Tấm thép đóng tàu

Tấm thép dùng cho đóng tàu là gì?

Tấm thép dùng trong đóng tàu là tấm thép kết cấu chuyên dụng dùng để đóng tàu, giàn khoan ngoài khơi và các công trình biển khác. Các tấm thép này được thiết kế để chịu được ứng suất cơ học cao và môi trường biển khắc nghiệt, bao gồm ăn mòn nước mặn và nhiệt độ khắc nghiệt. Các đặc điểm và ứng dụng chính của tấm thép dùng trong đóng tàu bao gồm:

Cường độ cao: Tấm thép đóng tàu có đặc điểm là độ bền kéo và độ bền chảy cao, rất cần thiết để chịu được tải trọng kết cấu gặp phải trên biển và trong điều kiện biển động mạnh.

Chống ăn mòn: Các tấm thép dùng trong đóng tàu thường được chế tạo bằng vật liệu hợp kim hoặc phủ để tăng khả năng chống ăn mòn và bảo vệ khỏi môi trường biển, bao gồm nước biển, độ ẩm và điều kiện khí quyển.

Khả năng hàn: Khả năng hàn tuyệt vời là yếu tố quan trọng đối với các tấm thép đóng tàu để tạo điều kiện cho quá trình hàn hiệu quả và đáng tin cậy trong quá trình lắp ráp và sửa chữa tàu. Các mối hàn chắc chắn là yếu tố cần thiết để duy trì tính toàn vẹn về mặt kết cấu của tàu dưới tải trọng động và dao động.

Khả năng tạo hình: Các tấm thép đóng tàu phải có khả năng định hình thành nhiều thành phần thân tàu và kết cấu khác nhau, chẳng hạn như tấm, khung và vách ngăn, trong quá trình đóng tàu.

Độ bền ở nhiệt độ thấp: Các tấm thép được sử dụng trong đóng tàu phải duy trì được tính chất cơ học và độ bền ở nhiệt độ thấp để đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong điều kiện khí hậu lạnh và trong quá trình di chuyển ở Bắc Cực.

Sự phù hợp với Tiêu chuẩn: Tấm thép đóng tàu phải tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế và quy định của các tổ chức phân loại, chẳng hạn như các tiêu chuẩn do Hiệp hội các tổ chức phân loại quốc tế (IACS) và các tổ chức như Cục Hàng hải Hoa Kỳ (ABS), Lloyd's Register of Shipping (LR) và DNV GL đặt ra.

Các ứng dụng: Tấm thép dùng trong đóng tàu được sử dụng trong nhiều bộ phận của tàu, bao gồm thân tàu, sàn tàu, kết cấu thượng tầng và các thành phần cấu trúc quan trọng khác. Chúng góp phần tạo nên sức mạnh, sự ổn định và an toàn tổng thể của tàu.

Có bao nhiêu loại thép tấm đóng tàu?

Các tấm thép đóng tàu được phân thành nhiều loại dựa trên đặc điểm cụ thể và ứng dụng dự định của chúng trong đóng tàu. Các loại thép tấm đóng tàu có thể khác nhau tùy thuộc vào các yếu tố như thành phần vật liệu, tính chất cơ học và tiêu chuẩn phân loại của xã hội. Dưới đây là các loại thép tấm đóng tàu chính:

Tấm thép đóng tàu có độ bền chung: Các tấm này thường được phân loại thành Cấp A, B, D và E theo độ bền kéo của chúng. Chúng được sử dụng để xây dựng chung thân tàu và các thành phần kết cấu khác khi cần độ bền vừa phải và khả năng hàn tốt.

Tấm thép đóng tàu cường độ cao: Các tấm thép đóng tàu cường độ cao được thiết kế để cung cấp độ bền kéo và độ bền kéo cao hơn so với các tấm thép cường độ chung. Các loại như AH32, DH32, EH32, AH36, DH36 và EH36 thuộc loại này. Chúng được sử dụng để chế tạo các giàn khoan ngoài khơi và tàu thuyền hoạt động trong môi trường biển khắc nghiệt.

Tấm thép đóng tàu có độ bền cực cao: Những tấm thép này được thiết kế để cung cấp độ bền và độ dẻo dai đặc biệt, phù hợp với các điều kiện khắc nghiệt gặp phải trong các hoạt động ở Bắc Cực hoặc vùng biển sâu. Các loại thép như AH40, DH40 và EH40 là ví dụ về các tấm thép đóng tàu có độ bền cực cao.

Tấm thép đóng tàu chống ăn mòn: Một số ứng dụng đóng tàu yêu cầu tấm thép có khả năng chống ăn mòn cao để chịu được tiếp xúc với nước biển và môi trường biển. Các thành phần hoặc lớp phủ hợp kim đặc biệt được sử dụng để đạt được khả năng chống ăn mòn tốt hơn.

Tấm thép kết cấu ngoài khơi và biển: Các tấm này được sử dụng trong việc xây dựng các giàn khoan dầu ngoài khơi, tàu chứa và dỡ hàng nổi (FPSO) và các cấu trúc hàng hải khác. Để đáp ứng các tiêu chuẩn của ngành công nghiệp ngoài khơi, chúng có thể có các yêu cầu cụ thể về độ bền, độ dẻo dai và khả năng hàn.

Biển số được phân loại và chứng nhận: Các tấm thép đóng tàu phải tuân thủ các quy tắc của hiệp hội phân loại và các tiêu chuẩn quốc tế, chẳng hạn như các quy tắc do ABS, DNV GL, LR, BV và các hiệp hội khác đặt ra. Các hiệp hội này chứng nhận các tấm thép dựa trên các đặc tính vật liệu, quy trình sản xuất và việc tuân thủ các tiêu chuẩn về an toàn và chất lượng.

Các tiêu chuẩn cho tấm đóng tàu là gì?

Các tấm đóng tàu phải tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt do các tổ chức phân cấp và tổ chức quốc tế đặt ra để đảm bảo an toàn, độ tin cậy và hiệu suất trong môi trường biển. Các tiêu chuẩn và phân loại chính áp dụng cho tấm đóng tàu bao gồm:

Hiệp hội phân loại quốc tế (IACS):

IACS là một tổ chức bao gồm 12 tổ chức đăng kiểm hàng đầu thế giới, bao gồm ABS, DNV GL, LR, BV và các tổ chức khác. Họ thiết lập các quy tắc và tiêu chuẩn cho việc thiết kế, xây dựng và bảo trì tàu và công trình biển.

Cục Vận tải Biển Hoa Kỳ (ABS):

ABS là một trong những tổ chức phân cấp hàng đầu trên toàn cầu, cung cấp các tiêu chuẩn và chứng nhận cho vật liệu và kết cấu đóng tàu. Các quy tắc của họ bao gồm các yêu cầu đối với các tấm thép được sử dụng trong thân tàu, kết cấu thượng tầng và các bộ phận quan trọng.

Det Norske Veritas Germanischer Lloyd (DNV GL):

DNV GL cung cấp các dịch vụ phân loại, chứng nhận và tư vấn cho ngành hàng hải. Các tiêu chuẩn của họ đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của vật liệu đóng tàu, bao gồm cả thép tấm, theo quy định quốc tế.

Sổ đăng ký tàu biển Lloyd (LR):

LR là một tổ chức phân loại cung cấp các tiêu chuẩn và quy tắc cho việc thiết kế, xây dựng và bảo trì tàu và các công trình ngoài khơi. Các tiêu chuẩn của họ bao gồm chất lượng, hiệu suất và chứng nhận của các tấm thép đóng tàu.

Văn phòng Veritas (BV):

BV là một tổ chức phân loại cung cấp dịch vụ phân loại, chứng nhận và tư vấn kỹ thuật trong lĩnh vực hàng hải và ngoài khơi. Các tiêu chuẩn của họ đảm bảo tuân thủ các yêu cầu về an toàn, môi trường và chất lượng của vật liệu đóng tàu.

ASTM quốc tế:

Tiêu chuẩn ASTM cung cấp thông số kỹ thuật cho các tấm thép được sử dụng trong các ứng dụng đóng tàu và hàng hải. ASTM A131/A131M bao gồm các tấm thép kết cấu cho tàu thủy, trong khi ASTM A514/A514M và ASTM A572/A572M cung cấp các tiêu chuẩn cho thép kết cấu cường độ cao và hợp kim thấp được sử dụng trong các công trình biển.

Tiêu chuẩn Châu Âu (EN):

Các tiêu chuẩn EN, chẳng hạn như EN 10025 và EN 10225, lần lượt cung cấp các thông số kỹ thuật cho thép kết cấu và thép kết cấu có thể hàn cho các công trình ngoài khơi. Các tiêu chuẩn này đảm bảo tuân thủ các quy định của Liên minh Châu Âu và các yêu cầu hàng hải quốc tế.

Tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS):

Các tiêu chuẩn JIS, bao gồm JIS G3106 và JIS G3136, cung cấp các thông số kỹ thuật cho các tấm thép carbon và thép hợp kim thấp được sử dụng trong đóng tàu và kết cấu hàng hải. Những tiêu chuẩn này được quốc tế công nhận và sử dụng bởi các công ty đóng tàu trên toàn thế giới.

Các yêu cầu kỹ thuật đối với tấm đóng tàu có quan trọng không?

Có, các yêu cầu kỹ thuật đối với tấm đóng tàu là cực kỳ quan trọng do các điều kiện vận hành nghiêm ngặt và các cân nhắc về an toàn trong môi trường biển. Một số lý do chính nêu bật tính chất quan trọng của các yêu cầu này:

An toàn và tính toàn vẹn của cấu trúc: Tàu và các công trình biển phải chịu tải trọng động, bao gồm tác động của sóng, rung động và các điều kiện môi trường khác nhau. Các tấm đóng tàu phải có các đặc tính cơ học cụ thể, chẳng hạn như độ bền, độ dẻo dai và độ dẻo dai cao, để đảm bảo tính toàn vẹn về mặt cấu trúc của tàu và chịu được các ứng suất vận hành này.

Độ tin cậy và hiệu suất: Tấm đóng tàu phải đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về khả năng hàn, khả năng định hình và khả năng chống ăn mòn để đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy trong suốt vòng đời hoạt động của tàu. Việc lựa chọn và tuân thủ đúng các tiêu chuẩn kỹ thuật giúp ngăn ngừa hỏng hóc về cấu trúc, rò rỉ và các mối nguy hiểm khác khi vận hành.

Tuân thủ Quy định: Tàu và công trình hàng hải phải tuân thủ các quy tắc của tổ chức phân loại, các quy định quốc tế (như SOLAS) và luật hàng hải quốc gia yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật cụ thể đối với vật liệu xây dựng. Việc tuân thủ đảm bảo rằng tàu đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn, môi trường và vận hành do các cơ quan quản lý đặt ra.

Hiệu quả hoạt động: Các yêu cầu kỹ thuật đối với tấm đóng tàu góp phần vào hiệu quả hoạt động của tàu bằng cách tối ưu hóa trọng lượng, độ ổn định và mức tiêu thụ nhiên liệu. Các tấm có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng và khả năng chống ăn mòn thích hợp giúp giảm thiểu yêu cầu bảo trì và thời gian ngừng hoạt động.

Những cân nhắc về môi trường: Các tấm đóng tàu thường phải tuân thủ các tiêu chuẩn về môi trường, bao gồm các yêu cầu về vật liệu giúp giảm thiểu tác động đến môi trường trong quá trình xây dựng, vận hành và cuối cùng là ngừng hoạt động của tàu.

Chứng nhận và phân loại: Các hiệp hội phân loại chứng nhận các tấm đóng tàu dựa trên việc tuân thủ các yêu cầu và tiêu chuẩn kỹ thuật. Chứng nhận đảm bảo rằng các tấm đáp ứng các tiêu chí đảm bảo chất lượng, trải qua quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt và phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng đóng tàu.

Có cần phải thử nghiệm tác động không và nhiệt độ thử nghiệm đối với tấm đóng tàu là bao nhiêu?

Có, thử nghiệm va đập thường được yêu cầu đối với các tấm đóng tàu để đánh giá độ bền và khả năng chịu tải va đập đột ngột của chúng, điều này rất quan trọng để đảm bảo sự an toàn và nguyên vẹn của tàu và các công trình biển. Nhiệt độ thử nghiệm đối với các thử nghiệm va đập trên các tấm đóng tàu khác nhau tùy thuộc vào loại vật liệu cụ thể và các tiêu chuẩn áp dụng.

Nói chung, nhiệt độ thử va đập được quy định để mô phỏng các điều kiện mà tàu hoặc kết cấu hàng hải có thể gặp phải trong quá trình hoạt động. Nhiệt độ thử nghiệm va đập thường được sử dụng cho các tấm đóng tàu bao gồm:

Nhiệt độ phòng (RT): Các thử nghiệm va đập được tiến hành ở nhiệt độ phòng (thường là khoảng 20°C hoặc 68°F) để đánh giá độ bền cơ bản của vật liệu trong điều kiện hoạt động bình thường.

Nhiệt độ thấp (LT): Các thử nghiệm va đập ở nhiệt độ thấp đánh giá độ bền và độ dẻo của vật liệu trong điều kiện khí hậu lạnh, chẳng hạn như -20°C (-4°F) hoặc thấp hơn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các tàu hoạt động ở vùng Bắc Cực hoặc vùng biển lạnh.

Nhiệt độ dưới 0 (ST): Một số loại tàu đóng, đặc biệt là những loại được thiết kế cho môi trường cực lạnh, có thể yêu cầu thử nghiệm va đập ở nhiệt độ thậm chí còn thấp hơn, chẳng hạn như -40°C (-40°F) hoặc -60°C (-76°F).

Nhiệt độ thử nghiệm cụ thể và các yêu cầu đối với thử nghiệm va đập thường được xác định bởi các tổ chức phân loại (ví dụ: ABS, DNV GL, LR), các tiêu chuẩn quốc tế (ví dụ: ASTM, EN) hoặc các thông số kỹ thuật cụ thể của dự án. Trong các điều kiện hoạt động khác nhau, các tiêu chuẩn này đảm bảo rằng các tấm đóng tàu thể hiện đủ độ bền và khả năng chống gãy giòn.

Thử nghiệm va đập được tiến hành bằng các phương pháp chuẩn hóa, chẳng hạn như thử nghiệm Charpy V-notch (CVN) hoặc Izod, trong đó con lắc dao động đập vào mẫu vật có khía và năng lượng hấp thụ bởi mẫu vật trong quá trình gãy được đo. Kết quả của các thử nghiệm va đập giúp đánh giá hành vi của vật liệu trong điều kiện tải đột ngột và đảm bảo vật liệu đáp ứng các tiêu chuẩn về độ bền và an toàn cần thiết cho các ứng dụng đóng tàu.