HOÀN THIỆN QUY TRÌNH THI CÔNG TÀU CÁ VỎ COMPOSITE

1. Mở đầu:

Vật liệu composite được du nhập vào Việt Nam từ cuối những năm 80 của thế kỷ 20, gần 30 năm qua, vật liệu này liên tục phát triển, rất nhiều sản phẩm được chế tạo từ vật liệu composite phục vụ nhu cầu xã hội trong các lãnh vực xây dựng, nuôi trồng thủy sản, giao thông… Trên phạm vi cả nước sự phát triển rầm rộ của các loại tàu khách, tàu tuần tra, tàu vận tải, ca nô du lịch, hệ thống bể chứa và rất nhiều thiết bị dân dụng khác, cho thấy tính phổ biến của vật liệu này. Tuy nhiên việc sử dụng vật liệu composite để chế  tạo tàu cá – sản phẩm quan trọng của ngành thủy sản – còn hạn chế.

Trong chiến lược phát triển, Viện NCCT TÀU THỦY, Trường ĐHNT – UNINSHIP đã xác định một trong những mục tiêu hàng đầu là “Nghiên cứu phát triển tàu cá vỏ composite, góp phần cung cấp cho ngư dân Việt Nam những mẫu tàu cá hoạt động an toàn, hiệu quả”. Do nhiều nguyên nhân, mong ước này vẫn chưa đạt được. Tuy nhiên thời gian gần đây, nhất là từ năm 2014 đến nay, xuất hiện nhiều dấu hiệu cho thấy mục tiêu đang dần trở thành hiện thực, đặc biệt từ khi có sự ra đời của Nghị định 67.

2. Nguyên nhân.

Sau gần 30 năm, kể từ khi con tàu vỏ composite đầu tiên “(NTFU, 1990)” do Việt Nam thiết kế và chế tạo (tàu VN-90), đến thời điểm này có thể khẳng định việc sử dụng vật liệu composite trong đóng tàu cá tại Việt Nam đã đạt được những thành quả đáng khích lệ. Đây là tín hiệu đáng mừng đối với ngành công nghệ vật liệu mới, đối với các nhà quản lý tàu thuyền, các nhà quản lý rừng, và đặc biệt là đối với Ngư dân Việt Nam.

Mặc dù có nhiều ưu điểm so với vật liệu truyền thống, nhưng trong thời gian dài tàu cá vỏ composite hầu như không phát triển. Có nhiều nguyên nhân tác động đến xu hướng này: tâm lý, kinh tế, xã hội và kỹ thuật. Trong đó nguyên nhân quan trọng nhất là yếu tố kỹ thuật. Trong những ngày đầu đưa vào ứng dụng (mặc dù rất hiếm hoi), tàu cá vỏ composite không thu hút được sự chú ý của ngư dân bởi những nhược điểm cơ bản:

–  Độ bền va đập kém, điều này vừa ảnh hưởng đến tâm lý, vừa ảnh hưởng đến hiệu quả khai thác.

–  Trọng lượng thân tàu thấp. Yếu tố này (là ưu điểm đối với tàu du lịch vỏ composite) gây trở ngại về tốc độ và hiệu quả khai thác khi tàu hoạt động trong điều kiện thời tiết bất lợi.

–  Thiết kế chưa phù hợp, dẫn đến tàu bị lắc nhiều, hiệu suất không cao, dễ bị ồn và rung động, ảnh hưởng đến sức khỏe của ngư dân, độ bền của trang thiết bị, nhất là các thiết bị hàng hải.

– Quy trình thi công chưa hợp lý, chậm áp dụng các loại vật liệu và phụ gia tiên tiến, dẫn đến tiêu tốn nhiều nguyên vật liệu, tăng thời gian thi công, làm tăng giá thành và giảm chất lượng sản phẩm.

3. Giải pháp kỹ thuật và công nghệ

Nhiều năm qua UNINSHIP luôn trăn trở tìm giải pháp cho vấn đề này. Sau nhiều thử nghiệm, va chạm thực tế, đặc biệt tìm hiểu và phân tích kỹ đặc điểm chịu lực thực tế của tàu cá qua kinh nghiệm khai thác của ngư dân, đồng thời cùng với sự phát triển của ngành vật liệu mới, nhiều giải pháp đồng bộ được thực hiện để giải quyết rào cản này, cụ thể:

• Nghiên cứu điều tra, thống kê khối lượng tàu cá vỏ gỗ của ngư dân Việt Nam trong cả nước, trên cơ sở đó đề ra giải pháp thiết kế hợp lý để giải quyết bài toán phân bố trọng lượng, đảm bảo trọng lượng thân tàu cá vỏ composite xấp xỉ thân tàu cá vỏ gỗ cùng loại (nhưng không tăng nhiều khối lượng composite để ít ảnh hưởng đến giá thành tàu), qua đó khắc phục nhược điểm mất tốc độ và thiếu ổn định trên sóng, giúp tàu hoạt động an toàn, hiệu quả, đảm bảo sức khỏe cho ngư dân và độ bền của các trang thiết bị trên tàu. Bên cạnh đó kết quả nghiên cứu một số mẫu tàu cá Nhật Bản và Hàn quốc đang hoạt động tại Việt Nam cũng đã góp phần định hình và giải quyết từng vấn đề gai góc như bài toán về tốc độ và biên độ lắc. Bảng 1 cho thấy mức độ an toàn của tàu vỏ composite so với tàu vỏ gỗ có cùng kích cỡ và trang bị.

Bảng 1: So sánh thông số trọng tâm, trọng lượng của hai loại tàu “(UNINSHIP, 2010-2016)”

• Sử dụng giải pháp gia cường cục bộ nhằm tăng độ bền ở những vị trí thường xuyên chịu va đập trong quá trình hoạt động. Chúng tôi đã sử dụng vật liệu thép không rỉ để gia cường các vị trí thiết yếu như ky tàu, mũi tàu, mạn trên tàu. Chi phí gia cường chỉ chiểm khoảng 1% giá thành tàu. Giải pháp này đã mang lại hiệu quả đáng kể, đã hạn chế những hư hỏng do va đập với cầu cảng hoặc với tàu khác, do sự va chạm giữa ky và đáy tàu khi đi vào vùng nước nông, đem lại niềm tin cho người sử dụng, và hiện nay đã được phổ biến rộng rãi.
• Nghiên cứu tính toán và sử dụng kết cấu 3 lớp (kết cấu sandwich) cho các chi tiết như hầm lạnh, boong tàu, ca bin, hầm máy. Kết quả làm giảm độ ồn, độ rung, chống nóng, cải thiện điều kiện sinh hoạt cho ngư dân. Hoạt động thực tế của các tàu đã thi công cho thấy hiệu quả giữ nhiệt của hệ thống hầm lạnh tốt hơn nhiều so với tàu vỏ gỗ cùng loại. Nhiệt độ trong các hầm cá không vượt quá 8⁰C “(UNINSHIP, 2016)”.
• Thiết kế tuyến hình hợp lý trên cơ sở: phần dưới mớn nước có dạng tương tự các mẫu tàu của Nhật bản, Hàn quốc nhằm cải thiện sức cản, ổn tính và tính lắc, trong đó việc nghiên cứu thiết kế tuyến hình mặt cắt ngang có dạng hông nhọn đã làm tăng mô men cản lắc, giúp giảm biên độ lắc so với tàu vỏ gỗ và vỏ thép cùng kích cỡ. Phần trên mớn nước có dạng tương tự mẫu tàu cá truyền thống Việt Nam nhằm cải thiện tính khai thác (tăng diện tích mặt boong), không gian sinh hoạt và đáp ứng tâm lý ưa chuộng mẫu truyền thống của ngư dân Việt Nam. Với tuyến hình này, thực tế hoạt động trong gần 2 năm qua cho thấy các mẫu tàu cá vỏ composite do UNINSHIP thiết kế đã khắc phục được nhược điểm cơ bản: giảm biên độ lắc ngang, tăng tốc độ tàu và tăng ổn tính, nhất là khi hoạt động trong điều kiện thời tiết bất lợi. Có thể nói đây là giải pháp mang tính quyết định đến sự thu hút của tàu cá vỏ composite với ngư dân Việt Nam. Các tính năng hàng hải vợt trội so với tàu vỏ gỗ đã và đang tạo nên hiệu ứng ưa chuộng tàu cá vỏ composite trong ngư dân, nhất là khu vực đang sử dụng loại tàu đặc thù này Bảng 2 cho thấy sự khác biệt giữa tàu cá vỏ composite và tàu cá vỏ gỗ cùng loại theo các tiêu chí trên.

Bảng 2: So sánh thông số hoạt động của hai loại tàu “(UNINSHIP, 2010-2016)”

• Nghiên cứu thiết kế các hệ thống thiết bị cơ khí phục vụ khai thác phù hợp với ngành nghề hiện nay, trong đó các hệ thống khai thác phục vụ nghề vây mạn và nghề mành chụp (hai nghề khai thác phổ biến nhất hiện nay) được thiết kế rất phù hợp với thực tế, tránh được tình trạng quá tải khi kéo lưới, được bà con ngư dân đánh giá cao.
• Nghiên cứu thiết kế kết cấu và bố trí chung vừa thỏa mãn yêu cầu của Quy phạm, vừa phù hợp với ngành nghề khai thác (chủ yếu là các nghề vây, rê, chụp và câu). Với việc phân khoang hợp lý (thông qua tìm hiểu thực tế từ ngư dân), việc thiết kế hệ thống thoát nước các hầm lạnh phù hợp với nhu cầu thực tế… đã góp phần tạo nên hiệu quả bảo quản sản phẩm, hạn chế hư hỏng do tích lũy sản phâm trong thời gian chuyến biển.
• Nghiên cứu thiết kế nhằm cải thiện điều kiện sinh hoạt của ngư dân. Có thể nói đây là điều chúng tôi rất trăn trở trong quá trình thiết kế và thi công tàu cá. Vấn đề là ở chỗ hầu như chúng ta ít quan tâm đến điều kiện sinh hoạt của ngư dân, việc sinh sống của họ trên tàu (nhất là tàu vỏ gỗ cỡ nhỏ) mang tính tạm bợ, điều kiện vệ sinh kém, chỗ ăn ngủ chưa hợp lý (có thể nói cùng với thu nhập bấp bênh, môi trường làm việc nhiều nguy cơ… thì điều kiện sinh hoạt kém cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự thiếu hụt nguồn nhân lực đi biển). Để giải quyết điều này, trong thiết kế UNINSHIP luôn ưu tiên cho việc sinh hoạt của ngư dân: bố trí nhà vệ sinh, nhà bếp, khu vực nghỉ ngơi, thiết bị giải trí, và nhất là trang bị két chứa nước ngọt đảm bảo đáp ứng nhu cầu sinh hoạt như trên bờ của toàn bộ thủy thủ đoàn trong suốt chuyến biển. Phản hồi tích cực từ ngư dân cho thấy hiệu quả của giải pháp này.
• Thiết kế hệ thống thông gió phù hợp, buồng máy thông thoáng, sạch cũng góp phần đáng kể vào tuổi thọ và hiệu suất của thiết bị động lực. Điều này đặc biệt hiệu quả ở những tàu hành nghề mành chụp, loại hình sử dụng máy phát điện công suất lớn (tổng công suất lên đến 400-500 kVA.
• Thiết kế mẫu đường hình tàu có khả năng khai thác nhiều nghề khác nhau. Đây cũng là giải pháp hiệu quả, do giảm được thời gian và chi phí thi công khuôn mẫu. Thực tế cho thấy chỉ với 01 mẫu đường hình, có thể chế tạo các tàu khai thác các nghề khác nhau: Vây, Rê, Chụp, Câu.
• Xây dựng quy trình thi công phù hợp: Đây là giải pháp mang lại hiệu quả cao, nhất là khi thi công hàng loạt. Thực tế cho thấy nhờ cải tiến quy trình thi công (kết hợp với cải tiến công nghệ thi công), năng suất lao động tăng lên rõ rệt, cụ thể, chỉ tính riêng trong năm 2016, UNINSHIP đã thi công và bàn giao đưa vào sử dụng 13 tàu cá vỏ composite cho ngư dân trên cả nước, với tính năng kỹ thuật phù hợp, phần lớn trong số đó đang hoạt động hiệu quả.
• Cải tiến công nghệ thi công. Có thể nói đây là một trong những giải pháp mang tính đột phá, giúp tăng năng suất lao động một cách đột biến. Việc cải tiến công nghệ thi công, nhất là thi công những chi tiết phức tạp và những khu vực khó khăn trong tàu, vừa tăng năng suất lao động, nhưng quan trọng hơn là đã cải thiện điều kiện làm việc, đảm bảo sức khỏe của công nhân. Theo quan điểm của chúng tôi, đây là cải tiến có giá trị nhất.
• Kết luận và đề xuất
• 1 Kết luận
• Sự ra đời và hoạt động hiệu quả của các tàu cá vỏ composite trong thời gian gần đây “(UNINSHIP, 2016)” là minh chứng thực tiễn về hiệu quả của những cải tiến về kỹ thuật và công nghệ nêu trên. Cùng với các yếu tố về kinh tế (giá gỗ ngày càng tăng), xã hội (sự ra đời của NĐ 67, sự vào cuộc tích cực của truyền thông và các cơ quan chức năng), tâm lý (ngư dân ngày càng quen và ưa chuộng tàu cá vỏ composite), điều kiện cho sự phát triển của tàu cá vỏ composite ở Việt Nam đã rõ nét, số lượng tàu cá vỏ composite được sản xuất từ đầu năm 2014 đến nay đã nhiều hơn số tàu ra đời trong 25 năm trước đó “(UNINSHIP, 2015)” là minh chứng cụ thể cho nhận định này. Bảng 3 cho thấy ưu thế của tàu vỏ composite so với tàu vỏ gỗ và vỏ thép hiện nay.

Bảng 3: So sánh ưu, nhược điểm của tàu vỏ composite với tàu vỏ gỗ, vỏ thép “(UNINSHIP, 2015)

• 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”, hoạt động an toàn, bám biển dài ngày để tạo ra nhiều sản phẩm, có hệ thống bảo quản sản phẩm tốt, mang lại hiệu quả kinh tế cao, nâng cao đời sống của ngư dân Việt Nam, góp phần khẳng định và bảo vệ chủ quyền biển đảo của Tổ quốc.

5.2 Đề xuất

• Cần đặc biệt quan tâm đến việc xử lý rác thải và vật liệu composite sau sử dụng.
• Tích cực nghiên cứu áp dụng giải pháp tái chế để đảm bảo phát triển bền vững;

Tài liệu tham khảo

KHAFA – Hội nghề cá tỉnh Khánh Hòa (2016). Báo cáo tổng kết đề tài:”Quản lý nghề cá và phát triển theo hướng bền vững”.

NTFU – Trường ĐHTS Nha Trang (1990). Báo cáo tổng kết đề tài: “Nghiên cứu thiết kế chế tạo tàu đánh cá vỏ nhựa trên cơ sở mẫu tàu FAO và tàu cá dân gian Khánh Hòa”.

UNINSHIP (2010-2016). Hồ sơ thiết kế kỹ thuật một số tàu cá vỏ gỗ và vỏ composite.

UNINSHIP (2015). Báo cáo khoa học 2015.

UNINSHIP (2015-2016). Hồ sơ thiết kế kỹ thuật các tàu: Anh Kiêt, Gia Bảo, Kim Anh, Gia Hội, Việt Anh.

UNINSHIP (2016). Báo cáo kết quả điều tra hoạt động khai thác của tàu Kim Anh và Gia Hội trong năm 2016;

UNINSHIP