104
- 1 - Li Cm Ơn Sau hơn ba tháng thc tp và nghiên cu vi shướng dn, giúp đỡ tn tình ca giáo viên hướng dn, cán bcông nhân viên Công Ty Công Nghip Tàu Thy Dung Qut và các bn đến nay tôi đã hoàn thành đề tài tt nghip vi ni dung: “Phân tích quy trình công nghhàn tàu du 104000 tn”. Trong quá trình thc hin đề tài tôi gp mt skhó khăn do có shn chế vkiến thc chuyên môn và kinh nghim thc tế cng vi thi gian thc hin đề tài có hn. Nhưng vi shướng dn tn tâm ca thy giáo tôi đã hoàn thành được đề tài. Tôi xin chân thành cm ơn thy giáo đã tn tình hướng dn, chbo trong sut thi gian thc hin đề tài. Tôi xin chân thành cm ơn Ban Giám Hiu Trường Đại Hc Nha Trang, Ban chnhim Khoa KThut Tàu Thy cùng quý thy cô giáo bmôn đã hướng dn, to điu kin giúp đỡ trong quá trình thc hin đề tài. Tôi xin gi li cm ơn chân thành đến cán bcông nhân viên Công Ty Công Nghip Tàu Thy Dung Qut, đặc bit là phòng KThut Công Nghđã to điu kin thun li để tôi hoàn thành tt đợt thc tp tt nghip và thc hin đề tài. Và tôi xin chân thành cm ơn nhng người bn đã động viên, giúp đỡ tôi trong sut quá trình thc hin đề tài. Tôi xin chân thành cm ơn! Nha trang, ngày 21 tháng 11 năm 2007. Sinh viên: MC LC Trang

Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

Embed Size (px)

DESCRIPTION

hàn tàu dầu, quy trình công nghệ hàn, tàu dầu 104000 tấn, 104000 dwt

Citation preview

Page 1: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 1 -

Lời Cảm Ơn

Sau hơn ba tháng thực tập và nghiên cứu với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận

tình của giáo viên hướng dẫn, cán bộ công nhân viên Công Ty Công Nghiệp Tàu

Thủy Dung Quất và các bạn đến nay tôi đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp với nội

dung: “Phân tích quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn”. Trong quá

trình thực hiện đề tài tôi gặp một số khó khăn do có sự hạn chế về kiến thức

chuyên môn và kinh nghiệm thực tế cộng với thời gian thực hiện đề tài có hạn.

Nhưng với sự hướng dẫn tận tâm của thầy giáo tôi đã hoàn thành được đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo trong

suốt thời gian thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Nha Trang,

Ban chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy cùng quý thầy cô giáo bộ môn đã

hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cán bộ công nhân viên Công Ty

Công Nghiệp Tàu Thủy Dung Quất, đặc biệt là phòng Kỹ Thuật Công Nghệ đã

tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt đợt thực tập tốt nghiệp và thực hiện

đề tài.

Và tôi xin chân thành cảm ơn những người bạn đã động viên, giúp đỡ tôi

trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Nha trang, ngày 21 tháng 11 năm 2007.

Sinh viên:

MỤC LỤC

Trang

Page 2: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 2 -

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... 1

MỤC LỤC ............................................................................................................. 2

LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 4

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ.

1.1. Sơ lược lịch sử phát triển công nghệ hàn vỏ tàu .................................. 5

1.2. Tầm quan trọng của công nghệ hàn trong ngành công nghiệp đóng

tàu .......................................................................................................................... 6

1.3. Giới hạn nội dung nghiên cứu. ................................................................ 8

1.3.1. Lựa chọn tổng đoạn giữa tàu ............................................................. 8

1.3.2. Giới hạn nội dung nghiên cứu. ........................................................... 8

CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Các phương pháp hàn được ứng dụng hàn tàu 104000 Tấn. ............... 9

2.1.1. Hàn hồ quang tay. .............................................................................. 9

2.1.2. Hàn điện cực kim loại. ..................................................................... 12

2.1.3. Hàn dưới 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 và 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 và cách khắc phục. ......................................................... 26

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN TỔNG

ĐOẠN GIỮA TÀU.

3.1. Sơ lược về tàu dầu 104000 Tấn và tổng đoạn giữa tàu. ................... 32

3.1.1. Sơ lược về tàu dầu 104.000 Tấn...................................................... 32

3.1.2. Sơ lược về tổng đoạn giữa tàu. ....................................................... .34

Page 3: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 3 -

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 công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn đáy ........................ 91

3.3.3. Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn hông .................... .93

3.3.4. Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn mạn. ..................... .95

3.3.5. Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn boong .................. .97

3.4. Quy trình công nghệ hàn tổng đoạn ................................................... 99

3.4.1. Sơ lược quy trình lắp ráp tổng đoạn ............................................. .99

3.4.2. Công tác hàn trong lắp ráp tổng đoạn ........................................ .100

CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ.

4.1. Thảo luận kết quả ............................................................................... 102

4.2 Đề xuất ý kiến. .................................................................................... 103

Page 4: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 4 -

LỜI NÓI ĐẦU

Việt Nam với bờ biển dài hơn 3200 km, việc vận chuyển hàng hóa đường

thủy bằng các tàu cỡ lớn chiếm vị trí vô cùng quan trọng trong việc phát triển nền

kinh tế đất nước. Tàu thủy là một công trình kỹ thuật nổi đặc biệt, có kết cấu bao

gồm: tôn bao là các tấm mỏng bằng kim loại hay phi kim loại liên kết với khung

giàn bằng các mối hàn.

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”. Đề tài thực hiện

gồm 4 chương với nội dung như sau:

Chương 1 : Đặt vấn đề.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết.

Chương 3: Phân tích quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 Tấn.

Chương 4: Thảo luận kết quả.

Do thời gian tìm hiểu cùng với kiến thức và kinh nghiệm còn nhiều hạn

chế, chắc chắn đề tài còn rất nhiều thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự thông

cảm và góp ý của quý thầy và các bạn!

Nha Trang, ngày 19 tháng 11 năm 2007.

Sinh viên thực hiện:

CHƯƠNG 1 : ĐẶT VẤN ĐỀ

Page 5: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 5 -

1.1. SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ HÀN VỎ TÀU .

Lịch sử phát triển của ngành công nghiệp đóng tàu gắn liền với lịch sử

phát triển của công nghệ hàn. Năm 1802, nhà bác học Nga Pê-tơ-rốp đã tìm ra

hiện tượng hồ quang điện và chỉ rõ khả năng sử dụng nhiệt năng của nó để làm

nóng chảy kim loại, mở ra thời kỳ hàn hồ quang tay trong ngành công nghiệp

đóng tàu.

Năm 1888, Sla-vi-a-nốp đã áp dụng điện cực nóng chảy-cực điện kim loại

vào hồ quang điện, đến năm 1907, kỹ sư Thuỵ Điển Ken-Be đã phát hiện ra

phương pháp ổn định quá trình phóng hồ quang và bảo vệ vùng hàn khỏi tác

động của không khí xung quanh bằng cách lắp lên điện cực kim loại một lớp vỏ

thuốc. Việc ứng dụng que hàn bọc thuốc bảo đảm chất lượng của mối hàn trong

ngành công nghiệp đóng tàu lúc bấy giờ.

Thời kỳ phát triển cao của công nghệ hàn trong ngành công nghiệp đóng

tàu đã được mở ra vào những năm cuối ba mươi và đầu bốn mươi sau những

công trình nỗi tiếng của viện sĩ E.O.Pa-tôn về hàn dưới thuốc. Phương pháp hàn

bán tự động và sau đó hàn tự động dưới lớp thuốc ra đời, sau đó nó được ứng

dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp đóng tàu, đó là thành tựu vô cùng to lớn

của kỹ thuật hàn hiện đại. Cho đến nay, hàn dưới thuốc vẫn là phương pháp cơ

khí hoá cơ bản trong kỹ thuật hàn trong ngành công nghiệp đóng tàu với những

ưu điểm vượt trội về hiệu suất và chất lượng của mối hàn.

Từ những năm cuối bốn mươi, các phương pháp hàn trong khí bảo vệ

được nghiên cứu và đưa vào sản xuất. Hàn trong khí bảo vệ làm tăng vọt chất

lượng mối hàn và hiện nay là một trong những phương pháp hàn được sử dụng

rộng rãi nhất tại các nhà máy đóng tàu với những ưu điểm về chất lượng mối hàn

và đặc biệt là khả năng sử dụng dễ dàng ở nhiều tư thế hàn khác nhau.

Hàn xỉ điện là một phát minh nỗi tiếng nữa của tập thể Viện hàn điện B.O

Pa-tô (Ki-ép Liên Xô). Qúa trình hàn điện xỉ được các nhà bác học Xô Viết phát

hiện năm 1949, nghiên cứu và đưa vào sản xuất trong ngành công nghiệp đóng

Page 6: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 6 -

tàu từ những năm năm mươi để chế tạo các thiết bị nặng trên tàu như lò hơi, tua

bin, máy tời…

Các phương pháp hàn ngày càng được nghiên cứu và cải tiến để nâng cao

năng suất, hiệu quả và chất lượng mối hàn cũng như nâng cao khả năng tự động

hóa. Hiện nay, có hơn 120 phương pháp hàn khác nhau, trong đó, các phương

pháp hàn được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp đóng tàu là: hàn

bán tự động và tự động dưới lớp thuốc (Submerged Arc Welding - SAW), hàn

bán tự động trong môi 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 mới đang được nghiên cứu và

đưa vào sản xuất như: hàn bằng tia điện tử (electron beam welding), Laser beam,

hàn siêu âm, hàn phát ma hồ quang và cánh tay Robot (Robotic arms) …v.v.

1.2. TẦM QUAN TRỌNG CỦA CÔNG NGHỆ HÀN TRONG NGÀNH

CÔNG NGHIỆP ĐÓNG TÀU.

Có thể nói sự phát triển của công nghệ hàn gắn liền với sự phát triển của

ngành công nghiệp nặng nói chung trong đó có ngành công nghiệp đóng tàu. Hàn

là một phương pháp gia công kim loại tiên tiến và hiện đại với những ưu điểm

vượt trội.

1.2.1. Hàn với sức bền thân tàu.

Do sử dụng triệt để mặt cắt làm việc của chi tiết hàn nên độ bền mối hàn

cao, tăng độ bền chắc của kết cấu. Độ bền của các mối hàn sẽ tham gia đảm bảo

độ kín khít, độ bền chung và khả năng làm việc lâu dài, ổn định, của con tàu.

1.2.2. Tính công nghệ.

Công nghệ hàn là yếu tố hàng đầu quyết định việc chọn lựa phương án chế

tạo, lắp ghép các phân đoạn, tổng đoạn. Do đó, nó trực tiếp quyết định đến độ lớn

của con tàu. Hàn có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau, không

hạn chế chiều dày của các chi tiết, với độ bền mối hàn cao, mối hàn kín, chịu tải

trọng tĩnh tốt và chịu được áp suất cao. Do đó, hàn là phương pháp chủ yếu dùng

để chế tạo các bình chứa, nồi hơi, ống dẫn, các trang thiết bị trên tàu cũng như

Page 7: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 7 -

chế tạo, lắp ráp các chi tiết, cụm chi tiết được cấu thành từ những kim loại có tính

chất khác nhau. Ngoài những chỗ chịu tác dụng của lực chấn động không nên

hàn ra, không có chỗ nào là không thể hàn được. Ngoài ra, công nghệ hàn cho

phép giảm được tiếng ồn trong sản xuất.

1.2.3. Tính kinh tế.

Công nghệ hàn mang lại hiệu quả kinh tế cao trong ngành công nghiệp

đóng tàu. So với tán ri-vê, hàn sẽ tăng đươc13% tốc độ thi công, giảm 30% lượng

nhiên liệu tiêu hao, tiết kiệm được 10÷20% khối lượng kim loại do sử dụng mặt

cắt làm việc của chi tiết hàn triệt để hơn, hình dáng chi tiết cân đối hơn, giảm

được khối lượng kim loại mất mát do đột lỗ v.v…So với đúc, hàn tiết kiệm được

tới 50% vì không cần tới hệ thống rót.

Công nghệ hàn là một trong những yếu tố quan trọng góp phần nâng cao

năng suất trong ngành công nghiệp đóng tàu. Hàn sẽ giảm được thời gian và giá

thành chế tạo kết cấu. Hàn cho năng suất cao hơn so với các phương pháp khác

do giảm được số lượng nguyên công và cường độ lao động. Thiết bị hàn tương

đối đơn giản và dễ chế tạo. Khi hàn, ta có thể chỉ dùng máy hàn xoay chiều gồm

một máy giảm thế từ 200 vôn hay 230 vôn xuống nhỏ hơn 80 vôn.

1.2.4. Xu hướng phát triển.

Hàn với những ưu điểm vượt trội về tính bền, tính công nghệ, tính kinh

tế... Do đó, công nghệ hàn đã và đang được nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi trong

ngành công nghiệp đóng tàu. Hiện nay, công nghệ hàn phát triển với hơn 120

phương pháp hàn khác nhau. Với khả năng cơ khí hoá và tự động hoá cao, ngày

nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghệ cao, công nghệ

hàn đang phát triển với những phương pháp hàn tự động với năng suất, chất

lượng mối hàn cao như: hàn TIG, SAW, GTAW, hàn bằng tia điện tử (electron

beam welding), Laser beam, hàn siêu âm, hàn phát ma hồ quang và cánh tay

Robot (Robotic arms) …v.v.

Page 8: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 8 -

1.3. GIỚI HẠN NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

1.3.1 . Lựa chọn tổng đoạn giữa tàu.

Tàu dầu Aframax 104.000 DWT là tàu dầu lớn nhất mà Việt Nam thi

công kể từ trước đến nay theo thiết kế của Ba Lan với chiều dài lớn nhất 245

(m), chiều rộng 43 (m), chiều cao toàn bộ 47,6 (m). Tàu được chia thành hơn 200

Block với nhiều kết cấu phức tạp. Với thời gian hơn ba tháng để thực tập và thực

hiện đề tài thì khó có thể tìm hiểu và phân tích quy trình hàn của cả thân tàu. Hơn

nữa, trong giai đoạn hiện nay, Công Ty Công Nghiệp Tàu Thuỷ Dung Quất đang

thi công chế tạo các Block thuộc tổng đoạn giữa tàu của tàu dầu 104000 Tấn. Với

tình hình sản xuất thực tế của nhà máy và thời gian thực hiện đề tài có hạn, tôi

xin phép được chọn tổng đoạn giữa tàu để phân tích quy trình hàn.

1.3.2. Giới hạn nội dung nghiên cứu.

Tổng đoạn giữa tàu được chia ra thành các phân đoạn đáy, phân đoạn

hông, phân đoạn mạn, phân đoạn boong, các vách ngang, vách dọc giữa tàu, với

những Block thuộc cùng phân đoạn có quy trình hàn giống nhau. Công Ty Công

Nghiệp Tàu Thủy Dung Quất là công ty mới được thành lập, hiện nay, vừa sản

xuất, vừa xây dựng. Do đó, các quy trình hàn để áp dụng cho toàn thân tàu chưa

được xây dựng đầy đủ. Với tình hình sản xuất của nhà máy, tôi xin phép chỉ

phân tích các quy trình hàn của nhà máy đã được Đăng Kiểm chứng nhận và

chọn các 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:

1.Đặt vấn đề.

2.Cơ sở lý thuyết.

3.Phân tích quy trình hàn của tổng đoạn giữa tàu.

4.Thảo luận kết quả.

Page 9: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 9 -

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN ĐƯỢC ỨNG DỤNG HÀN TÀU DẦU

104000Tấn.

2.1.1. Hàn hồ quang tay.

a) Nguyên lý.

Hàn hồ quang tay (hình 2-1) là quá trình hàn điện nóng chảy sử dụng điện

cực dưới dạng que hàn (thường là có vỏ bọc) và không sử dụng khí bảo vệ, trong

đó tất cả các thao tác (gây hồ quang, dịch chuyển que hàn, thay que hàn, v.v.)

đều do người thợ hàn thực hiện bằng tay.

Hình 2-1: Nguyên lý hàn hồ quang tay.

b) Ứng dụng.

Phương pháp hàn hồ quang tay là phương pháp đơn giản để hàn ở các tư

thế không gian khác nhau. Tuy nhiên, vì đây là phương pháp hàn phổ biến nhất

để hàn các kết cấu có chiều dày nhỏ và trung bình nên nó được dùng để hàn các

chi tiết có chiều dày nhỏ trên tàu dầu 104000 Tấn với chiều dày phổ biến là 12,

12.5, 14 (mm). Cụ thể: hàn nẹp gia cường nối thép mỏ với đà ngang đáy, hàn các

nẹp gia cường cho các lỗ công nghệ, hàn các nẹp gia cường cho các mã liên kết,

các nẹp gia cường tại đà dọc đáy khỏe. Hàn các nẹp liên kết các xà dọc (thép mỏ

SØ Nguån

hμn

M¹ch

s¬ cÊp

Hå quang

Kim lo¹i

mèi hμn BÓ hμn

Kim lo¹i

c¬ b¶n

D©y c¸p m¸t

D©y c¸p hμn

M¹ch

thø cÊp

K×m hμnQue hμn vá bäc

Page 10: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 10 -

HP) trong phân đoạn mạn. Hàn các nẹp gia cường cho các lỗ công nghệ tại xà

dọc, xà ngang mạn…v.v.

c) Cơ sở lựa chọn chế độ hàn.

Trong phương pháp hàn Hồ Quang Tay, các thông số cơ bản của chế độ

hàn là: đường kính que hàn, cường độ dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ hàn và

số lớp hàn.

Đường kính que hàn.

Đường kính que hàn quyết định đến nhiều thông số khác. Đường kính que

hàn được chọn theo loại mối hàn và chiều dày tấm cần hàn. Trong thực tế, chiều

dày của tấm hoặc cạnh mối hàn góc có thể rất lớn, khi đó, các mối hàn sẽ thực

hiện bằng nhiều lớp, với các lớp đầu, đường kính que hàn thường là 2,5 hoặc 3

mm.

Cường độ dòng điện hàn.

Cường độ dòng điện hàn ảnh hưởng đến hình dạng, kích thước và chất

lượng mối hàn, cũng như năng suất hàn. Tăng quá mức dòng điện hàn sẽ làm que

hàn bị nung nóng quá mức và giảm chất lượng vỏ bọc mối hàn. Có thể chọn

cường độ dòng điện hàn I cho hàn sấp theo một số công thức sau:

I = (3÷50)d.

I = (20÷25)d2/3.

I = (20÷6d)d.

Trong đó d tính bằng mm và I tính bằng A.

Với trường hợp hàn khác hàn sấp, nên giảm bớt cường độ dòng điện hàn

để khống chế lượng kim loại nóng chảy (lượng nhiệt tạo mối hàn):

Khi s < 1.5d hoặc khi hàn đứng, I giảm 10 ÷ 15%.

Khi s < 3d hoặc khi hàn liên kết chữ T, I tăng 10 ÷15%.

Khi hàn ngang và hàn trần, I giảm 15÷20%.

Điện áp hàn.

Điện áp hàn phụ thuộc vào chiều dài cột hồ quang và vật liệu hàn. Nó thay

đổi trong phạm vi hẹp. Nói chung, khi hàn hồ quang tay, trong điều kiện bình

Page 11: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 11 -

thường điện áp gây hồ quang từ 40÷60V cho dòng điện một chiều và 50÷70V

cho dòng điện xoay chiều. Điện áp làm việc khi hàn là:

U = a + b.lhq [V].

Trong đó:

- a: là hệ số đặc trưng cho sự giảm điện áp trên que hàn và phụ thuộc vào

vật liệu que hàn: a = 18÷12V đối với que hàn thép, và a = 35÷38V đối với điện

cực cacbon vô định hình.

- b: là hệ số đặc trưng cho sự giảm điện áp trên 1 mm chiều dài hồ quang,

trong không khí, b = 2 ÷ 2.5 V/mm.

lhq = (d+2)/2 [mm] với d(mm) là đường kính que hàn.

Do đó dải điện áp khi hàn hồ quang tay U = 16÷ 28 V.

Số lớp hàn.

Để xác định số lớp cần hàn, ta phải biết diện tích tiết diện ngang của toàn

bộ kim loại đắp. Trường hợp hàn giáp mối, diện tích tiết diện ngang của lớp hàn

thứ nhất F1 là: F1 = (6 ÷ 8)d (mm2)

Trong đó: đường kính que hàn d: [mm].

Với lớp thứ n, để tính gần đúng, ta coi diện tích tiết diện ngang của các

lớp Fn là như nhau: Fn = (8 ÷12)d. (mm2)

Số lớp hàn sẽ là: n = ( Fd-F1)/Fn+1 ,

Trong đó:

- Fd là tổng diện tích tiết diện ngang của kim loại đắp của mối hàn nhiều

lớp.

Hình 2-2 : Diện tích tiết diện ngang kim loại đắp mối hàn nhiều lớp.

FII

FI FI

FIII

a

ph s

c

b

Page 12: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 12 -

Khi hàn vát mép chữ V với góc rãnh hàn α, khe đáy a.

Fd = a.s + 0,75b.c (mm2).

Tốc độ hàn.

Trên thực tế, tốc độ hàn phụ thuộc vào diện tích tiết diện ngang của kim

loại đắp và nằm trong một khoảng xác định, được tính theo công thức sau:

v = dq

IU .. (cm/s)

Trong đó:

- qd : năng lượng đường (J/cm). Với hàn thép: qd = 60417.Fd

Fd: diện tích tiết diện ngang một lớp đắp, Fd = [6 ÷8].d (cm2).

- d: đường kính que hàn (cm).

- η: Hiệu suất của hàn hồ quang.

+) Hàn hồ quang tay: η = 0.6 ÷ 0.85

+) Hàn dưới lớp thuốc: η = 0.8 ÷ 0.95

+) Hàn điện xỉ: η = 0.7 ÷ 0.85

2.1.2 Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ.

(CO2 Gas - Shielded Metal Arc Welding – GMAW)

a) Nguyên lý.

Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ bằng điện cực nóng chảy (Hình 2-3),

hồ quang giữa đầu điện cực (dưới dạng dây hàn) và vật hàn liên tục nung chảy

điện cực và mép hàn. Dây hàn được cấp vào vùng hồ quang thông qua cơ cấu cấp

dây với tốc độ bằng tốc độ chảy của dây hàn (với điều kiện chiều dài trung bình

của hồ quang không đổi). Phần điện cực bị nung chảy chuyển dịch vào vũng hàn

theo một trong các loại cơ chế dịch chuyển kim loại vào vũng hàn và phụ thuộc

vào cường độ dòng điện hàn, đường kính điện cực, chiều dài hồ quang, nguồn

điện hàn và loại khí bảo vệ.

Vì thiết bị hàn có khả năng tự động điều chỉnh các đặc trưng điện của hồ

quang (chiều dài hồ quang và cường độ dòng điện hàn) và tốc độ chảy của điện

Page 13: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 13 -

cực, với phương pháp hàn bán tự động, người thợ hàn chỉ làm thao tác bằng tay

việc đặt vị trí, hướng và tốc độ dịch chuyển của súng hàn.

Hình 2-3: Sơ đồ nguyên lý hàn bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí

bảo vệ (hàn CO2).

Nguån hμn DC

Nèi ®Êt C¸p ®iÒu khiÓn

dßng ®iÖnC¸p m¸t VËt liÖu c¬ b¶n

Chai khÝ - CO2 (MAG)

Ar hoÆc He,.....(MIG)

Bé cÊp d©y Bé ®iÒu khiÓn

C¸p dÉn

Sóng hμnC¸p hμn

Hình 2-4: Mô tả hệ thống hàn bán tự động (hàn CO2). b) Ứng dụng

Hàn hồ quang kim loại nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ ( CO2) là

phương pháp hàn kinh tế, phù hợp với các mối hàn đòi hỏi các đường hàn thẳng,

cong hoặc chiều dài lớn. Có thể hàn các tấm dày và mỏng, ở mọi tư thế với thao

D©y hμn

Hå quang

Kim lo¹i

c¬ b¶n

BÐp hμnKhÝ b¶o vÖ

BÓ hμn

èng phun khÝ

Kim lo¹i

mèi hμn

Cuén d©yC¸p ®iÒu

khiÓn

dßng ®iÖn §−êng khÝ vμo

Page 14: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 14 -

tác hàn dễ dàng. Do đó, phương pháp hàn này được dùng rất nhiều trong quá

trình thi công tàu dầu 104000 Tấn. Cụ thể: kết hợp với hàn tự động dưới lớp

thuốc (hai lớp đầu tiên hàn CO2) để hàn liên kết các tấm tôn đáy trong, đáy ngoài

của Block thuộc phân đoạn đáy phẳng. Tương tự với các tấm tôn mạn ngoài, các

tấm tôn boong. Hàn liên kết thép mỏ HP với tôn đáy trong, đáy ngoài của Block

thuộc phân đoạn đáy, phân đoạn hông, hàn liên kết thép mỏ với tôn mạn trong,

mạn ngoài thuộc phân đoạn mạn, hàn liên kết thép mỏ với tôn boong thuộc phân

đoạn boong. Hàn nối các đà ngang, đà dọc đáy lại với nhau, nối đà ngang, đà dọc

đáy với tôn đáy trong, tôn đáy ngoài…v.v. Ngoài ra, hàn CO2 là phương pháp

hàn chủ yếu để liên kết các Block thuộc phân đoạn và liên kết các phân đoạn của

tổng đoạn giữa tàu.

b) Cơ sở lựa chọn chế độ hàn.

Trong hàn bán tự động CO2, người thợ chịu trách nhiệm đặt chế độ hàn

thích hợp cho thiết bị hàn với các thông số quan trọng là: cường độ dòng điện

hàn, điện áp hàn và tốc độ hàn, đường kính dây hàn.

Đường kính dây hàn.

Đường kính dây hàn càng lớn thì cường độ dòng điện hàn càng phải lớn.

Việc lựa chọn đường kính dây hàn xuất phát từ chiều dày tấm cần hàn, loại liên

kết và tư thế hàn. Các đường kính thường được dùng là 1,0 và 1,2 mm vì chúng

có tốc độ chảy lớn, dễ hàn nhiều lớp và ít bắn tóe. Các dây hàn nhỏ hơn thường

được dùng để hàn những tấm mỏng.

Dòng điện hàn.

Cường độ dòng điện hàn có ảnh hưởng lớn nhất lên hình dạng mối hàn.

Dòng điện hàn tăng dẫn đến tăng mật độ dòng, kích thước vũng hàn, hệ số chảy,

và tốc độ chảy.

Khi cường độ dòng điện hàn tăng quá mức, sẽ xảy ra bắn tóe và có nguy

cơ cháy thủng tấm. Khi chọn cường độ dòng điện hàn người ta thường chọn bằng

cách tăng dần cường độ dòng hàn với chiều dày nhất định của tấm với điều kiện

có xét tới tốc độ cấp dây (nếu thiết bị có tốc độ cấp dây cố định).

Page 15: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 15 -

Tuy nhiên, không thể tăng vô tận giá trị của cường độ dòng điện hàn.

Thông thường, giá trị tối đa là 800 đến 900A.

Điện áp hàn.

Điện áp hồ quang thay đổi theo chiều dài cột hồ quang. Trong thực tế, khi

chọn giá trị điện áp hàn, cần chọn theo chỉ dẫn của nhà chế tạo thiết bị hàn sau đó

điều chỉnh thêm cho chính xác vì các giá trị hướng dẫn đó chỉ mang tính định

tính. Việc chọn điện áp quá lớn sẽ làm tăng xác suất chảy các nguyên tố hợp kim,

rỗ khí bắn tóe và làm tăng kích thước vũng hàn. Chọn điện áp hàn quá thấp lại

làm cho hồ quang kém ổn định, mối hàn hẹp và lồi quá dẫn đến hàn không ngấu

các cạnh hàn.

Khi hàn trong môi trường CO2 có thể coi: U = 15 + 0.04.I với chế độ

dịch chuyển ngắn mạch (với d = 0.6÷1.2 mm) và U = 20 + 0.03.I với chế độ

dịch chuyển tia (d = 1.2 mm trở lên).

Điện áp hồ quang phụ thuộc vào chiều dày kim loại cơ bản, thành phần

hóa học mối hàn, loại liên kết, thành phần và kích thước điện cực, thành phần khí

bảo vệ, tư thế hàn…v.v. Để có giá trị chính xác của điện áp hàn cụ thể cần hàn

thử vì không có giá trị cụ thể nào thích hợp với mọi ứng dụng hàn.

Điện áp hàn 16÷22V thích hợp với mọi tư thế hàn trong trường hợp hàn

tấm tương đối mỏng, ở chế độ dịch chuyển ngắn mạch và đường kính dây hàn

nhỏ chiều sâu chảy là tối thiểu. Điện áp hàn 30÷45V được sử dụng chủ yếu cho

hàn tự động theo dạng dịch chuyển tia, khi liên kết các tấm dày, tư thế hàn sấp,

dây hàn lớn và tốc độ đắp lớn. Dải điện áp 24÷30V có đặc điểm của cả hai loại

trên, dùng cho hàn bán tự động và tự động với chiều dày tấm trung bình.

Tốc độ hàn.

Tốc độ hàn là đại lượng có ảnh hưởng đến năng lượng đường và thường

được sử dụng để tăng năng suất hàn. Việc chọn đúng tốc độ hàn phụ thuộc vào

hình dạng mối hàn cũng như điều kiện nung và nguội vật hàn. Tốc độ hàn tăng

làm tăng lượng nhiệt đưa vào vật hàn phía trước hồ quang, do đó cần ít nhiệt hơn

để nung nóng trước cạnh hàn. Ngoài ra, cùng với tăng tốc độ hàn, tốc độ nguội

Page 16: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 16 -

sau khi hàn cũng tăng có thể làm tăng khả năng bị nứt với một số loại thép có

tính thấm tôi cao. Với thép kết cấu thông dụng, tốc độ hàn thường nằm trong

khoảng 20 ÷ 60 cm/min; với hàn tự động, tốc độ hàn có thể lên đến 120 cm/min.

2.1.3 Hàn hồ quang dưới lớp thuốc.

(Submerged Arc Welding - SAW)

a) Nguyên lý.

Nguyên lý của quá trình hàn dưới lớp thuốc được trình bày trên hình 2-5.

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (gọi tắt là hàn dưới lớp thuốc) là quá trình hàn hồ

quang trong đó một hoặc nhiều hồ quang hình thành giữa một hoặc nhiều điện

cực (dây hàn) và kim loại cơ bản. Một phần lượng nhiệt sinh ra trong hồ quang

điện làm nóng chảy điện cực, một phần ở vào kim loại cơ bản và tạo thành mối

hàn. Một phần còn lại nung chảy mối hàn, tạo thành lớp xỉ và khí bảo vệ hồ

quang và kim loại nóng chảy.

D©y hμn

Hå quang

Kim lo¹i c¬ b¶n

BÐp hμn

Thuèc hμn BÓ hμn XØ hμn

Kim lo¹i mèi hμn

Hình 2-5: Mô tả phương pháp hàn hồ quang dưới lớp thuốc.

b) Ứng dụng.

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc cho hiệu suất hàn cao, chất lượng của kim

loại mối hàn như nhau, hàn hồ quang dưới lớp thuốc không phù hợp cho những

mối hàn ngắn hoặc cong, hoặc trong vị trí hàn leo hay hàn trần. Do đó, với tàu

dầu 104000Tấn, phương pháp hàn này được dùng chủ yếu cho các mối hàn bằng

cụ thể là nối các tấm tôn đáy, nối các tấm tôn mạn ngoài, nối các tấm tôn boong

(kết hợp với hàn bán tự động CO2 có dán sứ). Ngoài ra, hàn hồ quang dưới lớp

Page 17: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 17 -

thuốc còn được dùng để liên kết các tấm tôn đáy trong của các Block đáy, các

tấm tôn boong lại với nhau trong quá trình lắp ráp tổng đoạn giữa tàu.

c) Cơ sở lựa chọn chế độ hàn.

Các thông số của chế độ hàn được xác định dựa trên các giá trị biết trước

về hình dạng mối hàn. Các thông số cơ bản của chế độ hàn bao gồm: đường kính

dây hàn, cường độ dòng điện hàn, điện áp hàn, tốc độ hàn.

Trường hợp hàn giáp mối nhiều lớp, hàn từ hai phía:

Đường kính dây hàn.

Dây hàn được sử dụng dưới dạng cuộn dây với các loại: 10, 25, 50, 100

(kg). Các loại đường kính dây hàn chuẩn là: 1,2; 1,6; 2,0; 2,5; 3,2; 4,0; 5,0; 6,3;

8,0 mm.

Dòng điện hàn và hiệu điện thế.

Theo đường kính dây hàn đã chọn, tính cường độ dòng điện hàn I và điện

áp hàn U theo các công thức sau:

U = 20 + 0,05.I/d0.5 ± 1

Và ψn = k’.(19 - 0,01.I).d.(U/I)

- Với ψn = b/H: hệ số ngấu của mối hàn. Để không xảy ra hiện tượng cháy

lẹm cạnh hàn, giá trị của ψn phải nằm trong khoảng [1,3÷2].

Hình 2-6: Kích thước mối hàn giáp mối có rãnh hàn, hàn nhiều lớp.

Tốc độ hàn.

Để đảm bảo điều kiện kết tinh tốt của vũng hàn, tỉ số giữa chiều dài và

chiều rộng của vũng hàn phải không đổi. Theo lý thuyết truyền nhiệt, tốc độ hàn

được tính như sau:

v = A/I [m/h].

b

c

h'h

H kp

Page 18: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 18 -

Trong đó:

- A: chọn theo đường kính dây hàn như sau:

d [mm]. 1,6 2 3 4 5 6

A [.103 Am/h]. 5 ÷ 8 8 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 20 20 ÷ 25 20 ÷ 25

2.2. NHỮNG QUY ĐỊNH - TIÊU CHUẨN HÀN ÁP DỤNG CHO HÀN

TÀU.

Tàu dầu 104000 Tấn được đóng theo đăng kiểm ABS của Mỹ, với các

tiêu chuẩn: TCVN, AWSD1.1.

2.2.1. Công tác chuẩn bị và gá lắp.

Sự chính xác của công tác chuẩn bị các chi tiết, độ sạch của chúng và

chất lượng gá lắp có ảnh hưởng lớn đối với khả năng chịu tải và tính kinh tế của

kết cấu hàn. Phân tích các khuyết tật khi hàn cho thấy phần lớn phế phẩm gây bởi

sự chuẩn bị và gá lắp kém chất lượng.

a) Công tác chuẩn bị.

Vật liệu hàn.

Phân loại.

P2 hàn.

Yêu cầu.

Vật liệu hàn.

Các loại vật liệu có khả năng ứng

dụng. Bằng tay

SMAW

Thép thường S4301-1 A, B, D, E Thép có lượng H2 S7016LF, S70160

S7048V, LB-52N A, B, D, E

AH, DH, EH Bán tự

động

GMAW Que hàn SM-70 nt

FCAW Lõi thuốc hàn (có khí)

Lõi 71 (SF-71)

A, B, D, E AH, DH

Tự động

SAW L-8x707, M12Kx S717 H-14XS707TP

A, B, D, E AH, DH, EH

Vát mép.

Hàn Hồ Quang Tay.

- Mối hàn giáp mối vát mép hình chữ “V’’ và dạng ½ “V”.

Page 19: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 19 -

-

Ký hiệu. Áp dụng cho độ dày. Loại thép.

V (1)

1/2V (2)

t ≥ 6.0

Tất cả các loại thép.

Chi tiết mối hàn.

(1) (2)

Góc vát. Tư thế hàn. Kết cấu được áp dụng. +50

400 -00

Tất cả các tư thế. Tất cả các kết cấu.

Hàn bán tự động có khí CO2 bảo vệ.

- Mối hàn giáp mối vát mép hình chữ “V’’ (1) và dạng ½ “V” (2) có tấm

lót lưng (một mặt).

Ký hiệu Áp dụng cho độ dày Loại thép.

3 V (1)

3 1/2V1 (2)

t ≥ 6.0

Tất cả các loại thép.

Chi tiết mối hàn.

(1) (2) Góc vát. Tư thế hàn. Kết cấu được áp dụng

+50 300

-00

(1) Tất cả các tư thế. (2) Mọi tư thế (Ngoại trừ

hàn trần, hàn đứng từ trên xuống).

Tất cả các kết cấu.

t

0~3

0~5 0~5

0~3 t

t t

Page 20: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 20 -

Hàn bán tự động + hàn tự động.

- Mối hàn giáp mối vát mép hình chữ “V’’ (1) và dạng ½ “V” (2) có tấm

lót lưng (một mặt).

Ký hiệu. Áp dụng cho độ dày. Loại thép.

3G V (1)

3 1/2V1 (2)

t ≥ 6.0

Tất cả các loại thép.

Chi tiết mối hàn.

(1) (2)

Góc vát. Tư thế hàn. Kết cấu được áp dụng.

+50 300

-00

(1) SAW, GMAW, FCAW: Hàn sấp. (2) SAW, GMAW: Hàn sấp. FCAW: Mọi tư thế.

Tất cả các kết cấu.

Thép được dùng cần được nắn và đánh sạch với mục đích loại trừ các bám

bẩn và độ gồ ghề tạo thành khi cán, vận chuyển và bảo quản. Trong một số

trường hợp để loại trừ kim loại biến cứng theo các cạnh khi cắt trên máy cắt cơ

khí và sự nhấp nhô khi cắt bằng tay, phải tiến hành gia công cơ khí các cạnh trên

các máy bào.

Các cạnh vát được gia công bằng cơ khí hoặc cắt hơi. Thông dụng nhất là

cắt oxy tự động, cho năng suất cao và độ chính xác cần thiết của các cạnh.

Đối với các liên kết có vát mép (một phía hay cả hai phía) cần để lại một

phần không vát. Khi vát mép một phía thì phần không vát nằm ở phía dưới của

liên kết, còn khi vát mép cả hai phía thì phần không vát nằm giữa liên kết. Nếu

không để lại phần này sẽ dẫn đến hiện tượng cháy thủng khi hàn.

t t

Page 21: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 21 -

b) Gá lắp.

Trước khi gá lắp các mép vật hàn cần được đánh sạch gỉ, dầu mỡ và bám

bẩn khác. Đặc biệt cần chú ý đối với các chi tiết hàn động, sự đánh sạch không

chỉ ở các mép mà cả các vùng lân cận.

Để cố định các chi tiết khi gá lắp người ta dùng các thanh kẹp chữ U

đặt cách nhau 500÷1000 mm. Để dẫn sự hàn vào và ra ngoài phạm vi mối hàn

người ta thường dùng túi (phía dưới) và các bản dẫn ra (phía trên) với chiều dày

bằng chiều dày kim loại cơ bản.

Khe hở giữa các chi tiết khi lắp ghép phụ thuộc vào kiểu liên kết hàn,

chiều dày của các chi tiết, yêu cầu chất lượng của mối hàn.v.v. Đối với các liên

kết giáp mối, khe hở giữa các chi tiết (khe hở hàn) a = 0 ÷ 2 mm và cần phải đảm

bảo đồng đều trên suốt chiều dài. Đối với các liên kết chồng, chữ “ T ”, góc, khe

hở hàn có thể bằng không (a = 0) hay a = 2 ÷ 4 mm.

2.2.2. Hàn đính.

Các phần tử hàn hồ quang được cố định bởi những mối hàn đính. Nếu

chiều dày của chi tiết hàn càng lớn thì khoảng cách và kích thước của mối hàn

đính càng lớn và ngược lại. Tuy nhiên, tiết diện các mối hàn đính không được

quá 1/2 ÷1/3 tiết diện mối hàn chính. Tiết diện tối đa không quá 25÷30mm2,

chiều dài 20÷120 mm, khoảng cách giữa chúng 300÷800mm.

Các mối hàn đính có thể thực hiện bằng hồ quang tay, hàn trong khí bảo

vệ hoặc dưới lớp thuốc. Trong nhiều trường hợp, đặc biệt khi hàn các kết cấu

cứng, mối hàn đính được thay thế bằng mối hàn liên tục, tiết diện nhỏ. Điều này

làm tăng đáng kể tính chống nứt kết tinh của kim loại mối hàn và giảm xác suất

sai lệch vị trí quy định của các chi tiết do sự nứt của các mối hàn đính trong khi

hàn.

Khi hàn tay hoặc hàn bán tự động trong khí bảo vệ độ ngấu của mối hàn

không lớn, vì vậy đối với các kết cấu quan trọng cần tẩy các mối hàn đính và

thay vào đó mối hàn công tác.

Page 22: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 22 -

Không nên hàn đính ở chỗ chuyển tiếp, chỗ góc nhọn, trên vòng tròn có

bán kính bé và những chỗ có tập trung ứng suất. Mối hàn đính cũng không nên

đặt ở gần lỗ, mép chi tiết. Khoảng cách nhỏ nhất từ mối hàn đính đến mép lỗ cần

đảm bảo10 mm.

Khi hàn mặt bích, các vòng đệm, các chi tiết hình trụ, các liên kết

ống…Các mối hàn đính được phân bố đối xứng. Trường hợp hàn đính hai phía

của chi tiết thì các mối hàn đính được phân bố so le. Khi hàn các liên kết giáp

mối có chiều dài lớn trình tự đặt các mối hàn đính phải đảm bảo sự biến dạng của

các chi tiết là nhỏ nhất. Mối hàn đính đầu tiên cần đặt ở giữa, sau đó đặt ở hai

đầu, các mối hàn đính tiếp theo cần đặt ở trung điểm của mỗi đoạn.

2.2.3. Trình tự hàn.

a) Trình tự hàn phân đoạn.

Hàn các kết cấu tấm phải được tiến hành theo từng chiều, hàn các mối dọc

trước, các mối ngang sau hoặc ngược lại (hình 2-7). Nếu phân đoạn có khung giàn

dọc và ngang thì đầu tiên nên đặt và hàn khung theo một hướng có chiều dài mối hàn

lớn hơn, sau đó đặt và hàn khung heo hướng thứ hai. Thứ tự đặt các mối hàn như vậy

sẽ làm cho kết cấu biến dạng tự do hơn theo chiều dài mối hàn và có thể chọn biện

pháp công nghệ hàn như hàn một đường, hàn từ giữa ra hai đầu, hàn từng mức ngược

chiều …v.v.

Hình 2-7: Trình tự hàn giữa các tấm tôn trong phân đoạn.

Khi lắp ghép toàn bộ phân đoạn thì lắp ghép và hàn các phần tử tương ứng

theo thứ tự hợp lý sao cho các mối hàn riêng biệt co dãn tự do, không ảnh hưởng đến

biến dạng chung. Khi hàn đáy đôi, đầu tiên hàn các dầm của khung dầm dọc và ngang

Page 23: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 23 -

với nhau thành một “mạng” chung mà không gắn với tấm vỏ hay bệ. Sau khi hàn

xong khung ở vùng nào đó mới hàn khung với tấm vỏ.

Khi hàn các phân đoạn không nên hàn hết hai đầu của kết cấu tấm vỏ, chờ khi

lắp ráp xong tổng đoạn sẽ hàn. Chiều dài khoảng để lại là 400 ÷ 500mm.

b) Trình tự hàn tổng đoạn.

Hiện nay hàn thân tàu thường được ứng dụng theo hai phương pháp: hình

tháp và tổng đoạn.

Phương pháp hình tháp có thể ứng dụng cho thân tàu với các phân đoạn có

mối hàn phân tán hoặc trùng nhau trong một mặt phẳng ngang.

Phương pháp tổng đoạn lắp ghép và hàn theo chiều dọc tàu, đây là phương pháp

tốt nhất trên quan điểm giảm biến dạng. Việc lắp ghép và hàn được tiến hành từ

dưới lên trên.

2.2.4. Kiểm tra - giám sát.

a) Các phương pháp kiểm tra.

Kiểm tra bằng phương pháp phá hủy.

Kiểm tra cơ tính của mối hàn.

Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật, khả năng thiết bị kiểm tra, quy trình hàn

được áp dụng, mà tiến hành thử kéo, thử uốn, thử độ cứng và độ dai va đập của

liên kết dưới tác dụng của tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động.

Kiểm tra cấu trúc của liên kết hàn.

Gồm có hai dạng là: Kiểm tra thô và kiểm tra tế vi.

Kiểm tra thô - được tiến hành trực tiếp với các mẫu thử kim loại hoặc các

mặt gãy của chúng. Các mẫu thử được cắt ra từ liên kết hàn, mài bóng và tẩy

sạch bằng dung dịch axit nitric 25% rồi dùng kính lúp hoặc mắt thường để phát

hiện khuyết tật của liên kết hàn.

Kiểm tra cấu trúc tế vi - được tiến hành dưới loại kính lúp có độ phóng đại

lớn, nhờ vậy có thể xác định được dễ dàng và chính xác chất lượng kim loại của

liên kết hàn.

Kiểm tra bằng phương pháp không phá hủy.

Page 24: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 24 -

Đây là phương phương pháp kiểm tra được thực hiện trực tiếp với liên kết

hàn và trên sản phẩm hàn cụ thể mà không gây nên biến đổi đặc tính của sản

phẩm.

Kiểm tra bằng mắt thường.

Phương pháp này dùng để phát hiện các khuyết tật bề mặt của mối hàn.

Phát hiện trực tiếp bằng mắt thường hoặc có thêm kính lúp.

Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu.

Sử dụng các dung dịch để thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí nhỏ của liên

kết hàn mà không thể quan sát được bằng mắt thường, sau đó dùng các chất hiển

thị màu phát hiện ra vị trí mà dung dịch thẩm thấu còn nằm lại ở các vết nứt cũng

như rỗ khí.

Kiểm tra bằng từ tính.

Tiến hành rắc bột sắt lên bề mặt mối hàn, sau đó đặt kết cấu hàn vào trong

một từ trường rồi nhìn vào sự phân bố các đường sức từ để có thể phát hiện và

phân biệt được khuyết tật. Phương pháp này chỉ áp dụng đối với các vật liệu từ

tính.

Kiểm tra bằng tia phóng xạ (Rơnghen và Gamma).

Chiếu các tia Rơnghen (hoặc Gamma) qua vật hàn lên tấm phim đặt ở

phía sau của mối hàn. Ở những chỗ có rỗ khí, lẫn xỉ hoặc hàn không ngấu trên

phim sẽ hiện thành các vết sẫm.

Kiểm tra bằng siêu âm.

Phát hiện khuyết tật dựa trên khả năng của chùm tia siêu âm phản xạ lại

theo hướng khác khi đi vào kim loại mối hàn có chứa khuyết tật.

Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn.

Kiểm tra độ kín bằng áp lực khí.

Đầu tiên bịt kín chi tiết hàn, sau đó bơm khí vào đến một áp suất nhất

định, sau đó bôi nước xà phòng lên mặt ngoài mối hàn và quan sát. Theo các vị

trí mà bong bóng xà phòng nổi lên sẽ phát hiện khuyết tật của mối hàn.

Page 25: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 25 -

Kiểm tra bằng áp lực nước.

Bơm nước vào kết cấu cần kiểm tra, tạo một áp suất dư cao hơn áp suất

làm việc 1,5 đến 2 lần và giữ áp suất đó trong vòng 5 - 6 phút. Sau đóhạ áp đến

áp suất làm việc rồi dùng búa gõ nhẹ vùng xung quanh mối hàn và quan sát xem

nước có rò rỉ ra không.

Kiểm tra bằng phương pháp tạo chân không.

Chỉ áp dụng khi không tiến hành được bằng các phương pháp thử kín trên. Do có

sự chênh lệch lớn về áp suất, không khí sẽ chui vào buồng chân không qua các

khuyết tật, nắp đậy được thiết kế trong suốt qua đó ta có thể quan sát vị trí các

khuyết tật theo các bong bóng xà phòng.

b) Giám sát.

Giám sát trước khi hàn.

- Kiểm tra bản vẽ, các tiêu chuẩn đặt ra cho liên kết hàn.

- Kiểm tra chứng chỉ vật liệu.

- Kiểm tra gia công gá lắp, khe hở và mép vát.

- Kiểm tra độ sạch của liên kết hàn.

Giám sát trong khi hàn.

Giám sát bằng mắt thường để kiểm tra các chi tiết khi đang hàn với một số

yếu tố:

- Kiểm tra các thông số của quy trình hàn.

- Loại vật liệu hàn tiêu hao.

- Nhiệt độ nung nóng trước khi hàn.

- Vị trí hàn và chất lượng bề mặt vật hàn.

- Trình tự hàn.

- Sử lý các mối hàn đính và vệ sinh giữa các lớp hàn.

- Kích thước liên kết hàn.

- Nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt sau khi hàn.

Giám sát sau khi hàn.

- Làm sạch bề mặt liên kết hàn.

Page 26: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 26 -

- Quan sát bằng mắt thường hoặc kính lúp.

- Kiểm tra kích thước của mối hàn so với bản vẽ thiết kế.

2.2.5. Khuyết tật hàn – Nguyên nhân và cách khắc phục.

Các dạng khuyết tật mối hàn:

a) Nứt.

Nứt là một trong những khuyết tật nghiêm trọng nhất của liên kết hàn, nứt

có thể xuất hiện trên bề mặt mối hàn, trong mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt.

Vết nứt có thể xuất hiện ở các nhiệt độ khác nhau.

Hình 2-9: Các dạng vết nứt mối hàn.

Nguyên nhân và biện pháp khắc phục.

+ Nứt dọc

Nguyên nhân.

- Sử dụng vật liệu hàn chưa đúng.

- Tốc độ nguội cao.

- Bố trí các lớp hàn chưa hợp lý.

- Liên kết hàn không hợp lý.

Biện pháp khắc phục:

- Sử dụng vật liệu hàn phù hợp.

- Gia nhiệt trước cho vật liệu hàn, giữ nhiệt cho liên kết hàn để giảm tốc

độ nguội của vật hàn.

- Bố trí so le các lớp hàn.

- Sử dụng liên kết hàn hợp lý, vát mép, giảm khe hở…

Page 27: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 27 -

+ Nứt ở vùng kết thúc hồ quang.

Nguyên nhân.

- Vị trí kết thúc hồ quang bị lõm, tồn tại nhiều tạp chất.

- Hồ quang không được bảo vệ.

Biện pháp khắc phục:

- Sử dụng thiết bị hàn hợp lý, có chế độ riêng cho lúc gây hồ quang và kết

thúc hồ quang.

- Sử dụng các tấm hàn nối ở vị trí bắt đầu và kết thúc hồ quang.

+ Nứt ngang.

Nguyên nhân.

- Sử dụng vật liệu hàn chưa đúng, tốc độ nguội cao.

- Mối hàn quá nhỏ so với kết thúc của phần liên kết.

Biện pháp khắc phục:

- Sử dụng vật liệu phù hợp.

- Tăng dòng điện và kích thước điện cực hàn, gia nhiệt.

b) Rỗ khí.

Rỗ khí sinh ra do hiện tượng khí trong kim loại mối hàn không kịp thoát

ra ngoài khi kim loại mối hàn đông đặc. Rỗ khí có thể sinh ra ở bên trong hoặc

trên bề mặt mối hàn, có thể tập trung hoặc nằm rời rạc trong mối hàn.

Hình 2-10: Các dạng rỗ khí trong mối hàn.

Page 28: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 28 -

Nguyên nhân:

- Hàm lượng các bon trong kim loại cơ bản hoặc trong vật hàn quá cao.

Chiều dài hồ quang lớn, tốc độ hàn quá cao.

- Vật liệu hàn bị ẩm, bề mặt chi tiết hàn khi hàn bị bẩn, dính dầu mỡ, gỉ,

hơi nước…

Biện pháp khắc phục:

- Dùng vật liệu hàn có hàm lượng các bon thấp. Giữ chiều dài cột hồ

quang ngắn, giảm tốc độ hàn.

- Trước khi hàn vật liệu hàn phải được sấy khô, bề mặt phải được làm

sạch.

- Sau khi hàn không gõ xỉ hàn ngay, kéo dài thời gian giữ nhiệt cho mối

hàn.

c) Lẫn xỉ.

Lẫn xỉ là loại khuyết tật rất rễ xuất hiện trong mối hàn, xỉ hàn và tạp chất

phi kim loại có thể tồn tại trong mối hàn, cũng có thể trên bề mặt mối hàn hoặc ở

chân mối hàn…

Hình 2-11: Lẫn xỉ mối hàn.

Nguyên nhân.

- Dòng điện hàn quá nhỏ, không đủ nhiệt lượng để cung cấp cho kim loại

nóng chảy và xỉ khó thoát ra khỏi vũng hàn. Mép hàn chưa được làm sạch hoặc

khi hàn đính hay hàn nhiều lớp chưa gõ sạch xỉ.

Page 29: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 29 -

- Góc độ hàn chưa hợp lý và tốc độ hàn quá cao. Tốc độ làm nguội quá

nhanh, xỉ không kịp thoát ra ngoài.

Biện pháp khắc phục.

- Tăng dòng điện hàn cho thích hợp, hàn bằng hồ quang ngắn và tăng thời

gian dừng lại của hồ quang. Làm sạch vật hàn trước khi hàn, gõ sạch xỉ ở mối

hàn đính và các lớp hàn.

- Thay đổi góc độ và phương pháp di chuyển que hàn cho hợp lý, giảm tốc

độ hàn, tránh xỉ trộn lẫn vào trong vũng hàn hoặc chảy về phía trước vũng hàn.

d) Không ngấu.

Hàn không ngấu là khuyết tật nghiêm trọng trong liên kết hàn, nó có thể

dẫn đến nứt. Hàn không ngấu sinh ra ở góc mối hàn, mép hàn hoặc giữa các lớp

hàn. Phần lớn kết cấu bị phá huỷ đều do hàn không ngấu.

Hình 2-12: Các dạng khuyết tật hàn không ngấu.

Nguyên nhân:

- Mép hàn chuẩn bị chưa hợp lý. Dòng điện hàn quá nhỏ hoặc tốc độ hàn

quá nhanh.

- Góc độ que hàn chưa hợp lý và cách đưa điện cực không hợp lý. Chiều

dài cột hồ quang quá lớn.

Biện pháp khắc phục:

- Làm sạch liên kết trước khi hàn, tăng góc vát và khe hở hàn.

- Tăng dòng điện hàn và giảm tốc độ hàn…

e) Cháy chân.

Cháy chân là phần bị lõm thành rãnh dọc theo ranh giới giữa kim loại cơ

bản và kim loại đắp. Bao gồm cả chân mối hàn ở mặt trước và ở chân mối hàn

ngấu.

Page 30: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 30 -

Hình 2-13: Các dạng cháy chân mối hàn.

Nguyên nhân:

- Dòng điện hàn và chiều dài cột hồ quang quá lớn. Góc độ que hàn và

cách đưa que hàn chưa hợp lý.

Biện pháp khắc phục:

- Khi dao động mỏ sang hai bên mối hàn có thời gian dừng để cho kim

loại. phụ điền đầy vào hai bên. Đảm bảo đúng góc độ chuyển động của que hàn.

- Điều chỉnh lại chế độ dòng điện, điện áp, khoảng cách cột hồ quang, điều

chỉnh lại vận tốc hàn. Hạn chế sự thổi tạt hồ quang bằng cách che chắn gió.

f) Hiện tượng bắn tóe.

Khuyết tật này là hiện tượng bắn toé kim loại lên vật hàn, do vật hàn

không đảm bảo chất lượng, thiếu khí bảo vệ hoặc sử dụng không đúng loại khí,

gây mất thẩm mỹ liên kết hàn.

Nguyên nhân:

- Chiều dài cột hồ quang quá cao. Bề mặt mối hàn bị bẩn hoặc dầu mỡ.

- Tốc độ ra dây lớn quá cháy không hết. Hồ quang bị thổi tạt góc độ mỏ

hàn nghiêng quá.

Biện pháp khắc phục:

- Điều chỉnh lại khoảng cách cột hồ quang cho thích hợp. Vệ sinh bề mặt

mối hàn cho sạch sẽ trước khi hàn.

- Điều chỉnh lại chế độ ra dây phù hợp với điện áp hồ quang, che chắn gió

để không có hiện tượng gió thổi lệch hồ quang. Chỉnh lại góc độ mỏ hàn cho phù

hợp.

g) Biến dạng.

Sự biến dạng là những khuyết tật làm sai lệch hình dáng mặt ngoài của

liên kết hàn, làm nó không thoả mãn với các yêu cầu kỹ thuật và thiết kế.

Page 31: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 31 -

Nguyên nhân:

- Gá lắp và chuẩn bị mép hàn chưa hợp lý, trình tự hàn không đúng.

- Vật liệu hàn không đảm bảo chất lượng, tốc độ hàn và dòng điện hàn

lớn.

Biện pháp khắc phục:

- Áp dụng quy trình hàn thứ tự phù hợp. Hàn gá từng phần và văng chống

sự biến dạng. Vát mép hàn đúng góc độ và gá mẫu hàn theo đúng yêu cầu. Điều

chỉnh lại chế độ dòng điện, điện áp.

Page 32: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 32 -

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

HÀN CỦA TỔNG ĐOẠN GIỮA TÀU.

3.1. SƠ LƯỢC VỀ TÀU DẦU 104000 TẤN VÀ TỔNG ĐOẠN GIỮA TÀU.

3.1.1. Sơ lược về tàu dầu 104000Tấn.

Tàu dầu Aframax 104.000 DWT là tàu dầu lớn nhất mà Việt Nam thi

công kể từ trước đến nay theo thiết kế của Ba Lan với đơn đặt hàng của Công ty

Vận tải Viễn Dương.

a) Các kích thước chính của tàu:

- Chiều dài lớn nhất: 245 (m).

- Chiều dài thiết kế: 236 (m).

- Chiều rộng: 43 (m).

- Chiều cao mạn: 20 (m).

- Chiều chìm thiết kế: 11,7 (m).

- Chiều chìm tính toán: 14,1 (m).

- Chiều cao toàn bộ: 47,6 (m).

b) Chức năng của tàu.

- Hàng chuyên chở: Dầu thô và dầu sản phẩm (trắng và đen) và lựa chọn

hàng hoá chất, ba loại hàng với cụm van đôi riêng biệt có thể hoạt động đồng

thời.

- Phạm vi hoạt động: không hạn chế.

- Trọng tải:

+) Trọng tải của tàu tại chiều chìm 14,1m là 104.000 T.

+) Trọng tải của tàu tại chiều chìm 11,7m là khoảng 81000 T.

c) Đặc điểm của tàu.

Phân cấp, luật và quy tắc.

Tàu được đóng và trang bị theo yêu cầu của đăng kiểm ABS đối với các

phân cấp như sau:

+ A1(E); "OIL CARRIER"; SH;

+ AMS; +ACCU với chú ý VEC

Page 33: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 33 -

Tàu được thiết kế thoả mãn yêu cầu đối với cấp không hạn chế theo quy

phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép của các Cơ quan Đăng kiểm đã nêu trên

đồng thời thoả mãn các công ước quốc tế, các quy phạm và các yêu cầu được áp

dụng tại các cảng như sau:

- Luật hàng hải Quốc tế và Việt Nam.

- Qui phạm phân cấp và đóng tầu biển vỏ thép của Đăng kiểm Việt Nam.

- Các quy tắc quốc tế về ngăn ngừa đâm va trên biển.

- Công ước quốc tế về an toàn tính mạng trên biển SOLAS 1974, và nghị

định thư năm 1978.

- Hiệp định IMO và ILO liên quan.

- Quy tắc chống ô nhiễm theo USCG (đặc biệt chú ý đến mục ô nhiễm do

dầu) đối với cờ tàu nước ngoài mà không có giấy chứng nhận.

- OCIMF- Chống rò rỉ dầu qua van bơm hàng, 1991.

- OCIMF/ICS- Hướng dẫn vận chuyển từ tàu đến tàu.

- Hướng dẫn quốc tế về tàu dầu và cảng đỗ.

- Tiêu chuẩn an toàn đường biển đối với tàu công nghiệp theo dịch vụ

Exxonmobile, ấn bản năm 2000.

Các quy tắc và luật lệ khác bắt buộc liên quan đến hoạt động của tàu (bao

gồm cả các quy tắc và luật lệ của các nước, các cảng mà tàu có tham gia).

Bố trí chung:

Tàu có một động cơ Diezen, đầu với mũi quả lê, đuôi vát và một boong

liên tục. Tất cả không gian sinh hoạt và buồng máy được đặt phía sau két hàng

và được cách ly bằng buồng bơm, các két dầu đốt. Vùng chứa hàng được bảo

vệ bằng mạn kép và đáy đôi. Không gian mạn kép được thiết kế để chở nước

dằn cách li, mạn kép được kéo dài tới buồng máy. Không gian chứa hàng được

chia ra thành 6 cặp két và một cặp két cặn bởi vách dọc. Thân tàu hàn liên tục.

Page 34: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 34 -

Kết cấu tổng quát.

Tàu đóng có một boong có đáy đôi, mạn kép, với buồng máy và không

gian sinh hoạt được đặt phía sau. Phần mũi, lái của thân tàu và buồng máy được

làm bằng hệ thống kết cấu ngang. Các bộ phận còn lại là hệ thống kết cấu dọc.

Các loại vật liệu dùng để đóng tàu gồm:

- Thép thường có ứng suất chảy: Re = 235 N/mm2.

- Thép độ bền cao có ứng suất chảy: Re = 355 N/mm2.

Thép độ bền cao được dùng cho số lượng các chi tiết khoẻ dọc của boong

chính, phần dưới mạn kép và vách dọc tâm. Các vật liệu khác thoả mãn các qui

phạm được áp dụng.

3.1.2 Sơ lược về tổng đoạn giữa tàu.

Tổng đoạn giữa tàu kéo dài từ sườn 53 đến sườn 144, gồm các phân đoạn:

Các phân đoạn đáy, phân đoạn hông, phân đoạn mạn, phân đoạn boong, vách dọc

giữa tàu và vách ngang.

a) Phân đoạn đáy.

Kết cấu đáy tại tổng đoạn giữa tàu là đáy đôi (kín) kéo dài giữa các sườn

53 - 144. Khoảng cách sườn 1985mm. Chiều cao đáy đôi trong các két hàng 2220

mm. Trong các két hàng đáy đôi có các nẹp gia cường dọc với đà ngang đặc tại

mỗi sườn. Phân đoạn đáy được chia thành 74 Block từ Block 11-0311S đến 11-

0981L (2P) như hình 3-1.

Hình 3-1: phân chia phân đoạn đáy.

Page 35: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 35 -

b) Phân đoạn mạn.

Kết cấu phân đoạn mạn của tàu là mạn kép, chiều sâu tối thiểu của mạn

kép không nhỏ hơn 2.0m. Được chia thành 30 Block từ Block 13-0311L (2P)

đến Block 13-0931L (2P) như hình 3-2.

Hình 3-2: Phân chia phân đoạn mạn.

c) Phân đoạn boong.

Boong chính là liên tục trên suốt chiều dài tàu với độ cong dọc là 1000

mm và độ cong ngang boong 600mm. Vùng hàng và máy được làm hệ thống kết

cấu dọc. Các phần còn lại của boong là hệ thống kết cấu ngang.

Phân đoạn boong được chia thành 45 Block từ Block 14-0311S đến Block

14-0961L (2P). Như hình 3-3.

Hình 3-3: Phân chia phân đoạn boong.

Page 36: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 36 -

d) Vách dọc.

Vách dọc giữa tàu được chia thành 15 Block từ Block 12-0311 đến Block

12-0931.

Hình 3-4: Phân chia Block vách dọc.

e) Vách ngang.

Không gian hàng được chia bởi 6 vách ngang kín nước kéo dài từ đáy

trong lên tới boong chính, có nẹp gia cường đứng và xà khoẻ. Mỗi vách ngang

được chia thành các Block như hình 3-5.

Hình 3-5 : Phân chia Block vách ngang

Page 37: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 37 -

3.2. PHÂN TÍCH QUY TRÌNH HÀN CHUNG.

3.2.1. Phân tích quy trình hàn cho thép thường.

Thép thường có ứng suất chảy: Re = 235 N/mm2, chiếm 80% tổng khối

lượng thép của kết cấu thân tàu, được dùng hầu hết ở các vị trí kết cấu thân tàu.

Vì nhà máy mới vừa thành lập, đang trong giai đoạn đầu của sản xuất nên các

quy trình hàn cho thép thường chưa được lập đầy đủ, chỉ có các quy trình cho

hàn giáp mối với các tư thế 1G, 2G, 3G. Cụ thể như sau: DQS-1G-SMAW, DQS-

2G-SMAW, DQS-3G-SMAW, DQS-1G-GMAW, DQS-2G-GMAW, DQS-3G-

GMAW, DQS-1G-SAW.

Page 38: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 38 -

A/ Phân tích các quy trình hàn hồ quang tay: DQS-1G-SMAW, DQS-2G-

SMAW, DQS-3G-SMAW.

Page 39: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 39 -

Page 40: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 40 -

Page 41: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 41 -

Page 42: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 42 -

Page 43: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 43 -

Page 44: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 44 -

1) Vật liệu cơ bản và vật liệu hàn:

a) Vật liệu cơ bản: Thép tấm dày 20 mm, cấp A, phân loại TCVN 6259-7-

2003; thỏa mãn tiêu chuẩn: TCVN 6259-6:2003 và AWS D1.1.

b) Vật liệu hàn: Nhãn hiệu: KT-N48, cấp MW2/E6013-A5.1, phân loại:

TCVN 6259-6:2003/AWS 5.17A5.18 thỏa mãn tiêu chuẩn: TCVN 6259-6:2003

và AWS D1.1.

2) Quy cách vát mép:

- Với chiều dày thép tấm t = 20mm, so sánh với tiêu chuẩn vát mép ta

thấy:

+) Quy cách vát mép ở quy trình DQS-2G-SMAW hoàn toàn phù hợp với

tiêu chuẩn.

+) Hai quy trình DQS-1G-SMAW( góc vát ө = 600) và DQS-3G-SMAW

(ө = 500) có góc vát hơi lớn hơn so với góc vát tiêu chuẩn là 400 +5

. Các thông

số còn lại của quy cách vát mép đều phù hợp với tiêu chuẩn.

3) Các thông số hàn:

a) Số lớp hàn:

Quy trình DQS-1G-SMAW:

- Đường kính que hàn: d = 4mm, từ cơ sở lý thuyết ở chương 2 ta có:

F1 = [6÷8].d và Fn = [8÷ 12].d

F1min = 6.d = 6.4 = 24 (mm2)

F1max = 8.d = 8.4 = 32 (mm2)

Fn min = 8.d = 8.4 = 32 (mm2)

Fn max = 12.d = 12.4 = 48 (mm2).

- Từ hình 2-2 chương 2 và biên bản kiểm tra quy trình hàn ta có các thông số:

a = 4 (mm)

b = 26 (mm)

c = 2 (mm)

s = 20 (mm)

h = 18 (mm)

Fd = h2 tg(α/2) + a.s + 0.75.b.c

Page 45: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 45 -

= 182. tg(300) + 4.20 + 0.75.26.2 = 306 (mm2).

Số lớp hàn: n min = 6148

32306

1max

max1

Fn

FFd (lớp).

n max = 9132

24306

1min

min1

Fn

FFd (lớp).

- Quy trình DQS-1G-SMAW có số lớp hàn là n = 7 lớp phù hợp kết quả

tính từ cơ sở lý thuyết.

Quy trình DQS-2G-SMAW:

- Các thông số hoàn toàn tương tự như quy trình DQS-1G-SMAW.

Với n = 7 lớp, ta thấy quy trình DQS-2G-SMAW có số lớp hàn phù hợp

so với kết quả tính toán từ cơ sở lý thuyết.

Quy trình DQS-3G-SMAW:

- Với: a = 4 (mm).

b = 24 (mm).

c = 2 (mm).

s = 20 (mm).

h = 18 (mm).

-Tính tương tự như trên ta có:

Fd = 267 (mm2).

Số lớp: n min = 5

n max = 8

- Quy trình DQS-3G-SMAW có số lớp hàn là n = 6 phù hợp với kết quả

tính toán từ cơ sở lý thuyết.

b) Đường kính que hàn:

Que hàn dùng cho ba quy trình trên đều có đường kính d = 3.2; 4.0 (mm).

Trong đó sử dụng chủ yếu là que hàn d = 4 (mm). Việc chọn lựa này là phù hợp

để hàn nhiều lớp vì vật liệu cơ bản có chiều dày lớn (t = 20(mm)).

c) Cường độ dòng điện:

- Với đường kính que hàn d = 4mm, từ cơ sở lý thuyết ở chương 2 ta có:

+) Hàn sấp: I = [3 ÷ 50].d = [ 12 ÷ 200] (A).

Page 46: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 46 -

+) Hàn ngang và hàn trần: I giảm từ 10% đến 20% so với hàn sấp I = [

10 ÷ 170] (A).

+) Hàn đứng: I giảm từ 10% đến 15% so với hàn sấp I = [10 ÷ 180](A).

- So sánh ta thấy:

Quy trình DQS-1G-SMAW với I = [ 70 ÷ 190] (A) phù hợp với kết quả

tính từ cơ sở lý thuyết.

Hai quy trình DQS-2G-SMAW với I = [ 80 ÷ 190] (A) và DQS-3G-

SMAW với I = [ 80 ÷ 190] (A) có dải cường độ dòng điện tương đối phù hợp với

kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

d) Điện áp hàn.

- Dải điện áp hàn của các quy trình như sau:

+) DQS-1G-SMAW: U = [22 ÷ 24] (V).

+) DQS-2G-SMAW: U = [23 ÷ 24] (V).

+) DQS-2G-SMAW: U = [22 ÷ 25] (V).

- Ta thấy dải điện áp hàn của ba quy trình đều phù hợp với cơ sở lý thuyết

với dải điện áp đã được tính toán U = [16 ÷ 28] (V).

e) Tốc độ hàn:

Áp dụng công thức: v = dq

IU .. (cm/s) cho các quy trình.

- Trong đó:

+) qd = 60417. Fd

Với đường kính que hàn d = 4 (mm) Fd = [6 ÷ 8].d = [0.24 ÷ 0.32] (cm2).

DQS-1G-SMAW:

- Với dải cường độ dòng điện I = [70÷ 190] (A) và hiệu điện thế U = 24 (V),

vmin = max

minmin ..

dq

IU =

32,0.60417

6,0.70.24 = 0.052 (cm/s) = 4 (cm/min).

vmax = min

maxmax ..

dq

IU =

24,0.60417

85,0.190.24 = 0,26 (cm/s) = 16 (cm/min).

Page 47: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 47 -

- Với dải tốc độ hàn của quy trình v = [14÷16] (cm/min) ta thấy hoàn toàn

phù hợp với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

DQS-2G-SMAW:

- Với I = [80÷190] (A) và các thông số khác tương tự như quy trình DQS-

1G-SMAW suy ra tốc độ hàn tính được từ cơ sở lý thuyết là v = [14÷16]

(cm/min).

- Với dải tốc độ hàn v = [13÷18] (cm/min) trong đó hầu hết các lớp hàn có

v = [13 ÷16] (cm/min), nên dải tốc độ hàn của quy trình tương đối phù hợp với

kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

DQS-3G-SMAW:

- Với I = [70 ÷200] (A) và các thông số khác giống như quy trình DQS-

1G-SMAW. Ta thấy với dải tốc độ hàn của quy trình v = [12 ÷16] (cm/min) là

tương đối phù hợp với kết quả tính toán từ cơ sở lý thuyết.

Page 48: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 48 -

B/ Phân tích các quy trình bán tự động khí CO2: DQS -1G-GMAW;

DQS-2G-GMAW; DQS-3G-GMAW.

Page 49: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 49 -

Page 50: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 50 -

Page 51: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 51 -

Page 52: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 52 -

Page 53: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 53 -

Page 54: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 54 -

1/ Vật liệu cơ bản và vật liệu hàn:

a) Vật liệu cơ bản:

- Thép tấm dày 20mm, cấp A, phân loại: TCVN 6259-7-2003 thỏa mãn

TCVN 6259-6:2003 và AWS.D1.1.

b) Vật liệu hàn:

- Nhãn hiệu GM-70S, cấp: GM-70S. SW53/ER 70S-G, phân loại: TCVN

6259-6:2003/AW S5.18 thỏa mãn TCVN 6259-6:2003 và AWS D1.1.

2/ Quy cách vát mép:

- Với chiều dày của vật liệu cơ bản là 20 (mm), so sánh với tiêu chuẩn vát

mép ta thấy các quy trình DQS-1G-GMAW với góc vát Ө = 450; DQS-2G-

GMAW với góc vát Ө = 450; DQS-3G-GMAW với Ө = 450 có góc vát lớn hơn

so với góc vát tiêu chuẩn là 300 +5

. Các thông số còn lại của quy cách vát mép

đều phù hợp với tiêu chuẩn.

3/ Các thông số hàn:

a) Đường kính dây hàn:

Cả ba quy trình đều sử dụng dây hàn có đường kính d = 1,2mm cho tất cả

các lớp hàn. Điều này là phù hợp với thép tấm có chiều dày lớn t = 20mm. Việc

chọn đường kính dây hàn d = 1,2mm sẽ cho được tốc độ chảy lớn, dễ hàn nhiều

lớp và ít bắn tóe trong môi trường khí CO2.

b) Cường độ dòng điện hàn:

- Dãi cường độ dòng điện hàn hàn của các quy trình như sau:

+) DQS-1G-GMAW: I = [170÷230] (A).

+) DQS-2G-GMAW: I = [170÷260] (A).

+) DQS-3G-GMAW: I = [170÷240] (A).

- Dải cường độ dòng điện hàn của 3 quy trình đều nằm trong giới hạn cho

phép của cơ sở lý thuyết vì không vượt quá giá trị tối đa là [800÷900] (A).

- Ta thấy 3 dải cường độ dòng điện hàn là phù hợp vì đây là mối hàn nhiều

lớp. Xuất phát từ đường kính dây hàn nhỏ d = 1,2mm nên dải cường độ dòng

Page 55: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 55 -

điện lớn, điều này cho phép giảm góc hàn và hàn thuận lợi ở nhiều tư thế hàn

khác nhau.

c) Điện áp hàn:

- Áp dụng công thức: U = 15 + 0.04.I cho các quy trình:

+) DQS-1G-GMAW: I = [170÷230] (A) U = [21÷25] (V).

+) DQS-2G-GMAW: I = [170÷260] (A) U = [21÷26] (V).

+) DQS-3G-GMAW: I = [170÷270] (A) U = [21÷25] (V).

- Với dãy điện áp hàn của các quy trình như sau:

+) DQS-1G-GMAW : U = [21÷28] (V).

+) DQS-2G-GMAW : U = [19÷26] (V).

+) DQS-3G-GMAW : U = [20÷28] (V).

- Kết quả cho thấy dải điện áp hàn của 3 quy trình tương đối phù hợp với

kết quả tính toán trên cơ sở lý thuyết.

d) Tốc độ hàn:

- Dải tốc độ hàn của ba quy trình như sau:

+) DQS-1G-GMAW : v = [19÷28] (cm/min).

+) DQS-2G-GMAW : v = [19÷25] (cm/min).

+) DQS-2G-GMAW : v = [19÷28] (cm/min).

- Ta thấy dải tốc độ hàn của 3 quy trình trên đều nằm trong khoảng

[10÷60] (cm/min) phù hợp với cơ sở lý thuyết vì dải [10÷60] (cm/min) là dải tốc

độ hàn thường áp dụng với hàn bán tự động và tự động với kết cấu thép thường.

Page 56: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 56 -

C/ Phân tích quy trình hàn tự động đưới lớp thuốc: DQS -1G-SAW.

Page 57: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 57 -

Page 58: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 58 -

1/ Vật liệu cơ bản và vật liệu hàn:

a) Vật liệu cơ bản:

- Thép tấm dày 20mm; cấp: A . Thỏa mãn TCVN 6259-6:2003 và

AWS.D1.1.

b) Vật liệu hàn:

- Cấp: AW53/EM12-F7A2; SW53/ES70-S. Thỏa mãn tiêu chuẩn: TCVN

6259-6:2003 và AWS D1.1.

2/ Quy cách vát mép:

- Với chiều dày của vật liệu cơ bản t = 20 (mm), so sánh với tiêu chuẩn

vát mép ta thấy với góc vát Ө = 500 ÷ 550 quy trình DQS-1G-SAW có góc vát

lớn hơn so với góc vát tiêu chuẩn là 300 +5

. Các thông số còn lại của quy cách vát

mép đều phù hợp với tiêu chuẩn.

3/ Các thông số hàn:

a) Dòng điện hàn và điện áp hàn:

- Từ cơ sở lý thuyết, với đường kính dây hàn d = 4mm, cường độ dòng

điện hàn và điện áp hàn được xác định theo công thức sau:

U = 20 + 0,05.I/d0,5 ± 1 (I)

ψ n = k’( 19 - 0.01.I ).d.( U/I )

- Trong đó:

+) Hàn bằng dòng điện xoay chiều k’ = 1.

+) Để không xảy ra hiện tượng cháy lẹm cạnh hàn chọn hệ số ngấu

ψ n = [ 1,3 ÷2].

+) Với ψ n = 1,3: Từ hệ (I) I = 572 (A)

U = 33 (V)

+) Với ψ n = 2: Từ hệ (I) I = 765 (A)

U = 40 (V)

Page 59: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 59 -

Dải cường độ dòng điện hàn theo lý thuyết: I = [572 ÷ 765] (A).

Dải điện áp hàn theo lý thuyết: U = [33 ÷ 40] (A).

- Với dải cường độ dòng điện hàn và điện áp hàn của quy trình như sau:

I = [450÷ 650] (A).

U = [30 ÷ 34] (A).

- So sánh ta thấy:

+) Dải cường độ dòng điện hàn của quy trình tương đối phù hợp so với kết

quả tính từ cơ sở lý thuyết.

+) Dải điện áp hàn của quy trình hoàn toàn phù hợp với kết quả tính từ cơ

sở lý thuyết.

b) Tốc độ hàn.

- Tốc độ hàn được tính theo công thức: v = A/I [m/h].

- Trong đó:

+) Từ đường kính dây hàn d = 4mm ( A = [16000 ÷ 20000] (Am/h).

- Với dải cường độ dòng điện hàn theo lý thuyết: I = [572 ÷ 765] (A).

v min = A min /I max = 16000/765 = 20 (m/h).

v max = A max /I min = 20000/572 = 35 (m/h).

- Với tốc độ hàn của quy trình v = 26 (m/h) ta thấy hoàn toàn phù hợp với

kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

3.2.2. Phân tích quy trình hàn thép độ bền cao.

Thép cường độ cao có ứng suất chảy: Re = 355 N/mm2, chiếm 20% tổng

khối lượng thép của kết cấu thân tàu, được dùng cho số lượng các chi tiết khoẻ

dọc của boong chính, phần dưới mạn kép và vách dọc tâm.

Các quy trình hàn cho thép cường độ cao là hàn giáp mối với các tư

thế:1G, 2G, 3G, 4G. Cụ thể như sau: DQS-1G-SMAW-H; DQS-2G-SMAW-H;

DQS-3G-SMAW-H; DQS-4G-SMAW-H; DQS-1G-GMAW+SAW-H; DQS-2G-

GMAW-H; DQS-3G-GMAW-H; DQS-3G-FCAW-H; DQS-4G-FCAW-H.

Page 60: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 60 -

A/ Phân tích các quy trình hàn hồ quang tay: DQS-1G-SMAW-H, DQS-2G-

SMAW-H, DQS-3G-SMAW-H, DQS-4G-SMAW-H.

Page 61: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 61 -

Page 62: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 62 -

Page 63: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 63 -

Page 64: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 64 -

Page 65: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 65 -

Page 66: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 66 -

Page 67: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 67 -

Page 68: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 68 -

1) Vật liệu cơ bản và vật liệu hàn.

a) Vật liệu cơ bản: Thép tấm dày 22mm, cấp AH36, phân loại:

ASTMA131; thỏa mãn tiêu chuẩn: VR, ABS và AWS D1.1.2006.

b) Vật liệu hàn: Nhãn hiệu: LC-300, cấp: AWS E7016, phân loại: AWS

5.1, thỏa mãn tiêu chuẩn: VR, ABS và AWS D1.1.2006.

2) Quy cách vát mép :

- Với chiều dày thép tấm t = 22mm, so sánh với tiêu chuẩn vát mép ta

thấy:

Bốn quy trình DQS-1G-SMAW-H (góc vát ө = 600); DQS-2G-SMAW-H

(góc vát ө = 500); DQS-3G-SMAW-H (góc vát ө = 500); DQS-4G-SMAW-H

(góc vát ө = 500) có góc vát lớn hơn so với góc vát tiêu chuẩn là 400 +5. Các

thông số còn lại của quy cách vát mép đều phù hợp với tiêu chuẩn.

3) Các thông số hàn:

a) Số lớp hàn:

Quy trình DQS-1G-SMAW-H:

- Đường kính que hàn: d = 4mm và d = 3,2mm (cho lớp đầu). Từ cơ sở lý

thuyết ở chương 2 ta có: F1 = [6÷8].d và Fn = [8÷ 12].d

F1min = 6.d = 6.3,2 =19,2 (mm2)

F1max = 8.d = 8.3,2 = 25,6 (mm2)

Fn min = 8.d = 8.4 = 32 (mm2)

Fn max = 12.d = 12.4 = 48 (mm2).

- Từ hình 2-2 chương 2 và biên bản kiểm tra quy trình hàn ta có các thông số :

a = 4 (mm).

b = 28 (mm).

c = 2 (mm).

s = 22 (mm).

h = 20 (mm).

Page 69: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 69 -

Fd = h2 tg(α/2) + a.s + 0.75.b.c

= 202. tg(300) + 4.22 + 0.75.28.2 = 361 (mm2).

Số lớp: n min = 7148

6,25361

1max

max1

Fn

FFd (lớp).

n max = 11132

2,19361

1min

min1

Fn

FFd (lớp).

- Quy trình DQS-1G-SMAW-H có số lớp hàn là n = 8 phù hợp kết quả

tính toán từ cơ sở lý thuyết.

Ba quy trình còn lại với các thông số tương tự như quy trình DQS-1G-

SMAW-H do đó số lớp hàn theo lý thuyết là n = [7÷11].

- Từ các biên bản kiểm tra quy trình hàn ta có số lớp hàn của các quy trình

như sau:

+) DQS-2G-SMAW-H: n = 9 (lớp).

+) DQS-2G-SMAW-H: n = 8 (lớp).

+) DQS-2G-SMAW-H: n = 7 (lớp).

- Qua đó ta thấy số lớp hàn của các quy trình phù hợp với kết quả tính từ

cơ sở lý thuyết.

b) Đường kính que hàn:

- Que hàn dùng cho bốn quy trình trên đều có đường kính d = 3.2; 4.0

(mm). Việc chọn lựa này là phù hợp để hàn nhiều lớp vì vật liệu cơ bản có chiều

dày lớn (t = 22mm).

c) Cường độ dòng điện:

- Tương tự như trường hợp thép thường, với đường kính que hàn d = 4mm

ta có dải cường độ dòng điện hàn cho các tư thế hàn như sau:

+) Hàn sấp: I = [3 ÷ 50].d = [ 12 ÷ 200] (A).

+) Hàn ngang và hàn trần: I = [ 10 ÷ 170] (A).

+) Hàn đứng: I = [ 10 ÷ 180] (A).

- So sánh ta thấy:

+) Ba quy trình DQS-1G-SMAW-H với I = [110 ÷ 200] (A); DQS-3G-

SMAW-H với I = [110 ÷ 165] (A); DQS-4G-SMAW-H với I = [150 ÷ 180] (A);

Page 70: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 70 -

có dải cường độ dòng điện hàn phù hợp với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết. Quy

trình DQS-2G-SMAW-H với I = [150 ÷ 200] (A) có dải cường độ dòng điện

tương đối phù hợp với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

d) Điện áp hàn.

- Từ quy trình ta có dải điện áp hàn của các quy trình như sau:

+) DQS-1G-SMAW-H: U = 20 (V).

+) DQS-2G-SMAW-H: U = [20 ÷ 26] (V).

+) DQS-2G-SMAW-H: U = [20 ÷ 25] (V).

+) DQS-2G-SMAW-H: U = 20 (V).

- Ta thấy dải điện áp hàn của bốn quy trình đều phù hợp với cơ sở lý

thuyết với dải điện áp đã được tính toán U = [16 ÷ 28] (V).

e) Tốc độ hàn:

- Áp dụng công thức: v = dq

IU .. (cm/s) với đường kính que hàn d = 4mm

và Fd = [6 ÷ 8].d = [0.24 ÷ 0.32] (cm2) cho các quy trình.

DQS-1G-SMAW-H:

- Với dải cường độ dòng điện I = [110÷ 200] (A) và U = 22 (V)

vmin = max

minmin ..

dq

IU =

32,0.60417

6,0.110.20 = 0.068 (cm/s) = 4 (cm/min).

Vmax = min

maxmax ..

dq

IU =

24,0.60417

85,0.200.20 = 0,23 (cm/s) = 14 (cm/min).

- Với dải tốc độ hàn v = [5,5÷15,5] (cm/min) ta thấy quy trình có tốc độ

hàn tương đối phù hợp với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

DQS-2G-SMAW-H:

- Với I = [125÷200] (A) và U = [20÷ 26] (V).

vmin = 60....

max

minminmin

dq

IU =

32,0.60417

60.6,0.125.20 = 4 (cm/min).

Vmax = 60..

min

maxmax

dq

IU = 60

32,0.60417

85,0.200.26 = 19 (cm/min).

Page 71: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 71 -

- Với dải tốc độ hàn v = [3,4÷23] (cm/min) trong đó chủ yếu là v =

[3,4÷18] (cm/min) ta thấy tốc độ hàn của quy trình tương đối phù hợp với kết quả

tính từ cơ sở lý thuyết.

DQS-3G-SMAW-H:

- Với I = [110 ÷165] (A) và U = [20÷ 25] (V). Tính toán tương tự như trên

ta có: vmin = 4 (cm/min).

vmax = 15 (cm/min).

- Với dải tốc độ hàn v = [2,7÷12] (cm/min) ta thấy tốc độ hàn của quy

trình phù hợp với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

DQS-4G-SMAW-H:

- Với I = [115 ÷180] (A) và U = 20 (V). Tính toán tương tự như trên ta có:

vmin = 5 (cm/min).

vmax = 9 (cm/min).

- Với dải tốc độ hàn v = [3,5÷9] (cm/min) ta thấy tốc độ hàn của quy trình

phù hợp với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết.

Page 72: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 72 -

B/ Phân tích các quy trình bán tự động khí CO2: DQS -2G-GMAW-H; DQS-

3G-GMAW-H; DQS-3G-FCAW-H; DQS-4G-FCAW-H.

Page 73: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 73 -

Page 74: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 74 -

Page 75: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 75 -

Page 76: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 76 -

Page 77: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 77 -

Page 78: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 78 -

Page 79: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 79 -

Page 80: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 80 -

1/ Vật liệu cơ bản và vật liệu hàn:

a) Vật liệu cơ bản:

- Thép tấm dày 22 mm, cấp: AH36, phân loại: ASTMA131 thỏa mãn tiêu

chuẩn VR, ABS và AWS.D1.1.2006.

b)Vật liệu hàn:

- Quy trình DQS-3G-FCAW-H và DQS-4G-FCAW-H: nhãn hiệu CSF-

71T, cấp: AWSE71-T, phân loại: AWSA5.20 thỏa mãn chuẩn: VR, ABS và

AWS D1.1.2006.

- Quy trình DQS-2G-GMAW-H và DQS-3G-GMAW-H nhãn hiệu: MC-

50T; cấp: AWS ER70S, phân loại: AWS A5.18 thỏa mãn tiêu chuẩn: VR, ABS

và AWSD1.1.2006.

2/ Quy cách vát mép:

- Với chiều dày của vật liệu cơ bản là t = 22 mm, so sánh với tiêu chuẩn

vát mép ta thấy cả bốn quy trình đều có góc vát Ө = 450 là lớn hơn so với góc vát

tiêu chuẩn là 300 +5

. Các thông số còn lại của quy cách vát mép đều phù hợp với

tiêu chuẩn.

3/ Các thông số hàn:

a) Đường kính dây hàn:

- Cả ba quá trình đều sử dụng dây hàn có đường kính d = 1,2 mm cho tất

cả các lớp hàn. Điều này phù hợp vì đây là mối hàn nhiều lớp với thép tấm có

chiều dày lớn (t = 22 mm). Việc chọn đường kính dây hàn d = 1,2 mm sẽ cho

được tốc độ chảy lớn, dễ hàn nhiều lớp và ít bắn tóe trong môi trường khí CO2.

b) Cường độ dòng điện hàn:

- Dải cường độ dòng điện hàn hàn của các quy trình như sau:

+) DQS-2G-GMAW-H: I = [160÷170] (A).

+) DQS-3G-GMAW-H: I = [240÷280] (A).

+) DQS-3G-FCAW-H: I = [180÷200] (A).

+) DQS-4G-FCAW-H: I = [175÷200] (A).

- Ta thấy dải cường độ dòng điện hàn của các quy trình là phù hợp vì

không vượt quá giá trị tối đa là [800÷900] (A). Xuất phát từ đường kính dây hàn

Page 81: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 81 -

nhỏ d = 1,2 mm nên dải cường độ dòng điện lớn, điều này cho phép giảm góc

hàn và hàn thuận lợi ở nhiều tư thế hàn khác nhau của mối hàn nhiều lớp.

c) Điện áp hàn:

- Áp dụng công thức: U = 15 + 0.04.I cho các quy trình:

+) DQS-2G-GMAW-H: I = [160÷170] (A) U = [21÷22] (V).

+) DQS-3G-GMAW-H: I = [240÷280] (A) U = [25÷27] (V).

+) DQS-3G-FCAW-H: I = [180÷200] (A) U = [22÷23] (V).

+) DQS-4G-FCAW-H: I = [175÷200] (A) U = [22÷23] (V).

- Với dải điện áp hàn của các quy trình như sau :

+) DQS-2G-GMAW-H: U = [25÷27] (V).

+) DQS-3G-GMAW-H: U = [20÷28] (V).

+) DQS-3G-FCAW-H: U = [21÷22] (V).

+) DQS-4G-FCAW-H: U = [20÷22] (V).

- Kết quả cho thấy dải điện áp hàn của quy trình DQS-2G-GMAW-H lớn

hơn so với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết. Các quy trình còn lại có dải điện áp

hàn tương đối phù hợp với cơ sở lý thuyết.

d) Tốc độ hàn:

- Dải tốc độ hàn của bốn quy trình như sau:

+) DQS-2G-GMAW-H : v = [5,3÷42,4] (cm/min).

+) DQS-3G-GMAW-H : v = [2,6÷8,8] (cm/min).

+) DQS-3G-FCAW-H : v = [5,5÷10,6] (cm/min).

+) DQS-4G-FCAW-H : v = [5,5÷13,5] (cm/min).

- Ta thấy ngoài quy trình DQS-2G-GMAW-H, các quy trình còn lại có dải

tốc độ hàn tương đối nhỏ hơn so dải tốc độ v = [10÷60] (cm/min) của cơ sở lý

thuyết, là dải tốc độ hàn thường dùng với hàn bán tự động và tự động với kết cấu

thép thường. Điều này là hoàn toàn phù hợp vì vật liệu cơ bản là thép cường độ

cao do đó cần tốc độ hàn chậm để tăng lượng nhiệt đảm bảo độ ngấu của mối

hàn.

Page 82: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 82 -

C/ Phân tích quy trình hàn tự động dưới lớp thuốc: DQS -1G-GMAW +

SAW-H.

Page 83: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 83 -

Page 84: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 84 -

1/ Vật liệu cơ bản và vật liệu hàn.

a) Vật liệu cơ bản:

- Thép tấm dày 22mm; cấp: AH36. Thỏa mãn Tiêu chuẩn: VR, ABS và

AWS.D1.1.

b) Vật liệu hàn:

- Cấp: AWER70S/AWS F7A4-EL8. Phân loại: AWSA5.18/AWSA5.17.

Thỏa mãn tiêu chuẩn: VR, ABS và AWS.D1.1.

2/ Quy cách vát mép:

- Với chiều dày của vật liệu cơ bản t = 22 mm, so sánh với tiêu chuẩn vát

mép ta thấy với góc vát Ө = 500 ÷ 550 quy trình DQS-1G-SAW-H có góc vát lớn

hơn so với góc vát tiêu chuẩn là 300 +5

. Các thông số còn lại của quy cách vát

mép đều phù hợp với tiêu chuẩn.

3/ Các thông số hàn:

a) Dòng điện hàn và điện áp hàn:

- Với đường kính dây hàn d = 4 mm, tính toán tương tự như trường hợp ở

quy trình DQS -1G-SAW ta có:

+) Dải cường độ dòng điện hàn theo lý thuyết: I = [572 ÷ 765] (A).

+) Dải điện áp hàn theo lý thuyết: U = [33 ÷ 40] (A).

- Với dải cường độ dòng điện hàn và điện áp hàn của quy trình như sau:

I = [460÷ 560] (A), U = [28÷ 34] (A).

- So sánh ta thấy:

+) Dải cường độ dòng điện hàn của quy trình hơi nhỏ hơn so với kết quả

tính từ cơ sở lý thuyết.

+) Dải điện áp hàn của quy trình hoàn toàn phù hợp với kết quả tính từ cơ

sở lý thuyết.

b) Tốc độ hàn.

- Tính toán tương tự như trường hợp ở quy trình DQS -1G-SAW ta có:

v min = A min /I max = 16000/765 = 20 (m/h).

v max = A max /I min = 20000/572 = 35 (m/h).

Page 85: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 85 -

- Với dải tốc độ hàn của quy trình v = [15 ÷21] (m/h) ta thấy tốc độ hàn

của quy trình tương đối phù hợp với kết quả tính từ cơ sở lý thuyết vì vật liệu cơ

bản là thép cường độ cao do đó cần tốc độ chậm hơn để đảm bảo độ ngấu của

mối hàn.

Page 86: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 86 -

3.3. PHÂN TÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN – CHẾ TẠO PHÂN

ĐOẠN.

3.3.1. Công tác hàn chung.

a) Thợ hàn:

Thợ hàn tay và hàn CO2 phải đạt chứng chỉ Đăng Kiểm ít nhất hạng hai,

có thể mỗi thợ một tư thế nhưng phải đảm bảo bốn tư thế trong các tư thế hàn: tư

thế hàn bằng, tư thế hàng ngang, tư thế hàn leo, tư thế hàn trần.

Thợ hàn tự động phải có chứng chỉ operator.

b) Vật liệu hàn:

Yêu cầu phải có chứng chỉ của Đăng Kiểm ABS. Thuốc hàn và que hàn

bọc thuốc phải được sấy ở nhiệt độ 250o trước khi hàn ít nhất một giờ. Que hàn

phải được chứa trong các hộp bảo quản khi mang từ tủ sấy ra ngoài hiện trường.

Các bảng dưới đây thể hiện các loại vật liệu hàn được dùng tại nhà máy,

qua đó ta thấy mỗi loại vật liệu hàn được dùng phù hợp với vật liệu cơ bản và

thỏa mãn các tiêu chuẩn được áp dụng. Tuy nhiên, do nhà máy mới vừa thành

lập, sản xuất chưa đi vào ổn định do đó vật liệu hàn được dùng chưa được thống

nhất, phải dùng nhiều loại từ nhiều nhà sản xuất.

Hàn hồ quang tay.

Vật liệu cơ bản

Tiêu chuẩn

Phân cấp

Đường kính (Ø mm)

Nhà sản xuất

MILD STELL

S-4301 AWS-A5.1E6019 JIS-D4301

2.5; 3.2; 4.0 HYUNDAI

MILD STELL

S-6013 AWS-A5.1E6013 JIS-D4313

2.5; 3.2; 4.0 HYUNDAI

MILD STELL

NT-6013 AWS-A5.1:E6013 EN499:E380RC11

3.25; 4.0 NAM TRIEU

HIGH TENSILE

STEEL

NA-7016 AWS-A5.1E7016 DIN EN 499:E423

B12H10

3.25; 4.0 NAM TRIEU

HIGH TENSILE

STEEL

NA-7018 AWS-A5.1E7018 DIN EN 499:E422

B42H10

3.25; 4.0 NAM TRIEU

Page 87: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 87 -

Hàn bán tự động CO2.

Vật liệu cơ bản.

Tiêu chuẩn.

Phân cấp. Đường kính.

(Ø mm) Nhà sản xuất.

HIGH TENSILE

STEEL

SF-71

AWS-A5.20E71T-1 EN-T420PC

DIN-SGR1CY4232 JIS-YFW-C50DR

1.2

HYUNDAI

HIGH TENSILE

STEEL SM-70

AWS-A5.18ER70S-6 JIS-YGW12

1.2 (Solid wire)

HYUNDAI

MILD STELL

NA-70S AWS:ER70S-6 EN440G4 Si 1

1.2 NAM TRIEU

MILD STELL

KM-56 ASME SFA-5.18

AWSA5.18:ER70S-6 1.2 NOMURA

Hàn tự động dưới lớp thuốc.

Vật liệu cơ bản

Tiêu chuản

Phân cấp. Đường kính

(Ø mm) Nhà sản xuất.

HIGH TENSILE

STEEL

L-8 SF-71

AWS-EL8 AWS-F7A4

3.0; 4.0 (FLUX)

HYUNDAI

HIGH TENSILE

STEEL

M12K H400/H800

AWS-EM12K AWS-F7A2

3.0; 4.0 (FLUX)

HOBART-USA

HIGH TENSILE

STEEL NA EH14

AWS-A5.17 F7A2 EH14

3.2; 4.0 NAM TRIEU

c) Máy hàn (Welding Machines).

TT Đặc điểm kỹ thuật Loại Công suất

(KW) Số lượng

(set) 1 Dynamic 400DC-3 phase-380v-

50Hz-25KVA Manual 20 04

2 HQ401 AC-28KVA-1phase-220/380v-50Hz

Manual 22.4 05

3 Vinamag-500AC-3phase-380v-50/60Hz

Semi-auto 19.44 04

4 Vinamag-350AC-380v-17KVA Semi-auto 13.6 02

Page 88: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 88 -

5

HK 400AC-32KVA-1phase-220/380v-50/60Hz

Manual

25.6

02

6 HN 501AC-DT-1phase-220/380v-50Hz

Manual 28 03

7 HK 350AC-28KVA-1phase-220/380v-50/60Hz

Manual 22.4 02

8 HQ400A-28KVA-1phase-220/380v-50Hz

Manual 22.4 13

9 HQ500A-35KVA-1phase-220/380v-50Hz

Manual 28 10

10 HQ 450DC-27KVA-3phase-380v-50Hz

Manual 21.6 20

11 ZD5-98KVA-3phase-380v-50Hz Auto 78.4 01 12 VDM-1001DC-75KVA-3phase-

380v-50Hz Manual 60 01

13 WT 400DC-24KVA-3phase-380v-50/60Hz

Manual 19.2 01

14 SKRII-500-3phase-380v-50/60Hz-31.9KVA

Semi-auto 28.1 1

15 SKRII-500-3phase-380v-50/60Hz-31.9KVA

Semi-auto 28.1 1

16 Lincoln LT7-1000DC-3phase-220/380/440v-50/60Hz

Auto 59.44 1

17 TA-500-3phase- 415v-50Hz-31.9KVA

Semi-auto 28 05

18 Lincoln ARC-450-3phase-400v-50/60Hz-27 KVA

Semi-auto 21.6 05

19 Goldare VT-500DC Manual 16.72 20 20 OK-500II-32KVA-3phase-380v-

50/60Hz Semi-auto 26 01

21 ZX5-500DC Manual 33.6 01 22 Submerged-3phase-380v-

50/60Hz Auto 60 01

23 Miller-Deltaweld 602-3phase-380/400/440v-50Hz

Semi-auto 22 01

24 Miller-Syncrowave1250DC-1phase-200/230/460/575v-50/60Hz

TIG 17.6 01

25 Miller-Dimension 1250-3phase-380/400/440v-50Hz

Auto 41 01

26 Flux Dryer YCH-300 (fixed type) 01 27 Electrode Dryer YCH-100 (fixed type) 01

Page 89: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 89 -

b) Kế hoạch hàn (Plan of welding application Aframax-8239).

Kế hoạch hàn chỉ rõ vị trí và các phương pháp hàn sẽ được áp dụng trong

việc thi công chế tạo, lắp ráp các phân đoạn của tàu dầu 104000Tấn.

( Do nhà máy mới vừa thành lập, đang ở giai đoạn đầu của sản xuất nên chỉ mới

thành lập các quy trình hàn cho hàn giáp mối. Các quy trình hàn cho hàn góc

và đang trong giai đoạn thành lập. Việc thực hiện các mối hàn này tạm thời

dựa vào những quy trình hàn của các tàu dầu có tải trọng tương đương và được

thực hiện bởi thợ bậc cao).

1/ Phân đoạn phẳng .

Ký hiệu Phương pháp hàn Manual or CO2 Semi - auto 1G

Manual or CO2 semi - auto 2G

Manual or CO2 semi - auto 3G

Manual or CO2 semi - auto 2F

Manual or CO2 semi - auto 4F

CO2 semi- auto combinated SAW-1G

Hình 3-6: Các phương pháp hàn cho phân đoạn phẳng.

2) Mặt cắt giữa tàu.

Page 90: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 90 -

3) Các phân đoạn giữa tàu.

Ký hiệu Phương pháp hàn Manual or CO2 Semi - auto 1G

Manual or CO2 semi - auto 2G

Manual or CO2 semi - auto 3G

Manual or CO2 semi - auto 2F

Manual or CO2 semi - auto 4F

CO2 Semi- auto combinated SAW-1G

Erection joint { Plate (PL) } Assembly joint {long’l/Frame/Stiff (LL) }

Hình 3-8 : Phương pháp hàn cho các phân đoạn giữa tàu.

Page 91: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 91 -

3.3.2. Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn đáy.

a) Công tác hàn.

Chế tạo cụm chi tiết.

Các cụm chi tiết của phân đoạn đáy bao gồm các sống dọc đáy và các đà

ngang đáy được rắp ráp riêng biệt. Các nẹp gia cường được lắp và hàn trước khi

các chi tiết này được lắp lên phân đoạn.

Thi công phần tôn đáy ngoài.

Sau khi bộ phận KCS kiểm tra việc lắp ráp các cụm chi tiết: nẹp dọc đáy,

đà ngang đáy, sống chính và sống phụ L7, (khi lắp ráp đà ngang đáy, dải 450mm

để lại khi lắp ráp trên đà), tiến hành vệ sinh mối hàn và hàn phân đoạn theo quy

trình hàn. Áp dụng phương pháp hàn chống biến dạng, bố trí hàn từ giữa ra ngoài

với thứ tự hàn như sau:

Hàn mối liên kết đà ngang với sống dọc.

Hàn các mã liên kết dầm dọc đáy với đà ngang.

Hàn các mã còn lại (nếu có).

Hàn sống dọc với tôn đáy ngoài.

Hàn đà ngang với tôn đáy ngoài.

Hình 3-9: Mặt cắt ngang tại sườn 66.

Page 92: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 92 -

- Kết cấu phần tôn đáy trong chỉ gồm tôn đáy trong và dầm dọc đáy trong.

Việc lắp ráp tôn đáy trong và dầm dọc cũng giống như phần tôn đáy ngoài.

Lắp ráp phân đoạn.

Sau khi chế tạo hoàn tất hai phần trên, tiến hành đấu lắp phân đoạn. Tiến

hành hàn đính tôn đáy trong và kết cấu đáy. Sau khi bộ phận KCS kiểm tra, tiến

hành vệ sinh mối hàn và thực hiện hàn kết cấu đáy với tôn đáy trong theo quy

trình hàn với thứ tự như sau:

Hàn sống dọc đáy với tôn đáy trong.

Hàn đà ngang đáy với tôn đáy trong.

Hình 3-10: Mặt cắt tại sống dọc L8.

Hình 3-11: Mặt cắt tại sống dọc L14.

Sau khi hàn xong phân đoạn, tiến hành kiểm tra lại kích thước phân đoạn và biến

dạng sau khi hàn, kiểm tra visual mối hàn, xử lý các khuyết tật mối hàn, nắn sửa

các biến dạng, mài sạch các vết bavia.

Page 93: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 93 -

Ta thấy công tác hàn trong quy trình chế tạo phân đoạn đáy phẳng phù

hợp với những quy định-tiêu chuẩn hàn áp dụng cho hàn tàu. Việc vệ sinh làm

sạch các mối hàn, bố trí hàn từ giữa ra ngoài cũng như thứ tự hàn được áp dụng

sẽ đảm bảo chất lượng các mối hàn và công tác chống biến dạng kết cấu.

Vì tàu có kết cấu đáy đôi nên việc bố trí mối hàn liên kết đà ngang với

sống dọc đáy trước sẽ tạo thành một “mạng” trước khi hàn kết cấu này với tôn

đáy ngoài. Việc thực hiện mối hàn nối sống dọc với tôn đáy ngoài trước mối hàn

nối đà ngang với tôn đáy ngoài (cũng như việc thực hiện mối hàn nối sống dọc

với tôn đáy trong trước mối hàn nối đà ngang với tôn đáy trong) là phù hợp vì tàu

có kết cấu là hệ thống dọc (khu vực giữa tàu) do đó chiều dài mối hàn nối sống

dọc với tôn đáy ngoài sẽ lớn hơn do đó sẽ ưu tiên thực hiện mối hàn này trước.

3.3.3. Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn hông.

a) Công tác hàn.

Sau khi KCS kiểm tra và cho chuyển bước công nghệ thì tiến hành hàn phân

đoạn theo quy trình. Tiến hành vệ sinh mối hàn áp dụng phương pháp hàn chống

biến dạng, bố trí hàn từ giữa ra ngoài với thứ tự hàn như sau:

Hàn mối liên kết kết cấu với kết cấu.

Hàn đà ngang hông với tôn nghiêng mạn trong.

Hàn tôn vỏ hông với tôn vỏ hông.

Hàn kết cấu với tôn vỏ hông.

Hàn các mã liên kết nẹp dọc hông với đà ngang hông, hàn các mã còn

lại (nếu có).

Hình 3-12: Mặt cắt dọc tại sống dọc L18.

Page 94: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 94 -

Hình 3-13: Mặt cắt ngang hông tại sườn 69.

Sau khi hàn xong phân đoạn tiến hành kiểm tra kích thước và biến dạng

sau khi hàn, kiểm tra visual mối hàn, xử lý các khuyết tật mối hàn, tiến hành nắn

sửa các biến dạng, mài sạch các vết bavia.

Ta thấy công tác hàn trong quy trình chế tạo phân đoạn hông phù hợp

với những quy định-tiêu chuẩn hàn áp dụng cho hàn tàu. Việc bố trí thực hiện

mối hàn nối kết cấu với kết cấu (xà dọc và xà ngang hông) sẽ tạo thành “mạng”

trước khi hàn kết cấu này với tôn nghiêng mạn trong. Công tác hàn sẽ đảm bảo

chất lượng của các mối hàn cũng như công tác chống biến dạng kết cấu.

Page 95: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 95 -

3.3.4. Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn mạn.

a) Công tác hàn.

Chế tạo cụm chi tiết.

Các cụm chi tiết của phân đoạn mạn bao gồm các sống dọc mạn và các xà

ngang mạn được rắp ráp riêng biệt. Các nẹp gia cường được lắp và hàn trước khi

các chi tiết này được lắp lên phân đoạn.

Thi công phần tôn mạn ngoài.

Sau khi bộ phận KCS kiểm tra việc lắp ráp các cụm chi tiết: nẹp dọc mạn,

xà dọc mạn, xà ngang, tiến hành vệ sinh mối hàn và hàn phân đoạn theo quy trình

hàn. Áp dụng phương pháp hàn chống biến dạng, bố trí hàn từ giữa ra ngoài với

thứ tự hàn như sau:

Hàn mối liên kết xà ngang với sống dọc.

Hàn các mã liên kết sống dọc mạn với xà ngang.

Hàn các mã còn lại (nếu có).

Hàn xà dọc mạn với tôn mạn ngoài.

Hàn xà ngang với tôn mạn ngoài.

Page 96: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 96 -

Hình 3-14: Hàn phân đoạn mạn.

Kết cấu phần tôn mạn trong chỉ gồm tôn mạn trong và dầm dọc mạn

trong. Việc lắp ráp tôn mạn trong và dầm dọc cũng giống như phần tôn mạn

ngoài.

Lắp ráp phân đoạn mạn.

Sau khi chế tạo hoàn tất hai phần trên, tiến hành đấu lắp phân đoạn. Tiến

hành hàn đính tôn mạn trong và kết cấu mạn. Sau khi bộ phận KCS kiểm tra, tiến

hành vệ sinh mối hàn và thực hiện hàn kết cấu mạn với tôn mạn trong theo quy

trình hàn, với thứ tự như sau:

Hàn xà dọc mạn với tôn mạn trong.

Hàn xà ngang với tôn mạn trong.

Sau khi hàn xong phân đoạn tiến hành kiểm tra kích thước và biến dạng

sau khi hàn, kiểm tra visual mối hàn, xử lý các khuyết tật mối hàn, tiến hành nắn

sửa các biến dạng, mài sạch các vết bavia.

Công tác hàn trong quy trình chế tạo phân đoạn mạn mang tính chất

tương tự như ở phân đoạn đáy phẳng. Từ công tác chuẩn bị mối hàn và trình tự

thực hiện các mối hàn cho thấy sẽ đảm bảo được chất lượng các mối hàn và

chống biến dạng kết cấu, thỏa mãn những quy định, tiêu chuẩn hàn áp dụng trong

hàn tàu.

Page 97: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 97 -

3.3.5 Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn boong.

a) Công tác hàn.

Sau khi KCS kiểm tra và cho chuyển bước công nghệ, tiến hành hàn phân

đoạn theo quy trình. Tiến hành vệ sinh mối hàn và hàn phân đoạn theo quy trình

hàn. Áp dụng phương pháp hàn chống biến dạng, bố trí hàn từ giữa ra ngoài với

thứ tự hàn như sau:

Hàn mối liên kết cấu với kết cấu.

Hàn xà ngang boong với tôn boong chính.

Hàn các mã liên kết giữa xà dọc boong với xà ngang boong, hàn các mã

còn lại (nếu có).

Hình 3-15 : Mặt cắt ngang boong tại sườn 67.

Hình 3-16 : Mặt cắt dọc tại sống dọc L14.

Page 98: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 98 -

Hình 3-17: Mặt cắt dọc tại sống dọc L10.

Sau khi hàn xong phân đoạn, tiến hành kiểm tra lại kích thước phân đoạn

và biến dạng sau khi hàn, kiểm tra visual mối hàn, xử lý các khuyết tật mối hàn.

Tiến hành nắn sửa các biến dạng, mài sạch các vết bavia.

Ta thấy công tác hàn trong quy trình chế tạo phân đoạn boong phù hợp

với những quy định, tiêu chuẩn hàn áp dụng cho hàn tàu. Từ thứ tự hàn cho thấy

việc thực hiện mối hàn nối kết cấu với kết cấu (xà dọc boong và xà ngang boong)

trước sẽ tạo thành một “ mạng” trước khi hàn kết cấu này với tôn boong. Công

tác chuẩn bị mối hàn cũng như trình tự thực hiện mối hàn nối xà ngang boong, xà

dọc boong với kết cấu tôn boong sẽ đảm bảo được chất lượng của các mối hàn

cũng như công tác chống biến dạng kết cấu.

Page 99: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 99 -

3.4. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ HÀN TỔNG ĐOẠN.

3.4.1. Sơ lược quy trình lắp ráp tổng đoạn.

Lắp ráp vỏ tàu trong ụ khô được khởi công từ khu vực buồng máy và đuôi

tàu, được tiến hành theo phương pháp lắp nối liên tục theo chiều dài, chiều rộng,

chồng lên cao để khép kín từng khu vực. Trình tự lắp ráp tổng đoạn giữa tàu như

sau:

Hình 3-18: Lắp ráp các phân đoạn.

Bước 1: Đấu các section đáy.

Đối với đáy: Từ section đáy giữa chuẩn (11-0321S) ra section đáy phía

trái (11-0341L), và đáy phía phải tàu (11-0342P), section kế tiếp cũng tương tự

và cứ thế cứ phát triển theo hai hướng dọc chiều dài tàu.

Bước 2: Đấu các section đáy hông.

Đối với đáy hông cũng thực hiện tương tự từ section đáy 11-0361L, 11-

0362P, section hông kế tiếp cũng tương tự và cứ thế phát triển theo hai hướng

dọc chiều dài tàu.

Page 100: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 100 -

Bước 3: Đấu các section mạn.

Các section mạn được đấu từ section 13-0321L, 13-0321P, các section

mạn kế tiếp cũng tương tự và cứ thế phát triển theo hai hướng dọc chiều dài tàu.

Bước 4: Đấu các section vách.

Trong một Block thì thứ tự ưu tiên vách dọc (12-0321) sẽ đấu trước, tiếp

theo đến vách ngang (12-0333SL 12-0334SP 12-0331L 12-0332P, tức là

vách ngang giữa đấu trước, vách ngang ngoài mạn đấu sau), tương tự đấu các

vách của các Block liên tiếp về hai phía theo chiều dài tàu.

Bước 5: Đấu các section boong.

Section boong giữa (14-0321S) được đấu trước, sau tới section booong

ngoài mạn (14-0341L, 14-0342P).

Bước 6: Đấu các section thượng tầng tương tự như trên.

3.4.2. Công tác hàn trong rắp ráp tổng đoạn.

a) Hàn các phân đoạn đáy phẳng.

Sau khi kiểm tra quy cách vát mép, khe hở hàn, làm sạch mối vát mép,

tiến hành hàn theo “Thông tri kỹ thuật số 152DQS/KTCN”như sau:

1/. Tôn đáy trong: Vát mép và lắp ghép, hàn theo quy trình hàn tự động

(hàn lót 02 lớp bằng phương pháp hàn CO2, sau đó chạy tự động mặt sau dán sứ)

2/. Tôn đáy ngoài: Vát mép và lắp ghép, hàn theo quy trình hàn CO2, mặt

sau dán sứ.

Áp dụng cho những phân đoạn thông thoáng và điều kiện thông gió tốt,

đảm bảo an toàn cho người thợ.

b) Hàn nối các phân đoạn.

Phương pháp hàn được dùng chủ yếu để lắp ráp các phân đoạn là hàn bán

tự động CO2 với các tư thế hàn 1G, 2G. 3G, 2F, 4F. Một số mối lắp nối tôn đáy

kết hợp với quy trình hàn tự động có dán sứ. Vị trí và các phương pháp hàn được

thể hiện như hình 3-18.

Page 101: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 101 -

Hình 3-19: Hàn nối các phân đoạn.

Qua quy trình lắp ráp và công tác hàn nối các phân đoạn cho thấy đảm

bảo được phương pháp hàn tổng đoạn. Việc lắp ghép và hàn được tiến hành từ

dưới lên trên với trình tự hợp lý, đảm bảo được công tác giảm biến dạng trong

quá trình lắp ghép và hàn tổng đoạn cũng như đảm bảo được công tác an toàn

trong sản xuất.

Page 102: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 102 -

CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ

4.1. Thảo luận kết quả.

Sau hơn ba tháng thực hiện đề tài với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo

Bùi Văn Nghiệp, sự giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi của cán bộ công nhân viên

Công Ty Công Nghiệp Tàu Thủy Dung Quất và các bạn, đến nay tôi đã hoàn

thành đề tài với một số kết luận như sau:

+) Nội dung đề tài: Thời điểm thực hiện đề tài là thời điểm mà Công Ty

Công Nghiệp Tàu Thủy Dung Quất chưa đi vào ổn định sản xuất, chỉ đang thi

công chế tạo các Block thuộc tổng đoạn giữa tàu. Với điều kiện sản xuất của nhà

máy và thời gian thực hiện đề tài có hạn, do đó đề tài: “Phân tích quy trình công

nghệ hàn tàu dầu 104000Tấn” chỉ dừng lại ở việc phân tích quy trình hàn của

tổng đoạn giữa tàu với các quy trình hàn giáp mối của nhà máy đã được Đăng

Kiểm chứng nhận.

+) Quy trình hàn: Qua quá trình phân tích cho thấy các thông số cơ bản

của các quy trình hàn như: số lớp hàn, cường độ dòng điện, điện áp hàn, tốc độ

hàn…v.v. là tương đối phù hợp với kết quả tính toán từ cơ sở lý thuyết. Các công

tác hàn như: vật liệu cơ bản, vật liệu hàn và các yêu cầu kỹ thuật khác là phù hợp

với những quy định - tiêu chuẩn hàn áp dụng cho hàn tàu và thỏa mãn Đăng

Kiểm VR, ABS.

Một số quy trình hàn bán tự động CO2 và hàn dưới lớp thuốc có góc vát

hơi lớn hơn so với góc vát tiêu chuẩn, các thông số còn lại của quy cách vát mép

đều thỏa mãn tiêu chuẩn vát mép. Quy cách vát mép của các quy trình hàn còn

lại đều phù hợp với tiêu chuẩn vát mép. Tuy nhiên, do đặc điểm của nhà máy

chưa đi vào ổn định sản xuất nên một số công tác hàn còn nhiều hạn chế như: vật

liệu hàn và máy hàn được sử dụng chưa có sự đồng nhất cao.

+) Quy trình công nghệ hàn - chế tạo phân đoạn, tổng đoạn: Qua quá trình

phân tích cho thấy quy trình công nghệ hàn - chế tạo, lắp ghép các phân đoạn

phù hợp với những quy định - tiêu chuẩn hàn áp dụng cho hàn tàu. Các công tác

hàn như: chuẩn bị mối hàn, bố trí hàn cũng như trình tự lắp ráp và thực hiện các

Page 103: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 103 -

mối hàn đảm bảo được chất lượng các mối hàn và công tác chống biến dạng kết

cấu cũng như đảm bảo được công tác an toàn trong sản xuất.

+) Quy trình hàn góc: Do nhà máy chưa đi vào ổn định sản xuất nên các

quy trình hàn góc chưa được lập đầy đủ. Viêc thực hiện các mối hàn này tạm thời

phải dựa vào những quy trình hàn của các tàu dầu có tải trọng tương đương và

được thực hiện bởi những thợ bậc cao.

4.1. Đề xuất ý kiến.

Tàu dầu 104000 Tấn là tàu dầu có tải trọng lớn được đóng với yêu cầu cao

của Đăng Kiểm VR và ABS. Với nội dung đề tài:” Phân tích quy trình công

nghệ hàn tàu dầu 104000 Tấn” sẽ bao gồm nhiều vấn đề rộng là phân tích quy

trình hàn của tàu cùng với công nghệ hàn trong đóng tàu. Với thời gian chỉ hơn

ba tháng để thực hiện thì tôi thấy đề tài có nội dung rất rộng. Do đó, tôi có ý kiến

nên thu hẹp lại nội dung của đề tài cũng như tăng thời gian thực hiện đề tài để

vấn đề được phân tích sâu hơn.

Hàn đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp đóng tàu với những

kiến thức sâu và rộng. Tuy nhiên, những kiến thức về hàn được trang bị trên ghế

nhà trường là chưa đủ. Tôi nghĩ, chương trình đào tạo của bộ môn nên tăng

cường cho lĩnh vực hàn với những môn học cụ thể để sinh viên có thể trang bị

những kiến thức chuyên sâu hơn về hàn.

Để sinh viên có thể tiếp cận ngay với công tác hàn sau khi ra trường, tôi

nghĩ trong chương trình thực tập cơ sở và thực tập mô hình nên tạo điều kiện để

sinh viên có thể tiếp cận, thực hành với những công nghệ hàn mới được áp dụng

tại các nhà máy đóng tàu để trang bị sinh viên những kiến thức đầy đủ và cụ thể

hơn về công tác hàn tại các nhà máy đóng tàu.

Page 104: Do an Tot Nghiep_Quy trình công nghệ hàn tàu dầu 104000 tấn

- 104 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

1. Vật liệu và công nghệ hàn - Ngô Lê Thông - NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật.

2. Cẩm Nang Hàn - Hoàng Tùng, Nguyễn Thúc Hà, Ngô Lê Thông, Chu Văn

Khang - NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật.

3. Kỹ Thuật Hàn – Trương Công Đạt – NXB Thanh Niên.

4. Công Nghệ Hàn Điện Nóng Chảy (Tập 1) – Ngô Lê Thông - NXB Khoa Học

Và Kỹ Thuật.

5. Hỏi Đáp Về Hàn Điện – Trần Hứu Tưởng, Nguyễn Như Tự - NXB Khoa Học

Và Kỹ Thuật.