Phân tích hiệu quả kỹ thuật và chi phí vòng đời của bể chứa nhôm và thép trong môi trường biển = Technical and life cycle cost analysis of aluminum and steel storage tanks in marine environments

Abstract

Nghiên cứu được thực hiện trên một bể chứa trụ đứng điển hình có dung tích 1.000 m³ làm việc trong điều kiện khí hậu biển tại thành phố Đà Nẵng, nơi kết cấu chịu tác động mạnh của môi trường ăn mòn. Hai phương án thiết kế được khảo sát gồm: (i) Bể hợp kim nhôm 6061-T6 theo tiêu chuẩn EN 1999-1-5 và (ii) Bể thép S235 theo tiêu chuẩn EN 1993-4-2. Tải trọng gió được xác định theo TCVN 2737:2023 để phản ánh điều kiện thực tế tại Việt Nam. Trong thiết kế, chiều dày các tấm vỏ được tính toán nhằm đáp ứng đồng thời yêu cầu về khả năng chịu lực, ổn định vỏ mỏng, điều kiện thi công và lượng dư ăn mòn. Kết quả phân tích cho thấy bể hợp kim nhôm cần chiều dày lớn hơn tại các vòng đáy so với bể thép, trong khi khu vực đỉnh có chiều dày tương đương. Tổng khối lượng kết cấu của bể thép lớn hơn khoảng 2,67 lần so với bể nhôm. Phân tích chi phí vòng đời trong 50 năm cho thấy mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, bể hợp kim nhôm có tổng chi phí vòng đời thấp hơn đáng kể do gần như loại bỏ hoàn toàn chi phí bảo trì chống ăn mòn. Do đó, bể hợp kim nhôm là một giải pháp kết cấu bền vững và hiệu quả kinh tế cho các công trình công nghiệp yêu cầu tuổi thọ cao trong môi trường biển.