tại sàn
gá hàn (trái).



Hình 1.8 Sàn gá hàn (trái) và sử dụng vấu và chêm trong hàn đính

Vấu và chêm (hình 1.8 phải) là một trong những dụng cụ được dùng để căn mép tấm
phổ biến nhất hiện nay trong các nhà máy đóng tàu vì tính đơn giản và cơ động của
nó. Phương pháp căn mép này được tiến hành như sau:

- Hàn vấu vào mép tấm thấp hơn
- Đóng chêm vào phía tấm cao hơn
ThucHanh VoTau.doc 9
- Hàn đính khi 2 mép bằng nhau (khi đóng chêm vào vấu sẽ kéo tấm thấp
lên và chêm sẽ đè tấm cao xuống)
- Đập gãy vấu di chuyển đến vị trí khác.


Hình 1.9 Kẹp chêm sử dụng trong hàn đính

- Trên hình 1.9 mô tả nguyên lý sử dụng kẹp chêm trong hàn đính. Tấm cữ (1) có
chiều dày bằng khe đáy của mối hàn. Các chêm hoặc chốt (2, 3) được đẩy vào
khe hình chữ nhật của tấm cữ rồi dùng búa gõ nhẹ vào đáy chêm để tạo lực ma
sát cố định vị trí tương đối của mép hai tấm cần hàn đính. Sau khi hàn đính, kẹo
chêm được tháo ra. Tuy nhiên, để tránh biến dạng do tự
trọng của liên kết (thường

có chiều dài lớn) và do hàn, bao giờ cũng phải dùng các đồ gá kẹp tạo đủ lực cản
cần thiết, ví dụ các đáy cứng.

Đáy cứng:

Đáy cứng (strongback): là đồ gá dùng để chặn lực tác động và/hoặc giữ cho thẳng
hàng trong quá trình căn mép, hàn đính và hàn nối. Chúng có thể được hàn hoặc gắn
cơ học và được dùng với nhiều dụng cụ khác để tạo lực lên các chi tiết. Công dụng
trong đóng tàu: căn thẳng hàng, chặn, giữ và căn mép các tấm và các bộ phận kết
cấu.

- Hình 1.10 cho thấy bố trí tiêu biểu của một đáy cứ
ng trên liên kết hàn giáp mối của
tôn bao (hình đứt nét). Khung (1) của đáy cứng là một thép hình chữ U đơn giản
có khoét 2 lỗ vuông và gắn hai vấu tựa (3), có đủ độ cứng vững cần thiết. Để đưa
đáy cứng vào hoạt động, cần hàn đính trực tiếp lên 2 tấm tôn bao 2 gông kẹp hình
chữ U (2) để chêm (4) có thể nâng chúng.


Hình 1.10 Bố trí của đáy cứng trên mối ghép giáp mối tôn bao

- Trên hình 1.11 là cấu tạo các bộ phận của bộ đồ gá đáy cứng đơn giản tương tự.
ThucHanh VoTau.doc 10

Hình 1.11 Cấu tạo của đáy cứng
b) Tấm cữ, b) chốt, c) chêm trái; d) khung (phải)

- Trên Hình 1.12 là thí dụ sơ đồ bố trí tiêu biểu kẹp chêm, kết hợp với đáy cứng
trong mối ghép hàn giáp mối (căn mép và hàn).




Hình 1.12 Thí dụ sơ đồ bố trí kẹp chêm và đáy cứng

Nhược điểm của gá lắp dùng chêm trong căn mép và hàn đính:
- Một số chi tiết đồ gá cần hàn đính tạm thời vào vật hàn và sau đó phải loại bỏ đi.
- Chủ yếu dùng các miếng chêm dễ bị thất lạc
- Hiệu suất kẹp không cao

Để khắc phục nhược điểm này, có thể sử
dụng các đáy cứng dùng ren. Các tấm cằn
căn mép và hàn đính được gắn các gu dông (bằng cách hàn cấy chốt, stud welded),
sau đó lắp ghép ren trên đáy cứng, hình 1.13. Chú ý, nếu đáy cứng chỉ dùng để căn
ThucHanh VoTau.doc 11
mép, các gu dông có thể được hàn hồ quang tay hoặc hàn MIG/MAG lên tấm thép.
Nếu đáy cứng được dùng cả cho hàn nối, phải dùng phương pháp hàn cấy chốt để
gắn các gu dông nhằm bảo đảm đủ khả năng chịu lực cần thiết cho đáy cứng.



Hình 1.13 Lắp đáy cứng sử dụng ren





Hình 1.14 Kẹp đè

Kẹp đè (hình 1.14, jacking clamp): là các đồ gá được móc hoặc hàn (dùng chốt tựa),
đưọc điều chỉnh ở phía còn lại bằng lực của ren (trên bu lông) nhằm tạo lực căn thẳng

hàng và căn mép. Công dụng trong đóng tàu: để căn mép và căn thẳng hàng tôn và
đôi khi để kẹp các gân tăng cứng.

Hình 1.15 Cấu tạo của kẹp đè (trái) và thí dụ kẹp đè 10 tấn với chốt tựa của hãng Button-Lock
ThucHanh VoTau.doc 12
Trên hình 1.15 là minh họa cách thức sử dụng kẹp đè trong công việc căn mép mối
ghép của 2 tấm. Kẹp đè có thể có khe để đút chốt tựa có mũ (được hàn cấy chốt vào
bề mặt tấm (bên phải), hoặc được tựa vào bộ phận kết cấu của tấm (phải, hình b). Cơ
cấu ren của kẹp đè có tác dụng tạo lực đè cần thiết để đư
a hai tấm vào vị trí tương
đối cần thiết theo hướng chiều cao.

Vì nhiều lý do khác nhau: hoặc do yêu cầu của lực giữ cho mép tấm không bị biến
dạng trong khi hàn là quá lớn hoặc thiếu kinh phí đầu tư, thiếu dụng cụ và tận dụng
thép phế liệu của nhà máy. Hiện nay các nhà máy đóng tàu thường sử dụng mã răng
lược để căn mép tấm và giữ mép tấm không bị biến trong quá trình hàn.











Hình 1.16 mã răng lược tăng cứng cho mối ghép giáp mối khi hàn












Hình 1.17 Căn mép tấm bằng cùm chữ U và vấu
ThucHanh VoTau.doc 13
b) Các đồ gá dạng từ tính:



Hình 1.18 Nam châm lắp ráp

Nam châm lắp ráp (hình 1.18, fitting magnet): là một nam châm điện dùng để hút các
chi tiết có tính chất sắt từ lại với nhau. Công dụng trong đóng tàu: căn thẳng hàng và
giữ các tấm phẳng với nhau để ghép nối (hàn đính).

1.3 Sử dụng kích thủy lực
1. Thiết bị thủy lực




Hình 1.19 Kích và xi lanh thủy lực

Kích thủy lực (hình 1.19 trái và giữa): là thiết bị nâng thủy lực có một pit tông tác động

đơn hoặc tác động kép, được dùng để nâng tải. Công dụng trong đóng tàu: để căn
mép, cân chỉnh kết cấu, nâng và giữ các chi tiết cùng nhau khi cần hành trình ngắn.

Xi lanh thủy lực xách tay (hình 1.19 phải, portable hydraulic ram): là thiết bị thủy lực có
một bình chứa dầu và một pit tông tác động đơn hoặc tác động kép, dùng để nâng,
đẩy và giữ các chi ti
ết với nhau. Công dụng trong đóng tàu: để căn mép, nâng, căn
thẳng hàng và giữ các bộ phận kết cấu và thiết bị cùng nhau. Dùng khi cần các hành
trình ngắn và dùng chung với các thiết bị khác để lắp ráp và căn mép.

2. Sử dụng kích thủy lực

ThucHanh VoTau.doc 14
Trong xưởng đóng tàu. Kích thủy lực được sử dụng rộng rãi để kê, đặt, căn chỉnh vị trí
tương đối của các bộ phận khác nhau của kết cấu vỏ tàu, phục vụ cho công tác gá
lắp, cân chỉnh, hàn đính và hàn nối, v.v.

Sử dụng đúng cách và an toàn kích thủy lực góp phần làm tăng năng suất, chất lượng
công việc lắp ráp và hàn, giảm thiểu những tổn thất không đáng có về
mặt nguồn lực
(con người, vật tư, thời gian).

3. Một số khái niệm căn bản về thủy lực


Lưu lượng
: Bơm thủy lực tạo ra dòng chảy (lưu lượng), hình 1.20:


Hình 1.20 Minh họa lưu lượng (dòng chảy)


Áp suất:
Áp suất hình thành khi có sức cản đối với dòng chảy (lưu lượng), hình 1.21:


Hình 1.21 Minh họa khái niệm áp suất

Định luật Pascal:



Hình 1.22 Minh họa khái niệm truyền áp suất theo định luật Pascal

Áp suất tác động tại bất kỳ điểm nào của chất lỏng trong không gian kín cũng được
ThucHanh VoTau.doc 15
truyền đi không suy giảm theo mọi hướng (hình 1.21). Tức là: thậm chí khi sử dụng
nhiều hơn 1 xi lanh thủy lực, mỗi xi lanh sẽ nâng theo tốc độ nâng của nó, tùy theo lực
cần thiết để di chuyển tải trọng tại điểm đó (hình 1.22). Xi lanh có tải nhẹ nhất sẽ di
chuyển trước (tải A), chừng nào mà các xi lanh đó có cùng công suất. Để cho mọi xi
lanh hoạt động đều nhau sao cho tải được nâng cùng một tốc
độ tại từng điểm, hoặc
là phải có các van điều khiển hoặc các bộ phận của hệ thống nâng đồng bộ ở trong
hệ thống kích thủy lực (tải B).

SAI ĐÚNG
TẢI A
TẢI B
XI LANH
CỤM ỐNG DẪN
BƠM

ĐỒNG HỒ ĐO
NÂNG ĐỒNG BỘ HOẶC CÁC VAN ĐIỀU KHIỂN ĐỂ
NÂNG ĐỀU TẢI TRỌNG
SAI ĐÚNG
TẢI A
TẢI B
XI LANH
CỤM ỐNG DẪN
BƠM
ĐỒNG HỒ ĐO
NÂNG ĐỒNG BỘ HOẶC CÁC VAN ĐIỀU KHIỂN ĐỂ
NÂNG ĐỀU TẢI TRỌNG

Hình 1.22 Điều khiển tốc độ nâng của hệ thống thủy lực nhiều xi lanh

Chú ý:
khi nâng hoặc tạo lực ép, bao giờ cũng phải dùng đồng hồ đo áp suất.

Lực:
Lực (F) do xi lanh thủy lực tạo ra bằng áp suất thủy lực (P) nhân với diện tích
hiệu dụng (A) của xi lanh (hình 1.23).
F = P x A

LỰC
(TẢI)
PIT
TÔNG
HÀNH
TRÌNH
DIỆN TÍCH

HIỆU DỤNG
LỰC
(TẢI)
PIT
TÔNG
HÀNH
TRÌNH
DIỆN TÍCH
HIỆU DỤNG

Hình 1.23 Lực nâng, hành trình và diện tích hiệu dụng của xi lanh thủy lực

- Thí dụ 1
: Xi lanh thủy lực RC-1-6 có diện tích hiệu dụng = 2,24 in vuông ( 1 in =
2,54 cm; 1 in vuông = 6,4516 cm
2
) và hoạt động ở áp suất 8000 psi (1psi = 6,895
kPa). Lực do xi lanh này tạo ra bằng bao nhiêu kPa (1 kPa = 1000 N/mm
2
)?

- Thí dụ 2
: Để xi lanh thủy lực RC-106 có sức nâng 14.000 pound (1 pound =
4,448N), nó cần áp suất bao nhiêu kPa?

- Thí dụ 3
: xi lanh RC-256 có diện tích nâng hiệu dụng 5,15 in vuông. Để tạo lực
nâng 41.000 pound, cần đến áp suất bao nhiêu kPa?
ThucHanh VoTau.doc 16


- Thí dụ 4
: có 4 xi lanh RC-308 với mỗi xi lanh có diện tích hiệu dụng 6,49 in vuông.
Chúng phải cùng nhau nâng một lực 180.000 pound. Cần đến áp suất bao nhiêu
kPa? (6933 psi).

- Thí dụ 5: Xi alnh CLL-2506 có diện tích hiệu dụng 56,79 in vuông. Bơm thủy lực có
thể tạo ra áp suất 7.500 psi. Về lý thuyết, xi lanh này tạo ra lực bao nhiêu kPa?

Dung tích dầu của xi lanh: Dung tích dầu cần thiết (sức chứa) cho 1 xi lanh bằng diện
tích hiệu dụng (A) của xi lanh nhân với hành trình của pit tông.

HÀNH
TRÌNH
DUNG
TÍCH
CHỨA DẦU
HÀNH
TRÌNH
DUNG
TÍCH
CHỨA DẦU

Hình 1.24 Dung tích dầu của xi lanh thủy lực

- Thí dụ 1
: Xi lanh RC-158 có diện tích hiệu dụng 3,14 in vuông và hành trình 8 in.
Nó cần dung tích dầu là bao nhiêu cm
3
?
- Thí dụ 2

: Xi lanh RC-5013 có diện tích hiệu dụng 11,05 in vuông và hành trình
13,25 in. nó cần bao nhiêu cm
3
dầu?

- Thí dụ 3
: Xi lanh RC-10010 có diện tích hiệu dụng 20,63 in vuông và hành trình
10,25 in. Nó cần bao nhiêu lít (1 lít = 1000 cm
3
) dầu?

- Thí dụ 4
: có 4 xi lanh RC-308 với diện tích hiệu dụng 6,49 in vuông và hành trình
8,25 in được sử dụng. Cần tất cả bao nhiêu lít dầu?

Chú ý: các thí dụ lý thuyết nói trên chưa tính tới khả năng dầu bị nén khi chịu áp suất
cao (ví dụ 2,28% tại áp suất 5.000 psi và 4,1% tại áp suất 10.000 psi).

4. Kỹ thuật sử dụng kích thủy lực

Thủy lực là một trong những phương pháp an toàn nhất để tạo lực trong công việc,
khi đưọc dùng đúng cách. Các thông số danh định ghi trên thiết bị (tải và hành trình) là
các giá trị an toàn tối đa. Tập quán sử dụng cho thấy chỉ nên dùng đến 80% các giá trị
này mà thôi.


Hình 1.25 Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng trước khi làm việc với thiết bị thủy lực

ThucHanh VoTau.doc 17
Đọc kỹ quyển hướng dẫn sử dụng thiết bị (hình 1.25) để biết những cảnh báo an toàn.



Hình 1.26 Tôn trọng các giá trị cài đặt trước của nhà sản xuất

Đừng làm mất hiệu lực các giá trị cài đặt trước (hình 1.26) của nhà sản xuất đối với
van xả áp. Bao giờ cũng phải sử dụng đồng hồ đo để kiểm tra áp suất của hệ thống.

a) Xi lanh

Hình 1.27 Tạo nền tựa an toàn cho kích
Hãy tạo ra chỗ tựa vững chắc (hình 1.27) cho toàn bộ vùng đế của xi lanh. Hãy dùng
bộ phận đế bổ sung cho xi lanh để tạo thêm độ ổn định.


Hình 1.28 Tiếp xúc của mặt tựa xi lanh với tải

Toàn bộ mặt tựa của xi lanh phải tiếp xúc với tải (hình 1.28). Chuyển động của xi lanh
phải song song với chuyển động của tải.


Hình 1.29 Tạo mặt tựa an toàn cho xi lanh

ThucHanh VoTau.doc 18
Không dùng xi lanh không có mặt tựa (hình 1.29). Nếu không, pit tông sẽ bị hình đầu
nấm. Các mặt tựa phân bố tải đều lên pit tông.


Hình 1.30 Tạo an toàn cho cá nhân khi làm việc dưới kích

Khi dùng kích, đừng bao giờ để bất kỳ phần nào của cơ thể của bạn ở phía dưới tải

(hình 1.30). Tải phải được chống bằng trụ đỡ cứng trước khi bạn chui xuống phía
dưới.

Hình 1.31 Vặn ren cho xi lanh một cách an toàn
Bao giờ cũng phải bảo vệ ren của xi lanh, sử dụng với các đồ nghề (hình 1.31).


Hình 1.32 Bảo vệ kích trước tác dụng trực tiếp của nhiệt độ cao

Hãy giữ cho thiết bị thủy lực cách ly với ngọn lửa trực tiếp và nhiệt độ trên 65
o
C (hình
1.32).

b) Kích:

Hình 1.33 Tạo nền tựa vững chắc cho kích làm việc
ThucHanh VoTau.doc 19

Hãy tạo ra nền tựa phẳng và chắc cho toàn bộ diện tích đế của kích (hình 1.33).


Hình 1.34 Tiếp xúc của mặt tựa pit tông và hướng chuyển động của nó

Toàn bộ mặt tựa của pit tông phải tiếp xúc với tải. Chuyển động của tải phải cùng
hướng với chuyển động pit tông của kích (hình 1.34).


Hình 1.35 Thu gọn cần nâng khi không dùng để tránh vướng lối đi
Hãy tháo cần nâng của kích khi không dùng đến (hình 1.35).

c) Bơm:

Hình 1.36 Không dùng cần tăng lực để nâng kích

Đừng dùng cần tăng lực khi nâng kích (hình 1.36). Bơm tay được thiết kế để sử dụng
một cách dễ dàng khi dùng đúng cách.


Hình 1.37 Dùng ngón tay để xiết van xả

ThucHanh VoTau.doc 20
Hãy dùng các ngón tay xiết chặt van xả (hình 1.37). Sử dụng dụng cụ để tăng lực sẽ
làm hỏng van.

Hình 1.38 Bơm dầu đúng lượng cần thiết
Chỉ đổ dầu vào bơm tới mức khuyến cáo (hình 1.38). Chỉ đổ dầu vào khi xi lanh đã
đấu nối đưọc thụt vào hoàn toàn.


Hình 1.39 Dùng đúng chủng loại dầu thủy lực

Chỉ dùng đúng loại dầu thủy lực được chỉ định (hình 1.39). Dùng sai chủng loại có thể
làm hỏng các gioăng và bơm và sẽ làm cho thời hạn bảo hành mất hiệu lực.
d) Ống mềm và khớp nối:


Hình 1.40 Giữ sạch khớp nối ống mềm

Hãy làm sạch cả hai chi tiết khớp trước khi nối chúng với nhau (hình 1.40). Hãy dùng
nắp chống bụi khi không nối các khớp.



ThucHanh VoTau.doc 21
Hình 1.41 Tháo ống mềm đúng cách khi kích đang hoạt động

Chỉ tháo ống ra khòi xi lanh khi nó đã thụt vào hẳn hoặc khi dùng các van cắt dòng
(van ngắt) hoặc van an toàn để cố định áp suất xi lanh (hình 1.41).


Hình 1.42 Đặt ống mềm xa khu vực dưới tải

Để các ống mềm xa khu vực phía dưới tải (hình 1.42).


Hình 1.43 Tránh để ống mềm bị xoắn vặn quá mức
Đứng để ống mềm bị xoắn vặn quá mức (1.43). Bán kính uốn cong nhỏ nhất chỉ nên
là 115 mm. Đừng lái các phương tiện vận tải đè lên hoặc để cho vật nặng đè lên/rơi
xuống các ống mềm.


Hình 1.44 Tránh nâng kích bằng ống mềm

Đừng nâng thiết bị thủy lực bằng cách xách các ống mềm lên (hình 1.44).

An toàn trên hết:

Hình 1.45 Nên nhớ – giữ an toàn khi dùng thiết bị thủy lực
• Nâng nhẹ nhàng và thường xuyên kiểm tra
ThucHanh VoTau.doc 22
•

Tránh đứng phía trước đường tác động của lực
• Hãy lường trước những vấn đề có thể xảy ra và tiến hành các biện pháp phòng
ngừa chúng.
Hiện nay các nhà máy đóng tàu hiện đại có trang bị các đội thủy lực cỡ lớn phục vụ
cho công tác cân chỉnh, lắp ráp các phân tổng đoạn cỡ lớn và hạ thủy tàu (hình 1.46)

Hình 1.46 đội thủy lực có khả năng dịch chuyển 3 phương














Hình 1.47 sử dụng đội thủy lực lắp ráp, cân chỉnh tàu

Pittong dịch chuyển theo
phương ngang
Pittong dịch chuyển theo
phương dọc
Pittong dịch chuyển theo
phương thẳng đứng
ThucHanh VoTau.doc 23


1.4 Biến dạng do hàn
1. Một số khái niệm cơ bản liên quan đến biến dạng hàn
- Hàn là quá trình nung nóng và làm nguội kim loại không đồng đều. Kết quả của
hàn là xuất hiện ứng suất và biến dạng trong vật hàn (kết cấu hàn), kể cả khi
không có ngoại lực tác động.
- Biến dạng khi hàn thường được hiểu là biến dạng dư (sau khi mối hàn đã nguội về
nhiệt độ môi trườ
ng ban đầu). Biến dạng hàn theo nghĩa đó là sự thay đổi hình
dạng, kích thước kết cấu (có thể cục bộ hoặc toàn phần).
- Biến dạng liên quan chặt chẽ đến khái niệm ứng suất trong vật hàn. Nếu khi hàn,
nếu vật hàn có khả năng biến dạng (co dãn tự do mà không bị cản trở) thì ứng
suất dư còn lại sau khi hàn sẽ thấp. Nếu khi hàn, vật hàn không có điều kiện biế
n
dạng (ví dụ do chiều dày tấm quá lớn hoặc do vật hàn đã bị ràng buộc liên kết với
các bộ phận khác của kết cấu tàu) thì khó xảy ra biến dạng nhưng ứng suất dư sẽ
tồn tại trong vật hàn, làm giảm khả năng chịu lực của nó.

2. Phân loại biến dạng hàn
- Theo quy mô tác động, có thể phân loại thành:
 Biến dạng toàn phần: là biến dạng gây nên sự
biến đổi hình dạng và kích
thước của toàn bộ phần tử hoặc toàn bộ kết cấu. Đó là sự thay đổi kích
thước các chiều (dài, rộng, cao) của kết cấu và sự uốn cong trục của nó
theo hướng dọc và ngang (so với trục mối hàn).
 Biến dạng cục bộ: chỉ tồn tại trong các phần tử riêng biệt của kết cấu. Đó là
biến dạng của các ph
ần tử do chúng bị mất ổn định và biến dạng góc (hình
mái nhà, lượn sóng…).
- Theo hướng tác động, có thể phân biến dạng thành:

 Biến dạng dọc (biến dạng song song với trục mối hàn).
 Biến dạng ngang (biến dạng vuông góc với trục hàn).
Trên hình 1.48 là một số loại biến dạng khi hàn kết cấu tàu thủy.


Hình 1.48 Các loại biến dạng hàn

ThucHanh VoTau.doc 24
Khi hàn, các điểm khác nhau trong tâm kim loại được hồ quang hàn nung nóng bởi hồ
quang hàn. Chúng sẽ nguội sau khi hồ quang đã đi qua. Theo các quy luật vật lý, kim
loại tại những chỗ đó sẽ dãn nở khi nhiệt độ tăng và co ngót lại khi nhiệt độ giảm. Biến
dạng như vậy gọi là biến dạng nhiệt; chúng xảy ra tức thời cùng với sự thay đổi nhiệt
độ của tấm thép khi hàn. Biến dạng dư
chỉ hình thành khi biến dạng nhiệt không bị
cản trở. Đối với sản phẩm là các bộ phận kết cấu của tàu, thiết kế đưa ra những quy
định cụ thể đối với mức độ biến dạng dư cho phép.

Ba loại biến dạng hàn cơ bản:
- Co ngang (vuông góc với đường hàn)
- Co dọc (song song với đường hàn)
- Biến dạng góc (quay quanh đường hàn)

Trên thực tế
thì phức tạp hơn nhiều do có thể có nhiều hơn 1 trong 3 yếu tố nói trên
cùng xảy ra.

Co ngang và biến dạng góc
Co ngang là hiện tượng co rút kim loại mối hàn và lân cận theo hướng vuông góc với
trục mối hàn. Nếu giá trị co ngang của tất cả các thớ trên tiết diện mối hàn trong quá
trình nguội là như nhau thì biến dạng ở đây chỉ là sự giảm kích thước theo chiều

ngang của liên kết hàn, còn hình dạng của nó vẫn ph
ẳng (không đổi).
Biến dạng góc là co ngang không đồng đều của các thớ kim loại theo chiều dầy mối
hàn.

Trên hình 1.49 là thí dụ minh họa co ngang (trái) và biến dạng góc (phải) khi hàn.


Hình 1.49 Co ngang và biến dạng góc

Thí dụ, trong mối hàn giáp mối có vát mép dạng chữ V, đường hàn đầu tiên tạo nên
biến dạng co ngang và quay. Đường hàn thứ hai khiến cho các tấm quay quanh
đường hàn thứ nhất. Vì vậy, việc sử dụng mối hàn có dạng vát mép chữ X sẽ tạo nên
sự co ngót đồng đều và ngăn biến dạng góc.

Tương tự như vậy, trong mối hàn góc từ một phía, sự co ngót không đồng đều tạo
nên biến d
ạng góc của bản cánh. Do đó các mối hàn góc từ hai phía được dùng để
ThucHanh VoTau.doc 25
khống chế biến dạng của bản cánh; nhưng vì bản bụng chỉ được hàn từ một phía nên
biến dạng góc sẽ xảy ra tại các bản cánh.

Các giá trị co ngang tiêu biểu khi hàn thép
- Mối hàn góc: 0,8mm trên một mối hàn nếu cạnh mối hàn không vượt quá 3/4 chiều
dày tấm
- Mối hàn giáp mối: 1,5 đến 3mm trên một mối hàn vát mép dạng chữ V, tùy thuộc
vào số lượng đường hàn

Co dọc
Co dọc là hiện tượ

ng co rút kim loại mối hàn và vùng kim loại lân cận theo hướng trục
mối hàn, hình 1.50.



Hình 1.50 Co dọc mối hàn

Khi chiều rộng 2 tấm cần hàn đủ nhỏ, sau khi hàn, chúng sẽ co lại một đoạn (thể hiện
bằng nét đứt trên hình 1.50 bên trái) nếu không bị kẹp chặt bằng đồ gá hoặc các liên
kết khác trong kết cấu. Trong trường hợp chiều rộng của tấm là lớn, chỉ có một phần
kim loại của tấm nằm dọc mối hàn là co dọc (hình 1.50 bên phải), Khi đó, phần còn l
ại
không bị co dọc và đóng vai trò của ngoại liên kết (tương tự như tác dụng củađồ gá
kẹp chặt).

Các giá trị co dọc tiêu biểu khi hàn thép
- Mối hàn góc: 0,8mm trên 3m chiều dài mối hàn
- Mối hàn giáp mối: 3mm trên 3m chiều dài mối hàn.

Một số loại biến dạng khác khi hàn
- Uốn dọc xảy ra trong tấm hàn khi trọng tâm của mối hàn không trùng với trục trọng
tâm của vật nên co dọc mối hàn gây nên u
ốn vật thành hình cong. Các tấm được
hàn đắp có xu hướng bị uốn theo hai hướng do co dọc và co ngang khi hàn đắp bề
mặt tấm; điều này tạo nên uốn dạng lòng chảo. Uốn dạng lòng chảo cũng xuất
hiện trong tấm được hàn tăng cứng. Các tấm bị lõm vào phía trong giữa các gân
tăng cứng, vì có biến dạng góc tại các mối hàn gân tăng cứng (hình 1.48).
- Khi hàn tấm, ứng suất uốn dọc trục có thể
gây nên oằn đàn hối trong các tấm
mỏng, tạo nên uốn dạng lòng chảo, uốn hoặc lượn sóng.