Tin KH & CN Hải Phòng

Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thành công thiết bị phun cát ướt làm sạch vỏ tàu trong sửa chữa tàu thủy (23/04/2018)

Làm sạch bề mặt kim loại trước khi sơn là một trong những công đoạn bắt buộc trong quy trình đóng mới và sửa chữa tàu biển. Để làm sạch bề mặt thép đảm bảo cho lớp sơn bám dính tốt, người ta thường sử dụng các phương pháp như: Phương pháp thủ công, phương pháp bắn bi thép, phương pháp phun cát khô… Tuy nhiên, những phương pháp trên bộc lộ những hạn chế về chất lượng cũng như ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người lao động, gây ô nhiễm môi trường… Trước thực trạng đó, nhóm nghiên cứu thuộc Công ty TNHH MTV Đóng tàu Phà Rừng do Phó TGĐ Trương Anh Đức làm chủ nhiệm đã “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thiết bị phun cát ướt làm sạch vỏ tàu trong sửa chữa tàu thủy phù hợp với điều kiện thực tế”.

Công ty TNHH MTV Đóng tàu Phà Rừng là đơn vị chuyên đóng mới tàu biển, phương tiện thủy. Mỗi năm, Công ty đón nhận trên 60 lượt tàu sửa chữa với diện tích vỏ tàu cần làm sạch ≈ 220.000m². Phương pháp mà nhóm tác giả Công ty lựa chọn là phun cát ướt - PR, đây là phương pháp mang đầy đủ “công năng” của phương pháp phun cát ướt và phù hợp với điều kiện thực tế của Công ty. Với phương pháp này, Công ty có thể hoàn toàn chủ động trong nghiên cứu thiết kế, chế tạo cũng như vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa và mở rộng nếu cần.

Cấu tạo của thiết bị phun cát ướt - PR gồm 3 phần: Phần 1 là hệ thống sàng phân ly cát. Mục đích của sàng phân ly là xử lý nguyên liệu đầu vào bằng cách phân loại (bụi, cát, sỏi) để có sản phẩm là cát theo tiêu chuẩn làm sạch được quy định. Phần 2 là hệ thống thiết bị làm sạch gồm máy phun cát COMET MRCPR, hệ thống ống dẫn hỗn hợp cát khí, dây cấp khí nén cho máy và bơm áp lực cao. Đầu phun được thiết kế một đầu nối với đầu phun cát, tiếp đến là khoang chứa nước có cửa nhận nước từ bơm áp lực cao và đầu ra thiết kế có 3 lỗ phun. Phần 3 là hệ thống giàn phun sương dập bụi. Mục đích của dàn phun sương là trong quá trình làm sạch bằng hệ thống thiết bị phun cát ướt sẽ sinh gỉ cấp tính, để đảm bảo bề mặt trước khi sơn cần roa lại bề mặt vỏ tàu bằng cát khô. Lúc này, hệ thống giàn phun sương sẽ hoạt động chắn lượng bụi phát tán vào không khí.

Kết quả nghiên cứu, nhóm tác giả đã tính toán cụ thể và chi tiết cấu tạo của các thiết bị, đó là: Máy sàng cát có năng suất sàng 8-10 m³/giờ; máy phun cát dung tích bình chứa 0,2m³; máy bơm nước áp lực 170bar; đầu phun có 3 lỗ, kích thước lỗ là 0,5mm; áp suất khí nén vào thiết bị 6,5kg/cm³; áp suất nước áp lực 120kg/cm³. Hệ thống phun sương dập bụi đầu phun có kích thước lỗ 0,35mm. Khi thực hiện làm sạch theo đúng quy trình, kết quả làm sạch đạt ±7,9m²/giờ/vòi (đạt 112% so với mục tiêu đề ra). Chất lượng bề mặt hoàn toàn thỏa mãn tiêu chuẩn ISO trước khi sơn. Lượng bụi bay vào không khí nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn môi trường TCVN5067:1995 thuộc QCVN05:2013/BTNMT.

Bước làm sạch vỏ tàu

Nguyên lý vận hành của thiết bị phun cát ướt là vận hành bơm nước áp lực cao, sau đó mở van cấp khí nén vào máy phun cát, lúc này đầu phun sẽ bắn ra gồm cả cát và nước. Người sử dụng sẽ điều khiển để làm sao lượng nước và cát phun ra vừa đủ làm sạch bề mặt lẫn ướt hạt cát. Sau khi làm sạch vỏ tàu bằng phun cát ướt, bề mặt vỏ tàu sẽ xuất hiện hiện tượng rò rỉ cấp tính, nhóm nghiên cứu tiếp tục tiến hành phun cát khô để đảm bảo độ nhám trước khi sơn. Hệ thống giàn phun sương được vận hành trong giai đoạn này để ngăn bụi thải vào môi trường.

Mặc dù năng suất làm sạch của phương pháp phun cát ướt chỉ bằng 80% phương pháp phun cát khô, nhưng ưu điểm lớn nhất mà phương pháp này mang lại là đảm bảo được môi trường làm việc cho người lao động. Đây là tiêu chí quan trọng để đưa phương pháp phun cát ướt vào sử dụng và thay thế hoàn toàn phương pháp phun cát khô để làm sạch vỏ tàu trong thực tế.

Theo đánh giá, thiết bị phun cát ướt được nhóm tác giả Công ty nghiên cứu thiết kế, chế tạo và thử nghiệm đảm bảo sức khỏe cho người lao động. Lượng phát thải bụi giảm 90% so với phương pháp truyền thống. Với kết quả nghiên cứu này, việc sử dụng thiết bị phun cát ướt làm sạch vỏ tàu có khả năng nhân rộng trong thực tế./.

Hoàng Dũng