Tổng quan về giáo trình
Giáo trình mô đun "Kỹ thuật an toàn thiết bị áp lực" (Mã mô đun: ATMT19MĐ19) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc nghề Bảo hộ lao động, được ban hành kèm theo Quyết định số 659/QĐ-CĐDK ngày 10 tháng 06 năm 2019 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), lưu hành nội bộ tại Trung tâm Đào tạo An toàn môi trường.
Trong chương trình khung đào tạo nghề Bảo hộ lao động (tổng khối lượng 90 tín chỉ, 1890 giờ), mô đun ATMT19MĐ19 nằm trong khối các môn học, mô đun chuyên môn ngành nghề (Khối II gồm 79 tín chỉ, 1680 giờ). Mô đun có thời lượng 3 tín chỉ với tổng số 60 giờ học tập (bao gồm 28 giờ lý thuyết, 29 giờ thực hành, thí nghiệm, bài tập, thảo luận và 3 giờ kiểm tra). Mô đun được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học chung (Giáo dục chính trị, Pháp luật, Tin học, Tiếng Anh) và các môn học cơ sở kỹ thuật an toàn.
Mục tiêu đào tạo của giáo trình được xác định cụ thể theo ba nhóm chuẩn đầu ra:
- Về kiến thức (A1–A7): Trình bày các yếu tố nguy hiểm, có hại đặc trưng; phân loại thiết bị chịu áp lực; nắm vững yêu cầu quản lý; giải thích nguyên nhân gây hư hỏng, nổ vỡ; trình bày cấu tạo, nguyên lý hoạt động của dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn; mô tả quy trình vận hành nồi hơi và các quy định an toàn hiện hành.
- Về kỹ năng (B1): Thực hiện quy trình vận hành, xử lý sự cố kỹ thuật và bảo quản các loại bình chịu áp lực, nồi hơi công nghiệp.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Xây dựng tác phong làm việc công nghiệp và tuân thủ nghiêm ngặt các quy chuẩn an toàn lao động trong môi trường kỹ thuật.
Cấu trúc giáo trình được biên soạn bởi nhóm tác giả Nguyễn Đình Chung (Chủ biên) và Phạm Lê Ngọc Tú, gồm 6 bài học tiếp cận từ lý thuyết định nghĩa, phân tích thông số cơ bản, cơ cấu phụ trợ đo kiểm đến quy trình vận hành thực tế và phương pháp xử lý sự cố.
Nội dung kiến thức cốt lõi
GIÁO TRÌNH ATMT19MĐ19 (60 GIỜ)
Các chương/chủ đề chính
Nội dung giáo trình được triển khai qua 6 bài học chuyên đề:
- Bài 1: Định nghĩa, phân loại thiết bị áp lực (3 giờ): Cung cấp định nghĩa thiết bị chịu áp lực theo điểm 1.17 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN: 01-2008/BLĐTBXH (thiết bị đóng kín bằng van/khóa, áp suất làm việc cao hơn 0,7 bar); hệ thống quy đổi đơn vị áp suất ($1 \text{ kG/cm}^2 = 0,1 \text{ MPa} = 0,98 \text{ bar} = 14,4 \text{ PSI}$); phân biệt áp suất tuyệt đối, áp suất tương đối (áp suất dư đo bằng áp kế), áp suất khí quyển (760 mmHg tại mực nước biển); phân loại hai nhóm chính gồm bình chịu áp lực và nồi hơi.
- Bài 2: Nguyên nhân gây hư hỏng nổ vỡ thiết bị áp lực và biện pháp phòng tránh (4 giờ): Trình bày các thông số kỹ thuật (thể tích $\text{m}^3$, barrel, litre; áp suất làm việc, áp suất thiết kế, áp suất thử hydro testing; lưu lượng khối ton/h, lưu lượng thể tích $\text{m}^3/\text{h}$); nhận diện hai nhóm nguy cơ đặc trưng (nguy cơ nổ vật lý kết hợp nổ hóa học, nguy cơ bỏng nóng/bỏng lạnh); phân loại 3 nhóm nguyên nhân sự cố (chế tạo/sửa chữa không đúng thiết kế/mối hàn; trang bị/lắp đặt thiếu đồng bộ; quản lý/vận hành vi phạm quy trình) và biện pháp phòng tránh từ phía doanh nghiệp cùng cơ quan quản lý Nhà nước.
- Bài 3: Dụng cụ đo lường, kiểm tra, cơ cấu an toàn trên thiết bị áp lực (6 giờ): Cấu tạo, nguyên lý của đồng hồ đo áp suất kiểu cơ khí (ống Bourdon dẹt hình dấu hỏi) và kiểu điện từ (màng áp lực gắn biến trở/cuộn dây); các dòng áp kế mặt dầu chống rung, không dầu, màng cách ly tạp chất; phân loại nhiệt kế chất lỏng (thủy ngân, rượu màu, $C_2H_5OH$, $C_5H_{12}$, $C_6H_5CH_3$), nhiệt kế điện trở (bạch kim $-263^\circ\text{C}$ đến $1064^\circ\text{C}$, niken, sắt, đồng), nhiệt kế bán dẫn (cảm biến LM335 hệ số $10 \text{ mV/}^\circ\text{K}$, dải đo $80\text{–}120^\circ\text{C}$), nhiệt kế hồng ngoại; các dòng lưu lượng kế (flow meter cơ khí cánh quay/pít-tông, flow meter đo dòng xoáy đa biến, flow meter siêu âm đo xung thời gian, flow meter điện từ trường Faraday); cụm ống thủy sáng và ống thủy tối quan sát mực nước balong lò hơi; van an toàn trực tiếp/gián tiếp gồm 10 bộ phận có tay giật; màng phòng nổ (đĩa nổ) theo TCVN 7915-4 và TCVN 7915-5; rơ le áp suất đơn, rơ le áp suất kép (môi chất Freon, Amoniac); rơ le nhiệt dùng thanh lưỡng kim Invar (36% Ni, 64% Fe); van điện từ Solenoid valve (2 cổng, 3 cổng, điện áp 24V/220V) và các dạng van một chiều (dạng đĩa, đặt thẳng đứng, dạng bi).
- Bài 4: Quy định về biện pháp an toàn thiết bị chịu áp lực (6 giờ): Hệ thống hóa quy định quản lý, tiêu chuẩn thiết kế, chế tạo, kiểm tra mối hàn góc/ống xả đáy, thủ tục xuất xưởng, quy chuẩn lắp đặt, sửa chữa, đăng ký và kiểm định kỹ thuật an toàn định kỳ.
- Bài 5: Quy trình vận hành, xử lí và bảo quản một số loại bình chịu áp lực (20 giờ): Hướng dẫn vận hành chai chứa khí nén, bồn chứa khí hóa lỏng, nồi đun điện, nồi hấp công nghiệp; các yêu cầu kỹ thuật cấm hàn/cắt khi bình còn áp suất.
- Bài 6: Kỹ thuật vận hành nồi hơi (21 giờ): Trình bày kỹ thuật vận hành lò hơi và quy trình xử lý các sự cố điển hình: nước cạn quá mức, nước đầy quá mức, van an toàn bị kẹt hoặc bị xì, hư hỏng áp kế, áp kế tăng quá mức cho phép, áp suất nồi hơi tụt nhanh chóng.
Kiến thức nền tảng được xây dựng
- Các quy luật nhiệt động lực học về sự co giãn vật chất, biến thiên áp suất và cơ chế giải phóng năng lượng khi phá hủy cân bằng áp suất.
- Nguyên lý kỹ thuật cơ học và cảm ứng điện từ ứng dụng trong chế tạo thiết bị đo kiểm (ống Bourdon đàn hồi, định luật cảm ứng điện từ Faraday, sóng siêu âm vi sai, hiệu ứng giãn nở nhiệt của hợp kim Invar).
- Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn quốc gia về an toàn vệ sinh lao động đối với thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt (QCVN 01:2008/BLĐTBXH, TCVN 7915-4, TCVN 7915-5).
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật: Đọc và hiệu chuẩn các thông số áp kế, nhiệt kế, lưu lượng kế; thực hiện kiểm tra hoạt động của van an toàn tay giật, rơ le áp suất kép, van điện từ và hệ thống kính thủy.
- Kỹ năng phân tích: Nhận diện các yếu tố nguy hiểm, phát hiện khuyết tật mối hàn, hiện tượng xì hở môi chất, biến dạng cơ học và phân tích nguyên nhân sự cố trong hệ thống đường ống.
- Năng lực thực hành chuyên môn: Vận hành an toàn bình khí nén, nồi hấp, lò hơi; thực hiện thuần thục các bước xử lý sự cố tụt áp, cạn nước hoặc quá áp theo đúng quy trình an toàn công nghiệp.
Phương pháp giảng dạy và học tập
Giáo trình thiết lập quy trình sư phạm theo định hướng phương pháp dạy học tích cực, kết hợp đồng bộ giữa giảng dạy lý thuyết chuyên ngành, thảo luận tình huống và rèn luyện kỹ năng thực hành tại xưởng:
- Phương pháp giảng dạy (Pedagogical approach): Giảng viên sử dụng kỹ thuật diễn giảng cô đọng kết hợp nêu vấn đề, hướng dẫn nghiên cứu tài liệu kỹ thuật, trình chiếu hình ảnh/phim tư liệu sự cố kỹ thuật và điều phối hoạt động làm việc nhóm. Mỗi bài học đều quy định cụ thể mục tiêu kiến thức, kỹ năng, thái độ và điều kiện cơ sở vật chất tương ứng.
- Bài tập và tình huống (Case studies & Exercises): Tích hợp các bài tập phân tích tình huống thực tế sau mỗi bài học, bao gồm: phân tích hiện trường nổ chai khí nén, đánh giá nguyên nhân sử dụng áp kế hỏng trên van giảm áp, xác định sai phạm khoảng cách an toàn khi lắp đặt bình khí và xử lý hiện tượng lò hơi cạn nước.
- Thực hành và xưởng thực tập (Practical exercises): Bố trí 29 giờ thực hành (chiếm gần 50% tổng thời lượng mô đun) tại Xưởng thiết bị dầu khí và phòng học chuyên môn hóa. Học sinh thực hành trực quan trên mô hình lò hơi, máy nén khí, nồi hấp công nghiệp, các cụm ống thủy sáng/tối và thiết bị thử áp lực thủy lực.
- Quy định tự học (Self-study guidelines): Người học bắt buộc nghiên cứu tài liệu trước khi lên lớp, tham gia nhóm học tập từ 8 đến 10 thành viên để thảo luận các chủ đề được phân công và viết báo cáo chuyên đề. Quy chế đào tạo yêu cầu người học phải tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết; trường hợp vắng quá 30% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại mô đun.
- Phương pháp và hình thức đánh giá (Assessment methods): Thực hiện theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội với cơ cấu điểm số như sau:
| Hình thức đánh giá |
Chuẩn đầu ra đánh giá |
Thời điểm tổ chức |
Trọng số |
| Kiểm tra thường xuyên (Hỏi miệng / Tự luận / Báo cáo) |
A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, B1, C1, C2 |
Sau 17 giờ học |
40% (Kết hợp kiểm tra định kỳ) |
| Kiểm tra định kỳ (Viết tự luận / Trắc nghiệm / Báo cáo) |
A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, B1, C1, C2 |
Sau 36 giờ học |
|
| Thi kết thúc môn học (Tự luận kết hợp trắc nghiệm) |
A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, B1, C1, C2 |
Sau 45 giờ học |
60% |
Điểm đánh giá chấm theo thang điểm 10 (làm tròn một chữ số thập phân) và quy đổi sang điểm chữ, thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.
Điểm nổi bật và cập nhật
- Cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật: Nội dung bài giảng được chuẩn hóa dựa trên Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn lao động nồi hơi và bình chịu áp lực QCVN: 01-2008/BLĐTBXH, hệ thống tiêu chuẩn quốc gia về đĩa nổ và hệ thống xả áp TCVN 7915-4, TCVN 7915-5 (CSPRS), cùng các văn bản hướng dẫn công tác huấn luyện an toàn vệ sinh lao động gồm Thông tư số 37/2005/TT-BLĐTBXH và Thông tư số 41/2011/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội.
- Cập nhật công nghệ thiết bị đo kiểm: Giáo trình phân loại chi tiết các thế hệ thiết bị từ cơ học truyền thống đến kỹ thuật số hiện đại, bao gồm: áp kế điện tử màng biến trở, nhiệt kế điện tử bán dẫn LM335, đồng hồ đo lưu lượng dòng xoáy đa biến (đo đồng thời 5 biến: nhiệt độ, áp suất, mật độ, lưu lượng khối, tốc độ dòng), lưu lượng kế siêu âm đo ngoài thành ống tích hợp tính toán năng lượng BTU và lưu lượng kế từ tính.
- Tính thực tiễn trong ngành Dầu khí: Giáo trình tích hợp các sơ đồ kỹ thuật chuẩn như: mối quan hệ các giá trị áp suất trong quy trình thử thủy lực (hydro testing), sơ đồ lắp đặt bình khí nén chuẩn, các biển báo cấm hàn cắt khi bình có áp suất và phân tích hình ảnh thực tế các sự cố nổ thiết bị tại cơ sở sản xuất.
Đối tượng sử dụng giáo trình
- Sinh viên và học sinh đào tạo nghề: Giáo trình là tài liệu học tập chính thức cho học sinh, sinh viên nghề Bảo hộ lao động (trình độ Trung cấp và Cao đẳng) tại Trường Cao đẳng Dầu khí. Đồng thời, tài liệu phục vụ học tập cho sinh viên các ngành kỹ thuật liên quan như: Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, Vận hành nhà máy nhiệt điện, Kỹ thuật cơ khí, Kỹ thuật lắp đặt đường ống và Công nghệ hàn.
- Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức đại cương cùng các mô đun kỹ thuật an toàn cơ sở trong chương trình đào tạo, bao gồm: Pháp luật BHLĐ (ATMT19MĐ08), Kỹ thuật an toàn điện (ATMT19MĐ14), An toàn phòng chống cháy nổ (ATMT19MĐ15) và Kỹ thuật an toàn cơ khí (ATMT19MĐ16).
- Giảng viên và cán bộ huấn luyện an toàn: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn hóa tại Trung tâm Đào tạo An toàn môi trường; cung cấp hệ thống giáo án, phiếu học tập, ngân hàng câu hỏi kiểm tra trắc nghiệm và tiêu chí đánh giá kỹ năng nghề.
- Tự học và tra cứu chuyên môn: Cung cấp tài liệu tham khảo cho cán bộ an toàn (HSE), kỹ thuật viên vận hành nồi hơi, công nhân bảo trì trạm nén khí và giám sát an toàn tại các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp.
Câu hỏi thường gặp
1. Giáo trình này được thiết kế phục vụ cho đối tượng nào?
Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho học sinh, sinh viên học nghề Bảo hộ lao động trình độ Trung cấp và Cao đẳng tại Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời dùng làm tài liệu tham khảo chuyên môn cho giảng viên và cán bộ làm công tác an toàn lao động tại các doanh nghiệp.
2. Người học cần đáp ứng kiến thức nền tảng nào trước khi tiếp cận giáo trình?
Người học cần hoàn thành các môn học chung (Pháp luật, Tin học) và các môn học chuyên môn cơ sở như Pháp luật Bảo hộ lao động, Kỹ thuật an toàn điện, Kỹ thuật an toàn cơ khí và An toàn phòng chống cháy nổ để nắm vững kiến thức an toàn cơ bản và quy chuẩn pháp lý.
3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với tài liệu an toàn lao động tổng quát là gì?
Giáo trình chuyên sâu vào nhóm thiết bị chịu áp lực (bình chứa khí, nồi hơi), phân tích chi tiết cấu tạo các cơ cấu đo kiểm chuyên dụng (ống Bourdon, đĩa nổ TCVN 7915, rơ le áp suất kép cho Freon/Amoniac, thanh lưỡng kim Invar, van điện từ) và chuẩn hóa quy trình kỹ thuật xử lý sự cố áp lực công nghiệp.
4. Phương pháp nào giúp tự học mô đun này đạt hiệu quả cao?
Người học cần chủ động đọc trước tài liệu từng bài, hoàn thành hệ thống câu hỏi thảo luận cuối chương, tham gia sinh hoạt nhóm học tập từ 8 đến 10 người để giải quyết bài tập tình huống và đối chiếu lý thuyết với trang thiết bị thực tế tại xưởng thực hành.
5. Những tài liệu tham khảo và căn cứ pháp lý chính của giáo trình gồm những gì?
Tài liệu tham khảo chính gồm có: Giáo trình An toàn lao động của tác giả Nguyễn Thế Đạt (Nhà xuất bản Giáo dục), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN: 01-2008/BLĐTBXH, các tiêu chuẩn xả áp TCVN 7915-4, TCVN 7915-5 và các văn bản quy phạm pháp luật của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội (Thông tư 37/2005/TT-BLĐTBXH, Thông tư 41/2011/TT-BLĐTBXH, Thông tư 09/2017/TT-BLĐTBXH).
Kết luận
Giáo trình "Kỹ thuật an toàn thiết bị áp lực" (Mã mô đun: ATMT19MĐ19) là tài liệu đào tạo chuyên môn cung cấp hệ thống dữ liệu kỹ thuật từ định nghĩa, thông số vật lý, cấu tạo cơ cấu an toàn đo kiểm đến quy trình vận hành và xử lý sự cố thiết bị chịu áp lực. Lộ trình học tập được thiết kế liên hoàn từ 28 giờ lý thuyết nền tảng (Bài 1 đến Bài 4) đến 29 giờ thực hành rèn luyện kỹ năng vận hành lò hơi, bình áp lực (Bài 5 và Bài 6) và 3 giờ kiểm tra đánh giá chuẩn đầu ra. Tài liệu gắn kết với các nguồn tài nguyên bổ trợ gồm hệ thống Quy chuẩn Việt Nam QCVN: 01-2008/BLĐTBXH, Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7915 và Giáo trình An toàn lao động (NXB Giáo dục), đáp ứng yêu cầu đào tạo chuyên môn kỹ thuật an toàn công nghiệp.