*** Lời nói đầu ***

Ngày này, các khu công nghiệp đã tăng lên đáng kể. Đặc biệt là tại các nước chưa phát triển do sự gia tăng dân số trên thế giới vì vậy cần phải có nhiều việc làm. Hiện nay, các công ty, nhà máy và trang trại đang hoạt động cần nhiều bồn chứa dung tích lớn để lưu trữ nước, hóa chất và các chất khác. Nhu cầu về bồn chứa đã tăng lên đáng kể, trong thực tế có nhiều bồn chứa công nghiệp đạt chất lượng cao và có tính kinh tế.

Bên cạnh đó biến đổi khí hậu sẽ góp phần làm tăng sự khan hiếm nước. Theo Ngân hàng Thế giới, sự gia tăng dân số hiện nay và thực tiễn quản lý nước kém sẽ dẫn đến sự thiếu hụt 40% giữa nhu cầu và nguồn cung cấp nước vào năm 2023. Việc tiêu thụ nước ngầm cũng đã giảm trong vài thập kỷ qua. Việc thiếu nước đang thúc đẩy nhu cầu bảo tồn nước.

Bồn chứa được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu khí để chứa nhiều chất lỏng ở các giai đoạn khác nhau của quá trình lọc dầu.

Nhận thấy sự cần thiết của việc phát triển các bồn chứa có dung lượng lớn và giảm chi phí sản xuất mà không làm thay đổi chất lượng sản phẩm. Bằng những gì đã học được từ trường và các kiến thức đã tìm thấy trên mạng. Điều đó giúp rất nhiều để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện dựa trên các nguyên tắc và tiêu chuẩn quốc tế như API 650, AWS D1.1. Mục đích của đồ án tốt nghiệp là củng cố tất cả các kiến ​​thức mà sinh viên được đào tạo tại trường. Nó cũng giúp sinh viên phát triển khả năng và sự hiểu biết cũng như tạo ra các sản phẩm tốt và hữu ích cho sự phát triển của đất nước. Đồ án tốt nghiệp của tôi đang làm là “Thiết kế, chế tạo mô hình cụm bồn chứa và đường ống”.

=> Mục tiêu <=

-              Nghiên cứu, phân tích và thiết kế bồn chứa, đường ống.

-              Nghiên cứu về các hướng dẫn cho thiết kế, sản xuất theo tiêu chuẩn API 650 và AWS D1.1.

-              Thiết kế bồn chứa, đường ống an toàn và tiết kiệm.

-              Tiếp thu được nhiều kinh nghiệm thực tế.

1.             Bồn chứa xăng dầu

Nền kinh tế nước ta hiện nay, ngành dầu khí đang gánh vác một sứ mệnh vô cùng to lớn với nhiệm vụ khai thác, chế biến và xuất khẩu dầu để mang lại nguồn ngoại tệ và cung ứng xăng dầu cho sự phát triển của nền kinh tế nước nhà.

Bồn chứa có vai trò rất quan trọng trong hoạt động kinh doanh, sản xuất của ngành dầu khí với nhiệm vụ: bảo quản, tồn trữ nhiên liệu, chế phẩm từ dầu,… Bồn chứa được chế tạo chủ yếu từ kỹ thuật hàn từ các tấm thép có dung tích lớn để phục vụ cho các nhu cầu tồn trữ nguyên nhiên liệu khác nhau. Bồn chứa khá đa dạng về chủng loại nhưng chủ yếu được phân loại theo các tiêu chí như: theo hình dáng của bồn, theo chiều cao xây dựng.

-  Bồn chứa trụ đứng: thường có chiều cao lớn đường kính, bố trí cố định, chứa xăng dầu từ 100 – 20.000 m³.

Hình 1: Bồn trụ đứng

-  Bồn chứa trụ ngang: có chiều dài hơn đường kính, việc chế tạo và lắp ghép đơn giản hơn bồn chứa trụ đứng nên có thể chế tạo tại nhà máy rồi vận chuyển đến công trình. Bồn chứa trụ ngang có khả năng chịu áp lực cao, nhưng thể tích nhỏ (50 – 500 m³) thường dùng để chứa khí, xăng, hơi hóa lỏng.

Hình 2: Bồn trụ ngang

-  Bồn chứa cầu: là bồn chứa trụ đứng nhưng có kích thước hai phương bằng nhau được sử dụng để chứa hơi hóa lỏng với áp suất dư Pd = 0,25 - 1,8 MPa. Chúng có ưu điểm là chịu được áp suất cao, giảm tổn thất mất mát do bay hơi, tuy nhiên việc chế tạo khá phức tạp.

Hình 3: Bồn chứa cầu chứa xăng dầu tại nhà máy lọc dầu Dung Quất

2.             Tổng quan các hệ thống dẫn khí Việt Nam

Hệ thống đường ống dẫn khí của Việt Nam (không bao gồm đường ống dẫn khí nội mỏ thuộc các công trình khai thác khí – thượng nguồn) gồm các công trình như sau:

Hệ thống đường ống dẫn khí Bạch Hổ (Sư Tử Vàng – Rạng Đông – Bạch Hổ – Dinh Cố – Phú Mỹ) với tổng chiều dài 242 km (trong đó trên biển 197 km, trên bờ 45 km), công suất thiết kế 2.2 tỷ m³/năm cho đường ống Bạch Hổ-Dinh Cố-Phú Mỹ, cùng các hạng mục khác (Trạm nén tăng áp Dinh Cố, Nhà máy xử lý khí Dinh Cố, đường ống vận chuyển LPG, condensate từ Nhà máy xử lý khí Dinh Cố, đường ống vận chuyển LPG, condensate từnhà máy xử lý khí Dinh Cố đến Thị Vải, đường ống dẫn khí Dinh Cố – Bà Rịa – Phú Mỹ, Trạm phân phối khí Bà Rịa, Trạm phân phối khí Phú Mỹ, các trạm van ngắt tuyết), vận hành từ 1995.

Hình 4: Hệ thống đường ống dẫn khí Bạch Hổ

Hệ thống đường ống dẫn khí Nam Côn Sơn 1 (Nam Côn Sơn – Long Hải- Dinh Cố- Phú Mỹ) với tổng chiều dài 400 km (trong đó đường ống từ mỏ Lan Tây – Dinh Cố dài 370km, đường ống Dinh Cố – Trung tâm phân phối khí Phú Mỹ 32 km), công suất thiết kế 7 tỷ m³/năm, vận hành từ năm 2002.

Hệ thống đường ống dẫn khí thấp áp Phú Mỹ – Mỹ Xuân – Gò Dầu với chiều dài 7 km, công suất thiết kế 1 tỷ m³/năm, vận hành từ năm 2003.

Hệ thống đường ống dẫn khí PM3-Cà Mau với chiều dài 325 km (trong đó trên biển 298 km, trên bờ 27 km), công suất thiết kế 2 tỷ m³/năm, cùng các hạng mục khác (Trạm tiếp bờ tại Mũi Tràm – Cà Mau, Trạm phân phối khí Cà Mau), vận hành từ 2007.

3.             Phương pháp hàn TIG

Hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ (GTAW) là quá trình hàn nóng chảy, trong đó nguồn nhiệt điện cung cấp bởi hồ quang được tạo thành giữa điện cực không nóng chảy và vũng hàn. Vùng hồ quang được bảo vệ bằng môi trường khí trơ (Ar, He hoặc Ar + He). Không cho ôxy, ni tơ xung quanh xâm nhập vào vùng bể hàn. Điện cực thường dùng là Volfram, nên phương pháp hàn này tiếng Anh gọi là hàn TIG (Tungsten Inert Gas).
 Hồ quang trong hàn TIG đạt rất cao có thể đạt tới 6000^OC, kim loại mối hàn có thể tạo ra từ kim loại nền đối với những chi tiết có chiều dày quá mỏng phải gấp mép  hoặc được bổ sung từ que hàn phụ, toàn bộ vũng hàn được khí trơ bảo vệ thổi ra từ chụp khí. Môi trường khí trơ không có phản ứng hoá học với bể hàn.
 

Hình 5: Sơ đồ nguyên lý       

4.             Phương pháp hàn hồ quang tay (SMAW)

Hồ quang điện là sự phóng điện liên  tục qua đường dẫn dạng khí giữa hai điện cực. Dòng điện hồ quang được dẫn qua khí ion hóa được gọi là plasma. Trong hồ quang hàn plasma có thể được pha trộn với các trạng thái khác của vật chất chẳng hạn như kim loại nóng chảy, xỉ, hơi, các nguyên tử khí bị trung hòa hoặc bị ion hóa. Nhiệt độ hồ quang hàn thường 5000 đến 30.000 ⁰K, tùy theo bản chất plasma và dòng điện đi qua hồ quang.
 Trong điện cực hàn que hàn có thuốc bọc nhiệt độ cực đại của hồ quang là 6000⁰K. Nhiệt tập trung cao của hồ quang và kích thước nhỏ cho phép hàn các tiết diện kim loại dày với tốc độ tương đối cao, tổn thất nhiệt thấp. Trong hồ quang hàn sự phát sinh nhiệt ở cực âm và cực dương với dòng DC khác nhau rõ rệt mặt khác tùy theo kim loại điện cực và kim loại nền và bản chất của  plasma, sự phân phối nhiệt giữa các khu vực cực âm và khu cực cực dương thường được xác định tốc độ nóng chảy điện cực và độ ngấu sâu vào kim loại nền. Trong khi hàn nhiệt phát ra do hồ quang được  dùng để nung nóng và nóng chảy kim loại nền, hay chất trợ dug một phần bị tổn thất do bức xạ và đối lưu. 

5.             Thiết kế và chế tạo mô hình bồn chứa, đường ống

5.1.           Thiết kế bồn chứa, đường ống

             

             

           

           

            

            

5.2.           Chế tạo bồn chứa, đường ống
 

 





6.           Tài liệu tham khảo
(1) Tổng quan hệ thống đường ống dẫn khí của Việt Nam. 
Website: http://vfin.vn/pvb-he-thong-duong-ong-dan-khi-viet-nam/