EN
Bám bám sinh học biển đơn giản là sự bám dính không mong muốn của sinh vật biển lên thiết bị dưới mặt nước. Dù đó là vi sinh vật như vi khuẩn và tảo silic, hay các sinh vật lớn hơn như trai, hà và rong biển, dù chúng phát triển trên thân tàu, họng hút nước biển, đường ống hay cơ sở hạ tầng ngoài khơi, hiện tượng bám bám sinh học đều gây ra các vấn đề. Trong nhiều năm qua, chúng tôi đã thực hiện hơn 500 công việc cải tạo và bảo trì mỗi năm, và trong mọi trường hợp, đội ngũ của chúng tôi xác định nguyên nhân gốc rễ là do tác động của bám bám sinh học biển.
Nguyên nhân gây ra bám bám sinh học biển
Một chuỗi sinh thái có thể dự đoán xảy ra, tạo thành một lớp màng ‘điều kiện hóa’ gồm các phân tử hữu cơ lớn lắng đọng lên bề mặt ban đầu sạch ngay sau khi nhúng bộ phận vào nước. Trong vòng 24 đến 48 giờ, vi sinh vật bắt đầu chiếm đóng bề mặt, hình thành màng sinh học. Vi khuẩn và tảo silic sau đó nhanh chóng xuất hiện. Trong vòng 4 đến 6 ngày, ấu trùng gây bám sinh (macrofouling) như con hà, giun ống và trai sò bám vào và phát triển, bị thu hút bởi môi trường vi sinh giàu chất hữu cơ. Một số thông số quan trọng ảnh hưởng đến mức độ bám sinh gồm:
Nhiệt độ nước: Sự phát triển sinh học được thúc đẩy bởi lượng nhiệt tăng cao do nước vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ấm hơn; mức độ bám sinh sinh học ở vùng nhiệt đới có thể cao gấp tới 10 lần so với ở vùng ôn đới và lạnh.
Độ mặn và hàm lượng chất dinh dưỡng: Hàm lượng chất dinh dưỡng cao trong vùng cửa sông và ven biển thúc đẩy hiện tượng nở hoa tảo và làm tăng mật độ ấu trùng, từ đó đẩy nhanh tốc độ bám sinh.
Hoạt động của tàu: Các tàu không di chuyển hoặc di chuyển rất chậm sẽ bị bám bẩn nghiêm trọng hơn so với các tàu liên tục di chuyển, vì lực cản/ma sát mà tàu gặp phải khi di chuyển giúp hạn chế sự bám dính của sinh vật gây bám bẩn. Một số ví dụ phổ biến về các phương tiện cố định/di chuyển chậm bao gồm giàn khoan dầu ngoài khơi, tàu lưu trữ và xử lý nổi (FPSO) và các loại tàu neo đậu khác.
Vật liệu bề mặt và độ nhám: Các bề mặt có tính phản ứng hóa học cao hơn hoặc thô ráp hơn sẽ tạo điều kiện thuận lợi hơn cho quá trình bám dính và giữ chất dinh dưỡng, từ đó thúc đẩy nhanh hơn quá trình định cư của sinh vật.
Việc hiểu rõ những yếu tố kích hoạt này giúp các nhà vận hành dự báo rủi ro bám bẩn dựa trên các tuyến hàng hải, mô hình khai thác và tính theo mùa. SME sử dụng kiến thức này để thiết kế các biện pháp phòng ngừa phù hợp cho từng khách hàng.
Rủi ro vận hành và kinh tế
Do đó, hiện tượng bám bẩn sinh học không chỉ là vấn đề thẩm mỹ. Bám bẩn sinh học gây ra những chi phí suy giảm hiệu suất thực tế, có thể đo lường một cách rõ ràng:
Lượng nhiên liệu tiêu thụ tăng: Ngay cả lớp màng nhớt mỏng cũng làm tăng độ nhám của thân tàu, từ đó làm tăng lực cản ma sát. Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) nhận định rằng tình trạng bám bẩn ở mức độ trung bình gây tăng tiêu thụ nhiên liệu thêm 10–20%, còn tình trạng bám bẩn nghiêm trọng (ví dụ như sự phát triển mạnh của hàu biển) có thể làm tăng tiêu thụ nhiên liệu lên tới 40%. Trong bối cảnh giá nhiên liệu cao, đây là một yếu tố chi phí quan trọng.
Giảm tốc độ và chậm trễ hành trình: Khi hiệu suất tàu bị giảm do thân tàu bị bám bẩn, tàu sẽ giảm tốc độ, đồng thời tăng vòng tua máy và kéo dài thời gian hành trình nhằm đảm bảo đúng tiến độ.
Ăn mòn gia tốc: Sự hiện diện của màng sinh học còn tạo ra các tế bào vi phân cực do chênh lệch cấp oxy dưới lớp bám, dẫn đến ăn mòn điểm (pitting) và ăn mòn khe hở tại khu vực buồng lấy nước (sea chest) của hệ thống làm mát vận hành bằng nước biển. Những khu vực này đặc biệt khó xử lý vì tồn tại các vùng dòng chảy kém hoặc bị đình trệ, khiến môi trường trở nên ăn mòn mạnh hơn đối với vật liệu nền.
Tắc nghẽn và hỏng thiết bị: Trong các hệ thống ống dẫn, các chất gây bẩn dạng vĩ mô có thể làm thu hẹp dòng chảy, từ đó làm giảm hiệu suất của bộ trao đổi nhiệt cũng như làm tăng nhu cầu năng lượng bơm. Nếu những nguyên nhân này phát triển thành tắc nghẽn một phần hoặc toàn bộ đường ống, điều này có thể dẫn đến hiện tượng quá nhiệt nghiêm trọng hoặc ngừng hoạt động nhà máy/sự cố tốn kém và chi phí sửa chữa khẩn cấp, do đó cần phải có hành động kịp thời.
Các hình phạt về quy định và thương mại: Một tàu bị bám sinh vật là yếu tố chính góp phần lan rộng các loài xâm lấn. Chế độ quản lý quy định áp dụng đối với các chuyến tàu cập cảng dưới sự kiểm soát của cơ quan quản lý cảng, và ngày càng được thực thi thông qua các cơ quan môi trường, hiện nay bao gồm việc kiểm tra trực tiếp thân tàu và làm sạch bề mặt tàu. Việc không tuân thủ sẽ dẫn đến việc tàu bị tạm giữ, bị phạt, hoặc bị từ chối cho phép vào cảng.
Nhiều dự án dịch vụ của SME liên quan đến việc làm sạch các hệ thống bị bám sinh vật và khôi phục lại trạng thái vận hành bình thường của chúng.
Các phương pháp phòng ngừa: Tiếp cận đa lớp
Các giải pháp thông minh nhằm giảm thiểu hiện tượng bám sinh học. Chiến lược kiểm soát bám sinh học kết hợp các phương pháp xử lý bề mặt, hệ thống chủ động và quy trình vận hành. Không có giải pháp nào phù hợp với mọi trường hợp; việc lựa chọn giải pháp phụ thuộc phần lớn vào tuyến đường vận chuyển của tàu, thiết kế và chế độ bảo trì.
Các lớp sơn chống bám sinh học: Ngày nay, các rào cản ban đầu ngăn chặn sự bám dính là các loại sơn chống bám sinh học dựa trên cơ chế tự mài mòn (SPC) và sơn silicon chống bám sinh học dạng giải phóng. Cơ chế giải phóng chất diệt sinh vật (như đồng, kẽm) trong sơn SPC giới hạn mức độ bám dính. Các bề mặt có lực bám dính thấp do sơn silicon chống bám sinh học tạo ra cho phép dòng nước cuốn trôi các sinh vật bám vào, rất hiệu quả đối với các tàu vận hành ở tốc độ cao. Tuy nhiên, các loại sơn này cần được thay thế định kỳ khi tàu ở trạng thái khô và có thể gặp hạn chế về chất diệt sinh vật nếu sử dụng tại các khu vực có quy định môi trường nghiêm ngặt.
Các hệ thống ngăn ngừa sự phát triển của sinh vật biển (MGPS): Ứng dụng họng hút nước biển và bộ làm mát dạng hộp. Hệ thống MGPS là giải pháp tối ưu cho họng hút nước biển và hệ thống đường ống; hệ thống MGPS kiểm soát hiện tượng bám bẩn sinh học. Nhờ các cực anốt điện phân được lắp đặt trong họng hút nước biển/hệ thống MGPS, các ion đồng và nhôm được phóng thích ở liều lượng kiểm soát nhằm hiệu quả ngăn chặn sự bám dính của ấu trùng và ngăn ngừa sự hình thành màng sinh học trong đường ống cũng như trên thân tàu. Khác với phương pháp phủ lớp phủ có khả năng rò rỉ ion, hệ thống MGPS chỉ phóng thích ion khi được kích hoạt, nhờ đó mang lại kết quả kiểm soát chính xác hơn. Các hệ thống SME đã được cung cấp cho hàng trăm tàu trên toàn thế giới nhằm đảm bảo khả năng bảo vệ đáng tin cậy.
Kiểm tra và làm sạch định kỳ: Làm sạch dưới nước theo định kỳ (bằng phương tiện điều khiển từ xa hoặc thợ lặn) giúp loại bỏ màng sinh học ở giai đoạn đầu và ngăn ngừa hiện tượng bám bẩn sinh học lớn. Cần thực hiện thao tác làm sạch một cách cẩn trọng để tránh làm hư hại lớp phủ. Việc làm sạch dưới nước kèm theo hệ thống thu giữ ngày càng trở thành yêu cầu bắt buộc tại các cảng nhạy cảm về mặt sinh thái nhằm ngăn chặn màng sinh học và/hoặc các mảnh vụn lớp phủ bị bong tróc xâm nhập vào môi trường.
Các biện pháp vận hành: Sự tích tụ chất bẩn trở nên nghiêm trọng hơn do thời gian ngừng hoạt động kéo dài. Việc này có thể được làm chậm lại thông qua việc lập kế hoạch hành trình tối ưu, ví dụ như di chuyển với tốc độ cao để tăng lực cắt lên thân tàu và quét cơ học. Đối với các hệ thống lắp đặt tĩnh trong thời gian dài, việc làm khô định kỳ rất hiệu quả.
Lợi thế của SME trong việc ngăn ngừa bám bẩn sinh học
Tại SME, chúng tôi coi vấn đề bám bẩn sinh học như một thách thức toàn diện đối với hệ thống, và giải quyết nó bằng chuyên môn kỹ thuật, các thành phần chất lượng cao cùng dịch vụ phản hồi nhanh. Hơn 100 đội kỹ sư điện, cơ khí và hỗ trợ của chúng tôi – làm việc tại xưởng Nantong rộng 5.000 m² – có khả năng triển khai trên toàn cầu nhằm áp dụng các kỹ thuật chống bám bẩn cho tài sản của quý vị. Ngoài các sản phẩm và dịch vụ khác, chúng tôi cung cấp hệ thống MGPS, khảo sát lớp bám (coating surveys), cải tạo hệ thống bảo vệ hầm hút nước biển (sea chest protection), và bảo trì hệ thống nước làm mát. Dự án của quý vị được bảo hành trong 12 tháng và vận hành theo các hệ thống tiêu chuẩn ISO 9001/14001/45001. Mục tiêu của chúng tôi là hỗ trợ sản phẩm thô cho hơn 500 dự án mỗi năm và cung cấp hơn 1.000 phụ tùng thay thế cho tàu thuyền trên toàn thế giới tới các đối tác ngoài khơi của SP Management Contractor cũng như các nhà máy đóng tàu Trung Quốc. Vì vậy, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi – mục tiêu của chúng tôi là vượt xa nỗi lo bám bẩn sinh học của quý vị để đảm bảo hoạt động sạch sẽ và kinh tế.