Vào thế kỉ thứ
15 thì tộc người Saxon ở miền bắc nước Đức, họ đều là những người đi
biển lành nghề đã biết được rằng nếu một con thuyền khi chở hàng nhiều
hơn làm cho thuyền chìm hơn so với những con thuyền chở hàng nhẹ thì
những tàu chở hàng nặng sẽ có khả năng đi biển, ổn định tốt hơn nhiều.
Thuật ngữ “ballast” xuất phát từ chữ “barlast” được đọc lái từ chữ
“bare load” có nghĩa là một trọng lượng lớn (hàng hoá) được chở trong
hầm hàng.

Đến tận ngày nay thì nhận xét trên vẫn còn nguyên giá
trị và chữ “ballast” vẫn còn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay
trong lĩnh vực hàng hải. Trước tiên ta đi tìm hiểu sự cần thiết phải có
ballast khi tàu hàng trình không tải.


1. Mục đích của hoạt động ballast

Những
con tàu dầu rỗng ta đều nhận thấy rằng, chúng có mạn khô lớn, cả thân
tàu nhô cao lên khỏi mặt nước, thêm vào đó phần lớn trọng lượng tàu tập
trung phần lái nơi đặt trang thiết bị, không gian sinh hoạt, máy móc,
thiết bị đẩy… điều này làm cho mũi tàu có khuynh hướng nhô cao hơn nữa,
che mất tầm quan sát, tăng khoảng mù phía trước tàu, điều này là nguy
hiểm. Ngoài ra do diện tích hứng gió lớn, tàu bị ảnh hưởng nhiều của gió
thổi mạnh làm dạt tàu khó khăn cho định hướng, gây nghiêng tàu mất độ
ổn định, tàu bị chòng chành rất khó khăn cho thuyền viên sinh hoạt và
đảm bảo sức khoẻ. Việc trọng tâm tàu ở phía sau lái, còn tạo nên ứng
suất nguy hiểm cho toàn bộ cấu trúc thân tàu. Mạn khô lớn điều đó có
nghĩa là mớn nước nhỏ, tàu sẽ mất khả năng điều động khi cả chân vịt và
bánh lái không còn chìm sâu trong nước nữa, tốc độ giảm. Như vậy việc
tàu dầu nhận ballast trên những hành trình không tải là để:

- Tăng cường khả năng đi biển và ổn định
- Cân bằng ứng suất cho toàn bộ thân tàu
- Tăng khả năng điều động và cải thiện tốc độ

Nhiều
năm trước đây việc thải nước ballast bẩn trong két còn phổ biến chỉ đơn
giản là bơm trực tiếp ra ngoài biển thì ngày nay việc này bị cấm hoàn
toàn. Đặc biệt theo lời khuyến cáo của tổ chức hàng hải liên chính phủ
(IMCO) thì nên tách riêng nước dằn tàu ra khỏi các khoang chứa hàng dầu,
theo đó nước dằn sẽ được chứa trong các két riêng biệt (S.B.T). Trong
hành trình không hàng các két này được dùng để chứa ballast còn trong
hành trình có hàng thì các két này bỏ trống. Kèm theo đó là tất cả hệ
đường ống và bơm phục vụ cho két riêng biệt này phải được tách riêng ra
khỏi hệ thống làm hàng, đảm bảo nước không bao giờ lẫn dầu, và có thể xả
thẳng nước này ra biển.



2. Lập kế hoạch cho hoạt động ballast

Hoạt
động ballast không những chỉ là việc phải làm đầy két bằng nước biển mà
còn phải được lập kế hoạch cẩn thận. Các vấn đề cần chú ý khi bơm
ballast như sau:

a. Ứng suất:

Nói chung
thì khi bơm ballast phải trải đều khắp toàn bộ chiều dài tàu, tránh tập
trung vào một khu vực nào đó như phần giữa hay phần lái tàu. Do bơm
ballast bị hạn chế ở một số két như két riêng biệt nên sẽ có phần lớn
các khoang hàng sẽ để trống, điều đó làm cho tàu bị uốn hay võng rất
nguy hiểm, bởi vậy mỗi kế hoạch bơm ballast phải tính toán thật cẩn thận
tránh ứng suất tập trung nhằm đảm bảo độ bền dọc của thân tàu.

b. Mớn nước (draft), hiệu số mớn nước (trim) và độ ngập chân vịt:

Trước
khi hành trình ballast và trong mọi điều kiện của cuộc hành trình thì
mớn nước và trim (tàu chúi) phải được giữ trong một giới hạn cho phép.
Cụ thể như sau:

- Mớn nước giữa của tàu (không tính biến dạng) không nhỏ hơn dm = 2,0 + 0,02 L (m) (L là khoảng cách giữa hai đường thuỷ trực)
- Chúi lái không lớn hơn 0,015 L (m)
- Chân vịt chìm hoàn toàn trong nước

c. Xét đến tình hình thời tiết:

Đìêu
kiện thời tiết là vấn đề đặc biệt phải quan tâm trong việc bơm ballast.
Kinh nghiệm chỉ ra rằng số lượng nước dằn khoảng 21% trọng tải mùa hè
của tàu thì tàu dầu đã có thể điều động ra vào cảng một cách thuận lợi
.Còn đối với tàu trọng tải chừng 25 000 T thì lượng nước dằn lấy khoảng 5
000 T là đủ . Còn trong điều kiện thời tiết xấu thì thậm chí cả những
tàu có két nước dằn riêng biệt cũng cần phải bổ sung thêm nước dằn, hết
két riêng biệt thì chứa trong các khoang hàng đã được vệ sinh sạch, khi
đó tổng lượng ballast có thể chiếm tới 60% DWT của tàu, thậm chí nếu
thời tiết quá xấu thì có thể bơm thêm ballast nữa, điều này phụ thuộc
vào quyết định của thuyền trưởng trong từng trường hợp cụ thể.

Thế
nhưng điều quan trọng là vẫn phải đảm bảo khi đến cảng xếp hàng thì
nước dằn tàu phải sạch, những két nước dằn đã bị nhiễm bẩn không được xả
trực tiếp ra biển.


3. Qui trình Load On Top - LOT

Ở
những tàu loại cũ không được trang bị két nước dằn cách li S.B.T thì
điều tất nhiên là phải chứa ballast trong các khoang hàng và vì vậy để
tránh phải xử lý một khối lượng lớn nước ballast bị nhiễm bẩn bởi dầu
thì người ta đã áp dụng một kĩ thuật đặc biệt gọi là Load on top – LOT.

Từ
năm 1960 hãng Shell International Petroleum đã áp dụng một hệ thống xử
lí ballast mới trên các tàu chở dầu thô mà họ gọi là hệ thống “xếp hàng
lên trên” (LOT), sau đó các hãng dầu lớn cũng áp dụng theo qui trình
này. Ngày nay thì LOT là một tác nghiệp tiêu chuẩn trên các tàu dầu thô,
phương pháp này đã giảm hẳn ô nhiễm dầu trên toàn thế giới và tiết kiệm
một lượng dầu đáng kể cho các công ty. LOT đặc biệt phát huy hiệu quả
khi kết hợp với phương pháp “rửa bằng dầu thô” – COW và áp dụng “két
lắng nhiều giai đoạn” – Slop tank.

Hình dưới là một ví dụ về qui
trình vận hành của LOT. Tại cảng dỡ hàng tàu bơm nước dằn tàu vào trong
một khoang hàng rỗng nào đó theo cách thông thường, đó chính là nước
ballast bẩn. Trên tàu dầu thô đó chính là các khoang đã qua rửa bằng dầu
thô trong quá trình dỡ hàng. Trong khi chạy đến cảng xếp hàng thì ta
cần tiến hàng rửa một số khoang khác để làm két chứa nước dằn sạch
(C.B.T), nước rửa các khoang này thông thường được bơm đến két slop và
được giữ lại trên tàu.


Các
khoang sau khi rửa được bơm nước ballast vào làm két nước dằn sạch
(C.B.T), nước trong két này đủ sạch để có thể bơm ra ngoài tàu khi tàu
chuẩn bị xếp hàng. Còn các khoang ballast bẩn lúc ban đầu thì đến lúc
này đã có đủ thời gian để lắng, nghĩa là dầu đã nổi lên trên bề mặt còn
nước ở phía dưới (độ cao của phần này chừng 2 mét tính từ đáy). Lượng
nước dưới đáy cho qua hệ thống kiểm soát và điều khiển thải dầu ODM thải
ra ngoài cho đến khi chỉ còn lại phần dầu bên trên, phần dầu còn lại
trong két này sẽ được bơm chuyển vào két slop. Như vậy cho đến lúc này
trong két slop là nơi chứa nước rửa khoang, dầu từ két ballast bẩn
chuyển sang

Tại két slop, dầu và nước sẽ phải qua xử lí 2 hay 3
cấp, nguyên lí như sau: đầu tiên nước biển sạch cho vào một phần các
két, nước slop được bơm vào két slop bẩn số 1 (dùng két mạn làm két
slop1) đến độ cao trung bình, tại đây dầu bắt đầu phân ly và nổi lên
trên. Theo nguyên tắc bình thông nhau , một phần nước (vẫn còn lẫn dầu) ở
dưới chảy qua két slop sạch số 2 (dùng két mạn đối diện) . Có thể tiến
hàng qua 2 hay 3 cấp như vậy, nước lắng xuống đáy két có thể được tái
tuần hoàn để đến các máy vệ sinh két hoặc được bơm qua hệ thống kiểm
soát và điều khiển thải dầu ODM trước khi được bơm ra biển. Người ta sử
dụng một thiết bị điện tử đo lớp dầu để có số liệu chính xác về lớp dầu
nổi lên trên.


Sau
khi đã gạn và bơm bỏ nước, cần phải tiến hành đo lại nước và dầu trong
két slop. Trước khi đến cảng mới để lấy dầu, thuyền trưởng phải báo cáo
lại cho chủ tàu và người thuê tàu biết số lượng dầu dư gạn được trên
tàu. Số dầu này có thể được xử lí bằng các cách sau đây:
- Chuyển lên bờ để xử lí
- Giữ lại trên tàu và tách biệt khỏi hàng mới
- Rót hàng mới lên trên dầu dư trên tàu (load on top)

Phương
pháp LOT có ưu điểm là giảm thiểu việc xả nước dằn bẩn ra biển, thế
nhưng không phải tàu nào cũng có thể áp dụng phương pháp này, nó có
những hạn chế sau đây:
- Đối với các tàu chở sản phẩm dầu: khi áp dụng phương pháp này làm sẽ hàng hoá bị nhiễm bẩn nghiêm trọng
-
Đối với các tàu có tuyến hàng hải ngắn: nước thải và nước lẫn dầu cần
có thời gian để lắng. Hành trình ngắn không đủ thời gian cho nước lắng
đọng
- Đối với tàu hoạt động ven bờ: luật pháp cấm bất cứ lượng dầu
nào xả xuống khu vực cấm (tức trong phạm vi 50 dặm cách bờ, có nơi còn
xa hơn). Phương pháp LOT dù hiệu quả đến đâu vẫn còn một ít dầu trong
nước.

Vì vậy đối với các tàu này phải xử lí theo một phương pháp
khác, một trong các giải pháp là bơm lượng nước thải và nước dằn bẩn này
lên các tiện nghi trên bờ.4. Các chú ý trong hoạt động ballast:

Việc bơm
ballast cũng cần phải hết sức chú ý cũng như là việc xếp hàng vậy. Việc
tràn nước ballast bẩn ra ngoài tuy không nghiêm trọng như tràn dầu nhưng
nguy cơ cháy và nổ đối với hoạt động ballast thì cũng giống như hoạt
động làm hàng, nếu không muốn nói là có nguy cơ cao hơn. Có những chú ý
hết sức quan trọng sau đây:

a. Van thông biển (sea valves)

Nước
ballast chảy vào trong hệ thống đường ống làm hàng vào khoang hàng
thông qua một van gọi là “van thông biển”. Khai thác van này phải đặc
biệt chú trọng, bởi dầu hàng còn sót lại trong hệ đường ống có thể chảy
ngược trực tiếp ra biển gây ô nhiễm nhiêm trọng. Nghiêm trọng hơn là
trong lúc xếp hàng lên tàu quên đóng van thông biển thay vì dầu chảy vào
các khoang hàng đã định thì nó lại chảy thẳng ra biển rất nguy hiểm.


Các
van này thông thường được đặt ở 2 bên của buồng bơm, bên mạn phải và
bên mạn trái. Trước khi bơm ballast thì phải kiểm tra lại hệ thống đường
ống để chắc chắn rằng nước ballast chỉ chảy vào những khoang đã định.
Trong mọi trường hợp phải luôn nhớ là: van thông biển là van mở sau cùng
và là van đóng đầu tiên khi bơm ballast.

Nước ballast đôi khi
được cho vào các khoang không phải bằng các bơm mà bằng phương pháp
trọng lực. Van được mở cho nước biển chảy tự do vào vì chênh lệch mực
nước giữa bên ngoài tàu và bên trong khoang. Khi mực nước cân bằng và
nước không tự chảy vào được nữa thì người ta mới dùng đến bơm để châm
đầy nước ballast trong khoang.


b. Khống chế thoát hơi

Sau
khi trả hàng xong thì tất nhiên trong hầm hàng đã được nạp đầy khí trơ
rồi, bởi vậy khi ta bơm ballast vào trong các hầm hàng này, hay khi nhận
hàng thì chúng sẽ chiếm chỗ và đẩy lượng khí trơ cùng hơi dầu này ra
ngoài, cần phải có biện pháp xử lí lượng hơi này thích hợp. Thông thường
lượng hơi này được thải trực tiếp ra ngoài không khí qua hệ đường ống
thông gió. Tuy nhiên ở một số nơi việc thoát hơi trực tiếp ra ngoài bị
cấm cho nên để giải quyết vấn đề này người ta chọn các cách sau đây:

- Dùng hệ thống thu gom hơi nối với đường ống hơi trên bờ và chuyển lượng hơi này lên bờ để xử lí

- Chuyển lượng hơi này vào các két trống ở trên tàu như hình dưới


-
Có thể vừa dỡ hàng vừa lấy nước dằn tàu, phương pháp này có tên là “cân
bằng hơi” (vapor balancing): chuyển hơi từ két đang bơm ballast sang
các két đang được dỡ hàng


Những
cách trên chủ yếu là được áp dụng cho những tàu dầu cũ, chỉ tiến hành
nước dằn trong trường hợp hàng đã được bơm hết lên bờ. Còn trên những
tàu dầu hiện đại, tuy không được trang bị hệ thống két nước dằn riêng
biệt nhưng lại có thể vừa tiếp nhận nước ballast vừa dỡ hàng lên bờ,
tiết kịêm được nhiều thời gian.

Nhìn hình trên ta thấy khi bơm
nước ballast vào khoang tàu, nước ballast vào chiếm chỗ lượng khí trơ
đang có trong khoang và đẩy lượng khí trơ này ra ngoài. Thay vì phải
thải ra ngoài hay chuyển lên bờ, thì một cách tốt nhất là chuyển lượng
khí trơ này thông qua hệ thống thông hơi vào các khoang hàng đang được
dỡ mà chính bản thân các khoang này cũng đang cần được bổ sung khí trơ
thế chỗ cho phần hàng trong khoang đang bơm lên bờ .

Tuy nhiên là
phương pháp này mắc phải một nhược điểm lớn là nếu do sơ suất của
thuyền viên, quên không đóng van hay vặn không kĩ van thông nhau giữa
hai khoang: khoang bơm ballast và khoang đang dỡ hàng thì những sự cố
sau đây có thể xảy ra:
- Dầu có thể chảy ngược trở lại vào những hầm hàng đã bơm xong, hoà lẫn với nước dằn đang được bơm vào.
- Nước dằn có thể chảy ngược lên các bồn chứa trên bờ thông qua một trong những đường ống dỡ hàng nào đó của tàu.
- Dầu có thể tràn ra biển thông qua các van thông biển bên mạn tàu gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.


c. Chống ăn mòn

Một
thực tế là tuổi thọ trung bình của một con tàu dầu ngắn hơn nhiều so
với một tàu chở hàng khô. Đặc biệt là trong các khoang hàng chứa nước
ballast là nước biển có độ mặn cao hay bị bẩn như bùn, cát...

Thông
thường thì để bảo vệ ăn mòn, người ta phun cát bề mặt bên trong của các
két hoặc dùng súng phun để làm sạch hết các cặn bẩn và sơn bảo vệ, ngày
nay thì một kĩ thuật mới được đưa vào sử dụng là “chống ăn mòn Catot”.

Khi
áp dụng kĩ thuật này, các két sẽ được lắp đặt các tấm kim loại để cho
ăn mòn Anot. Các Anot này là các tấm kẽm hay các tấm kim loại thích hợp
khác. Kĩ thuật như sau: các két được lắp anot phải được vệ sinh sạch sẽ
để cho bề mặt không có dầu mỡ hay cặn bẩn. Sau khi vệ sinh xong thì bơm
nước biển sạch vào trong két cho đến khi đầy và chờ như vậy trong vài
ngày mới được tháo nước ra. Trong hành trình ballast, khi nước biển được
bơm vào két sẽ tạo nên những cặp pin cực nhỏ, các dòng điện cực nhỏ sẽ
tấn công các tấm anot làm bằng kẽm và chuyển các lớp bảo vệ từ các anot
này sang bề mặt kim loại xung quanh. Vì vậy sau một thời gian thì các
anot sẽ bị ăn mòn và phải được thay thế.

Tuy nhiên phương pháp
này có nhược điểm lớn là chỉ có tác dụng đối với các két có anot chứa
ballast trong một khoảng thời gian giới hạn, các tấm kẽm anot bị ăn mòn
và phải được thay thường xuyên mà trong khi đó tàu phải vận hành hoạt
động như: bơm ballast, tháo nước, vệ sinh, làm hàng… không có đủ thời
gian cho một két bình thừơng trở thành két có “chống ăn mòn catot”, vì
vậy không được áp dụng rộng rãi.
[You must be registered and logged in to see this link.]