Túi khí cao su hàng hải nào đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế?

Tuân thủ ISO 14409:2011: Tiêu chuẩn bắt buộc đối với phao cao su hàng hải

Các yêu cầu thiết kế và hiệu suất chính cho việc hạ thủy và cập bến tàu

Tiêu chuẩn ISO 14409:2011 đặt ra các hướng dẫn thiết yếu đối với túi khí cao su hàng hải trong việc hạ thủy và cập bến tàu thuyền. Những chiếc túi khí đặc biệt này cần phải chịu được trọng lượng lớn mà không bị biến dạng hay vỡ vụn trong quá trình di chuyển phức tạp của tàu. Một vấn đề quan trọng là đảm bảo áp lực phân bố đều để tránh làm hư hại đến thân tàu. Chúng cũng phải chịu được các bài kiểm tra ứng suất lặp lại nhằm mô phỏng các lần hạ thủy thực tế. Theo các nghiên cứu gần đây từ Tạp chí An toàn Hàng hải (2023), việc tuân thủ tiêu chuẩn này giúp giảm khoảng ba phần tư số lần hạ thủy thất bại so với các mẫu cũ không được chứng nhận. Ngoài kích thước và hình dạng, bản thân chất liệu cao su cũng cần có những đặc tính cụ thể. Các yếu tố như độ bền khi kéo dãn, mức độ giãn trước khi đứt, độ cứng và khả năng chống suy giảm do ozon đều đóng vai trò quan trọng. Điều này đảm bảo chúng hoạt động đáng tin cậy dù được triển khai ở vùng nước băng giá tại Bắc Cực hay các cảng nhiệt đới nóng bức nơi nhiệt độ thay đổi mạnh suốt cả ngày.

Áp suất định mức, áp suất nổ (3 lần) và các phương pháp kiểm tra khả năng chịu tải

Kiểm tra áp suất nghiêm ngặt là nền tảng để tuân thủ ISO 14409. Các túi khí cao su hàng hải phải chứng minh:

• Áp suất nổ tối thiểu 3 lần áp suất làm việc định mức (ví dụ: áp suất định mức 0,45 MPa yêu cầu áp suất nổ 1,35 MPa)
• Khả năng chịu tải được xác minh thông qua các thiết bị thử nghiệm thủy lực mô phỏng hơn 10.000 chu kỳ hạ thủy
• Khả năng phục hồi đàn hồi ≥92% sau khi nén liên tục 72 giờ ở tải trọng định mức tối đa
  Các tổ chức chứng nhận độc lập xác minh các thông số này bằng cảm biến đo biến dạng và cảm biến biến dạng, đảm bảo túi khí duy trì độ biến dạng vĩnh viễn ≤5% sau thử nghiệm. Quy trình xác minh nhiều lớp này ngăn ngừa sự cố nghiêm trọng trong các hoạt động quan trọng liên quan đến tàu lên đến 30.000 tấn mét

Thử nghiệm vật liệu và độ bền: Đảm bảo độ tin cậy lâu dài của túi khí cao su hàng hải

Độ bền kéo, độ giãn dài, độ cứng và khả năng chống ozon theo tiêu chuẩn ISO

Các túi khí cao su dùng trong ngành đóng tàu phải chịu ứng suất cơ học lớn khi tàu được hạ thủy. Để kiểm tra xem chúng có thể chịu đựng được điều kiện khắc nghiệt này hay không, các nhà sản xuất tiến hành hàng loạt bài kiểm tra theo tiêu chuẩn ISO. Những yếu tố chính được đánh giá bao gồm độ bền kéo theo tiêu chuẩn ISO 37, cho biết khả năng vật liệu chống rách khi bị kéo dãn. Họ cũng kiểm tra độ giãn dài tại điểm đứt theo cùng phương pháp ISO 37 để xem điều gì xảy ra khi vật liệu bị kéo vượt quá giới hạn chịu đựng. Các phép đo độ cứng theo tiêu chuẩn ISO 48 giúp xác định túi khí có đủ khả năng chống lại lực nén hay không. Và cuối cùng là thử nghiệm khả năng chống ozone theo tiêu chuẩn ISO 1431, nhằm đánh giá mức độ hư hại do tiếp xúc lâu dài với môi trường khí quyển. Hỗn hợp cao su đạt yêu cầu về khả năng chống ozone theo ISO 1431-1 thường xuất hiện vết nứt ít hơn khoảng 40 phần trăm sau năm năm sử dụng trong điều kiện nước biển so với những loại không đáp ứng tiêu chuẩn này. Tất cả các bài kiểm tra này đều rất quan trọng vì chúng đảm bảo túi khí duy trì đúng định mức áp suất và vẫn đủ an toàn cho các hoạt động hạ thủy tàu thực tế.

Tác động của sự suy giảm vật liệu đến tuổi thọ dịch vụ trong các môi trường thủy triều, tia cực tím và dễ mài mòn

Các vật liệu có xu hướng bị phân hủy nhanh hơn nhiều ở những khu vực mà chúng liên tục tiếp xúc với nước muối, ánh nắng mặt trời và ma sát với thân tàu. Chỉ riêng ánh nắng mặt trời có thể làm giảm độ bền của cao su khoảng 25% mỗi năm nếu không được bảo vệ đúng cách khỏi tác hại của tia UV, theo các bài kiểm tra trong phòng thí nghiệm như ISO 4892-3. Đồng thời, toàn bộ chuyển động qua lại này trên các bề mặt sẽ mài mòn lớp ngoài, khiến vật liệu ngày càng mỏng và yếu đi theo thời gian. Các cảng biển cũng gây ra vấn đề do chu kỳ ozone và oxy hóa liên tục làm xuất hiện các vết nứt sớm hơn. Tuy nhiên, cao su chất lượng tốt hơn có khả năng chịu đựng sự khắc nghiệt này. Một số sản phẩm cao cấp vẫn giữ được khoảng 90% độ linh hoạt ngay cả sau khi trải qua 20.000 chu kỳ nén, như được chỉ ra trong tiêu chuẩn thử nghiệm ISO 4666. Điều này có nghĩa là các lựa chọn cao cấp này kéo dài tuổi thọ lâu hơn nhiều so với các vật liệu rẻ tiền, vốn dễ bị hư hỏng nhanh chóng khi phải chịu điều kiện biển khắt khe. Hầu hết các chuyên gia khuyên nên kiểm tra các bộ phận ít nhất hai lần một năm để phát hiện sớm dấu hiệu hao mòn trước khi xảy ra sự cố nghiêm trọng.

Chứng nhận của bên thứ ba: Tại sao LR, DNV, ABS, BV, CCS và CCS Nanhai quan trọng đối với phao hơi cao su hàng hải

Phạm vi chứng nhận, tần suất kiểm toán và khả năng truy xuất theo IMO MSC.1/Circ.1496

IMO MSC.1/Circ.1496 yêu cầu xác minh nghiêm ngặt bởi bên thứ ba đối với phao hơi cao su hàng hải thông qua các tổ chức phân loại bao gồm Lloyd’s Register (LR), DNV, ABS, Bureau Veritas (BV), China Classification Society (CCS) và chi nhánh chuyên biệt Nanhai của nó. Kiểm toán hàng năm nhằm xác minh các khía cạnh tuân thủ quan trọng:

• Xác nhận thiết kế : Xác nhận độ bền cấu trúc dưới áp lực định mức
• Khả năng truy xuất nguồn gốc vật liệu : Tài liệu hóa cấp lô đối với các hợp chất cao su và vật liệu gia cường
• Giám sát sản xuất : Kiểm tra tại chỗ về tính nhất quán trong sản xuất
• Kiểm tra hiệu suất : Xác minh áp lực thủy tĩnh và độ kín khí

Quy trình chứng nhận thực tế bao gồm mọi thứ từ các tiêu chuẩn ISO 14409:2011 cho đến yêu cầu áp lực nổ 3 lần quan trọng, tất cả đều được hỗ trợ bằng tài liệu đầy đủ xuyên suốt chuỗi cung ứng. Nhìn vào các ngành công nghiệp khác nhau, có bằng chứng cho thấy những biện pháp này đã ngăn chặn khoảng 8 trên 10 sự cố tại các cơ sở được chứng nhận. Tần suất kiểm toán phụ thuộc vào mức độ rủi ro của môi trường. Những nơi thiết bị được sử dụng thường xuyên cần được kiểm tra hàng năm, trong khi các hệ thống thông thường có thể chờ hai năm giữa các lần kiểm tra. Các tổ chức như CCS Nanhai đang đi xa hơn bằng cách triển khai hồ sơ số (digital passports) cho vật liệu. Những hồ sơ này về cơ bản kết nối từng bộ phận riêng lẻ trở lại với hồ sơ thử nghiệm gốc của nó, tạo ra một dạng dấu vết minh bạch vĩnh viễn nhằm đảm bảo chất lượng.

Xác nhận Hiệu suất Thực tế: Độ kín khí, Khả năng Phục hồi Đàn hồi và Hành vi Biến dạng dưới Tải

Kiểm tra túi khí cao su hàng hải trong điều kiện thực tế bao gồm đánh giá ba yếu tố hiệu suất chính. Về độ kín khí, chúng tôi thực hiện các bài kiểm tra ngâm nước kéo dài để xem áp suất có duy trì ổn định theo thời gian hay không. Nếu lượng hao hụt vượt quá 1% mỗi giờ, sản phẩm sẽ không đạt tiêu chuẩn ISO 14409 – điều này khá quan trọng đối với hầu hết các nhà sản xuất. Về khả năng phục hồi, chúng tôi nén túi khí trong 72 giờ ở tải trọng định mức. Hầu hết các công ty yêu cầu mức độ phục hồi ít nhất 95% để túi khí không bị biến dạng vĩnh viễn sau nhiều lần sử dụng khi hạ thủy từ tàu hoặc sà lan. Chúng tôi cũng thực hiện kiểm tra biến dạng dưới tải trên các nền tảng thủy lực mô phỏng tác động khi sóng đánh hoặc các phương tiện va chạm. Điều này giúp phát hiện sớm các điểm yếu tiềm ẩn trước khi xảy ra sự cố trong thực tế. Tất cả các bài kiểm tra này đều rất quan trọng vì liên quan trực tiếp đến an toàn. Những túi khí duy trì độ dao động trong khoảng 5% trong quá trình chịu tải động thường hoạt động đáng tin cậy ngay cả trong điều kiện biển khơi khắc nghiệt.

Câu hỏi thường gặp

ISO 14409:2011 là gì?

ISO 14409:2011 là tiêu chuẩn đặt ra các yêu cầu về thiết kế và hiệu suất đối với túi khí cao su hàng hải được sử dụng trong việc hạ thủy và cập bến tàu nhằm đảm bảo an toàn và độ tin cậy.

Tại sao việc xác nhận bởi bên thứ ba có chứng nhận lại quan trọng?

Việc xác nhận bởi bên thứ ba có chứng nhận từ các tổ chức như LR, DNV và ABS đảm bảo rằng các túi khí cao su hàng hải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn quốc tế và đã được kiểm tra nghiêm ngặt về độ tin cậy và hiệu suất.

Việc thử nghiệm vật liệu ảnh hưởng thế nào đến túi khí cao su hàng hải?

Thử nghiệm vật liệu đảm bảo rằng cao su dùng trong túi khí có thể chịu được ứng suất cơ học, tác động của tia cực tím và các điều kiện môi trường, từ đó kéo dài tuổi thọ và duy trì các tiêu chuẩn hiệu suất.

Các yếu tố hiệu suất thực tế nào được kiểm tra đối với túi khí cao su hàng hải?

Kiểm tra hiệu suất thực tế đối với túi khí cao su hàng hải bao gồm đánh giá độ kín khí, khả năng phục hồi đàn hồi và hành vi biến dạng dưới tải để đảm bảo chúng hoạt động tốt trong các điều kiện biển khắc nghiệt.