TÀU CÁ XA BỜ: LỰA CHỌN VẬT LIỆU VỎ TÀU HỢP LÝ

A. Mở đầu

Nhằm tạo điều kiện cho ngư dân Việt Nam có thêm phương tiện đánh bắt hiệu quả, đồng thời góp phần bảo vệ chủ quyền biển đảo của Tổ quốc, Chính phủ đang có chủ trương hỗ trợ ngư dân đóng tàu đánh bắt xa bờ thông qua việc cho vay ưu đãi.

Chủ trương này đặt ra cho những người quan tâm (ngư dân, các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính sách, những người đang trăn trở về tình hình biển đảo và kinh tế của ngư dân Việt Nam…)  một vấn đề quan trọng: LOẠI VỎ TÀU NÀO NÊN ĐƯỢC CHON CHO VIỆC ĐÓNG TÀU CÁ PHÙ HỢP VỚI NGƯ DÂN VÀ NGƯ TRƯỜNG VIỆT NAM?

Trước nhiệm vụ cấp bách của ngư trường biển đảo Việt Nam, cùng với tầm nhìn chiến lược về triển vọng phát triển nghề đánh bắt xa bờ, việc nghiên cứu, đánh giá xác định trên cơ sở khoa học và thực tế loại vỏ tàu đảm bảo thực hiện thành công mục tiêu chủ trương lớn của quốc gia trong bối cảnh biến động lớn BIỂN ĐẢO hiện nay là nhiệm vụ có tính chất TẦM và TÂM của mỗi nhà thiết kế chế tạo tàu cá  trên toàn cõi Việt Nam.

Với kinh nghiệm nhiều năm hoạt động trong lĩnh vực công nghệ vật liệu composite, UNINSHIP (Viện Nghiên cứu chế tạo tàu thủy) tham gia đóng góp một số ý kiến về những vấn đề mà ngư dân Việt Nam, các quan chức và các nhà chuyên môn quan tâm đặt ra. Chúng tôi hy vọng có thể đưa ra những thông tin khách quan về những thuận lợi và bất lợi cũng như triển vọng của việc sử dụng tàu cá có kết cấu vỏ tàu bằng các vật liệu khác nhau, làm cơ sở cho việc chọn lựa loại vật liệu vỏ tàu cá thích hợp nhằm đạt mục tiêu trên cả hai phương diện: Hiệu quả khai thác và giữ gìn an ninh môi trường biển đảo. Nội dung được trình bày ngắn gọn dưới dạng câu hỏi – trả lời.

B. CHỌN LỰA TÀU CÁ VỎ VẬT LIỆU COMPOSITE LÀ HỢP LÝ?

Về cơ bản, vỏ tàu cá được chế tạo bằng các lọai vật liệu là: 1. Thép, 2. Gỗ và 3. Composite (vật liệu mới).

Ở Việt Nam, vỏ tàu vật liệu composite và một số thiết bị ngư nghiệp và dân dụng bắt đầu được chế tạo và sử dụng khoảng từ đầu thập niên 90. Sau hơn 20 năm phát triển, vật liệu này ngày càng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong lĩnh vực tàu thuyền.

Câu 1: Thế nào là vật liệu composite, những đặc tính của vật liệu này trong sản xuất, đặc biệt là trong chế tạo tàu, thuyền?

Trả lời:

a/ Định nghĩa tổng quát về vật liệu composite: 

Composite là một hỗn hợp gồm ít nhất hai pha hay hai thành phần vật liệu. Sự kết hợp này nhằm hạn chế nhược điểm của vật liệu này bằng ưu điểm của vật liệu kia, tạo nên sản phẩm có cơ tính khác hẳn các vật liệu ban đầu.

Ngoài ra, vật liệu composite phải được xác định theo 3 tiêu chuẩn.

(1)   Cả hai chất thành phần phải có tỷ lệ hợp lý (mỗi thành phần phải chiếm ít nhất 5%).

(2)   Chỉ khi các pha thành phần có cơ tính khác nhau và cơ tính của vật liệu composite khác một cách đáng kể với cơ tính của vật liệu thành phần. Ví dụ như chất dẻo, mặc dù trong thành phần có một lượng các chất như bôi trơn, chất chống tia cực tím, các chất vì mục tiêu thương mại như giảm giá thành và dễ chế biến…, nhưng không thỏa mãn tiêu chuẩn thứ hai do vậy không được xem là vật liệu composite.

(3)   Trong vật liệu composite, các vật liệu thành phần không được hòa tan hẳn vào nhau. Do vậy một hợp kim có vi kết cấu hai pha được tạo ra trong quá trình đông rắn của kim loại nóng chảy đồng nhất không được xem là vật liệu composite. Tuy nhiên nếu các phần tử gốm, không biết vì một lý do nào đó được hòa trộn với kim loại để tạo nên vật liệu bao gồm kim loại có chứa các phần tử gốm, thì vật liệu đó chính là vật liệu composite.

Về phương diện hóa học, composite có hai pha (hoặc nhiều hơn) riêng biệt, được phân ra bởi mặt phân cách riêng biệt. Thành phần liên tục tồn tại với khối lượng lớn hơn trong composite được gọi là nền. Theo quan điểm thông thường các đặc tính của nền được cải thiện nhờ sự phối hợp với thành phần khác để tạo nên vật liệu composite. Composite có thể có nền là gốm, kim loại hoặc polymer. Cơ tính của ba loại nền đó khác nhau đáng kể. Các polyme có sức bền và môđun đàn hồi thấp; gốm cứng vững và dòn; kim loại có sức bền và môđun đàn hồi trung bình,và có tính dễ kéo thành sợi.

Thành phần thứ hai được gọi là cốt , có tác dụng làm tăng cơ tính cho vật liệu nền. Thông thường cốt cứng hơn, khỏe hơn và có độ cứng vững cao hơn vật liệu nền. Cốt có ít nhất một kích thước rất bé (khoảng 500mm). Đặc trưng hình học của cốt là một trong những thông số chính để xác định tính có hiệu quả của vật liệu cốt; nói cách khác, cơ tính của vật liệu composite là một hàm của hình dáng và kích thước của sợi vật liệu cốt. Vật liệu cốt thường ở dưới dạng sợi hay hạt.

b/ Ưu, nhược điểm và công dụng của vật liệu composite

* Ưu điểm :

-         Rất bền với môi trường, chịu được môi trường ẩm, mặn, bức xạ mặt trời

-         Có tính trơ với sinh vật biển và hàu hà do đó tiết kiệm được kinh phí và thời gian bảo dưỡng nếu dùng làm vỏ tàu.

-         Có khả năng kết hợp với các vật liệu khác như gỗ, xi măng, thép… để vừa tăng sức bền , vừa giảm giá thành.

-         Rất dễ tạo dáng, có độ bóng bề mặt cao, độ kín nước gần như tuyệt đối.

-         Dễ thi công, dễ sửa chữa, thiết bị thi công đơn giản.

-         Độ bền cơ học cao, trọng lượng riêng bé, do vậy rất có lợi về khả năng tải khi được dùng làm vỏ tàu thủy, phi cơ.

-         Tuổi thọ cao: có thể sử dụng đến 30 năm.

* Nhược điểm:

-         Tính toán phức tạp

-         Chất lượng vật liệu composite phụ thuộc vào tay nghề công nhân.

-         Độ bền va đập kém.

* Công dụng:

Hiện nay vật liệu composite, (đặc biệt là composite nền polymer, cốt sợi thủy tinh, vật liệu composite dạng này còn được gọi là vật liệu FRP, chiếm đến 80% khối lượng vật liệu composite đang được sử dụng) được áp dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, cụ thể:

•      Trong ngành hàng không: dùng để chế tạo cánh máy bay, anten, cánh trực thăng, ghế ngồi, nội thất sàn, két nhiên liệu, bệ phóng tên lửa…
• Trong ngành ô tô: khung gầm, cabin, bảng thiết bị, trục lái, bánh răng, ổ dỡ…
• Trong tàu thuyền: Sử dụng để chế tạo các loại tàu cá, du lịch, tuần tra, vận tải…
• Trong ngành hóa: ống, thùng chứa, van, bơm…
• Trong ngành điện: Bảng điện, hộp công tơ, cơ cấu chuyển mạch, bộ phận cách điện, đầu nối…
• Dân dụng: mô tô điện, mũ bảo hiểm, gậy đánh golf, bàn, ghế, bồn tắm, cần câu, thuyền buồm, ski…

Câu 2: Những ưu, nhược điểm của tàu vỏ composite so với tàu gỗ và tàu sắt?

Trả lời: Theo bảng so sánh dưới đây

Theo bảng so sánh dưới đâyBảng so sánh ưu, nhược điểm của các loại vật liệu vỏ tàu.

Câu 3: Vật liệu composite được biết đến là vật liệu công nghệ cao, với nhiều ưu điểm vượt trội so với tàu cá vỏ gỗ, nhưng tại sao phải mất một thời gian dài (hơn 20 năm, kể từ khi tàu VN-90 được đóng năm 1990) mới trở lên phổ biển hơn trong thời gian gần đây

Trả lời:

Lời giải đáp thỏa đáng cho câu hỏi trên cần tổng hợp nhiều yếu tố, nhưng với kinh nghiệm hoạt động của mình trong lĩnh vực này, có thể nêu sơ bộ 3 nguyên nhân cơ bản:

* Yếu tố tâm lý: Liên quan đến thói quen của ngư dân: Đây là yếu tố khá quan trọng, đặc biệt là đối với những con người chân chất, tài sản, thu nhập và sinh mạng của họ gắn liền với con tàu.

* Yếu tố kinh tế: Trong giai đoạn đầu, thời điểm vật liệu composite bắt đầu được sử dụng tại Việt Nam, giá thành của loại vật liệu này khá đắt, và từng được xem là loại vật liệu cao cấp. Thời điểm đến trước năm 2010, giá thành vỏ tàu composite thường gấp hai lần giá thành vỏ tàu gỗ cùng loại (chỉ tính phần vỏ, không tính phần trang thiết bị).

* Yếu tố kỹ thuật: Bên cạnh nhiều ưu điểm, vật liệu composie vẫn tồn tại một số khuyết điểm cơ bản, đặc biệt điều này trở thành rào cản lớn nếu dùng là tàu cá, đó là:

-  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 gây trở ngại về tốc độ và hiệu quả khai thác khi tàu hoạt động trong điều kiện thời tiết bất lợi.

Có thể khẳng định, giải quyết cơ bản 3 yếu tố trên là điều kiện cần thiết để hoàn thành mục tiêu phát triển tàu cá vỏ composite.

Câu 4: Những thành tựu của Viện nghiên cứu chế tạo tàu thủy (UNINSHIP) trong việc đóng mới tàu cá composite?

Trả lời:

Trong nhiều năm qua, UNINSHIP và một số cơ sở hoạt động trong lĩnh vực vật liệu mới luôn tìm cách giải quyết 3 rào cản trên. Cùng với thời gian tiếp cận và sự phát triển kinh tế – kỹ thuật, các rào cản nói trên lần lượt được vượt qua:

* Về rào cản tâm lý: Với sự xuất hiện ngày càng nhiều tàu cá vỏ composite xuất xứ từ Nhật và Hàn quốc, ngư dân Việt Nam, chủ yếu là khu vực Khánh Hòa và Bà Rịa Vũng tàu, bắt đầu làm quen với việc sử dụng tàu cá vỏ composite, qua nhiều năm hoạt động họ đã nhận thấy nhiều ưu điểm vượt trội của loại tàu này so với tàu vỏ gỗ, đặc biệt là tính an toàn và khả năng bảo quản sản phẩm. Sự tin cậy và ưa thích sản phẩm tàu cá vỏ composite ngày càng tăng lên trong tâm lý của ngư dân. Việc sử dụng tàu cá vỏ composite (xuất xứ nước ngoài) đã trở thành điều mong muốn, tuy nhiên vẫn còn đó rào cản về giá thành và kỹ thuật nội địa.

* Về rào cản kinh tế: Những năm đầu tiên trong lịch sử hơn 20 phát triển, tàu cá vỏ composite có giá thành gấp 2-3 lần tàu cá vỏ gỗ cùng loại. Theo thời gian, cùng với sự khan hiếm gỗ đóng tàu, sự vào cuộc ngày càng quyết liệt của các cơ quan quản lý và bảo vệ rừng, sự phát triển loại hình tàu cá xa bờ (yêu cầu tàu có kích cỡ và công suất cao)… Đồng thời với đó là sự phát triển mạnh của ngành công nghệ vật liệu mới, giá thành vật liệu composite ngày càng giảm (so với sự tăng của vật liệu gỗ), dẫn đến kết quả nếu tính đến thời điểm hiện nay (đầu năm 2014), có thể khẳng định: Nếu sản xuất hàng loạt, giá thành vỏ tàu composite xấp xỉ giá thành vỏ tàu gỗ (sử dụng đúng chủng loại gỗ tàu thuyền) và rẻ hơn giá thành tàu vỏ thép cùng loại. Đây là rào cản hết sức quan trọng, do phần lớn ngư dân Việt Nam có điều kiện kinh tế chưa thật sự khả quan.

* Về rào cản kỹ thuật:

Có thể nói trong 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 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:

- Sử dụng phương pháp thống kê khối lượng tàu cá vỏ gỗ, từ đó đề ra giải pháp thiết kế, trong đó giải quyết bài toán phân bố trọng lượng, nhằm đảm bảo trọng lượng thân tàu cá vỏ composite xấp xỉ thân tàu cá vỏ gỗ cùng loại (nhưng vẫn giữ nguyên khối lượng composite để không ảnh hưởng đến giá thành tàu).

- Sử dụng giải pháp gia cường cục bộ nhằm tăng độ bền va đập ở những vị trí thiết yếu (như ky tàu, mũi tàu, mạn trên tàu..).

Câu 6: Từ kinh nghiệm, xin cho biết, hiện ở Khánh Hòa nói riêng và cả nước nói chung có bao nhiêu cơ sở đóng tàu composite?

Trả lời:

Theo thông tin tôi được biết, hiện nay các cơ sở gia công các sản phẩm từ vật liệu composite đã xuất hiện nhiều nơi trên cả nước. Tuy nhiên, cơ sở thực chất đã và đang đóng tàu cá vỏ composite chưa nhiều, có lẽ chỉ khoảng 10-15 cơ sở trong cả nước, trong đó riêng Khánh Hòa có 3 cơ sở.

Câu 7: Dự đoán về triển vọng đóng tàu vỏ cá composite hiện nay, đặc biệt là tàu cá có công suất cao để vươn xa bờ?

Trả lời: Theo quan điểm của tôi, đây là thời điểm thích hợp nhất để phát triển đội tàu cá xa bờ vỏ composite (bên cạnh tàu vỏ thép và vỏ gỗ). Với việc giải quyết được các rào cản nêu trên, với sự hỗ trợ từ nhiều nguồn lực xã hội, từ ngân sách Nhà nước (thông qua các chương trình cho vay dài hạn, lãi suất thấp), ngư dân cả nước sẽ có cơ hội để hiện thực hóa ước mơ được sở hữu những tàu đánh cá hiện đại, 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 cho ngư dân và xã hội, góp phần khẳng định và bảo vệ chủ quyền biển đảo của Tổ quốc.

1. KẾT LUẬN

Những phân tích trên đây cho thấy lựa chọn tàu cá vỏ composite được xác định là phù hợp với thực trạng hiện nay của ngư trường biển đảo và ngư dân trên cả hai phương diện đánh bắt và gìn giữ an nình ngư trường biển đảo đất nước.

Trên đây là một số ý kiến chủ quan, hy vọng sẽ giải đáp được phần nào một số vấn đề liên quan đến chiến lược phát triển đội tàu cá xa bờ vỏ composite.

Bình luận