Điều khiển tàu biển - Chương 3: Sơ đồ xếp hàng tàu hàng khô

pdf

98 trang vanle 2660

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Điều khiển tàu biển - Chương 3: Sơ đồ xếp hàng tàu hàng khô", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

dieu_khien_tau_bien_chuong_3_so_do_xep_hang_tau_hang_kho.pdf

Nội dung text: Điều khiển tàu biển - Chương 3: Sơ đồ xếp hàng tàu hàng khô

www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Phân ng v t không c th i xu ng vùng n c c a c ng. 2.6.2.2. V n chuy n s n ph m ng v t a. V n chuy n da Da th ng c v n chuy n d i hai d ng là khô và p mu i. Da khô th ng c bó thành ki n ho c trong s t, bao. Trong quá trình v n chuy n ph i luôn gi h m hàng khô ráo. Khi nh n hàng ph i xem da có b t, n m m c không. Da p mu i th ng c ch d i d ng không bao bì, c ng có th c óng vào thùng các tông. Khi ch lo i hàng này ph i có v t li u ng n gi a hàng và sàn tàu. Khi x p hàng, da ph i c x p hai m t giáp vào nhau và r c mu i u kh p b m t c a chúng. Trong quá trình v n chuy n, gi cho da không b dính n c m a, n c bi n, th ng xuyên thông thoáng h m hàng. Ph i có v t li u th m hút n c do mu i t o ra. Da mu i t a mùi m nh nên không c x p l n các lo i hàng khô và các hàng h p th mùi khác. Sau khi tr hàng ph i v sinh h m hàng ngay b ng n c ng t tránh g h m hàng. b. V n chuy n lông súc v t Lông súc v t th ng c v n chuy n d i d ng ã c t y r a s ch ho c ch a c ty r a. Lông c bó thành t ng ki n, x p nh hàng bao ki n. Khi nh n lông ph i ki m tra m và ch t l ng, tránh làm rách bao, ki n, luôn gi h m hàng khô ráo. c. V n chuy n x ươ ng Xơ ng th ng c v n chuy n d i d ng ã c làm s ch h t ph n th t, c ph ơi khô, kh mùi và c bó thành t ng bó ho c ng trong s t. Khi x p d , tránh qu ng qu t m nh làm v x ơ ng. Khi v n chuy n, luôn gi cho h m hàng khô ráo, tránh x ơ ng b m c ho c thay i màu s c. CH Ơ NG 3: S Ơ X P HÀNG TÀU HÀNG KHÔ Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 40
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 3.1. Các thông s c a tàu 3.1.1. Các kích th c c ơ b n - Chi u dài toàn b (Length Over All-LOA): Là chi u dài l n nh t tính theo chi u d c tàu. Kích th c này r t quan tr ng i v i vi c b trí c u b n c ng nh trong quá trình iu ng tàu. - Chi u dài tính toán (Length Between Perpendicular- LBP): Là kho ng cách trên ng n c mùa hè t mép tr c c a s ng m i tàu t i mép sau c a tr bánh lái ho c ti tâm c a tr c bánh lái n u không có tr bánh lái. Các ng th ng ng i qua giao im c a ng n c mùa hè v i các im nói trên ti m i và lái c g i là các ng vuông góc m i (Forward Perpendicular-FP) và ng vuông góc lái (After Perpendicular-AP). Kích th c này ph c v cho vi c tính toán và hi u ch nh m n n c, xác nh hi u s mn n c và làm giám nh m n n c tính toán hàng hóa. Ngoài ra LBP còn dùng trong phép tính, hi u ch nh s o ho c tính toán kho ng tr ng th c trong két ch a ch t lng. - Chi u cao l n nh t (Maximum Height): Là kho ng cách th ng ng o t mép d i ca s ng áy t i nh cao nh t c a tàu. Kích th c này c n c quan tâm trong khai thác tàu, c bi t là khi tàu ch y trong khu v c có ng cáp in ho c c u b c ngang qua lu ng. Hình 3.1: Chi u dài và chi u cao tàu. - Chi u r ng l n nh t (Maximum Breadth): Là kho ng cách l n nh t tính theo chi u ngang tàu. - Chi u r ng nh hình (Breadth Moulded- Bmld): Là kho ng cách o t mép ngoài ca s n tàu m n này n mép ngoài c a s n tàu m n bên kia t i m t ph ng s n gi a. - Chi u sâu nh hình (Depth Moulded-Dmld): Là kho ng cách th ng ng gi a tàu o t nh s ng chính n mép d i c a boong chính. - Chi u cao m n (Height-H): Là chi u cao tính t mép d i ky tàu n mép trên c a vch d u ng boong chính. Chi u dày tôn v Chi u r ng nh hình Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 41 ình nhh
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.2: Chi u r ng thân tàu. - M n khô mùa hè (Summer Free Board): Là kho ng cách th ng ng gia tàu tính t mép trên ng boong n xu ng mép trên c a ng d u chuyên ch mùa hè. - M n khô c a tàu (Free board): Là kho ng cách th ng ng gi a tàu tính t mép trên ng boong n ng n c c a tàu. Hình 3.3: D u chuyên ch . - cong d c (Sheer): Là chênh c a ng boong t gi a tàu v i các im t n cùng phía m i và lái c a tàu. - cong ngang (Camber): Là chênh c a boong t m n so v i tr c d c tàu. - M n n c (Draft- d): Là kho ng cách th ng ng t ng n c t i ky tàu. Trong th c t , tàu có th t th b t k (nghiêng, chúi) nên kho ng cách này s khác nhau t i các v trí khác nhau theo chi u dài tàu. Thông th ng m n n c c a tàu c l y ba v trí: m i, lái và gi a tàu. + M n n c m i (d F): Là kho ng cách th ng ng tính t giao im c a ng vuông góc m i v i m t ph ng ng n c n ky tàu kéo dài. + M n n c lái (d A): Là kho ng cách th ng ng tính t giao im c a ng vuông góc lái v i m t ph ng ng n c n ky tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 42
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng + M n n c gi a (d Ө): Là kho ng cách th ng ng tính t m t ph ng ng n c n ky tàu t i m t ph ng s n gi a tàu. Hình 3.4: M n n ưc và th ưc o m n n ưc. - Hi u s m n n c (t): Là giá tr hi u s c a m n n c m i và m n n c lái c a tàu t = (d F - d A) Hình 3.5: Th ưc o m n n ưc g n trên thân tàu. Trong th c t , m n n c c a tàu c g n c hai m n tàu phía m i, lái và gi a tàu. Các th c m n n c này ít khi trùng v i các ng vuông góc m i, lái và m t ph ng s n gi a do hình dáng c a v tàu. Các giá tr m n n c c c trên các th c mn n c này g i là m n n c bi u ki n. có c m n n c th c c a tàu khi có hi u s m n n c, ta c n ph i hi u ch nh vào m n n c bi u ki n m t l ng hi u ch nh nh t nh, ký hi u là dF, dA, dӨ. Th c m n n c c bi u th b ng ch s La mã ho c ch s A r p có s o theo h Mét ho c Foot. Th c o n c theo h Mét có các ch s cao 10cm, kho ng cách gi a hai ch s là 10cm. Th c m n n c theo h Foot có các ch s cao 6 inchs, kho ng cách gi a hai ch s là 6 inches. Khi c m n n c ta l y ng n c và chân con s làm chu n. * Lý do ph i hi u ch nh s c m n n ưc: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 43
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng + Do tàu nghiêng, chúi d n n s c m n n c t i hai m n tàu không b ng nhau. d' FP + d' FS Ly ví d i v i m n n c m i: d' F = 2 Trong ó: d' FP : Là m n n c mi bi u ki n mn trái. d' FS : Là m n n c mi bi u ki n m n ph i. + Do th c m n n c c a tàu không trùng v i các ng vuông góc ho c m t phng s n gi a và tàu b chúi (có hi u s m n n c). T hình 3.4 ta th y: dF = d' F ± dF dF = l F x tg d F = d' F ± l F x tg Trong ó là góc chúi c a tàu. d' F − d' A d' F − d' A tg ϕ = = ld LBP − (lF + lA) Hi u s m n n c bi u ki n: t' = d' F - d' A T các công th c trên, ta có m n n c th c t i các ng vuông góc và m t ph ng sn gi a là: lF × t' dF = d' F ± (3.1) LBP − (lF + lA) lA × t' dA = d' A ± (3.2) LBP − (lF + lA) l ⊗ ×t' d ⊗ = d'⊗ ± (3.3) LBP − (lF + lA) * l F , l A,, l ⊗ : là kho ng cách t các th ưc m n n ưc m i, lái t i các ưng vuông góc tr ưc, sau và m t ph ng s ưn gi a. Các giá tr này cho trong h s ơ tàu, ph n "Hi u ch nh s c m n n ưc". Chú ý : Vi c l y d u (+) ho c (-) trong các công th c trên tu thu c vào v trí c a các th ưc m n n ưc so v i các ưng vuông góc và tu thu c vào chi u chúi c a tàu. Trong các h s ơ tàu, ng i ta th ng thi t k s n "Bng hi u ch nh s c m n n c" (Draft Correction Table) ti n s d ng cho vi c tra các s hi u ch nh m n n c . i s vào b ng là m n n c bi u ki n và hi u s m n n c bi u ki n. Ví d : B ng hi u ch nh s c m n n ưc tàu GEMINI FOREST Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 44
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng APPARENT FORE DRAFT MIDSHIP DRAFT AFT DRAFT CORRECTION CORRECTION TRIM CORRECTION (m) (m) (m) (m) Lf = 0.600 Lm = 0.600 La = 5.500 0.2 ∼ 8.2 6.8 ∼ 8.4 3.0 ∼ 9.0 -2.000 0.010 0.010 -0.094 -1.800 0.009 0.009 -0.085 -1.600 0.008 0.008 -0.075 0.000 0.000 0.000 0.000 0.200 -0.001 -0.001 0.009 0.400 -0.002 -0.002 0.019 0.600 -0.003 -0.003 0.028 APPARENT TRIM x (Lf , Lm, La) DRAFT CORRECTION d = 116.800m Bng 3.1: B ng hi u ch nh s c m n n ưc Mn n c trung bình (Mean Draft - d M): Là giá tr trung bình c a các m n n c c a tàu có tính n n võng c a tàu. Có th di n gi i cách tính m n n c trung bình nh sau: (dF + dA) dMean = 2 (3.4) + = (dMean d ⊗) d Mean Of Mean (3.5) 2 (dMean Of Mean + d ⊗) d Quarter Mean = (3.6) 2 Giá tr m n n c trong công th c (3.6) t ơ ng ơ ng v i giá tr tính theo công th c: dF + 6d ⊗ + dA (3.7) dM = 8 - M n n c t ơ ng ơ ng d eqv (Corresponding Draft ho c Equivalent Draft): Trong bng th y t nh, các giá tr l ng giãn n c (Disp.), m n n c, hoành tâm F c a mt ph ng ng n c (LCF) c ng nh các thông s khác c cho trong tr ng h p tàu t th cân b ng m i lái. Tuy nhiên, xác nh c l ng giãn n c c a tàu thông qua b ng th y t nh trong iu ki n có hi u s m n n c (Trim - t) thì ta ph i ti n hành hi u ch nh nh h ng c a hi u s m n n c n m n n c trung bình ã tính n u n võng xác nh c mn n c t ơ ng ơ ng (d eqv ) v i l ng giãn n c c n tìm. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 45
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng deqv = d M + d (3.8) Trong ó : d = d1 + d2 . là s hi u ch nh m n n c do nh h ng c a hi u s m n nc. d1 là s hi u ch nh a m n n c trung bình v tâm F c a m t ph ng ng nc. d2 là s hi u ch nh Nê mô tô (Do hình dáng v bao thân tàu làm t ng giá tr m n nc khi có hi u s m n n c t). deqv = d M + d1 + d2 (3.9) T i m t l ng giãn n c nh t nh, tâm F c a m t ph ng ng n c là m t im c nh. thay i t th , tàu s quay quanh tâm F. Khi tàu cân b ng m i lái, m n n c t i tâm F b ng v i các m n n c khác c a tàu. Khi tàu có hi u s m n n c, tu thu c vào v trí c a tâm F so v i m t ph ng s n gi a mà m n n c t i F s khác v i m n n c trung bình t i m t ph ng s n gi a m t giá tr nào ó. Có th tính toán d1 ( a m n n c trung bình v m n n c t i F) t hình 3.6 nh sau: d1 = EF x tg = LCF x tg . (Xem hình 3.6) Xét tam giác ABC ta th y ây là tam giác ng d ng v i tam giác HEF. AB t tg ϕ = = BC LBP LCF- Longitudinal Centre of Floatation: Hoành tr ng tâm m t ph ng ng n c. Tr ng h p này LCF c tính so v i m t ph ng s n gi a. Khi ó LCF × t ∆d1 = (m), ( ft ) (3.10) LBP d1 mang d u (+) khi F n m phía sau m t ph ng s n gi a và tàu chúi lái. F n m phía tr c m t ph ng s n gi a và tàu chúi m i. d1 mang d u (-) khi F n m phía sau m t ph ng s n gi a và tàu chúi m i. F n m phía tr c m t ph ng s n gi a và tàu chúi lái. d2 là s hi u ch nh Nê mô tô. S hi u ch nh này luôn d ơ ng và c tính nh sau: Tính d2 : 2 1 LBP t MTC dM + a − MTC dM − a ∆d 2 = × × × (3.11) 2 TPC LBP × LBP 2a Trong ó: d M là m n n c trung bình có tính n nh h ng võng n c a tàu. a là s gia m n n c so v i mn n c trung bình d M MTC dM + a ; MTC dM - a là mô men làm thay i 1cm hi u s m n n c t i mn n c d M + a và d M - a. ti n tính toán, theo h mét th ng l y a = 0,5 m. Khi ó có th vi t l i công th c trên nh sau: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 46
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 2 1 LBP t MTC dM + 5.0 − MTC dM − 5.0 ∆d 2 = × × × (3.12) 2 TPC LBP × LBP 2×0.5 2 1 t ×(MTC dM + 5.0 − MTC dM − 5.0 ) ∆d 2 = × 2 TPC × LBP (m) (3.13) Trong tr ng h p tính theo h Feet, giá tr s gia m n n c a c l y là 6 inches. Nh v y công th c tính d2 s là: 2 1 t × (MTC dM + 6′′ − MTC dM − 6′′ ) ∆d 2 = × (ft) (3.14) 2 TPI × LBP Thay các giá tr d1 và d2 vào công th c (3.8) ta s tính c d eqv . deqv chính là mn n c t ơ ng ơ ng v i l ng giãn n c tra trong b ng th y t nh. Hay nói cách khác, ta dùng d eqv tra ra l ng giãn n c trong bng th y t nh. L ng giãn n c này ch còn khác l ng giãn n c th c t m t l ng hi u ch nh t tr ng n c bi n. Hình 3.6: M n n ưc t i F 3.1.2. Các thành ph n tr ng l ng - L ng giãn n c (Displacement - D): là tr ng l ng c a ph n th tích n c mà tàu chi m ch . - Tr ng l ng tàu không: (Light Ship – D ls ): Là toàn b tr ng l ng tàu không, bao gm v , máy, các trang thi t b , ph tùng nh ng không bao g m nhiên li u, n c ng t (tr n c trong n i h ơi). - Tr ng t i t ng c ng (Deadweight - Dwt): Là tr ng l ng tính b ng t n c a hàng hóa, nhiên li u, n c ng t, thuy n viên, hành khách, l ơ ng th c, th c ph m, h ng s tàu Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 47
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng c ch trên tàu (th ng c tính n ng m n n c mùa hè). Dwt = D c + D st + D ballast + Constant (3.15) T các khái ni m v l ng giãn n c và tr ng l ng tàu không, có th xác nh Dwt bng công th c sau: Dwt = D - D ls (3.16) - Tr ng t i thu n tuý (Cargo Deadweight - D c): Là tr ng l ng hàng chuyên ch trên tàu. - L ng d tr (D st ): Là tr ng l ng c a d u m , n c ng t - H ng s tàu (Constant): Là s chênh l ch gi a tr ng l ng tàu không hi n t i v i tr ng l ng tàu không theo thi t k . i v i m i con tàu, trong h s ơ tàu s cho giá tr Constant ban u lúc m i óng. Qua quá trình khai thác, Constant s thay i, do v y ta ph i th ng xuyên xác nh l i. 3.1.3. Dung tích tàu - Dung tích toàn ph n (Gross Tonnage - GT): Là m t i l ng không có th nguyên và là hàm s c a t t c các th tích lý thuy t c a t t c các không gian kín c a tàu. GT = K 1 x V (3.17) Trong ó: + K 1 là h s c tra trong b ng c a Công c Qu c t v o dung tích tàu bi n Tonnage-69 v i i s là V. K1 = 0,2 + 0,02.Log 10 .V (3.18) + V là t ng th tích c a các không gian kín c a tàu (m 3), t t c các không gian c bao b c b i thân tàu, các k t c u ng n d c, các vách c nh hay di ng, các boong ho c các n p y tr các mái che c nh hay di ng - Dung tích có ích (Net Tonnage - NT): Là m t i l ng không có th nguyên và là hàm s c a t t c các th tích lý thuy t c a các không gian dành cho ch a hàng c a tàu, ca chi u cao m n, chi u chìm tàu và s hành khách c phép chuyên ch . - Gross Tonnage và Net Tonnage c cho trong h s ơ tàu và có trong Gi y ch ng nh n dung tích c a tàu (International Tonnage Certificate). ây là các thông s khai thác quan tr ng c a tàu. Các giá tr này th ng làm c ơ s tính các lo i l phí c a tàu (c ng phí, hoa tiêu phí, phí lai d t ) c ng nh tính l n c a i tàu thu c m t Công ty hay ca Qu c gia. - Ngoài các lo i dung tích trên, còn có dung tích qua kênh ào Panama và kênh ào Suez tính theo cách tính riêng (Có gi y ch ng nh n o dung tích riêng cho các kênh ào này và dùng cho m c ích tính phí qua kênh ào). 3.1.4. Dung tích x p hàng c a tàu - Dung tích hàng bao ki n (Bale Capacity - m 3 ho c Ft 3): ây là kho ng không gian o gi a các xà ng n cách ho c o n các s n m n tàu trong h m hàng c a tàu. Giá tr này c cho trong h s ơ tàu i v i t ng h m hàng m t và c dùng tính toán kh n ng ch a hàng bao ki n c a tàu. - Dung tích hàng r i (Grain Capacity - m 3 ho c Ft 3): ây là kho ng không gian ch a hàng o n sát tôn m n c a h m hàng. Giá tr này c ng c cho trong h s ơ tàu i v i tng h m hàng m t và c dùng tính toán kh n ng ch a hàng r i ca tàu. Dung tích Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 48
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng hàng r i th ng l n h ơn dung tích hàng bao ki n. - H s r ng ch t x p (Allowance for Brocken Stowage): ây là m t h s bi u th rng c a h m hàng khi x p m t lo i hàng riêng bi t nào ó. Nó c tính b ng ph n tr m ca th tích h m hàng và ó chính là không gian r ng trong h m hàng nh ng không th dùng cho vi c x p hàng c. Giá tr này ph thu c vào c u trúc, kích th c và hình dáng c a h m hàng, ph thu c vào ch ng lo i, kích c và hình dáng c a hàng hóa. H s r ng i v i các loi hàng hóa có th c tham kh o qua t li u c a các công ty x p d . 3.2. Khai thác h s ơ tàu H s ơ tàu là m t b g m nhi u tài li u ch a ng các thông s k thu t, bi u b ng, bn v , chi ti t c a tàu cho bi t các thông tin, h ng d n ph c v cho các tính toán liên quan n tàu, hàng hóa, n nh, s c b n, m n n c trong khai thác tàu. Trong h s ơ tàu, chúng ta c n c bi t quan tâm n m t s tài li u sau ây có th có các thông tin c n thi t cho tính toán hàng hóa, tính và ki m tra n nh, sc b n, m n nc c a tàu - Cu n thông tin v x p hàng và n nh (Loading and Stability Information Booklet): ây là tài li u r t quan tr ng, cung c p y các thông tin v các thông s khai thác, thông s k thu t, các bi u b ng, các h ng cong th y t nh, b ng th y t nh, b trí két, thông s két, các b ng hi u ch nh m n n c, hi u ch nh nh h ng c a mômen m t thoáng, các h ng d n, tiêu chu n IMO liên quan n tính toán, ki m tra n nh tàu, s c bn thân tàu, các ph ơ ng án x p hàng m u - S tay x p hàng (Loading Manual): Tài li u này ch a ng các h ng d n, thông tin quan tr ng ph c v cho công tác x p hàng i v i tàu. - S tay x p hàng h t (Grain Loading Booklet): Tài li u này ch a ng các h ng dn, thông tin quan tr ng c ng nh các tiêu chu n tính toán, n nh ph c v cho vi c xp hàng h t r i. - Các b ng tra v két (Tank Table): Tài li u này cho các thông tin liên quan v các két ch a trên tàu (Ballast Water, Fresh Water, Fuel Oil, Diesel Oil, Lub. Oil) ph c v cho vi c tra c u, tính toán ch t l ng và nh h ng c a chúng n n nh, t th c a tàu. 3.2.1. B ng ng cong th y t nh, th c t i tr ng 3.2.1.1. H to xây d ng h t a , ng i ta dùng h th ng g m ba m t ph ng t a vuông góc vi nhau c mô t theo hình v d i ây: - M t ph ng i x ng (zOx): Là m t ph ng th ng ng ch a ng th ng tr c d c tàu, chia ôi chi u r ng tàu. M t ph ng này còn c g i là m t ph ng tr c d c tàu. - M t ph ng s n gi a (zOy): Là m t ph ng vuông góc v i m t ph ng i x ng và chia ôi chi u dài tính toán c a tàu. - M t ph ng c ơ b n (xOy): Là m t ph ng n m ngang, vuông góc v i hai m t ph ng trên và i qua im th p nh t c a áy tàu. i v i tàu có ky b ng thì m t ph ng này trùng vi m t ph ng ch a ky tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 49
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng T ba m t ph ng t a trên ng i ta xác nh m t h t a Oxyz g n li n v i thân tàu. Theo quy c, tr c Ox có chi u d ơ ng v phía m i; Tr c Oy có chi u d ơ ng v phía mn ph i; Tr c Oz có chi u d ơ ng h ng lên trên (T t c l y g c t im O). Tuy nhiên trên các tàu do Nh t b n thi t k li có quy c l y chi u d ơ ng c a tr c Ox v phía lái, cho nên c n ph i c bi t l u ý n các quy c xét d u này tr c khi s dng h s ơ tàu tránh nh m l n. Mt ph ng sn gi a z Mt ph ng Cơ b n x O Mt ph ng i x ng y Hình 3.7: Ba m t ph ng to và h to Oxyz 3.2.1.2. Các ký hi u - G (Center of Gravity): Tr ng tâm tàu: Là im t c a véc t ơ tr ng l c t ng h p c a tàu. - B (Center of Buoyancy): Tâm n i c a tàu là im t c a véc t ơ l c n i tác d ng lên tàu hay ó chính là tr ng tâm c a kh i n c mà tàu chi m ch . Khi tàu n i tr ng thái cân b ng thì l c n i và tr ng l c c a tàu tác dng cùng trên m t ng th ng ng, b ng nhau và ng c chi u nhau. - M (Metacenter): Tâm nghiêng c a tàu là tâm c a qu o tâm n i B. ây chính là tâm c a qu o c a tâm n i B khi tàu nghiêng. M t cách t ng quát ây là qu o có cong thay i. Khi tàu nghiêng v i góc nghiêng nh ( 15 0 ), có th coi qu o do tâm n i B v ch ra là cung tròn có tâm là im M c nh. - F ( Center of Floatation): Tâm m t ph ng ng n c. ây là tâm hình h c c a ph n mt ph ng ng n c c gi i h n phía trong v bao thân tàu. - K (Keel of Ship): S ng áy c a tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 50
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.8: Qu o tâm n i - TPC/TPI (Tons Per Centimeter/ Tons Per Inch): S t n làm thay i 1cm/1inch chi u chìm trung bình c a tàu. - MTC/MTI (Moment to change Trim one Centimeter/ Moment to change Trim one Inch): Mô men làm thay i 1 cm/1inch chi u chúi c a tàu. ây chính là l n m t mô men làm thay i 1cm/ 1inch chi u chúi c a tàu. - KB ( Vertical center of Buoyancy): Chi u cao tâm n i. Là cao c a tâm n i B tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - KG (Vertical center of Gravity): Chi u cao tr ng tâm. Là cao c a tr ng tâm G tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - KG ls : Chi u cao tr ng tâm tàu không. - TKM (Transverse Metacenter height): Chi u cao tâm nghiêng ngang. Là cao tâm nghiêng ngang tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - LKM (Longitudinal Metacenter height): Chi u cao tâm chúi. Là cao tâm chúi tính t ng c ơ s (th ng l y là ky tàu). - GM (Metacentric Heght): Chi u cao th v ng. Là kho ng cách theo chi u th ng ng, tính t tr ng tâm tàu n tâm nghiêng ngang c a tàu. i l ng này dùng ánh giá th v ng ban u c a tàu. - LCB (xB, MID.B) Longitudinal Center of Buoyancy: Hoành tâm n i B tính t mt ph ng s n gi a. - LCG (xG, MID.G) Longitudinal Center of Gravity: Hoành tr ng tâm tính t m t ph ng s n gi a. - LCG ls (xG ls , MID.G ls ): Hoành tr ng tâm tàu không. - LCF (xF, MID.F) Longitudinal Center of Floatation: Hoành tâm m t ph ng ng nc tính t m t ph ng s n gi a. Chú ý : - i v i các h s ơ tàu có g c t a t t i ưng vuông góc sau thì LCB, LCG, LCF ưc tính n ưng vuông góc sau. Trong tr ưng h p này chúng s không có du. - n m ưc quy ưc vi t t t và d u c a các y u t trên, c n ph i nghiên c u tr ưc ph n h ưng d n v các quy ưc vi t t t và d u cho trong h s ơ tàu. 3.2.1.3. H ưng cong th y t nh, b ng th y t nh * B ng th y t nh (Hydrostatic table) : Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M HYDROnh, TTSTATIC Ph mTABLE V n Tr ng, TS TT Nguy n Mnh C DRAFTng, Ths.DISPT TT Nguy MID.B n MID.Fi H i. M.T.C T.P.C KB T.KM L.KM (M) (K.T) (M) (M) (T-M) (T) (M) (M) (M) 51 2.00 3611 -3.074 -3.036 132.70 19.43 1.019 15.84 452.3 2.01 3631 -3.074 -3.036 132.81 19.44 1.024 15.78 450.4
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Bng 3.2: B ng thu t nh Cách s d ng b ng thu t nh: T m n n c ho c l ng dãn n c, ta tra vào b ng s c các giá tr t ơ ng ng nh : LCB (MID.B), LCF (MID.F), MTC, TPC, TKM * H ưng cong th y t nh (Hydrostatic curves): Hình 3.9: H ưng cong th y t nh Trên h ng cong này, tr c tung bi u th m n n c c a tàu. Tr c hoành c chia t l theo cm. Các ng cong c v và cho t l giá tr t ơ ng ng v i 1cm. Cách s d ng ng cong nh sau: T m n n c, vào ng cong, dóng sang ngang, ct các ng cong t i các im t ơ ng ng, dóng xu ng tr c hoành s c các im ng vi s cm. Nhân s cm này v i t l cho trên các ng cong, ta c các giá tr c n tìm. Theo h ng cong th y t nh trong hình 3.9, các ng cong bi u di n LCF và LCB có giá tr c a chúng t i v trí m t ph ng s n gi a b ng 0, giá tr v phía tr c m t ph ng sn gi a có d u (+), phía sau m t ph ng s n gi a có d u (-). 3.2.1.4. Th ưc tr ng t i (Dead Weight Scale) Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 52
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.10: Th ưc tr ng t i Hình trên là m t d ng c a th c tr ng t i. Th c tr ng t i c dùng tra nhanh Dwt ng v i m n n c d ki n ho c ng c l i. T m n n c, ta có th tra ra tr ng t i t i các t tr ng n c bi n khác nhau c ng nh tr ng t i iu ki n n c ng t hay các thông s khác nh MTC, TPC. 3.2.1.5. B ng ưng cong hoành giao ( Cross Curves Table) ây là m t h ng cong c xây d ng ph c v cho vi c tính giá tr KN (còn g i là ng cong KN) và t ó tính toán c giá tr G0Z theo các góc nghiêng cho s n. xác nh giá tr KN, t l ng giãn n c cho theo tr c hoành, ta dóng vuông góc lên h ng cong, c t các ng cong t ơ ng ng v i các góc nghiêng. Dóng các im c t này sang tr c tung xác nh giá tr KN, t ó tính c G0Z = KN- KG 0 x Sin . (3.19) i v i m t s tàu, d ng ng cong này còn c cho d i d ng b ng tra ti n l i cho vi c tính toán. Lúc y, ch vi c l y hai i s là l ng giãn n c và góc nghiêng tra ra giá tr c n tìm. Di ây là d ng ng cong hoành giao KN Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 53
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.11: ưng cong hoành giao KN ng cong hoành giao cng có th c xây d ng da trên s gi nh là KG ng vi m t giá tr nào ó (g i là KG gi nh ). Khi ó ng cong hoành giao c g i là ng cong GZ gi nh . Tr c tung cho giá tr GZ gi nh , tr c hoành là l ng giãn n c. T l ng giãn n c, dóng vào h ng cong t ơ ng t nh ph n trên, c các giá tr GZ gi nh t ơ ng ng trên tr c tung. T các giá tr ó ta xác nh c G0Z nh sau: G0Z= GZ gi nh - (KG 0 - KG gi nh ) x Sin . (3.20) Tr ng h p KG gi nh = 0 thì công th c (3.20) s tr thành G0Z = GZ gi nh - KG 0 x Sin . (3.21) So sánh công th c (3.21) và công th c (3.19) ta d dàng nh n th y lúc này GZ gi nh tơ ng t nh KN. Di ây là ví d v d ng ng cong hoành giao GZ gi nh . Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 54
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.12: ưng cong hoành giao GZ gi nh 3.2.1.6. Th ưc ho c b ng iu ch nh m n n ưc m i lái khi x p (d ) 100 t n hàng a. Thưc iu ch nh m n n ưc m i lái (Diagram of trim variation-100mt loaded) - Tr c ngang bi u th các v trí x p hàng theo chi u dài tính toán c a tàu. - Tr c ng cho các giá tr l ng bi n i m n n c m i, lái. - T i m t l ng giãn n c nh t nh có m t c p m n n c chu n. V i c p m n n c chu n này, m t ng dùng xác nh l ng bi n i m n m i d i(F) và m t ng dùng xác nh l ng bi n i m n lái d i(A). Cách s d ng: T i v trí lô hàng, dóng xu ng c p m n n c chu n. ng này s c t cp m n n c chu n này t i các im t ơ ng ng. Dóng các im này sang phía tr c ng tìm l ng thay i m n n c m i, lái. Khi ó M n n c m i, lái m i s b ng m n nc m i, lái ban u c ng ho c tr l ng l ng bi n i m n n c v a tra c. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 55
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.13: Th ưc hi u ch nh m n n ưc m i lái b. B ng iu ch nh m n n ưc m i lái (Trimming Table -Loading Weight = 100t) Bng c xây d ng d a trên các m n n c (L ng dãn n c) chu n. T t c các két , hm hàng, các s n tàu (Frame) u c a vào b ng tính toán. tra l ng bi n i m n n c m i lái, ta dùng các i s là m n n c (L ng dãn n c) và tên c a két (H m hàng) ho c v trí các s n (Frame) c a tàu mà t i ó có x p thêm ho c d m t lng ch t l ng ho c hàng hóa nào ó. D i ây là m t ví d v b ng iu ch nh m n n c mi lái khi x p ho c d m t l ng hàng nào ó: M/V SOUTHERN STAR - Trimming Table (Loading Weight 100 tons) Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 56
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.14: B ng iu ch nh m n n ưc m i lái 3.2.2. n nh (th v ng) c a tàu Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 57
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 3.2.2.1. Khái ni m n nh c a tàu là kh n ng quay tr v v trí cân b ng ban u sau khi ngo i l c gây nghiêng bên ngoài ng ng tác ng (gió, sóng ). Vi m t v t th, có ba tr ng thái cân b ng, ó là cân b ng b n, cân b ng không b n và cân b ng phi m nh - Cân b ng b n là tr ng thái cân b ng mà khi v t ó b ngo i l c tác ng l ch kh i v trí cân b ng nó s t tr l i ho c có xu th tr l i v trí cân b ng ban u. - Cân b ng không b n là tr ng thái cân b ng c a m t v t mà khi b tác ng c a ngo i lc y kh i v trí cân b ng thì nó b m t cân b ng, không th tr l i v trí cân b ng ban u n a. - Cân b ng phi m nh là tr ng thái cân b ng c a m t v t mà khi b ngo i l c tác ng y l ch kh i v trí cân b ng ban u thì v trí m i, nó t xác l p m t tr ng thái cân bng m i. i v i con tàu, d a vào v trí t ơ ng quan c a tâm nghiêng M và tr ng tâm G mà có th x y ra m t trong ba tr ng h p cân b ng nh trên. Hình v 3.15 mô t ba tr ng h p cân b ng c a tàu nh sau : - T i hình 3.14.a: Tr ng tâm G n m phía d i tâm nghiêng M, khi tàu nghiêng, tr ng lc t t i G và l c n i t t i B s t o thành ng u l c. Ng u l c này t o ra mô men có xu hng a tàu tr l i v trí cân b ng ban u. Tr ng h p này, tàu tr ng thái cân b ng bn, hay tàu n nh . - T i hình 3.15.b: Tr ng tâm G trùng v i tâm nghiêng M, lúc này tr ng l c và l c n i nm trên m t ng th ng i qua tâm nghiêng M, mô men do chúng t o ra là b ng 0, không có xu h ng ch ng l i chuy n ng nghiêng c a tàu. Tr ng h p này tàu tr ng thái cân b ng phi m nh, hay tàu không n nh - T i hình 3.15.c: Tr ng tâm G n m bên trên tâm nghiêng M, lúc này ng u l c t o thành do tr ng l c t t i G và l c n i t t i B s sinh ra m t mô men cùng chi u v i chi u nghiêng c a tàu (có th g i là mô men l t) và nh v y s làm cho tàu nghiêng thêm. Tr ng h p này, tàu tr ng thái cân b ng không b n hay tàu m t n nh . . G . M G ≡ M M . . . G . . B . B . B K K K a) Cân b ng b n b) Cân b ng phi m nh c) Cân b ng không b n GM>0 GM=0 GM<0 Hình 3.15: Các tr ng thái cân b ng c a tàu Ta có: GM = KM - KG. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 58
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng GM > 0 : Tàu n nh. GM 0 : Tàu không n nh 3.2.2.2 Cách tính toán a. n nh tàu t i góc nghiêng nh ( θ<15 0): Mhp im M là tâm c a qu o tâm n i B, góc nghiêng nh , qu o này c coi là cung tròn và do ó im M c coi là c nh. n nh c a tàu góc nghiêng nh , còn g i là n nh ban u ph M thu c vào v trí t ơ ng quan gi a tâm nghiêng M và tr ng tâm G. Khi G n m th p h ơn M, tàu s n Fb nh. θ G Mô men sinh ra do c p l c P và F b g i là mô men h i ph c và có l n c tính nh sau: B M hp = P x GM x Sin Hay M hp = D x GM x Sin (3.22) K P Vi D là l ng giãn n c c a tàu. Mô men h i ph c càng l n, tàu có tính n nh Hình 3.16: Chi u cao th v ng càng cao. T công th c trên ta th y, cùng m t l ng giãn nc D, cùng m t góc nghiêng , l n c a mô men h i ph c ph thu c vào l n c a GM. Ti nh ng góc nghiêng nh , n nh c a tàu c ánh giá b ng l n c a GM và GM c g i là chi u cao th v ng c a tàu T hình v ta có: GM = KM - KG (3.23) Trong ó: KM là chi u cao tâm nghiêng, c cho trong b ng th y t nh ho c th c tr ng t i c a tàu v i i s là l ng giãn n c D ( hoc m n n c ). KG là chi u cao tr ng tâm c a tàu c tính theo công th c: Dls × KG ls + ∑ Pi × KG i KG = (3.24) D Trong ó : D ls : Là tr ng l ng tàu không cho trong h s ơ tàu. KG ls : Là chi u cao tr ng tâm tàu không cho trong h s ơ tàu. P i: Là các thành ph n tr ng l ng trên tàu. KG i: Là chi u cao tr ng tâm c a các thành ph n tr ng l ng so v i ky tàu. D: Là l ng dãn n c c a tàu. D ls x KG ls : Là mô men tr ng l ng tàu không so v i ky tàu. Pi x KG i: Là t ng mô men các thành ph n tr ng l ng so v i ky tàu. * nh h ưng c a mô men m t thoáng ch t l ng trong các két ch a không y n chi u cao th v ng c a tàu : Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 59
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Xét m t két ch t l ng ch a không y, ban u tr ng tâm ca két n m t i G 1, tr ng tâm c a tàu là G. Khi tàu nghiêng môt góc θ, ch t l ng s d n sang m n th p, tr ng tâm G1 c a két s chuy n thành G’ 1 làm tr ng tâm c a tàu d ch chuy n n G’. im G’ g n vi tâm l c n i B h ơn G ban u và do ó mô men do c p l c F b và P gi m i, d n n mô men h i ph c gi m, tình n nh c a tàu gi m. Gi GG’ là on d ch chuy n tr ng tâm tàu do tàu nghiêng khi có két ch t l ng không y. Mô men h i ph c c a tàu s là : M = D x (GM x Sin θ - GG’) hp Mhp Kéo dài Véc t ơ tr ng l c P lên trên, g p m t ph ng tr c d c tàu t i G 0. Khi ó θ θ M hp = D x (GM x Sin -GG’) = D x G 0M x Sin M . Nh v y mô men h i ph c trong tr ng h p này Fb bng v i tr ng h p tàu có tr ng tâm t i im G G 0 θ 0 G G' Nói cách khác ta coi tr ng tâm tàu ã b nâng lên mt on b ng GG 0. G1 B Do v y khi có nh h ng c a m t thoáng ch t l ng G' 1 K Trong két ch a không y chi u cao th v ng c a P P Tàu s c tính nh sau : Hình 3.1 7: nh h ưng m t thoáng G0M = KM - KG – GG 0. Trong ó GG 0 là ph n hi u ch t l ng n chi u cao th v ng ch nh b i nh h ng c a mô men m t thoáng do két ch t l ng không y (làm gi m chi u cao th v ng), c tính b ng công th c: ∑ Ix ×γ GG 0 = (m) (3.25) D - I x là mô men quán tính ca m t thoáng ch t l ng i v i tr c bn thân c a két, i qua 3 l × b 4 tr ng tâm két, song song v i tr c d c c a tàu. Ix = (m ) (3.26) K Trong ó l, b là chi u dài, chi u r ng c a két ; K là h s hình dáng c a m t thoáng ch t l ng trong két. K= 12 v i két hình ch nh t, K= 36 v i két hình tam giác vuông, K=48 i v i két hình tam giác cân. - γ là t tr ng ch t l ng ch a trong két (t/m 3). - I x x γ là Mô men m t thoáng ch t l ng (Free Surface Moment -MFS ) trong két ch a không y (t-m). - D là l ng giãn n c c a tàu. Trong th c t , ti n tính toán, ng i ta l p thành b ng tra s n tra mô men quán tính m t thoáng ch t l ng trong két ch a không y và cho giá tr b ng là giá tr l n nh t (Th ng cho trong Tank table) và cho giá tr l ng gi m chi u cao th v ng GG 0 do nh hng c a m t thoáng ch t l ng (Loss of G 0M by Free Surface Effect) Chú ý :- Các tr ng v t có tính di ng theo chi u ngang c a tàu khi tàu b nghiêng nh ư các v t treo, hàng hóa có tính di ng c ng làm nh h ưng n n nh c a tàu t ươ ng t nh ư nh h ưng c a các két ch a ch t l ng không y. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 60
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Chi u cao th v ng G 0M c tr ưng cho n nh ban u c a tàu. LOSS OF GoM BY FREE SURFACE EFFECT (UNIT IN M) Lpp = 122.90m Bm = 19.60m Dm = 13.2 m TANK NAME MAX. I S.G. MEAN DRAFT (m) & DISPLACEMENT (t) m 4 t/m 3 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 3611 4590 5582 6585 7598 FOR PEAK TANK 119.7 1.025 0.034 0.027 0.022 0.019 0.016 Bng 3.3: nh h ưng c a mô men m t thoáng t i GM Khi tàu b nghiêng do tác ng c a ngo i l c (sóng bi n ), mô men h i ph c càng l n thì tàu tr l i v trí cân b ng ban u càng nhanh. Ph thu c vào l n c a GM mà s xy ra hi n t ng sau : - Tàu b l c c ng (Stiff) : Chu k l c c a tàu nh (tàu l c nhanh). Tr ng h p này gây nh h ng n kh n ng c nh hàng hóa, nh h ng n s c kh e c a thuy n viên. Nguyên nhân do GM quá l n. C n ph i có bi n pháp nâng tr ng tâm c a tàu, qua ó làm gi m GM làm t ng chu k l c c a tàu. - Tàu b l c m m (Tender) : Chu k l c c a tàu dài, tàu l c ch m, m m m i. Nguyên nhân do GM nh . Tuy nhiên n u GM quá nh s d n n tàu l c quá m m, tính n nh ca tàu kém. T ó ta th y, khi tính toàn x p hàng c n ph i quan tâm n chi u cao th v ng GM sao cho v a m b o n nh l i v a m b o các y u t c n thi t khác . * M t s cách hi u ch nh chi u cao th v ng GM : + D ch chuy n hàng theo chi u th ng ng : Khi d ch chuy n m t kh i l ng hàng "w" i m t on "h" theo chi u th ng ng thì chi u cao th v ng thay i m t l ng là: w× h ∆GM = (3.27) D GM 0 khi hàng c d ch chuy n t cao xu ng th p. Tr ng h p tàu ã y hàng thì có th áp d ng ph ơ ng pháp i ch hai lô hàng có cùng th tích nh ng tr ng l ng khác nhau. Lúc ó w chính là chênh l ch tr ng l ng gi a hai kh i hàng còn h s là kho ng cách gi a tr ng tâm c a hai kh i hàng này. Tr ưng h p x p ho c d m t lô hàng có tr ng l ưng là "w" vào m t v trí nào ó thì chi u cao th v ng s thay i m t l ưng b ng: w× h ∆GM = (3.28) D ± w Trong ó: h là kho ng cách gi a tr ng tâm lô hàng v i tr ng tâm G c a tàu. L y d u (+) n u x p thêm; L y d u ( - ) n u d hàng. + B ơm x n c Ballast: Khi b ơm vào ho c x ra m t l ng n c Ballast có tr ng l ng "w" t n thì chi u cao Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 61
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng th v ng thay i m t l ng là : w  ∆d  ∆GM = × d ± − GM 1 − z1 (3.29) D ± w  2  Xét d u cho GM: Tr ng h p b ơm vào: N u z 1 0; N u z 1 > KG thì GM KG thì GM > 0. Trong ó : KG là chi u cao tr ng tâm tàu tr c lúc b ơm x Ballast. GM 1 là chi u cao th v ng ban u. Z1 là chi u cao tr ng tâm kh i n c. d là l ng thay i m n n c c a tàu sau khi b ơm x ballast. * Ki m tra n nh c a tàu thông qua chu k l c: Có th ki m tra chi u cao th v ng c a tàu thông qua chu k l c b ng công th c kinh nghi m sau:  K × B  2 GM =   (3.30)  T  Trong ó : T là chu k l c ngang c a tàu o b ng giây. B là chi u r ng c a tàu. K là h s kinh nghi m. K = 0.64 - 0.7 v i tàu hàng y t i. K = 0.74 - 0.8 v i tàu hàng nh t i K = 0.75 v i tàu ch g y t i. K = 0.76 - 0.86 v i tàu khách. Trong th c t , ti n cho vi c ki m tra GM c a tàu, trong các h s ơ tàu, ng i ta ã lp s n b ng ki m tra GM thông qua chu k l c c a tàu (Rolling Period Table). Công th c kinh nghi m nêu trên ch nên dùng khi không có y h sơ tham kh o c a tàu. Ví d : B ng Rolling Period Table c a tàu Gemini Forest ROLLING PERIOD TABLE T=2*C*B/ √ (GM) : GoM = (2*C*B/T)^2 C=0.373+0.023(B/d)-0.043(L/100) : L=Water Line Length (m) DRAFT (m) 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 Ts GoM 5.0 18.29 15.40 13.60 12.39 11.52 10.86 10.35 Bng 3.4: B ng chu k l c Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 62
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng i s vào b ng này là chu k l c và m n n c c a tàu ta s tra c giá tr G 0M bng. Sau ó nhân giá tr này v i h s th c nghi m ã tính s n cho tàu này là 0.573, ta s c G 0M th c t . b. n nh c a tàu góc nghiêng l n ( θ > 15 0) Ti các góc nghiêng l n, qu o tâm n i B không Mhp còn là m t cung tròn n a nên tâm nghiêng M không ph i là c nh. Do ó, ta không th dùng chi u cao th vng GM ánh giá n nh c a tàu. Ng i ta M . dùng ng cong cánh tay òn n nh t nh G 0Z ánh giá n nh c a tàu nh ng góc nghiêng l n. Fb θ T hình v ta có: G 0 Z on G 0Z bi u th cánh tay òn n nh c a tàu B khi tàu nghiêng m t góc . J Lúc ó, mô men h i ph c b ng: M hp = D x G 0Z K N P Trong ó G 0Z = KN - KJ Hình 3.18: n nh góc l n KJ = KG 0 x Sin . KN ng v i các góc nghiêng c tra trong h s ơ tàu t i b ng ng cong hoành giao (Stability Cross Curves) v i i s là l ng giãn n c. KG 0 là chi u cao tr ng tâm c a tàu ã xét n nh h ng c a m t thoáng ch t l ng. Lúc ó: G0Z = KN - KG 0 x Sin . (3.31) Dng ng cong G 0Z: Bưc 1 : Tính chi u cao tr ng tâm KG, (xét n nh h ng c a m t thoáng ch t l ng là KG 0). T l ng dãn n c tra vào Cross Curves Table ng v i các góc nghiêng xác nh KN. Bưc 2 : L p bi u tính v i các góc nghiêng: θθθ Sin θθθ KN KG 0. Sin θθθ G0Z 1 2 3 4= 2 -3 10 0.174 15 0.259 20 0.342 25 0.423 30 0.500 35 0.574 40 0.643 45 0.707 50 0.766 Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 63
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng 60 0.866 75 0.966 90 1.000 Bưc 3 : D ng ng cong cánh tay òn n nh t nh. Bưc 4 : ánh giá n nh thông qua th (tính di n tích d i ng cong G 0Z). S d ng quy t c Simpson s 2: 0 3 * A(30 ) = a (GZ 1 + GZ 2 x 3 + GZ 3 x 3 + GZ 4) m-. (3.32) 8 = A(30 0) m-/57 03 (m-rad). (3.33) S d ng quy t c Simpson s 1: 0 a * A(40 ) = (GZ 1 + GZ 2 x 4 + GZ 3 x 2 + GZ 4 x 4 + GZ 5) m- . (3.34) 3 = A(40 0) m-/ 57 03 (m-rad). (3.35) 0 Trong ó a là kho ng chia theo hình 3.19 là 10 m t. GZ 1-5 là l n c a GZ t i các góc nghiêng 0 0,10 0,20 0,30 0,40 0. 0 0 b *A(30 – 40 ) = (GZ 4 + GZ 4' x 4 + GZ 5) m-. (3.36) 3 = A(30 0 – 40 0) m- / 57 03 (m-rad) (3.37) 0 Trong ó b là kho ng chia theo hình 3.19 có giá tr 5 m t. GZ 4, GZ4' , GZ 5 là l n ca GZ t i các góc nghiêng 30 0, 35 0, 40 0. Các di n tích khác có th tính t ơ ng t Ta c ng có th tính di n tích d i cánh tay òn GZ m t cách g n úng b ng cách tính các di n tích tam giác và hình thang. (Ví d di n tích gi a kho ng 20 0 và 40 0 là hình thang, di n tích còn l i tính theo di n tích tam giác). G 0 Z 5.0 4.0 3.0 A 2.0 GZ 5 G M 1.0 GZ 0 4 GZ 1 GZ 2 GZ GZ 3 4' b b 0 1a 10 a 20 a 30 40 50 57 03 60 70 80 90 Hình 3.19: ưng cong cánh tay òn n nh t nh. Tiêu chu n n nh IMO A.167: a. Di n tích d ưi cánh tay òn n nh ( ưng cong GZ) không nh h ơn 0,055 m-rad Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 64
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng tính n góc nghiêng 30 0 và không nh h ơn 0,090 m-rad khi tính t i góc nghiêng 40 0 ho c góc ng p n ưc n u góc này nh h ơn 40 o. Ngoài ra, ph n di n tích d ưi ưng cong GZ n m gi a góc nghiêng 30 o và 40 o ho c góc ng p n ưc n u góc này nh h ơn 40 o không ưc nh h ơn 0,030 m-rad. b. l n c a cánh tay òn GZ t i thi u ph i b ng 0,20 m t i góc nghiêng b ng ho c ln h ơn 30 o. c. Cánh tay òn n nh t nh GZ ph i t giá tr c c i t i góc nghiêng t t nh t là vưt quá 30 o nh ưng không ưc nh h ơn 25 o. d. Chi u cao th v ng ban u sau khi ã hi u ch nh nh h ưng c a m t thoáng ch t lng G oM không ưc nh h ơn 0,15 m. c. M t s bài toán liên quan n ưng cong GZ * Xác nh mô men nghiêng t nh l n nh t mà tàu có th ch u ng ưc: Do tác d ng c a ngo i l c, tàu b nghiêng ngang, GZ s GZ tng d n, mô men h i ph c 5.0 ca tàu c ng t ng d n. Khi 4.0 mô men h i ph c cân b ng C vi mô men nghiêng thì tàu 3.0 không nghiêng ti p n a . 2.0 Mng = M hp = D x GZ Nh v y Mô men nghiêng 1.0 lqd F E D ln nh t mà tàu có th ch u c s b ng D x GZ max . Trên th on giá tr GZ l n nh t trên tr c tung chính là A B giá tr GZ , còn hình chi u max 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 θ trên tr c hoành (t i im A) s cho giá tr góc nghiêng Hình 3.20: Xác nh góc nghiêng ng ln nh t mà t i ó Mô men h i ph c là l n nh t. * Xác nh góc nghiêng ng c a tàu khi ch u tác ng c a ngo i l c ng và góc nghiêng t nh khi ngo i l c ng v n gi nguyên: Ngo i l c ng là nh ng l c GZ có giá tr thay i: sóng bi n, 5.0 gió 4.0 Tác d ng c a ngo i l c ng C c tính b ng công do nó gây 3.0 ra. F E 2.0 D Tàu s không nghiêng ti p lqdmax na khi công c a mô men 1.0 nghiêng b ng v i công do mô men h i ph c sinh ra. M = M = D x l . ng hp q A T h s ơ tàu, ta tính c mô men nghiêng ng (c n c 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 θ Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, HìnhTT Ph 3.21:m XácV n Trnh mông, men TS nghiêng TT Nguy ng n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 65
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng vào l c ng). Mngd lq = D V cánh tay òn quy i l q c t ng cong t i E, ng v i góc nghiêng t nh trên tr c hoành. Tính công d a vào th . - Công c a mô men nghiêng ng là di n tích hình ch nh t ABDF. - Công c a mô men h i ph c là di n tích ABC. Hai di n tích này có ph n chung là di n tích ABDE. hai công này bng nhau thì di n tích AEF ph i b ng di n tích CDE. Dùng m t th c th ng d ch chuy n song song v i tr c tung cho n khi di n tích DCE bng di n tích AEF thì d ng l i. Giá tr góc nghiêng t i B chính là góc nghiêng ng. * Xác nh mô men nghiêng ng l n nh t mà tàu ch u ng ưc và góc nghiêng ng: Theo tính toán M ng = D x l q V y có mô men nghiêng ng l n nh t ta có th tìm cánh tay òn quy i l n nh t. T hình 3.21, dùng m t th c th ng d ch chuy n song song v i tr c hoành cho n khi di n tích AEF b ng v i di n tích ECD thì d ng l i. Ta s có giá tr l qmax trên tr c tung. Nhân giá tr l qmax v i D ta s có M ng max. im D là giao im c a l qmax v i ng cong GZ ng v i giá tr góc nghiêng ng l n nh t . 3.2.3. M n n c c a tàu 3.2.3.1. Cách bi u di n, cách c Th c m n n c c a tàu th ng c g n c hai bên m n tàu t i các v trí phía m i, gi a tàu, phía lái. Khi c m n n c ta ph i c c hai bên m n và sau ó l y giá tr trung bình m n nc m i, gi a, lái. Vi c làm này nh m hi u ch nh nghiêng ngang cho m n n c. + d'F P d'F S d' F = (3.38) 2 + d'M P d'M S d' M = (3.39) 2 + d' A P d' AS d'A = (3.40) 2 Tr ng h p có sóng to ho c gió thì khó c m n n c m t cách chính xác c hai m n. Khi ó ta có th ch n m t m n êm sóng, gió thu n ti n cho vi c c m n n c (ví d mn trái), còn m n kia s tính theo công th c: d s = d p x B.tg . C ng có th dùng m t ng nh a trong, cho vào bên trong ng m t phao ánh d u bng m t mi ng x p d c và th ng xu ng n c c nh v trí th c m n n c. Theo nguyên t c bình thông nhau, n c bi n s d n d n in vào trong ng nh a và s y d n mi ng phao x p bên trong ng lên cho n khi m c n c trong ng ngang b ng vi m c n c bi n. Khi ó vi c c m n n c s d dàng vì m c n c trong ng s n nh, không dao Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 66
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng ng. Ngoài ra có th c m n n c m c cao, th p nhi u l n và l y trung bình ho c ch n th i im n c l ng gi a các t sóng c m n n c. 3.2.3.2. M t s tính toán v m n n ưc a. Quan h gi a t tr ng n ưc bi n và m n n ưc c a tàu Theo nh lu t Acsimet, khi tàu n i cân b ng t i m t m n n c nào ó, l c y c a nc tác d ng vào tàu s cân b ng v i l ng dãn n c c a tàu, úng b ng tr ng l ng ca kh i n c mà tàu chi m ch. Gi th tích c a tàu là V, t tr ng n c là γ lúc ó ta có l c y c a n c là: Fw = V x γ Khi tàu n i cân b ng, l c y c a n c cân b ng v i l ng dãn n c c a tàu: D = V x γ Ti vùng n c có t tr ng γ1 th tích chi m ch c a tàu là V 1. Khi ó D = V 1 x γ1 Ti vùng n c có t tr ng γ2 th tích chi m ch c a tàu là V 2. Khi ó D = V 2 x γ2 Nh v y : V1 x γ1 = V 2 x γ2 V 1 γ 2 Hay có th vi t nh sau: = V 2 γ 1 Do th tích ngâm n c c a tàu t l v i m n n c nên ta có: d1 γ 2 ≈ (3.41) d 2 γ 1 Nh n xét : M n n ưc c a tàu t l ngh ch v i t tr ng n ưc bi n mà tàu ho t ng. * Tính toán l ng hi u ch nh n c ng t (Fresh Water Allowance- FWA): ây là chênh m n n c c a tàu gi a hai vùng n c bi n (t tr ng 1,025 T/m 3) và n c ng t (t tr ng 1,000 T/m 3). FWA (mm) = 25 d SW . (3.42) 3 Trong công th c trên d SW là m n n c bi n t tr ng 1,025 T/m tính b ng mét và có th dùng cho m n n c b t k . Ti m n n c y t i ho c g n y t i FWA có th tính qua công th c sau: SummerDisp lacement (D) FWA (mm ) = (3.43) 4TPC Lưu ý: Trong các h s ơ tàu, nói chung thông s FWA (t i m n n ưc mùa hè) u ưc tính và cho s n trong Capacity Plan ho c cho trong các h s ơ khác nh ư Loading Manual, Loading and Stability Information Booklet Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 67
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng * Tính l ng hi u ch nh n c l (Dock Water Allowance-DWA): Lng hi u ch nh n c l chính là chênh l ch gi a m n n c c a tàu khi ho t ng ti vùng n c l (có t tr ng nh h ơn 1.025 T/m 3) v i vùng n c bi n (có t tr ng 1.025 T/m 3). Lng hi u ch nh n c l c tính theo công th c sau: FWA × (1025 − γ ) DWA (mm ) = (3.44) 25 Trong ó γ là t tr ng n c l nhân v i 1000. Công th c này ch áp d ng i v i m n n c b ng ho c g n b ng m n n c mùa hè . b. Tính hi u s m n n ưc : d W G’ G WL B d W G’ G B’ B Hình 3.22: Mô men chúi Xét t u tr ng thái cân b ng m i lái thì G và B n m trên m t ng th ng ng. N u ta t m t tr ng v t phía sau tr ng tâm tàu thì tr ng tâm t u d ch chuy n t G t i G’ nh mô t hình 3.22. Tr ng l c tác ng qua G’ t trên xu ng d i và l c n i tác ng qua B t d i lên trên. Tr ng l c và l c n i t o nên m t ng u l c có tác d ng làm cho tàu có khuynh h ng chúi v phía lái nh trong hình v . Mômen chúi do ng u l c t o ra ph thu c vào l n c a kho ng cách ng n nh t gi a hai l c tác d ng (Kho ng cách Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 68
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng BG’ c tính theo tr c d c t u). Khi t u có khuynh h ng chúi v lái thì ph n ng p n c phía lái nhi u h ơn d n t i tâm ni c a tàu c ng d ch chuy n v phía lái sao cho B’ n m trên ng th ng ng v i G’ thì tàu xác l p m t tr ng thái cân b ng m i. Xét theo h quy chi u g n v i thân tàu Oxyz, c p ng u l c "tr ng l c-lc n i" ã t o ra mô men chúi M c = P x GB. Hay có th bi u di n là : Mc = D x (LCG - LCB). Ti m t m n n c nh t nh, hi u s m n n c m i lái (t) t l v i mô men gây chúi. Giá tr mô men làm thay i 1cm hi u s m n n c (MTC) ho c 1 inch hi u s m n nc (MTI) c cho trong h s ơ tàu ( b ng th y t nh ho c th c tr ng t i). Mc = MTC x t. D x (LCG - LCB) = MTC x t D × (LCG − LCB ) t = (m) (3.45) MTC ×100 D × (LCG − LCB ) t = (ft) (3.46) MTC ×12 Trong ó: D: là l ng giãn n c c a tàu. LCB: là hoành tâm n i tra trong b ng th y t nh v i i s là D . MCTC: là mô men làm thay i 1cm hi u s m n n c tra trong b ng th y tnh v i i s là D. LCG c tính theo công th c: Dls × LCG ls + ∑ Pi × LCG i LCG = (3.47) D Nh n x ét : Tàu s chúi lái n u G n m phía sau B và s chúi m i n u G n m phía tr ưc B . c. Xác nh m n n ưc m i lái * Xác nh m n n ưc m i lái b ng tính toán : Tính l ng dãn n c: D = D 0 + D c + D st + D Ballast + Const. T D vào b ng th y t nh ta tra c m n n c t ơ ng ơ ng v i D là d eqv và LCB. Tính toán LCG và t: Dls × LCG ls + ∑ Pi × LCG i LCG = D D × (LCG − LCB ) t = (m) MTC ×100 D × (LCG − LCB ) t = (ft) MTI ×12 Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 69
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Thu tr c m i Thu tr c lái A LCF t M F dA B c d dF L.B.P Hình 3.23: Hi u ch nh m n n ưc m i lái Xét hình 3.23 ta tính c m n n c t i các ng vuông góc m i, lái nh sau:  LBP  t ∆dA = AM = FM ×tg ϕ =  − LCF ×  2  LBP Xét m t cách t ng quát thì  LBP  t ∆dA =  ± LCF × (3.48)  2  LBP Chú ý : L y d u (+) khi F n m tr ưc m t ph ng s ưn gi a; L y d u (-) khi F n m phía sau m t ph ng s ưn gi a. Do ó: d A = d eqv ± dA (L y d u (+) khi tàu chúi lái; L y d u (-) khi chúi m i).  LBP  t dA = deqv ±  ± LCF × (3.49)  2  LPB dF = dA ± t (3.50) Trong công th c tính d F ta ly du (-) khi tàu chúi lái; L y d u (+) khi tàu chúi m i. * Xác nh m n n ưc c a tàu bng th xác nh m n n ưc m i lái: th m i lái bi u th m i quan h gi a l ng giãn n c, mô men i v i m t ph ng sn gi a và m n n c t i ng th y tr c phía tr c và phía sau c a tàu Khi tàu có hi u s m n n c c ng nh l ng giãn n c l n thì áp d ng th này xác nh m n n c m i lái chính xác h ơn so v i cách dùng b ng Cu t o th : Tr c hoành bi u di n t ng mô men t nh M x v i m t ph ng s n gi a Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 70
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Tr c tung cho giá tr m n n c d ho c l ng giãn n c D. Cách s d ng: T m n n c m i lái hi n t i ta a vào th xác nh c m t im trên m ng li th . T im này ta gióng sang ngang và th ng xu ng s có giá tr l ng giãn nc và mô men i v i m t ph ng s n gi a tr ng thái hi n t i. L ng giãn n c và mô men c a tàu tr ng thái sau khi x p c tính b ng t ng các giá tr l ng giãn n c và mô men hi n t i v i tr ng l ng, mô men b sung. T giá tr mô men i v i tr ng thái sau khi x p d thêm ta xác nh c im th hai. T im th hai này ta xác nh ng c l i s có m n n c m i lái c a tàu sau khi x p d m t vài kh i l ng nào ó. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 71
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.24: th xác nh m n n ưc m i lái Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 72
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng d. Hi u ch nh m n n ưc m i lái * Hi u ch nh m n n ưc m i lái b ng tính toán: - D ch chuy n m t l ưng hàng có tr ng l ưng w theo chi u d c tàu: Khi d ch chuy n hàng theo chi u d c tàu, s t o ra mô men gây chúi M c = w x l. Mô men này s t o ra m t s thay i v hi u s m n n c là: Mc w× l t = ; Hay t = (3.51) MTC MTC Trong ó w là kh i l ng hàng d ch chuy n; l là kho ng cách d ch chuy n. Khi d ch chuy n hàng, tàu s quay quanh tâm F cho n khi cân b ng t i m n n c mi, lái m i. Cng t hình v 3.23 ta có:  LBP  ∆t  1 LCF  ∆dA =  ± LCF × = ∆t × ±  (3.52)  2  LBP  2 LBP  Ly d u (+) n u F n m phía tr ưc m t ph ng s ưn gi a; L y d u (-) n u F n m phía sau m t ph ng s ưn gi a. dF = t - dA (3.53) Lúc ó m n n c m i lái m i s là: dA mi = dA c ± dA (3.54) dF mi = dF c ± dF (3.55) Chú ý : l y d u (+) hay (-) i v i ∆dA và ∆dF là tu theo chi u d ch chuy n hàng hóa. - Xp m t l ưng hàng có tr ng l ưng v a ph i: Lô hàng có tr ng l ng v a ph i có ngh a là lô hàng mà khi x p xu ng ho c d lên s ch làm cho m n n c c a tàu thay i m t vài cm. Trong tr ng h p này, các giá tr TPC, MTC, LCF ch thay i m t l ng r t nh , có th coi nh v n gi nguyên. Ta có th tính toán theo hai b c sau: + B c 1: Gi nh x p lô hàng có tr ng l ng w lên tàu t i v trí tâm m t ph ng ng n c F. Khi ó không có s thay i hi u s m n n c mà tàu ch b t ng u mn m t l ng b ng: w ∆d = (3.56) TPC + B c 2: D ch chuy n lô hàng n v trí d nh x p hàng. Khi ó ta ti n hành tính toán nh v i bài toán d ch chuy n hàng trên. Ta có: w×l ∆t = MTC l: kho ng cách t v trí d nh x p hàng t i tâm F.  LBP  ∆t ∆dA =  ± LCF ×  2  LBP Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 73
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng ∆dF = ∆t − ∆dA Mn n c m i lái m i s là: dAm i = d Ac + d ± dA (3.57) dFm i = d Fc + d ± dF (3.58) Chú ý : - L y d u (+) hay (-) là tu thu c vào v trí x p lô hàng. - Tr ưng h p d hàng c ng làm t ươ ng t , tuy nhiên ta ph i tr i giá tr ∆d. * Hi u ch nh m n n ưc m i lái b ng b ng tính s n: Ta có th s d ng b ng (Trimming Table - Loading Weight 100 tons) ho c th c bi n i m n n c m i lái khi x p (d ) 100 t n hàng. 3.2.3.3. Bài t p - Xác nh mn n c c a tàu b ng tính toán. - Xác nh m n n c c a tàu b ng b ng tính s n. 3.2.4. Ki m tra s c b n d c thân tàu 3.2.4.1. Ki m tra s c b n c c b Sc b n c c b ây có th hi u là kh n ng ch u ng c c a k t c u sàn h m hàng ho c sàn boong, n p h m hàng khi ta x p hàng t i các v trí ó. Thông th ng, trong h s ơ tàu, ng i ta th ng cho các giá tr v t i tr ng ph (Deck load Capacity ho c Tank top Strength ho c Design Load) c a sàn h m, sàn boong, n p hm hàng ti n tham kh o cho vi c ki m tra khi x p hàng. Ví d : T i tr ng thi t k (Design Load) c a tàu "Gemini Forest" nh sau: - Sàn h m: 10 t/m 2 - Boong trung gian: 3.9 t/m 2 Khi x p hàng, chúng ta c n quan tâm n s c ch u sàn h m tránh v t quá s c ch u. Hàng x p c g ng dàn u tránh t p trung ng su t (Tr ng l ng t i a có th x p vào mt h m c cho trong h s ơ tàu ho c có th tính b ng di n tích sàn h m nhân v i t i tr ng thi t k sàn h m). Tr ng h p x p hàng n ng nh s t cu n, máy bi n th thì ph i có bi n pháp chèn lót bng v t li u thích h p ( ví d g kê d y và dài ) sao cho có th dàn u l c nén c a hàng, không v t quá s c ch u thi t k . 3.2.4.2. Ki m tra s c b n d c thân tàu b ng ph ươ ng pháp tính toán Ki m tra s c b n d c thân tàu là ti n hành ki m tra lc c t (Shearing Force) và mô men u n (Bending Moment) t i các m t c t ngang c a tàu ng vi các tr ng thái sóng bi n khác nhau. Nh óm tác Still gi Water: TS, TT inh Xuân M Hoggingnh, TT Ph Wavem V n Tr ng, TSSagging TT Nguy Wave n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 74
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.25: Các tr ng thái sóng bi n c trưng - Tàu n m trên m t n c yên l ng (Still Water) - Tàu n m trên nh sóng (Hogging) - Tàu n m trên b ng sóng (Sagging) ki m tra s c b n d c thân tàu (Longitudinal Strength) ng i ta s tính toán l c c t và mô men u n trên m t n c yên l ng, sau ó v th l c c t, mô men u n và so sánh các giá tr này v i giá tr cho phép theo thi t k c a tàu. N u giá tr tính c n m trong kho ng cho phép thì ph ơ ng án t i tr ng là t yêu c u. Vi m i con tàu, ng i ta s ch n m t s m t c t quan tr ng (t i các sn tàu - Frame No.) và tính s n các giá tr cho phép i v i l c c t (SF) và mô men u n (BM) các iu ki n "Ocean going" và "In Harbour", ng th i l p các bi u tính m u cho trong h s ơ tàu ti n tính toán. Cách tính l c c t (SF- Shearing Force) và Mô men u n (BM-Bending Moment) t i mi m t c t nh sau: SF = W - B (3.59) BM = M w - M b (3.60) Trong ó : W : là tr ng l ng t i m t c t B : là l c n i t i m t c t Mw: là mô men u n gây ra b i tr ng l ng ( i v i m t c t). Mb: là mô men u n gây ra b i l c n i ( i v i m t c t). W = W l + W d (3.61) Mw = M wl + M wd (3.62) Trong ó: Wl : là tr ng l ng t i m t c t trong iu ki n tàu không. Wd : là tr ng l ng c a các t i tr ng thay i (không bao g m tr ng l ng tàu không). Mwl : là mô men u n b i tr ng l ng trong iu ki n tàu không. Mwd : là mô men u n b i các t i tr ng thay i (không bao g m tr ng l ng tàu không). * ưng vuông góc m i (FP) ho c ưng vuông góc lái (AP) là ưng c ơ s cho vi c tính mô men. Khi ó : SF = W d + (W l - B) (3.63) BM = M wd + (M wl - M b) (3.64) Ng i ta t S n = (W l - B), Bn = (M wl - M b) Các giá tr S n, B n c tính s n và l p thành b ng i v i t ng m t c t (Frame No) ã ch n s n ki m tra và cho trong h sơ tàu d a trên c ơ s là l ng giãn n c. Các giá tr W d và M wd s c tính b i S quan c a tàu theo bi u tính ã cho trong h sơ tàu v i các giá tr t i tr ng th c t t i các m t c t (Frame No) ch n s n. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 75
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Sau khi tính c SF và BM v i m i m t c t, so sánh v i các giá tr l c c t và mô men un cho phép ng th i ti n hành v th SF và BM. Giá tr mô men u n và l c c t cho phép c cho trong h s ơ tàu (Allowable Value) . N u SF và BM n m trong kho ng cho phép thì ph ơ ng án t i tr ng là t yêu c u. Ví d i v i tàu Gemini Forest: Bending Moment (KN-M) Shearing Force (KN) 300.000 20.000 200.000 10.000 100.000 BM (+) SF (+) 0 0 BM (-) SF (-) -100.000 -10.000 -200.000 -20.000 -300.000 AE AP Fr. 27 Fr.53.81 Fr.105 Fr.124.04 Fr.161 FP FE Gi i h n cho phép c a mô men u n BM. (+): Hogging; (-): Sagging Gi i h n cho phép c a l c c t SF. (+): Hogging; (-): Sagging Hình 3.26: th BM và SF Chú ý : Có hai gi i h n cho SF và BM là "Ocean going" và "In Harbour". Ta nên so sánh giá tr SF và BM tính ưc v i gi i h n "Ocean going" m b o an toàn cao . ALLOWABLE VALUE (OCEAN GOING) OCEAN GOING ALLOWABLE BENDING ALLOWABLE SHEARING Cp MOMENT (MS) FORCE (FS) MAX MIN MAX MIN (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) FR. 27 13000 -13000 0.3 L 278000 -105000 FR. 53.81 Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 76
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng FR. 105 13000 -13000 0.7 L 278000 -105000 FR. 124.04 FR. 161 13000 -13000 ALLOWABLE VALUE (IN HARBOUR) HARBOUR ALLOWABLE BENDING ALLOWABLE SHEARING Cp MOMENT (MS) FORCE (FS) MAX MIN MAX MIN (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) FR. 27 15885 -16108 0.3 L 469911 -311770 FR. 53.81 FR. 105 16212 -16212 0.7 L 469911 -311770 FR. 124.04 FR. 161 15738 -15541 Bng 3.5: Giá tr mô men u n và l c c t cho phép trên m t n ưc yên l ng 4.2.4.3. Ki m tra s c b n d c thân tàu b ng bi u ng su t (Stress Diagram) Bi u này dùng ki m tra mô men u n c a tàu . Mx Tr c tung bi u th m t n a t ng s h c mô men c a các t i tr ng thay i ( ) i 2 vi m t ph ng s n gi a. Tr c hoành bi u th tr ng t i c a tàu. ng 1-1 bi u di n các giá tr mô men u n trên m t n c yên l ng. ng 2-2 bi u di n các giá tr c a mô men u n nh sóng. ng 3-3 bi u di n các giá tr mô men u n b ng sóng. Các ng 4-4 và 5-5 là gi i h n trên và d i c a mô men u n cho phép. Mx T giá tr DWT và ta tra vào bi u s c m t im (A). 2 - N u im A n m trên ng 1-1 thì ph ơ ng án t i tr ng c a ta là t i u, tàu không võng không n. - Khi im A n m phía trên ng 1-1 thì tàu b n (Hogging), còn khi im A n m phía d i ng 1-1 thì tàu b võng (Sagging). - N u im A n m trong vùng xanh (Green Band) thì ph ơ ng án t i tr ng là cho phép tuy nhiên c n ph i m b o vi c tiêu th nhiên li u, n c ng t trong khi hành trình s không làm cho im A di chuy n ra kh i vùng xanh. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 77
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - N u im A n m t i vùng vàng (Yellow Band) thì ph ơ ng án t i tr ng c a tàu không tt. Tàu s b n nhi u (Hogging) n u im A n m gi a ng 2-2 và 4-4. Nguyên nhân là do hàng c phân b nhi u hai u m i và lái . Khi ó c n iu ch nh hàng t hai u v g n m t ph ng s n gi a a im A vào vùng xanh. Tàu s b võng nhi u (Sagging) n u im A n m gi a ng 3-3 và 5-5. Nguyên nhân do hàng c phân b nhi u gi a tàu. Khi ó c n ph i iu ch nh hàng t gi a tàu ra hai u a im A vào vùng xanh. - Vùng (Red Band) là các vùng nguy hi m. Giá tr mô men u n ã v t quá gi i hn cho phép, khi ó ph i ti n hành x p x p l i s ơ hàng hóa. Mx 2 4 2 Red Band Y.B Hogging 1 A Mx 3 2 Gr een 4 Band Y.B 5 2 Red Band 1 Sagging 3 5 Dwt Dwt H ình 3.27: Bi u ng su t. 3.3. S ơ x p hàng tàu hàng khô 3.3.1. nh ngh a Sơ hàng hóa tàu hàng khô là b n v bao g m các m t c t d c, ngang và ng c a tàu, trên ó có th hi n các thông s nh lo i hàng, s l ng, tr ng l ng, th tích, v trí ca hàng, c ng x p hàng, c ng tr hàng Tu theo yêu c u, s ơ hàng hóa còn có th ph i bao g m c trình t x p (tr ) hàng m b o s c b n thân tàu, m b o m n n c và hi u s m n n c. M n n c khi tàu kh i hành t i c ng x p và m n n c khi tàu n c ng d hàng c ng c n thi t ph i th hi n trong s ơ hàng hóa. Có th dùng các màu s c, ký hi u khác nhau th hi n các lo i hàng hóa khác nhau trong s ơ hàng hóa. 3.3.2. Các yêu c u c a s ơ x p hàng Mt s ơ x p hàng tàu hàng khô ph i b o m các yêu c u sau: - T n d ng h t dung tích và tr ng t i c a tàu (Full and Down). - m b o n nh và hi u s m n n c. - m b o s c b n c c b và s c b n d c thân tàu. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 78
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - m b o tính ch t c ơ lý hóa c a hàng, m b o th t x p x p và tr hàng t i các cng. 3.3.2.1. X p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i c a tàu (Full and Down) Xp hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i c a tàu ngh a là i gi i bài toán sao cho có th tìm c l ng hàng hóa x p lên tàu tho mãn các iu ki n sau: - T ng tr ng l ng hàng hóa x p lên tàu b ng tr ng t i thu n tuý ch hàng c a tàu. - T ng th tích hàng hóa x p lên tàu b ng th tích ch a hàng c a tàu. P1 + P2 + P3 + + Pm = Dc  (3.65) V 1 +V 2 +V 3 + +Vm = Vh Gi h s x p hàng c a tàu là . 3 3 Gi th tích ch a hàng c a tàu là V h (m , Ft ). Gi tr ng ti thu n tuý ch hàng c a tàu là D c (T). Khi ó : Vh = (m 3/T, Ft 3/T) (3.66) Dc Gi h s x p riêng c a hàng hóa là SF (Stowage Factor). Gi th tích c a hàng là V. Tr ng l ng c a hàng hóa là P. Khi ó : V SF = (m 3/T, Ft 3/T) (3.67) P Xét v m t lý thuy t, n u không tính n h s r ng c a h m hàng khi x p hàng thì s xy ra các tr ng h p sau ây: - SF = : Khi ó ph ơ ng án x p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i. - SF : Khi ó ph ơ ng án x p hàng ch t n d ng h t dung tích mà không t n d ng ht tr ng t i (hàng x p lên tàu là hàng nh ). Nh v y xét t ng quát thì iu ki n x p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i tàu là: - Khi tàu ch m t lo i hàng thì SF = - Khi tàu ch nhi u lo i hàng thì hàng hóa ph i bao g m c hàng n ng và hàng nh , có c hàng b t bu c ph i ch và hàng t ch n ng th i ph i tho mãn h ph ơ ng trình: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 79
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng ∑ Pn + ∑ Pnh = Dc  (3.68) Pn.SF n + Pnh .SF nh = Vh Trong ó: Pn là tr ng l ng hàng n ng; P nh là tr ng l ng hàng nh . SF n là h s x p riêng c a hàng n ng; SF nh là h s x p riêng c a hàng nh . Chú ý : Trong th c t c n tính n h s r ng cho phép c a h m hàng khi x p hàng. * Gi i bài toán x p hàng t n d ng h t dung tích và tr ng t i tàu b ng ph ươ ng pháp tính toán: Ta i gi i h ph ơ ng trình: Pn + Pnh = Dc  Pn.SF n + Pnh .SF nh = Vh Trong h ph ơ ng trình này, ta c n tìm tr ng l ng c a hàng n ng và hàng nh (P n, Pnh ), các thông s khác nh SF n, SF nh , D c, V h ã bi t ho c có th tính tr c c. T h ph ơ ng trình ta có: Vh − Pnh .SF nh Pn = (3.69) SF n Trong ó: Pnh = Dc − Pn (3.70) Khi có nhi u lo i hàng thì ta ph i so sánh SF c a chúng v i c a tàu tìm ra hàng nng và nh , sau ó l y trung bình SF tbn và SF tbnh , chuy n sang gi i h ph ơ ng trình hai n ta s tìm c P tbn , P tbnh . Làm nh v y cho n khi gi i c k t qu cu i cùng. Ví d Có 4 lo i hàng có h s x p riêng là SF 1<SF 2<<SF 3<SF 4. Ta c n ph i tính P 1, P 2, P 3, P 4. Th t tính toán nh sau: 1 1 SF tbn = (SF 1+SF 2); SF tbnh = (SF 3 + SF 4) 2 2 1 1 Ptbn = (P 1 + P 2 ) ; P tbnh = (P 3 + P 4) 2 2 Ta i gi i h ph ơ ng trình: Pn + Pnh = Dc  Ptbn .SF tbn + Ptbnh .SF tbnh = Vh Ta rút ra: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 80
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Vh − Ptbnh .SF tbnh Ptbn = SF tbn Trong ó: Ptbnh = Dc − Ptbn Sau khi tính c P tbn , P tbnh ta l i l p các h ph ơ ng trình hai n tính P 1, P 2, P 3, P 4. P1 + P2 = Ptbn  (*) P .1 SF 1 + P .2 SF 2 = Ptbn .SF tbn P3 + P4 = Ptbnh  ( ) P .3 SF 3 + P .4 SF 4 = Ptbnh .SF tbnh Gi i hai h ph ơ ng trình (*) và ( ) s cho ta các giá tr P 1, P 2, P 3, P 4. * Gi i bài toán t n d ng dung tích và tr ng t i b ng ph ươ ng pháp th : V th c ch t c ng là i gi i h ph ơ ng trình: ∑ Pn + ∑ Pnh = Dc  Pn.SF n + Pnh .SF nh = Vh th s c xây d ng v i tr c tung là V h, Tr c hoành là D c. Vh Dng on th ng OM có h s góc tg = = . ( im M có to b ng D c và V h). Dc V các ng bi u th SF i Khi ó các hàng n ng s có SF n m phía d i ng OM . Các hàng nh s có SF n m phía trên ng OM. Bng cách k song song v i m t trong các SF n ng ho c nh , ta s có giao im c a on song song này v i m t trong các SF (ví d là im A theo hình 3.28). Dóng t im giao nhau ó sang hai tr c to , ta s có các V i và P i. Vh 3 3 M (m , Ft ) SF nh Vnng SF nng V A nh O P nng Pnh D (T) c H ình 3.28: T n d ng dung tích và tr ng t i b ng th 3.3.2.2. X p hàng m b o n nh m b o n nh cho tàu, khi x p hàng ta ph i tuân theo nh ng nguyên t c c ơ b n di ây: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 81
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - X p hàng n ng xu ng d i, hàng nh lên trên. - Khi tàu có hai boong thì có th x p hàng theo t l v tr ng l ng là: Hm áy/Boong gi a/Boong trên = 6/3/1 - Khi tàu có m t boong, hàng x p trên boong không c v t quá 30% t ng lng hàng trên tàu ( i v i các tàu ch g chuyên d ng ho c tàu Container thì t l này có th cao h ơn ho c theo các nguyên t c riêng). - Sau khi phân hàng xong ph i ki m tra tính toán GM, ánh giá n nh theo các tiêu chu n n nh t ơ ng ng v i lo i tàu m b o r ng n nh c a tàu là tho mãn. 3.3.2.3. X p hàng m b o tính ch t c ơ lý hóa Nh ng nguyên t c sau ây c n c quan tâm m b o tính ch t c ơ lý hóa c a hàng: - Tìm hi u k c tính c a hàng hóa tr c khi x p d . - Không x p nh ng hàng thu c các nhóm k nhau g n nhau ho c chung m t h m. - Hàng hóa có tính ch u va p, ch u nén, ho c có bao bì ch c ch n c x p xu ng di hàng hóa d v ho c có bao bì y u. - Các ki n hàng l n, bao bì c ng nên x p nh ng h m r ng, vuông v c. Nh ng hàng hóa ki n nh , bao bì m m có th x p t i nh ng n ơi h p. - Hàng d v , bao bì y u nên x p nh ng n ơi ti n l i cho công tác x p d , có chèn lót phù h p. - Nh ng hàng hóa d b h ng vì m t ph i x p nh ng n ơi ti n thông gió, tránh nh ng khu v c d m hôi. - Nh ng lo i hàng hóa d b h h ng b i nhi t cao thì ph i tránh nh ng khu v c có ngu n nhi t nh vách bu ng máy. - Hàng hóa s l nh thì mùa ông không c x p trên boong. - i v i hàng nguy hi m ph i quan tâm n các quy nh v v n chuy n hàng nguy hi m trong IMDG-Code, tìm hi u b ng tách bi t hàng nguy hi m có bi n pháp ng n cách, b o qu n phù h p. N ơi x p hàng nguy hi m ph i c l a ch n m b o x p d c thu n ti n, d dàng và có th x p hàng nguy hi m sau cùng mà l i d c tr c tiên. - Ph i có y v t li u chèn lót và thi t b ch ng bu c phù h p. 3.3.2.4. X p hàng m b o s c b n d c và s c b n c c b a. m b o s c b n d c: m b o s c b n d c thân tàu khi x p hàng thì giá tr tính toán mô men u n và l c ct ph i n m trong kho ng cho phép. N u ta tính toán phân b hàng hóa và các thành ph n tr ng l ng khác trên tàu u su t chi u dài thân tàu thì s m b o c s c b n Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 82
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng dc thân tàu. Ph ơ ng pháp x p hàng theo t l dung tích s m b o c s c b n d c thân tàu. Theo ph ơ ng pháp này, hàng hóa s c phân xu ng t ng h m hàng theo t l dung tích c a chúng i v i t ng dung tích ch a hàng c a tàu. Gi dung tích ch a hàng c a tàu là V h Gi dung tích ch a hàng c a h m hàng th i là V hi Gi tr ng t i ch hàng c a tàu là D c Gi tr ng l ng hàng phân xu ng h m hàng th i là P i Khi ó: = Vhi × Pi Dc (3.71) Vh Do ph ơ ng pháp này th ng không tho mãn c yêu c u v hi u s m n n c nên sau khi phân hàng xu ng t ng h m, n u th y không tho mãn v hi u s m n n c thì có th iu ch nh l ng hàng trong các h m hàng (trong kho ng 10% tr ng l ng hàng c a tng h m) mà không làm nh h ng l n n s c b n d c thân tàu. Trong th c t , ng i ta thng tính toán s n xem t ng h m hàng m t trên tàu chi m bao nhiêu ph n tr m t ng dung tích ch a hàng c a tàu. Khi x p hàng ch vi c nhân các ph n tr m này v i l ng hàng, ta s c l ng hàng cho t ng h m. Ví d :Tàu A có 2 h m hàng v i dung tích là: H1 = 8000 m 3 H2 = 12000 m 3 Tng dung tích ch hàng c a tàu là Vh = 20.000 m 3 Khi ó t l dung tích t ng h m s là: 8000 H1 = ×100 % = 40 % 20000 12000 H 2 = ×100 % = 60 % 20000 Mu n phân l ng hàng là 9000 t n xu ng các h m thì ta làm nh sau: H1 = 40 % × 9000 = 3600 T H 2 = 60 % × 9000 = 5400 T b. m b o s c b n c c b : Sau khi ã tính toán phân hàng xu ng các h m hàng thì c n ph i ki m tra xem tr ng lng hàng này có v t quá t i tr ng t i a cho phép c a h m hàng không. N u không vt quá thì ph ơ ng án là t yêu c u. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 83
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Pi P max Ti tr ng t i a cho phép i v i t ng h m hàng th ng c cho trong h s ơ tàu ho c có th tính toán nh sau: Pmax = S x P kt (3.72) Trong ó: - P max là t i tr ng t i a cho phép. 2 - P kt là t i tr ng ph tính b ng T/m c a v t li u làm sàn h m hàng.Giá tr này c ng c cho trong h s ơ tàu. - S là di n tích sàn h m hàng (m 2). Giá tr này có trong h s ơ tàu ho c có th o tr c ti p. 3.3.2.5. Bài t p 3.4. Th t l p s ơ x p hàng Sơ hàng hóa có th c l p theo các b c sau ây: Bc 1: Chu n b và t p h p y các thông s , tài li u c n thi t c a tàu, các bi u bng, h s ơ tàu ph c v cho vi c tính toán hàng hóa nh : các kích th c ch y u c a tàu, su t tiêu hao nhiên li u, h s ơ tàu (Loading and Stability Information Booklet, Loading Manual ), b ng th y t nh, b ng tra két (n c ng t, ballast, d u ), dung tích h m hàng cng nh các bi u b ng khác. Bc 2: Tìm hi u các y u t liên quan n công tác hàng hóa trong chuy n i nh : Ni dung c ơ b n c a h p ng thuê tàu, các iu kho n liên quan n hàng hóa và làm hàng (l ng hàng theo h p ng, tên, ch ng lo i hàng hóa ), tên c ng x p, c ng d ( xác nh tuy n ng và quãng ng tàu ch y), nh m c x p d t i các c ng, nh ng ch d n v v n chuy n, b o qu n hàng hóa, nh ng gi i h n có th có (gi i h n v m n nc t i c ng x p, c ng d ho c gi i h n v ph ơ ng ti n x p d , chi u cao m n khô t i a ). Nh ng y u t trên s c tìm hi u trong "H ng d n chuy n i c a Ch tàu ho c Ng i thuê tàu - Sailing Instruction". Ngoài ra tình hình th i ti t, vùng, mùa tàu ho t ng c ng ph i c tìm hi u k càng. Bc 3: Tính th i gian chuy n i và l ng d tr . T tên c ng x p và c ng d , ta có th thi t k tuy n ng cho tàu và qua ó xác nh c quãng ng tàu ch y. - Tính th i gian chuy n i: tch .d = tch + td (3.73) vi: Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 84
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng S tch = × ()1+ kb + tqt (3.74) 24 × v Dx Dd td = + + tdt (3.75) Mx Md Trong ó: tch. : Th i gian chuy n i. tch : Th i gian tàu ch y. t : Th i gian tàu . tqt : Th i gian quay tr (th ng l y b ng 10% c a S/24.v) tdt : Th i gian d tr . S : Quãng ng tàu ch y (N.M). v : V n t c tàu (Knots). kb: H s bão ( l y k b = 0.3 i v i nh ng vùng có 45% th i gian trong n m tr lên có bão; k b= 0.2 i v i nh ng vùng có t 25% n 45% th i gian trong n m có bão; k b= 0.15 i v i nh ng vùng có ít h ơn 25% th i gian trong n m có bão). Dx , D d : L ng hàng x p, l ng hàng d . Mx , M d : nh m c x p, nh m c d . - Tính l ưng d tr : Cn c vào th i gian chuy n i, su t tiêu hao nhiên li u c ng nh tiêu hao n c ng t, lơ ng th c th c ph m l y y l ng d tr cho tàu. Bc 4: Tính toán l ng hàng phân b xu ng các h m hàng sao cho t n d ng h t dung tích và tr ng t i, ho c phù h p v i yêu c u x p hàng t i a c a h p ng thuê tàu, t hi u qu kinh t cao. L ng hàng x p trên t u ph i tho mãn các yêu c u ra c a chuy n i nh h n ch v vùng mùa khai thác (tho mãn yêu c u c a load line Convention) có xét t i tác ng c a hi n t ng u n võng, m n n c c a các c ng i và cng n có xét t i tác ng c a t tr ng n c t i các c ng, s c ch a c a h m hàng, yêu cu c a h p ng. Bc 5: Tính toán và ki m tra n nh, m n n c và hi u s m n n c, s c b n thân tàu t i c ng x p. tính toán c ng nh ki m tra n nh t u xem mc 3.2.2. tính m n n c xem mc 3.2.3, tính s c b n c ng nh ki m tra s c b n xem m c 3.2.4. Bc 6: Tính toán và ki m tra n nh, m n n c và hi u s m n n c, s c b n thân tàu t i c ng d . Bc 7: Tóm t t các k t qu tính toán c a các b c 5 và 6, l p trình t phân hàng xu ng các h m hàng, v s ơ x p hàng hóa. Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 85
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 3.29: S ơ hàng hoá Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 86
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Nh óm tác gi : TS, TT inh Xuân M nh, TT Ph m V n Tr ng, TS TT Nguy n M nh C ng, Ths. TT Nguy n i H i. 87
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng CH Ơ NG 4: V N CHUY N HÀNG R I 4.1. V n chuy n d u m và s n ph m d u m 4.1.1. Nh ng khái ni m c ơ b n v d u m và tàu ch d u 4.1.1.1. Phân lo i d u và tính ch t c a d u a. Phân lo i d u m * Theo tình tr ng c a d u: - D u thô (Crude Oil): ây có th hi u là d u nguyên khai, ch a qua ch bi n. Thành ph n c ơ b n bao g m: Các bon ( Carbon): 83 - 87 % Hydrô (Hydrogen): 11 - 14 % Lu hu nh ( Sulfur): 5 % hoc ít h ơn Ni t ơ (Nitrogen): 0,4 % ho c ít h ơn Ô xy (Oxygen): 0,5 % ho c ít h ơn Kim lo i (Metal): 0,5 % ho c ít h ơn - D u th ơ ng ph m (Petroleum Product): Bao g m các lo i nh x ng, d u ho , d u diezel, d u n ng (Fuel Oil), d u nh n - Khí : Bao g m Khí d u m (Petroleum Gas) và khí t nhiên (Natural Gas). * Theo m u s c c a d u: Không màu: D u nh , x ng Mu s m: D u n ng. * Theo nhi t b t l a: Chia làm 3 c p d u Du c p 1: Có nhi t b t l a 65 0C: D u madut, d u n ng Cn l u ý r ng nhi t d u hàng khi v n chuy n ph i nh h ơn nhi t b t l a c a nó ít nh t là 5 0C. Nu nhi t c a b t c lo i d u hàng nào khi v n chuy n nh h ơn nhi t b t l a c a chúng ch a n 5 0C thì ph i coi t t c là d u c p 1. b. Tính ch t c a d u m - Tính d cháy: D u có tính d cháy t i m t iu ki n và nhi t nào ó khi có ng n la tr n i qua. - Tính d n : H n h p h ơi d u và ô xy n u n m trong kho ng gi i h n nào ó có kh nng gây n khi g p tia l a. - Tính sinh in: Do d u có nh t nên trong quá trình b ơm rót d u, ma sát gi a d u và ng ng gây ra s tích in t i các ng ng. S tích in nh v y s r t nguy hi m vì s có th x y ra tình tr ng phóng in, gây cháy n trên tàu d u. kh c ph c hi n t ng trên, ng i ta ph i ti n hành n i t cho tàu và ng ng tr c khi th c hi n vi c b ơm rót d u. - Tính bay h ơi: D u có tính bay h ơi r t m nh, c bi t i vi các lo i d u nh và nhi t cao. Tính ch t này gây ra s hao h t d u và là nguy c ơ gây cháy n r t cao. 88
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Tính ông k t: Khi g p nhi t th p, d u m có th ông k t, c bi t là d u n ng. tránh hi n t ng ông k t và có th b ơm rót d u c, ng i ta c n ph i b trí thi t b hâm d u. - Tính dãn n : D u có tính dãn n v th tích do s thay i nhi t . Các lo i d u nh có tính dãn n r t l n. Ng i ta xây d ng b ng chuyên d ng trong ó cho các " h s hi u ch nh th tích" t ơ ng ng v i m i lo i d u (VCF: Volume Correction Factor) nhi t th c t so v i nhi t tiêu chu n (B ng 54B TCVN 6065-1995/ASTM-D.1250/ API.2540/ IP.200 áp d ng cho d u th ơ ng ph m) Th tích t o th c t = Th tích t o tiêu chu n / VCF Ngoài ra, tính dãn n c a d u còn c bi u di n b ng l ng thay i th tích: V = x toC Trong ó : V: là s thay i th tích. toC: là s gia nhi t : là h s dãn n cho trong b ng chuyên d ng i v i t ng lo i d u. - Tính c: M i lo i d u m u có tính c cho s c kh e. Có ba con ng gây ra ng c b i d u m là: hít th , nu t vào ng mi ng và ti p xúc qua da. Ng c d u m th hi n d i d ng c p tính ho c mãn tính. Các lo i khí có trong d u m có th gây ng c cho c ơ th , bi u hi n nh : au m t, l ơ mơ, m i m t, choáng váng, chóng m t, tê li t th n kinh, ng ng th , t vong. Các lo i khí ó là: Hydrogen Sulfide - H 2S: Khí này có mùi tr ng th i và có th ng i th y khi hàm l ng ca nó trong không khí t 1 ppm n 2 ppm. N u hít vào không khí có l n H 2S v i hàm lng t 1000 ppm n 1500 ppm (part per million) thì ch c n ng hô h p c a con ng i s b tê li t và d n n t vong. Benzene: Gi i h n ng ng (TLV- Threshold Limit Value) là 25ppm (0,025% th tích). Khi ó ch có c m giác có mùi Benzene. Khi hít vào không khí có l n Benzene v i hàm lng lên t i 20.000 ppm (2% th tích) trong vòng t 5 n 10 phút, s gây t vong. Hơi x ng: Gi i h n ng ng TLV là 0,05% th tích. Khi hàm l ng h ơi x ng t 2,2% n 2,6%, n u hít vào t 10 n 12 l n, s cm th y choáng váng, chóng m t. - Tính n mòn: D u m có kh n ng n mòn i v i kim lo i, có th làm r b m t c a két ch a. c. M t s khái ni m và nh ngh a v d u m - T tr ng c a d u m (Density): Là kh i l ng riêng trong chân không c a m t ơn v th tích d u m t i m t iu ki n nhi t tiêu chu n nào ó. Density có th nguyên là kg/Litter ho c kg/M 3. T tr ng tiêu chu n theo h Mét là t tr ng 15 oC (Density at 15 oC). - T tr ng t ơ ng i c a d u m ( Relative Density - Specific Gravity): là t s gi a tr ng l ng c a d u m và tr ng l ng c a n c c t có cùng th tích t i m t iu ki n tiêu chu n nào ó. - T tr ng t ơ ng i c a d u m theo h Anh ( Relative Density - Specific Gravity 60/60 oF): là t s gi a tr ng l ng d u và tr ng l ng c a n c c t có cùng th tích t i 60 oF. 89
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - T tr ng t ơ ng i c a d u m theo h M (API Gravity at 60 oF): - T tr ng theo h M c thi t l p trên c ơ s t tr ng h Anh theo quan h hàm s sau: 141,5 API. Gravity at 60 0F = - 131,5 (4.1) Sp.Gravity 60/60 0F 141,5 ho c Sp. Gravity 60/60 0F = (4.2) API + 131,5 - nh t (Viscosity): c nh ngh a là t s gi a th i gian ch y qua c a m t kh i lng xác nh ch t l ng trên th i gian ch y qua c a cùng kh i l ng n c c t m t nhi t nào ó. i l ng này c tr ng cho tính di ng c a d u. - im b t l a - Nhi t b t l a (Flash Point): Là nhi t th p nh t mà h n h p h ơi du và không khí b c cháy khi g p ng n l a tr n i qua. Tt c các lo i d u có im b t l a nh h ơn 28 0C c x p vào lo i d u c p 1 và c coi là ch t l ng d cháy trong v n chuy n hàng nguy hi m. - im cháy - Nhi t cháy (Combustion Point - Fire Point): Là nhi t th p nh t mà hn h p h ơi d u và không khí b c cháy khi a ng n l a tr n t i g n sau 5 giây. Nhi t cháy th ng cao h ơn nhi t b t l a kho ng t 10 0C n 20 0C. - im t cháy - Nhi t t cháy ( Ignition Point): Là nhi t th p nh t khi b gia nhi t mà h n h p h ơi d u và không khí có th t b c cháy ho c n ( Không c n ng n l a tr n). Nhi t t cháy th ng khá cao. - Gi i h n n ho c gi i h n cháy (Explosive Limits or Flammable Limits) Hơi d u m b c lên tr n l n trong không khí theo t l ph n tr m trong m t kho ng gi i h n nh t nh v th tích s gây n ho c cháy khi có tia l a. N u hàm l ng h ơi d u nm ngoài kho ng gi i h n này thì s cháy n không x y ra. Kho ng gi i h n ó bao gm gi i h n d i (LEL - Lower Explosive Limit ho c LFL - Lower Flammable Limit) và gi i h n trên (UEL - Upper Explosive Limit ho c Upper Flammable Limit). Ví d : Khí Methane CH 4 có LEL là 5,3% và UEL là 14.0% Khí Propane C 3H8 có LEL là 2,2% và UEL là 9,5% Octane C 8H18 có LEL là 1,0% và UEL là 6,0% Xng có LEL là 1,0% và UEL là 6,0%. Khí Hydrogen Sulfide H 2S có LEL là 4,3% và UEL là 45,5% 4.1.1.2. Nh ng khái ni m c ơ b n v tàu d u (Oil Tanker) Theo các iu kho n chung c a SOLAS thì tàu ch d u là m t lo i tàu hàng c c u trúc và áp ng cho vi c v n chuy n hàng l ng d cháy. a. Phân lo i tàu d u * Phân lo i theo lo i hàng l ng mà chúng chuyên ch : 90
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng - Tàu ch d u thô (Crude Oil Tanker). - Tàu ch d u th ơ ng ph m (Product Tanker). - Tàu ch hóa ch t (Chemical Tanker). - Tàu h n h p ch d u và hàng r i r n (OBO) Ngoài ra còn có các tàu ch khí hóa l ng (LPG - Liquid Petroleum Gas và LNG - Liquid Natural Gas). * Phân lo i theo l n: - Tàu d u a m c ích : 16.500 Dwt - 24.999 Dwt (Ch d u th ơ ng ph m) - Tàu d u c trung bình: 25.000 Dwt - 44.999 Dwt (Ch d u th ơ ng ph m, d u thô) - Tàu d u c l n 1 (LR1): 45.000 Dwt - 79.999 Dwt (Ch d u th ơ ng ph m, d u thô) - Tàu d u c l n 2 (LR2): 80.000 Dwt - 159.999Dwt (>100.000 Dwt -Ch d u thô) - Tàu ch d u thô c r t l n VLCC: 160.000Dwt - 320.000Dwt - Tàu ch d u thô c c c l n ULCC: T 320.000Dwt tr lên. i v i hai lo i LR1 và LR2 có tr ng t i nh h ơn 100.000 Dwt thì c chia thành hai lo i ch y u sau: Tàu ch d u th ơ ng ph m s ch (Clean Product Carriers) và tàu ch d u th ơ ng ph m b n ví d nh d u n ng ( Dirty Product Carriers). b. M t s h th ng c ơ b n trên tàu d u * H th ng h m hàng (Cargo tank): Trên các tàu d u hi n có, h th ng két hàng c chia thành các két trung tâm (Central Tank)và các két m n (Wing Tank). Do c im tàu có c u trúc áy ơn, v ơn nên s có m t s két hàng trên tàu c n nh ch a n c d n (Water Ballast) khi hành h i không hàng. Trên các tàu d u m i (H p ng óng m i k t 06/07/1993 ho c c bàn giao t 06/07/1996- MARPOL 73/78) ph i có áy ôi và v kép thì két hàng c a tàu s c l p vi các két Ballast và trong iu ki n hành h i không hàng, n c d n ch c b ơm vào các két Ballast cách ly (SBT). Lu ý r ng, l ng Ballast ph i m b o cho tàu trong chuy n hành trình không hàng (Ballast Condition) tho mãn các y u t sau: - M n gi a c a tàu không c nh h ơn 2.0m + 0,015L. - Hi u s m n n c v phía lái không c l n h ơn 0,015L. - Chân v t ph i ng p hoàn toàn trong n c. Trên các tàu d u, ngay sát phía tr c c a bu ng b ơm luôn có hai két ch a n c b n (Slop Tank) b trí nh hai két m n. Trên m t s tàu d u hi n i, phía trên két hàng còn có b trí khoang dãn n . ây là các khoang có c a kín d u mà không gian c a nó dùng ch a l ng d u dãn n do nhi t t ng. 91
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.1: Tàu ch d u thô 92
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.2 : Tàu ch d u v kép, áy ôi. 93
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng H ình 4.3 : T u ch d u th ươ ng ph m 94
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.4: Tàu ch khí d u hóa l ng (LPG) 95
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng * H th ng ưng ng, van, b ơm c a tàu d u (Pipes, Valves and Pump System): - H th ng ng ng làm hàng chính c a tàu d u bao g m h ng ng trên boong (Top lines), h ng ng áy két hàng (Bottom lines) trong ó có h ng ng chính có ng kính l n (Main lines) c s d ng cho c nh n và tr hàng và h ng ng nh n hàng n i gi a h ng ng trên boong và h ng ng áy két hàng (Drop lines). H th ng ng b ơm vét khô (Stripping lines) c t th p h ơn h ng ng chính. Ngoài các h th ng ng ng này còn có các h th ng ng Ballast, ng làm v sinh hm hàng - H th ng van làm hàng: Bao g m h th ng van c ng nh n, tr hàng (Manifold Valves), các van phân nhánh (Crossover Valves), các van thu c h th ng ng nh n hàng (Drop Valves) và các van ch n (Isolating Valves) Các van này có th c m b ng tay ti ch ho c thông qua h th ng iu khi n t xa h tr th y l c m van. - H th ng b ơm: H th ng b ơm hàng truy n th ng trên tàu d u th ng c b trí t i bu ng b ơm sau két hàng cu i cùng, sát v i bu ng máy. Các b ơm này s n i v i h th ng ng ng chính áy két (Main lines) và liên h v i Manifold thông qua m t h th ng ng ng tr hàng. Trên m t s tàu d u hi n i, ng i ta b trí các b ơm hàng ngay t i t ng két hàng m t (DeepWell Pump). iu này làm h n ch nguy c ơ gây cháy n do vi c dò l t h ơi d u và tích t h ơi d u trong bu ng b ơm. Ngoài ra còn có các b ơm ph c v cho m c ích vét khô (Stripping). * H th ng thông h ơi (Venting System): H th ng này có ch c n ng ch y u là m b o duy trì áp su t trong két hàng trong ph m vi an toàn. H th ng này bao g m các ng ng (Venting Lines), các van kh ng ch (Vent Valves), các van th (Breather Valves), các van an toàn iu áp (Preasure Valves- P/V). * H th ng r a h m hàng (Tank Cleaning System): - H th ng r a b ng n c: Bao g m b ơm r a h m, các máy r a c nh c l p t trong két hàng ho c các máy r a di ng, h th ng ng ng và két ch a. - H th ng r a b ng d u thô (Crude Oil Washing-COW): Bao g m h th ng máy r a c nh trong két, các b ơm hàng và h th ng ng ng, h th ng ng ng và b ơm vét khô, h th ng ng ng d n d u thô riêng bi t r a h m, h th ng ch báo m c d u trong két hàng. (Theo MARPOL73/78 các tàu ch d u thô hi n có tr ng t i t 40,000 Dwt tr lên và các tàu d u m i dùng ch d u thô có tr ng t i t 20.000 Dwt tr lên ph i trang b h th ng COW) * H th ng khí tr ơ (Inert Gas System- IGS): Theo các iu kho n c a SOLAS 74, h th ng khí tr ơ ph i c trang b trên các tàu ch d u th ơ ng ph m và tàu ch d u thô có tr ng t i t 20,000 Dwt tr lên. Các tàu hi n có, n u l p t thi t b r a h m công su t cao (High Capacity Washing Machines- H.C.W.M) ph i trang b h th ng khí tr ơ. 96
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Hình 4.5: H th ng khí tr ơ (IGS). Khí tr ơ c s d ng trên tàu d u v i hai m c ích c ơ b n: - Làm tr ơ không khí trong két hàng ch ng cháy n (hàm l ng ôxy trong két nh hơn 11% s không th x y ra cháy n ). m b o an toàn, hàm l ng ôxy trong két hàng ph i luôn gi m c nh h ơn 8%. - Gi cho áp su t trong két hàng n m trong ph m vi an toàn. Khí tr ơ (bao g m các thành ph n chính là CO 2, O 2, SO 2, Nit ơ, h ơi n c, b i kim lo i ) c l y t khí th i n i h ơi ho c máy chính ho c t thi t b t o khí tr ơ (Inert Gas Generator) v i hàm l ng ôxy nh (2,5%-5%) s c a qua thi t b l c khí (Scrubber) h nhi t , l c b t b i, các h t kim lo i, và lo i b càng nhi u càng t t SO 2, ti p ó qua b ph n kh h t h ơi n c (Demister) r i c c p vào h th ng qu t gió (Blower) qu t vào các két hàng thông qua h th ng ng ng , van. phòng h ơi d u có th ch y ng c tr l i qu t gió và n i h ơi d n n cháy n ng i ta thi t k thi t b ch ng ng c (Deck Water Seal), van ch ng ng c (Non Return Valve), Van ch n (Isolating valve). m b o cho h th ng ho t ng an toàn ng i ta còn l p t các van iu áp (Presure Control Valve), van an toàn (P/V breaker) cùng các thi t b phân tích hàm lng ôxy duy trì tình tr ng và áp su t c a khí tr ơ c ng nh c a két hàng ang c cp khí tr ơ. 97
www.hanghaikythuat.wordpress.com Minh C ng Ngoài h th ng khí tr ơ s d ng khí th i (Flue gas) còn có h th ng khí tr ơ s d ng khí Nit ơ. Tuy nhiên, lo i này khá t ti n, òi h i ph i mua và có két ch a ni t ơ hóa l ng trên tàu. Khí tr ơ c s d ng trong các tr ng h p sau: - Làm tr ơ không khí trong két tr ng. - Tr hàng ho c b ơm x n c d n s ch: C p khí tr ơ vào két ang tr hàng ho c ang x n c d n s ch duy trì áp su t c a két và làm tr ơ không khí trong két. - R a két : C p khí tr ơ vào két gi tr ơ không khí trong két và gi áp su t an toàn trong két c bi t là i v i COW. - Kh khí (Gas Freeing): Sau khi ã r a két xong thì a khí tr ơ vào két y h ơi du ra ngoài, sau ó thông thoáng két b ng không khí bên ngoài. Ngoài ra khí tr ơ còn c s d ng trong tr ng h p nh n hàng ho c nh n n c d n bn, khi c n b xung khí tr ơ vào két hàng trong chuy n i do b hao h t b i x áp * Kho ng tr ng và thi t b o kho ng tr ng (Ullage and Ullage Gauge): Kho ng tr ng chính là kho ng cách tính t m t hàng t i nh két. Thi t b o kho ng tr ng có th là th c (Ullage Tape) ho c thi t b o dùng sóng radar có th hi n th t i bu ng iu khi n, ho c phao ch m c (Float Gauge). Ngoài ra còn có thi t b o a n ng (Multi Function Measuring Unit) có th dùng xác nh c kho ng tr ng, m t phân cách gi a d u, n c và nhi t . 4.1.2. Các ph ơ ng pháp v sinh h m hàng tàu d u Trên các tàu d u, vi c v sinh két nh m các m c ích sau: - V sinh két ch a n c d n s ch cho chuy n ch y bi n không hàng. - V sinh két nh n hàng khác, tránh nguy c ơ pha l n hàng làm gi m ph m ch t c a hàng s p nh n c bi t là khi nh n các lo i d u tinh khi t h ơn ho c d u nh n thì vi c v sinh két, lo i b d u c còn sót l i trong ng ng, làm khô két c òi h i r t cao. - V sinh két m b o tình tr ng s ch và an toàn tr c khi tàu vào à s a ch a. - V sinh két ki m tra, bo d ng, s a ch a trong két. - V sinh két lo i b b t c n cáu trong két, duy trì l ng hàng ti p nh n. 4.1.2.1. Ph ươ ng pháp v sinh th công Dùng nhân công tr c ti p r a két hàng và s d ng n c bi n r a. Vi c r a két hàng c ti n hành trong thi gian ch y Ballast. Quy trình r a nh sau: - Thông thoáng két l n 1. - S y nóng két t i nhi t kho ng 70 0C - 80 0C d u b n bám trên vách ch y b t xu ng d i. - Thông thoáng két l n 2. - Cho ng i xu ng dùng vòi r ng phun n c nóng t 30 0C-50 0C r a s ch vách két t trên xu ng d i và sàn, ng th i b ơm n c trong két ra (L u ý các quy nh phòng ch ng ô nhi m). - Thông thoáng l n 3. - Cho ng i xu ng d n c n d u còn l i, sau ó lau s ch và s y khô két. Lưu ý: 98