TỔNG QUAN VÀ NỘI DUNG MÔ ĐUN: BẢO DƯỠNG – SỬA CHỮA MÁY NÉN KHÍ

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình mô đun "Bảo dưỡng – Sửa chữa máy nén khí" (Mã mô đun: CK19MĐ07) là tài liệu đào tạo chuyên môn bắt buộc thuộc chương trình đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí (và nghề Cơ khí thiết bị dầu khí) trình độ Cao đẳng, được ban hành kèm theo Quyết định số 194/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (PVMTC). Giáo trình do tập thể giảng viên thuộc Tổ bộ môn Cơ khí – Động lực biên soạn, gồm Chủ biên Lê Duy Nam cùng các tác giả Bùi Việt An và Nguyễn Thành Danh.

Trong cấu trúc khung đào tạo tích lũy 97 tín chỉ (2190 giờ) của nghề, mô đun CK19MĐ07 có thời lượng 4 tín chỉ, tương đương 90 giờ học (gồm 28 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thực tập, và 4 giờ kiểm tra). Về mặt vị trí chương trình, mô đun được bố trí học sau các môn học cơ sở và chuyên ngành cơ khí (như Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, Dung sai, Thiết bị tách, Kỹ thuật sửa chữa cơ khí) và được hoàn thành trước các học phần Thực tập sản xuất (CK19MĐ09) và Tiểu luận tốt nghiệp (CK19MĐ10).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới 3 nhóm chuẩn đầu ra:

  • Chuẩn kiến thức (A1–A5): Trình bày được khái niệm, phân loại, cấu tạo, nguyên lý làm việc của các loại máy nén khí; đọc hiểu bản vẽ kết cấu và sơ đồ nguyên lý của các hệ thống phụ trợ (bôi trơn, làm mát, điều chỉnh năng suất, bảo vệ an toàn).
  • Chuẩn kỹ năng (B1–B5): Thực hiện đúng quy trình tháo lắp, kiểm tra, đo đạc xác định tình trạng kỹ thuật của các chi tiết máy; lựa chọn phương án sửa chữa theo tiêu chuẩn kích thước (code); vận hành và xử lý được các sự cố kỹ thuật thông thường ở máy nén khí piston, rotor và ly tâm.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Rèn luyện tác phong công nghiệp, kỹ năng làm việc nhóm, ý thức chấp hành nghiêm ngặt an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp trong môi trường thiết bị áp lực.

Giáo trình được thiết kế tích hợp song song giữa lý thuyết cấu tạo và thực hành tháo lắp, sửa chữa trực tiếp trên các dòng máy nén khí công nghiệp điển hình (máy piston 4BY-5/9, rotor cánh phẳng ПP-10, trạm nén khí ЗИФ-55, ДK-9M).

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được tổ chức thành 4 bài học chuyên đề theo tiến trình logic từ tổng quan nguyên lý đến kỹ thuật sửa chữa từng dòng máy cụ thể:

  • Bài 1: Khái niệm chung về máy nén khí và trạm máy nén khí (5 giờ: 4 LT, 1 TH): Cung cấp các tiêu chí phân loại máy nén khí theo cấu tạo (piston, rotor, ly tâm, hướng trục); theo nguyên lý làm việc (biến đổi động năng và giảm thể tích chứa); theo dải áp suất (áp suất thấp: $2 - 10\text{ kg/cm}^2$, trung bình: $10 - 100\text{ kg/cm}^2$, cao: $100 - 1000\text{ kg/cm}^2$, siêu cao: $> 1000\text{ kg/cm}^2$); theo phương thức dẫn động (động cơ điện, động cơ đốt trong, turbine); và theo năng suất (thấp: $0{,}04 - 10\text{ m}^3/\text{phút}$, trung bình: $10 - 100\text{ m}^3/\text{phút}$, cao: $> 100\text{ m}^3/\text{phút}$). Đồng thời, bài học phân tích cấu trúc, phạm vi ứng dụng của trạm máy nén khí di động và trạm cố định.
  • Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí piston (55 giờ: 53 TH, 2 KT): Khảo sát chi tiết cấu tạo các cụm chi tiết chính: các te, xi lanh làm mát bằng gió/nước, nhóm piston – chốt – xéc măng (xéc măng khí, xéc măng dầu mạ Crôm xốp), nhóm thanh truyền (tiết diện chữ I, lót hợp kim Babit) và trục khuỷu (vật liệu thép C35, C40, C45, C50). Giới thiệu kết cấu các loại van tự động (van đĩa cầu, van lá, van dòng thẳng); hệ thống bôi trơn vung té và cưỡng bức sử dụng bơm bánh răng; hệ thống làm mát khí nén qua bình làm mát trung gian; bình chứa khí nén, van an toàn và van một chiều. Phân tích nguyên lý hệ thống điều chỉnh năng suất tự động (phương án mở cưỡng bức van nạp cấp I kết hợp bộ điều tốc khí nén, phương án mở thông ống xả cấp II với khí quyển, phương án tiết lưu hoặc thay đổi không gian chết); cơ cấu truyền động qua hộp giảm tốc hai cấp tỉ số truyền 1:9 (ЗИФ-55) và ly hợp ma sát khô một đĩa (ДK-9M). Bài học trình bày quy trình tháo lắp, bảng thông số kỹ thuật máy 4BY-5/9 ($5\text{ m}^3/\text{phút}$, $9\text{ kg/cm}^2$, $37\text{ kW}$), quy trình đo kiểm dung sai mòn (độ côn, méo lòng xi lanh, độ cong, độ dịch dọc trục khuỷu, khe hở xéc măng) và phương án sửa chữa phục hồi.
  • Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí kiểu rotor (15 giờ: 13 TH, 2 KT): Nghiên cứu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, quy trình vận hành và bảo dưỡng các dòng máy nén rotor: máy nén rotor cánh phẳng (khảo sát chi tiết trạm nén khí ПP-10 có độ lệch tâm $e$), rotor cánh lồi (loại 2 cánh lồi và loại 3 cánh xoắn), và máy nén khí rotor trục vít (trục vít khô và trục vít bôi trơn dầu).
  • Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí ly tâm (15 giờ: 13 TH, 2 KT): Phân tích kết cấu máy nén khí ly tâm gồm vỏ máy kiểu ngang, bánh công tác cánh cong, màng ngăn, vùng khuếch tán và vòng xoắn ốc. Trình bày các phương pháp làm kín trục (vòng đệm khuất khúc - labyrinth seal, vòng đệm kín tiếp xúc cơ học, đệm màng lỏng, ngăn cân bằng lực dọc trục), hệ thống bôi trơn, hệ thống làm mát vỏ và làm mát khí, cơ cấu van xả/bypass, cơ cấu an toàn turbine hơi dẫn động, phương pháp kiểm tra phát hiện rò rỉ khí và xử lý sự cố.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị hệ thống lý thuyết kỹ thuật vững chắc:

  • Nguyên lý nhiệt động và thủy khí: Quá trình nạp, nén giảm thể tích và quá trình chuyển đổi động năng dòng khí tốc độ cao thành áp năng thông qua cánh dẫn và buồng khuếch tán.
  • Lý thuyết ma sát, mài mòn và bôi trơn (Tribology): Cơ chế bôi trơn vung té, bôi trơn thủy động lực học có áp lực trong ổ đỡ, bề mặt tiếp xúc xi lanh - piston - xéc măng và đệm kín cơ học.
  • Nguyên lý đo lường, dung sai và lắp ghép cơ khí: Khái niệm khe hở dầu, khe hở lưng/miệng xéc măng, độ côn, độ ovan, độ đảo dọc trục, và quy tắc sửa chữa theo cấp kích thước tiêu chuẩn (code).
  • Nguyên lý điều khiển và an toàn áp lực: Cơ chế tự động điều chỉnh tải trọng theo áp suất bình tích khí và các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật đối với bình chịu áp lực.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Đọc bản vẽ kết cấu và sơ đồ công nghệ trạm máy nén; sử dụng thành thạo các dụng cụ đo lường chuyên dụng (panme đo trong/đo ngoài, đồng hồ so, thước cặp, căn lá, bàn máp, khối V, thiết bị kiểm tra độ cong thanh truyền); thực hiện tháo lắp chi tiết cơ khí đúng trình tự và đúng mô-men siết; vận hành các thiết bị sửa chữa (máy doa xi lanh công suất $0{,}65\text{ kW}$, tốc độ $280\text{ v/p}$; bàn ép thủy lực nắn trục; thiết bị hàn gia nhiệt).
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đo đạc, tính toán các thông số mài mòn cơ học (độ côn, méo xi lanh $\le 0{,}15\text{ mm}$, độ cong trục khuỷu $\le 0{,}1\text{ mm}$, khe hở miệng xéc măng $0{,}2 - 0{,}45\text{ mm}$); đối chiếu với bảng thông số kỹ thuật cho phép để lập phương án sửa chữa (doa mài theo code $0{,}25\text{ mm}$ đến tối đa code 4, thay bạc lót, thay ống lót xi lanh, hoặc nắn nhiệt luyện ở $180 - 200^\circ\text{C}$ trong $5 - 6\text{ giờ}$).
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Lập quy trình công nghệ bảo dưỡng định kỳ; vận hành thử nghiệm, chạy rà và nghiệm thu máy nén khí; chẩn đoán và khắc phục các hiện tượng rò rỉ áp suất, quá nhiệt dầu, kẹt van, rung động bất thường.

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình được thiết kế theo phương pháp đào tạo tích hợp (kết hợp lý thuyết và thực hành nghề nghiệp), trong đó thời lượng thực hành chiếm tỷ trọng chủ đạo (58 giờ thực hành trên tổng số 90 giờ, tương đương hơn 64% tổng thời lượng mô đun).

  • Phương pháp giảng dạy của giảng viên: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực (diễn giảng ngắn gọn, nêu vấn đề kỹ thuật, vấn đáp, hướng dẫn đọc tài liệu kỹ thuật). Giảng viên sử dụng phòng học chuyên môn hóa kết hợp xưởng thực tập thiết bị tĩnh và động, trang bị máy chiếu, máy tính, tài liệu phát tay, phiếu thực tập, quy trình thực hành và các mô hình cắt bổ máy nén khí thực tế. Hướng dẫn học viên thao tác tháo lắp theo từng bước công việc cụ thể được chuẩn hóa trong giáo trình.
  • Phương pháp học tập của học viên: Học viên chủ động nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo trước khi lên lớp; tham gia thảo luận nhóm nhỏ (mỗi nhóm 8–10 người) để giải quyết các tình huống kỹ thuật được giao. Trong giờ thực hành tại xưởng, từng thành viên trong nhóm nhận nhiệm vụ độc lập hoặc phối hợp tháo lắp cụm chi tiết, đo đạc thông số mài mòn, ghi chép số liệu vào phiếu học tập và hoàn thiện báo cáo kỹ thuật.
  • Phương pháp và hình thức đánh giá: Căn cứ theo quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/03/2017 của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:
    • Đánh giá thường xuyên (Trọng số 40%): 01 cột điểm kiểm tra lý thuyết/thực hành (hỏi miệng, viết, trắc nghiệm hoặc báo cáo nhóm) sau 15 giờ học đầu tiên, đánh giá các chuẩn đầu ra A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2.
    • Đánh giá định kỳ (Trọng số kết hợp hệ số 2): 01 cột điểm kiểm tra sau 45 giờ học (chuẩn A4, B4, C2).
    • Đánh giá kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Bài thi kết thúc mô đun kết hợp tự luận và trắc nghiệm hoặc kiểm tra tay nghề thực hành toàn diện sau 90 giờ, bao quát toàn bộ chuẩn đầu ra A1–A5, B1–B5, C1–C2. Điểm số tính theo thang điểm 10 (làm tròn 1 chữ số thập phân) và quy đổi sang thang điểm 4 theo tín chỉ.
  • Yêu cầu chuyên cần và tự học: Học viên phải tham dự tối thiểu 70% số tiết giảng lý thuyết và 100% các buổi thực hành tại xưởng (vắng $> 30%$ thời lượng lý thuyết phải học lại mô đun). Tự giác thực hiện các giờ tự học và tìm hiểu thực tế thiết bị tại doanh nghiệp dầu khí.

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Giáo trình thể hiện tính thực tiễn và tính chuẩn hóa kỹ thuật cao thông qua các nội dung trích xuất từ thực tế sản xuất:

  • Tích hợp các thông số kỹ thuật và thiết bị công nghiệp thực tế: Giáo trình cung cấp thông số kỹ thuật chi tiết của các model máy nén khí được sử dụng phổ biến trong các xí nghiệp, nhà máy lọc hóa dầu và xây lắp đường ống: máy nén khí piston 4 xi lanh kiểu chữ V model 4BY-5/9 (áp suất tuyệt đối $9\text{ kg/cm}^2$, năng suất $5\text{ m}^3/\text{phút}$, công suất $37\text{ kW}$, sử dụng dầu bôi trơn U50, U40, K19, K11); máy nén khí rotor cánh phẳng ПP-10; trạm máy nén khí ЗИФ-55 và trạm máy kéo ДK-9M.
  • Chuẩn hóa quy trình đo kiểm dung sai và kích thước sửa chữa: Giáo trình xây dựng hệ thống bảng biểu định lượng chính xác: bảng thông số khe hở thiết kế và giới hạn mòn cho phép (khe hở dầu cổ biên $0{,}065 - 0{,}15\text{ mm}$, tối đa $0{,}3\text{ mm}$; khe hở chốt piston $0{,}025 - 0{,}08\text{ mm}$; khe hở miệng xéc măng $0{,}2 - 0{,}45\text{ mm}$; độ cong trục khuỷu $\le 0{,}1\text{ mm}$). Quy định cụ thể các cấp sửa chữa theo code ($0{,}25\text{ mm}$ cho mỗi code, cho phép sửa đến code 4).
  • Phân tích chuyên sâu hệ thống điều khiển tự động và an toàn: Làm rõ nguyên lý hoạt động của các cơ cấu điều chỉnh năng suất tự động bằng khí nén (mở cưỡng bức vành van nạp thông qua piston lò xo, tác động lên thanh răng bơm cao áp diesel hoặc bướm ga động cơ xăng để giảm tốc độ) và các cụm van xả bypass, màng chắn cân bằng ở máy nén ly tâm.
  • Nhấn mạnh an toàn kỹ thuật đối với bình chịu áp lực: Hệ thống hóa các nguy cơ nổ vỡ sóng nổ, rò rỉ môi chất độc hại/dễ cháy, yêu cầu nghiêm ngặt trong hiệu chỉnh van an toàn (van mở ở $2{,}4\text{ kg/cm}^2 \pm 0{,}1$ cho cấp I và $9\text{ kg/cm}^2$ cho cấp II của máy 4BY-5/9).

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

  • Sinh viên / Học viên: Sử dụng trực tiếp làm tài liệu học tập và thực hành bắt buộc cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và nghề Cơ khí thiết bị dầu khí thuộc Trường Cao đẳng Dầu khí.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Để tiếp thu hiệu quả mô đun CK19MĐ07, học viên bắt buộc phải hoàn thành các môn học, mô đun cơ sở trong chương trình khung đào tạo:
    • Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (CK19MH01, CK19MH02): Khả năng đọc hiểu bản vẽ chi tiết và bản vẽ lắp.
    • Cơ kỹ thuật (CK19MH03) và Vật liệu cơ khí (CK19MH04): Nắm vững cơ tính thép, gang và ứng suất cơ học.
    • Dung sai lắp ghép (CK19MH05): Thành thạo kỹ thuật đo lường và xác định chuỗi kích thước.
    • An toàn – vệ sinh lao động (ATMT19MH01): Quy chuẩn an toàn điện và an toàn bình chịu áp lực.
    • Gia công cắt gọt kim loại 1 & 2 (CK19MĐ01, CK19MĐ02) và Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (CK19MH09).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ chuẩn để lập kế hoạch bài giảng, biên soạn giáo án tích hợp, xây dựng bảng kiểm kỹ năng (check-list) đánh giá thực hành tại xưởng thiết bị động.
  • Cán bộ kỹ thuật và tự học: Tài liệu hỗ trợ tra cứu quy trình công nghệ tháo lắp, kiểm tra mài mòn và bảo dưỡng định kỳ cho thợ cơ khí, kỹ thuật viên bảo trì máy nén khí tại các nhà máy công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho học viên trình độ Cao đẳng khối nghề Cơ khí – Thiết bị Dầu khí, đồng thời phù hợp làm tài liệu bồi dưỡng nâng bậc thợ cho kỹ thuật viên bảo dưỡng thiết bị cơ khí tại các nhà máy công nghiệp.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần nắm vững kiến thức vẽ kỹ thuật cơ khí, dung sai lắp ghép, phương pháp sử dụng thước cặp, panme, đồng hồ so, hiểu biết về vật liệu kim loại và các quy định an toàn vệ sinh lao động cơ bản.

3. Giáo trình này có điểm khác biệt gì so với các tài liệu lý thuyết máy nén thông thường?

Tài liệu tập trung chủ yếu vào năng lực thực hành nghề nghiệp (chiếm 58/90 giờ), cung cấp quy trình từng bước tháo lắp, bảng thông số giới hạn mài mòn cụ thể, phương án sửa chữa theo code kích thước và công nghệ phục hồi chi tiết máy thực tế.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Học viên cần nghiên cứu trước sơ đồ nguyên lý của từng bài học, ghi nhớ thứ tự các bước trong quy trình tháo lắp, đối chiếu thông số dung sai tiêu chuẩn trước khi thao tác thực tế tại xưởng và hoàn thành đầy đủ các câu hỏi ôn tập, bài tập tình huống cuối mỗi bài.

5. Những tài liệu tham khảo nào được sử dụng bổ trợ cho giáo trình?

Giáo trình sử dụng hai nguồn tham khảo chính gồm:

  1. Giáo trình Máy nén khí – Đại học Quốc gia.
  2. Giáo trình Bơm – Quạt – Máy nén khí – Trường Đại học Bách khoa / Kỹ thuật.

Kết luận (150 từ)

Giáo trình mô đun "Bảo dưỡng – Sửa chữa máy nén khí" (CK19MĐ07) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu học tập mang tính chuẩn hóa về mặt kỹ thuật, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết cấu tạo và quy trình công nghệ bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị cơ khí.

Lộ trình học tập đề xuất cho học viên:

  1. Nắm vững phân loại và nguyên lý nhiệt động tại Bài 1.
  2. Rèn luyện kỹ năng tháo lắp, đo kiểm mài mòn và phục hồi chi tiết máy nén piston tại Bài 2.
  3. Làm chủ kỹ thuật bảo dưỡng máy nén rotor tại Bài 3 và máy nén ly tâm tại Bài 4.
  4. Vận dụng kiến thức tích lũy vào các học phần Thực tập sản xuất (CK19MĐ09) và Tiểu luận tốt nghiệp (CK19MĐ10).

Người học nên kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn thiết bị áp lực và tài liệu hướng dẫn vận hành của nhà sản xuất để hoàn thiện năng lực nghề nghiệp.