ĐỘ AN TOÀN CỦA TÀU CÁ VỎ COMPOSITE

1. Sự kiện:

Khoảng 1 giờ sáng ngày 04/11/2017 bão số 12 bắt đầu đổ bộ vào duyên hải các tỉnh Bình Định, Phú Yên và Khánh Hòa. Riêng tại Tp. Quy Nhơn  sức gió lên đến cấp 12 (tốc độ khoảng 120km/g, áp lực gió đến 800Pa), giật cấp 14 (tốc độ khoảng 140 km/h), nhiều tàu thuyền bị sóng đánh lật úp và nhấn chìm, trong đó có nhiều tàu cá. Tại thời điểm trên tàu cá vỏ composite Hưng Thịnh 06 cùng tàu dịch vụ hậu cần vỏ gỗ của chủ tàu Võ Văn Lành đang trú tại cảng Quy Nhơn. Dưới tác động của sóng gió cường độ cao, tàu dịch vụ hậu cần vỏ gỗ bị lật úp và nhận chìm, riêng tàu Hưng Thịnh 06 sau thời gian chịu đựng bền bỉ, đã bị sóng đánh dạt lên bãi biển Quy Nhơn, với tình trạng hầu như còn nguyên vẹn. Đến 21 giờ ngày 12/11 tàu được nhân viên cứu hộ dùng phao cao su đưa xuống biển, và lên đà kiểm tra ngày 14/11/2017.

Ht01

Ht02

Tàu Hưng Thịnh 06 bị dạt lên bờ biển Quy Nhơn rạng sáng ngày 04/11/2017…

HT03

… và được tổ cứu hộ đưa xuống nước ngày 12/11/2017

2. Nguyên nhân.

Khả năng ổn định trong sóng (không bị lật) và sức bền thân tàu (bị hất lên bờ biển nhưng thân tàu và trang thiết bị hầu như nguyên vẹn) của tàu Hưng Thịnh 06 đã làm kinh ngạc hầu hết ngư dân Quy Nhơn nói riêng và lan tỏa sự thán phục đến ngư dân cả nước. Nhiều lão ngư dân khẳng định nếu là tàu vỏ gỗ rơi vào tình trạng đó dứt khoát hoặc sẽ bị lật úp, hoặc sẽ bị sóng phá hủy hoàn toàn. Tuy nhiên, dưới góc nhìn kỹ thuật, sự việc này sẽ được giải thích đơn giản hơn, cụ thể:

2.1 Về độ ổn định.

Theo hồ sơ thiết kế kỹ thuật tàu hưng Thịnh 06, với áp lực gió tính toán (theo QCVN 21/2010-BGTVT [1]) là 353 Pa (tương đương gió cấp 9), hệ số an toàn K sẽ nằm trong khoảng từ 3,8 đến 3,78 trong tất cả các trường hợp tải (bảng 1). Với gió cấp 12 (áp lực gió khoảng 800 Pa), hệ số an toàn K sẽ nằm trong khoảng từ 2,69 đến 2,48 (bảng 2);

Bang 1-1

Bang 2-1

Kết quả tính cho thấy, trong mọi trường hợp hệ số an toàn K động luôn lớn hơn 1, nghĩa là tàu Hưng Thịnh 06 có thể chịu được gió cấp 12. Và đó là lý do vì sao tàu vẫn không bị lật trong cơn bão số 12 kinh hoàng vừa qua;

2.2 Về độ bền thân tàu

Theo hồ sơ thiết kế tàu Hưng Thịnh 06 [2], phần tính toán kết cấu, chiều dày yêu cầu của tàu Hưng Thịnh 06 lần lượt là: 9,33mm với mạn tàu; 9,83mm với đáy tàu; 17,56mm với ky tàu; 7,37mm với boong tàu. Tuy nhiên thực tế thi công như sau: 20mm với mạn tàu; 25mm với đáy và ky tàu; 12mm với boong tàu; Với kết cấu thực tế như trên, tàu có thể chịu được tải trọng động tăng gấp 2-2,5 lần (tương đương với khi tàu bị hất lên bãi cát) so với tải thiết kế;

HT04

HT05

Bị hất lên bờ nhưng tàu Hưng Thịnh 06 chỉ bị tróc một phần ky đáy và…

HT06

… bị bong 2 vây giảm lắc

Yếu tố khác làm tăng sức bền thân tàu Hưng Thịnh 06 liên quan đến vật liệu vỏ tàu. Các giá trị tính trong phần thiết kế kết cấu được lấy theo độ bền tiêu chuẩn của vật liệu composite theo quy định của QCVN 56/2013-BGTVT [3], cụ thể như sau:

Độ bền kéo: 100 MPa (N/mm2);

Mô đun đàn hồi kéo: 7000 MPa (N/mm2);

Độ bền uốn: 150 MPa (N/mm2);

Mô đun đàn hồi uốn: 10000 MPa; (N/mm2);

Tuy nhiên thực tế, với vật liệu vỏ tàu Hưng Thịnh 06 là tổ hợp của nhựa Polyester không no độ bền cao với sợi thủy tinh KCC, giá trị sức bền đo được như sau, bảng 3 [4]:

KQ vat lieu Hung Thinh 6

Bảng 3: Kết quả kiểm nghiệm độ bền vật liệu composite thi công tàu Hưng Thịnh 06

Độ bền kéo: 219,9 MPa (N/mm2);

Mô đun đàn hồi kéo: 13134,5 MPa (N/mm2);

Độ bền uốn: 254,2 MPa (N/mm2);

Mô đun đàn hồi uốn: 12051,5 MPa (N/mm2);

Các yếu tố trên đã góp phần làm tăng sức bền thân tàu Hưng Thịnh 06 lên đến hơn 5 lần so với yêu cầu của Quy phạm.

Ngoài ra, về công nghệ, vỏ tàu được đúc liền khối, không có bất cứ khe hở nào (như với tàu gỗ nếu rơi vào tình trạng trên, dù không bị phá hủy ngay lúc đầu, nhưng do kết cấu bằng nhiều tấm gỗ ghép lại sẽ tạo nhiều khe hở cho nước xâm nhập, làm giảm độ bền, và dẫn đến bị phá hủy hoàn toàn) cho nước xâm nhập vào thân tàu, do đó sẽ không bị rơi vào tình trạng gia tăng tải trọng, ảnh hưởng đến độ bền thân tàu;  

3. Kết luận

  • Độ ổn định và độ bền thân tàu Hưng Thịnh 06 được xác định từ quá trình thiết kế và thi công, tác động của cơn bão số 12 vừa qua là minh chứng thực tế cho kết quả tính toán.
  • Hy vọng trong những năm tới, đặc biệt với cú hích từ Nghị định 67, ngày càng xuất hiện nhiều tàu cá vỏ composite “Made in Vietnam”, có khả năng bám biển dài ngày, có hệ thống bảo quản sản phẩm tốt, mang lại hiệu quả kinh tế cao, đặc biệt có độ an toàn cao, bảo vệ tài sản, tính mạng và nâng cao đời sống của ngư dân Việt Nam, góp phần khẳng định và bảo vệ chủ quyền biển đảo của Tổ quốc.

Tài liệu tham khảo

[1]. Qui phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép, QCVN 21: 2010/BGTVT.

[2]. Hồ sơ thiết kế tàu hưng Thịnh 06 – UNINSHIP 2015

[3]. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về phân cấp và đóng tàu làm bằng chất dẻo cốt sợi thủy tinh QCVN 56: 2013/BGTVT.

[4] Kết quả kiểm nghiệm vật liệu tàu Hưng Thịnh 06

UNINSHIP