Là một đất nước có ngành công nghệ đóng tàu đang trong giai đoạn phát triển. Với mục tiêu đóng tàu xuất khẩu và hơn thế nữa. Tuy nhiên, hồ sơ thiết kế kỹ thuật chúng ta đang dừng lại ở mức thiết kế nguyên lý kỹ thuật 2D của hệ thống mà chưa có thiết kế công nghệ. Trong thực tế sản xuất, các kỹ thuật viên và công nhân chỉ dựa vào bản thiết kế nguyên lý và kinh nghiệm để đi ống trên tàu. Cách làm này cho chất lượng sản phẩm thấp, thời gian thi công kéo dài, gây lãng phí vật tư, công sức và không thể hiện đại hóa quá trình sản xuất.

Áp dụng phần mềm để thiết kế thi công nhằm hiện đại hóa quá trình sản xuất là hướng phát triển, tăng tính hiệu quả trên từng sản phẩm đóng mới. Vấn đề đặt ra là lựa chọn phần mềm nào cho phù hợp với điều kiện của Công ty cũng như khả năng ứng dụng của nó đạt được yêu cầu đề ra. Ứng dụng 3D, sử dụng phần mềm vào thiết kế công nghệ là khâu then chốt rút ngắn thời gian gia công, đảm bảo độ chính xác, giảm thiểu tối đa những sai xót trên hồ sơ thiết kế kỹ thuật, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, tiết kiệm chi phí vật tư, giảm đáng kể giá thành sản phẩm.

Trong khuôn khổ bài viết này, tôi trình bày sơ lược về việc ứng dụng 3D để thiết kế công nghệ hệ thống đường ống tàu thủy cho sản phẩm tàu dịch vụ 2x2100HP hiện đang đóng mới tại SSMI.

2.1. Thu thập và xử lý thông tin

Để quá trình thiết kế được thuận lợi thì công tác chuẩn bị cần phải được tiến hành kỹ càng, công phu. Trước hết là thu thập và xử lí thông tin về hệ thống đang xét, thông tin về các hệ thống liên quan, thông tin về hệ thống tương tự trên tàu mẫu. Chúng ta phải nghiên cứu các bản vẽ, thiết kế nguyên lý đã được Đăng Kiểm duyệt và xác định thông số quy cách liên quan đến hệ thống:

- Kích thước ống: Đường kính, chiều dày.

- Áp lực làm việc của hệ thống.

- Quy cách liên kết ống, sử dụng măng sông, nối bích hay khớp nối.

- Quy cách ống xuyên vách, xuyên boong: sử dụng khớp nối, măng sông.

- Quy cách các loại van.

- Khoảng cách giữa 2 ống, khoảng cách giữa ống và cơ cấu.

- Vị trí của van để dễ dàng thao tác.

- Quy cách đầu hút khô, miệng xả, miệng hút; Quy cách đường ống xả mạn.

Trên cơ sở phân tích cấu trúc hệ thống, thống kê được số lượng trang thiết bị có trong hệ thống, các thiết bị phụ trợ của hệ thống. Phân tích bản vẽ kết cấu vỏ bao, bản vẽ bố trí buồng máy và bản vẽ công nghệ của hệ thống tàu mẫu cho ta hình dạng sơ bộ của hệ thống cần thiết kế. Việc tiếp theo là đi xây dựng thư viện thiết bị cho hệ thống.

Đây là việc làm tất yếu trong thiết kế công nghệ. Các trang thiết bị sẽ quyết định hình dạng kết cấu của hệ thống. Đối với hệ thống phục vụ hệ động lực nói chung và hệ thống làm mát nói riêng, các trang thiết bị của hệ thống gồm có: động cơ chính, động cơ lai máy phát, bơm, van, bình sinh hàn…

Xây dựng thư viện thiết bị là công việc dựng mô hình dạng khối 3D. Nhất thiết phải đảm bảo các kích thước cơ bản của mô hình đúng với kích thước cơ bản của thiết bị thực. Việc dựng mô hình thiết bị được tiến hành trên môi trường AutoCad hay trong bất kì phần mềm vẽ 3D nào khác. Phần việc này sẽ đơn giản hơn nhiều nếu nhà chế tạo cung cấp bản vẽ của các thiết bị đó.

Đối với một series tàu, thư viện thiết bị chỉ cần xây dựng một lần cho tàu đầu tiên. Các mô hình thiết bị tạo ra được tiêu chuẩn hóa và lập thành một thư viện thiết bị để sử dụng trong các bước tiếp theo.

2.3. Xây dựng mô hình 3D cho toàn bộ hệ thống

Căn cứ bản vẽ bố trí chung buồng máy, sơ đồ nguyên lý hệ thống, mô hình 3D buồng máy và mô hình 3D thiết bị vừa tạo được, ta xác định không gian của hệ thống, các thiết bị liên quan đến hệ thống, hiển thị kết cấu, thiết bị trong phạm vi hệ thống.

Xây dựng các cụm van ballast, van hút khô, bố trí các cụm van. Dựng đường ống ở đầu ra và đầu vào bơm tới các cụm van hút khô, nước dằn. Xây dựng các đường ống từ cụm van hút khô, nước dằn tới các vị trí hút khô, các két nước dằn.

Lắp đặt van, thiết bị chính vào đúng vị trí yêu cầu của nó trên đường ống. Khi đặt cần phải chú ý đến hình dạng kết cấu thiết bị. Chia bích trên các đoạn ống.

 Tiếp theo, tiến hành đi ống nối các thiết bị với nhau. Quá trình đi ống phải tuân thủ nghiêm ngặt nguyên tắc chung, các quy định của quy phạm và những quy định riêng của nhà cung cấp thiết bị. Kết quả, ta thu được một bản vẽ toàn bộ hệ thống dạng mô hình 3D.

 

2.4. Kiểm tra tính hợp lí kết cấu của hệ thống

Hình 5. Toàn đồ 3D hệ thống nước dằn tàu thủy các thiết bị trong buồng máy.

Việc phân tích tỉ mỉ mô hình 3D vừa tạo sẽ đánhgiá được tính hợp lý của hệ thống kết cấu. Từ đó có những điều chỉnh lại cho phù hợp với bố trí chung buồng máy cũng như của toàn bộ con tàu. Sự hợp lý của kết cấu thể hiện ở chỗ có kết cấu đơn giản, hình thức gọn, thuận tiện khi chế tạo – lắp đặt, dễ dàng sử dụng, đảm bảo tính thẩm mỹ công nghiệp và tiết kiệm vật tư.

Việc kiểm tra tính hợp lý hệ thống ống đòi hỏi phải được người có kinh nghiệm đảm trách nếu không sẽ không tránh khỏi những sai sót đáng tiếc và không tận dụng hết ưu điểm của phương pháp này.

Trên cơ sở phân tích tính khả năng gia công phân xưởng có lưu ý đến việc thuận tiện khi sửa chữa và thay thế, kỹ thuật viên sẽ quyết định việc chia nhỏ hệ thống cũng như hình thức liên kết giữa các đoạn ống.

Hình 6: Bản vẽ công nghệ của từng đoạn ống

3. Kết luận và kiến nghị

Ứng dụng 3D vào thiết kế thi công không chỉ thể hiện được cấu trúc không gian, mà còn xác định được chính xác vị trí hệ thống, cách thức gia công, hình thức liên kết giữa các phần tử của hệ thống. Đặc biệt, nó thống kê vật tư chính xác tới từng milimet ống, từng cặp bu lông – đai ốc. Ngoài ra, còn cho phép chế tạo hệ thống ngay trong phân xưởng hoàn toàn độc lập với vỏ tàu cũng như các hệ thống khác. Điều này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, cho phép ta chuyển sang hình thức đóng tàu hiện đại – đóng theo từng mô đun. Thiết kế công nghệ rút ngắn thời gian gia công, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, tăng sức cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Tạo cơ sở để có thể tiếp cận tất cả các phần mềm mạnh chuyên dụng khác. Điều quan trọng là phải có sự đầu tư về nhân lực cũng như cơ sở vật chất cần thiết phục vụ lâu dài và áp dụng được trên nhiều sản phẩm.

Tài liệu tham khảo:

[1]. Các phần mềm: AutoCad 2004, Nupas, Cadmetic and ShipConstructor 2004.

[2]. Thiết kế kỹ thuật tàu dịch vụ 2x2100HP.

[3]. Tiêu chuẩn Công ty.

Tác giả: Nguyễn Thị Thu Hương.

                                                                 Phó phòng Quản lý chất lượng và Công nghệ  Saigon Shipmarin