GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 1

Trường Cao đẳng Dầu khí (PVMTC)
Nghề đào tạo: Sửa chữa thiết bị tự động hóa
Trình độ: Cao đẳng và Trung cấp


Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình Lắp đặt thiết bị tự động hóa 1 (Mã mô đun: TĐH19MĐ08) được ban hành theo Quyết định số 198/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Dầu Khí, do kỹ sư Nguyễn Xuân Thịnh làm chủ biên cùng sự tham gia biên soạn của kỹ sư Tạ Ngọc Dũng. Tài liệu được thiết kế nhằm chuẩn hóa năng lực thực hành phần cơ khí lắp đặt cho hệ thống đo lường và điều khiển tự động hóa (Instrumentation) trong các nhà máy công nghiệp và công trình dầu khí.

                  LỘ TRÌNH ĐÀO TẠO MÔ ĐUN CHUYÊN NGÀNH
                  
+------------------------------------+
|  Hiệu chuẩn thiết bị đo lường      |  (TĐH19MĐ07 - 120 giờ)
+-----------------+------------------+
                  |
                  v
+------------------------------------+
|  LẮP ĐẶT THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 1    |  (TĐH19MĐ08 - 90 giờ: 28 LT / 58 TH / 4 KT)
+-----------------+------------------+
                  |
                  v
+------------------------------------+
|  Lắp đặt hệ thống tự động hóa 2    |  (TĐH19MĐ09 - 120 giờ)
+------------------------------------+

Về mặt cấu trúc, mô đun có thời lượng 90 giờ đào tạo (bao gồm 28 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành và 04 giờ kiểm tra định kỳ), tương đương 04 tín chỉ chuyên môn. Trong chương trình khung ngành Sửa chữa thiết bị tự động hóa, mô đun này được bố trí học ngay sau mô đun Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (TĐH19MĐ07) và là điều kiện tiên quyết trước khi sinh viên học tiếp mô đun Lắp đặt hệ thống tự động hóa 2 (TĐH19MĐ09).

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

  • Kiến thức (A1–A10): Nhận diện, phân loại và mô tả nguyên lý làm việc của dụng cụ cầm tay siết ren, thiết bị đo lường, phụ kiện đai ốc, vòng đệm, packing, chất bôi trơn - làm kín, ống dẫn tín hiệu (tubing), ống thép công nghệ (steel piping) và ống mềm công nghiệp (hoses).
  • Kỹ năng (B1–B15): Thực hiện chính xác các thao tác cơ khí như khoan lỗ, ta-rô ren trong, tiện ren ngoài bằng bàn ren, cắt và uốn ống 45°/90°, làm kín mối nối bích, đấu nối ống nén ferrule, và thử nghiệm áp suất không rò rỉ trên hệ thống khí nén/thủy lực.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C3): Rèn luyện tính cẩn thận, tuân thủ nghiêm ngặt quy trình an toàn lao động và thực hiện vệ sinh công nghiệp (5S) tại khu vực làm việc.

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

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được cấu trúc thành 8 bài học độc lập theo logic tiến trình công việc từ chuẩn bị dụng cụ, kiểm soát vật tư đến kỹ thuật lắp đặt từng loại đường ống chuyên dụng:

                            TIẾN TRÌNH CẤU TRÚC 8 BÀI HỌC
                            
   [Bài 1: Công cụ dụng cụ] --------> [Bài 2: Kiểm tra & Cất giữ vật liệu]
              |                                       |
              v                                       v
   [Bài 3: Bu lông - Ốc vít] -------> [Bài 4: Vòng đệm, O-ring & Packing]
              |                                       |
              v                                       v
   [Bài 5: Dầu mỡ & Hóa chất] ------> [Bài 6: Thực hành Ống dẫn (Tubing)]
              |                                       |
              v                                       v
   [Bài 7: Thực hành Ống thép] -----> [Bài 8: Thực hành Ống mềm (Hoses)]
  • Bài 1: Các công cụ dụng cụ cầm tay (15 giờ - 5 LT, 10 TH): Giới thiệu dụng cụ cắt ren trong (ta-rô côn, ta-rô bàn ren, ta-rô tinh, ta-rô ống), bàn ren ngoài (bàn ren liền, xẻ rãnh, bàn ren ghép collet); bộ dụng cụ nhổ bu-lông và ta-rô gãy; các loại ê-tô kẹp (ê-tô bàn nguội, ê-tô ống 3 chân, ê-tô xích); kìm cắt tôn (mã màu vàng/đỏ/xanh lá); dụng cụ cắt/uốn ống luồn dây điện (EMT, RMC, IMC, PVC); thiết bị nguồn (mỏ hàn xung, máy đục lỗ thủy lực, súng bắn đinh).
  • Bài 2: Kiểm tra, xử lý và cất giữ vật liệu (3 giờ - 2 LT, 1 TH): Quy trình giao nhận, kiểm tra hư hỏng vật lý bên ngoài; thủ tục xả khí nitơ bảo quản van; phân cấp kho lưu trữ thiết bị đo lường chuyên dụng như tấm Orifice, van an toàn (Relief Valve) và cảm biến đo mức.
  • Bài 3: Bu lông - Ốc vít (Fasteners) (9 giờ - 3 LT, 6 TH): Nhận dạng ký hiệu ren hệ Anh (tiêu chuẩn NC) và hệ mét (M); phân loại bu-lông máy, ty ren treo máng cáp, vít Tapcon® bắt bê tông, đinh tán chìm (blind rivets); kỹ thuật kiểm soát mô-men siết (Torquing) và các loại gông kẹp ống (yoke clamp, gang clamp).
  • Bài 4: Vòng đệm, vòng làm kín và Packing (12 giờ - 4 LT, 7 TH, 1 KT): Cấu tạo các kiểu mặt bích (Raised-face, Flat-face, RJT); phân loại vòng đệm mềm (acrylic, silicone) và vòng đệm kim loại (oval, rãnh); vòng chữ O (O-ring) tĩnh/động; cấu trúc và phương pháp thay thế packing chữ V trên thân van điều khiển.
  • Bài 5: Dầu bôi trơn, chất làm kín và dụng cụ làm sạch (9 giờ - 3 LT, 5 TH, 1 KT): Phân loại dầu cắt nhũ hóa, dầu bôi trơn gốc lưu huỳnh; băng tan PTFE, chất làm kín kỵ khí (anaerobic sealant); hợp chất chống kẹt ren chứa đồng/than chì; keo epoxy 2 thành phần và quy tắc an toàn lưu trữ hóa chất.
  • Bài 6: Ống dẫn (Tubing) (20 giờ - 6 LT, 14 TH): Kỹ thuật đo đường kính ngoài (OD) và đường kính trong (ID); gia công ống đồng, ống thép không gỉ (HSS), ống nhựa PE/PVC; thao tác cắt, doa mép ống; kỹ thuật uốn ống bằng vam tay; lắp ráp đầu nối nén (compression fittings) loại 1 và 2 vòng đệm (ferrules), đầu nối loe JIC và dán ống nhựa bằng dung môi.
  • Bài 7: Thực hành ống thép (Steel Piping Practices) (12 giờ - 3 LT, 9 TH): Quy chuẩn ren ống côn NPT (National Pipe Taper); kỹ thuật vận hành máy tiện ren điện công nghiệp; quy trình siết bích chéo 8 bu-lông; các phương pháp nối ống hàn đối tiếp (butt-weld), hàn lồng (socket-weld) và lắp đặt giá treo đỡ ống giảm chấn.
  • Bài 8: Ống mềm (Hoses) (10 giờ - 2 LT, 6 TH, 2 KT): Tiêu chuẩn SAE cho ống mềm thủy lực/khí nén; cấu tạo ống bện kim loại bọc PTFE, ống silicone, ống PVC sợi polyester; quy trình cắt, ráp đầu nối tái sử dụng (reusable fittings) và đầu nối nhanh dạng khóa cam (cam-lock).

Bảng phân bố thời lượng giảng dạy theo từng bài

STT Tên bài học Tổng số giờ Lý thuyết Thực hành/Thảo luận Kiểm tra
1 Các công cụ dụng cụ cầm tay 15 5 10 0
2 Kiểm tra, xử lý và cất giữ vật liệu 3 2 1 0
3 Bu lông - Ốc vít (Fasteners) 9 3 6 0
4 Vòng đệm, vòng làm kín và packing 12 4 7 1 (LT)
5 Dầu bôi trơn, chất làm kín và dụng cụ làm sạch 9 3 5 1 (TH)
6 Ống dẫn (Tubing) 20 6 14 0
7 Thực hành ống thép (Steel Piping Practices) 12 3 9 0
8 Ống mềm (Hoses) 10 2 6 2 (1LT, 1TH)
Tổng Toàn bộ mô đun 90 28 58 4

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình cung cấp nền tảng lý thuyết bám sát các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế:

  1. Hệ thống tiêu chuẩn công nghiệp: ASME (The American Society of Mechanical Engineers), ANSI (American National Standards Institute), SAE (Society of Automotive Engineers).
  2. Hệ thống quy chuẩn đường ống: Phân định rõ ràng giữa ống công nghệ (Piping đo theo kích thước danh định NPS/DN) và ống dẫn tín hiệu đo lường (Tubing đo theo đường kính ngoài thực tế OD).
  3. Nguyên lý ren và lực siết: Cơ chế tạo ren côn NPT làm kín ren, quy chuẩn ren thẳng NC/hệ mét, cùng bảng tra mô-men xoắn để kiểm soát độ biến dạng đàn hồi của mối ghép bu-lông mặt bích.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng cơ khí chính xác: Khả năng định tâm khoan lỗ mồi đạt 75% đường kính ren danh định; kỹ thuật ta-rô ren tay có bước bẻ phoi 1/4 vòng; kỹ thuật doa mép trong/ngoài ống nhằm chống cứa rách dây tín hiệu.
  • Kỹ năng uốn và định tuyến ống: Tính toán độ bù giãn dài (gain), xác định điểm bắt đầu uốn để gia công cung uốn 45° và 90° bằng vam uốn thủ công và máy uốn thủy lực.
  • Kỹ năng đo kiểm và thử áp: Đánh giá độ kín của mối ghép ren, mối ghép nén ferrule bằng cữ kiểm tra khe hở (gap gauge), và thực hiện thử áp suất rò rỉ khí nén/thủy lực.

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

Mô đun áp dụng phương pháp đào tạo tích hợp giữa lý thuyết chuyên ngành và rèn luyện kỹ năng thực hành theo năng lực (Competency-Based Training).

  • Tổ chức dạy học: Giảng viên thiết kế bài giảng tích hợp, giảng lý thuyết tập trung cho toàn lớp và chia nhóm nhỏ (6–8 sinh viên/nhóm) trong các ca thực hành tại phòng xưởng chuyên môn hóa nhằm tối ưu hóa việc tiếp cận trang thiết bị máy móc.
  • Phương pháp thực hành theo quy trình (SOP): Tất cả các bài tập đều được thực hiện theo quy trình thao tác chuẩn từng bước rõ ràng. Ví dụ, quy trình cắt ống thép công nghệ bằng dao cắt bao gồm 8 bước cụ thể: gá kẹp ống trên ê-tô xích, định vị lưỡi cắt, xoay tay quay siết 1/4 vòng sau mỗi chu kỳ, tra dầu bôi trơn làm nguội, bẻ ống đoạn cuối để tránh tạo gờ trong, và doa phẳng đầu miệng ống.
  • Quy định tự học và chuyên cần: Người học bắt buộc phải đọc trước tài liệu trước khi lên lớp, hoàn thành bài tập thảo luận nhóm và tham gia tối thiểu 70% tổng thời lượng lý thuyết. Nếu sinh viên vắng quá 30% số tiết lý thuyết, quy chế bắt buộc phải học lại toàn bộ mô đun.
  • Hệ thống kiểm tra và đánh giá kết quả:
                  HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ MÔ ĐUN TĐH19MĐ08
                  

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Nội dung của giáo trình Lắp đặt thiết bị tự động hóa 1 phản ánh tính đồng bộ với công nghệ lắp đặt thiết bị đo lường hiện đại thông qua các yếu tố kỹ thuật cụ thể:

  • Tích hợp khung chương trình quốc tế: Giáo trình đối chiếu trực tiếp với bộ tài liệu chuẩn đào tạo nghề đo lường của Hoa Kỳ: Instrumentation Level 1 (3rd Edition, NCCER, 2015) và Instrumentation Level 2 (3rd Edition, NCCER, 2015).
  • Chuẩn hóa hệ thống phụ kiện công nghiệp: Thay vì chỉ học các kiến thức cơ khí chung, giáo trình đưa vào các chi tiết chuyên dụng cho ngành tự động hóa quá trình như: vòng đệm mặt bích RJT, packing chữ V làm kín ty van điều khiển, khớp nối nén Swagelok 2 vòng đệm (ferrules), vít bắt bê tông Tapcon®, và gông đỡ ống chống địa chấn.
  • Cập nhật hóa chất kỹ thuật mới: Nội dung bài 5 cập nhật các chất làm kín kỵ khí hiện đại cho ren nối kim loại, hợp chất chống kẹt ren chịu nhiệt không chứa đồng (gốc than chì), keo bọc ren RTV silicone, và súng bơm keo epoxy 2 thành phần chạy bằng khí nén.
  • Quy chuẩn hóa an toàn công nghiệp nặng: Giáo trình quy định cụ thể các cảnh báo an toàn độc quyền cho ngành lọc hóa dầu và xử lý khí: áp dụng buồng chứa chuyên dụng cho bình xịt tẩy rửa dễ cháy, xử lý giẻ lau dính dầu theo quy chuẩn chất thải nguy hại, và sử dụng van xả nitơ bảo vệ cụm thiết bị đo mức, lưu lượng (Orifice).

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

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp và vận hành sản xuất:

                            ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG
                            
+-------------------------------------------------------------------------+
| Sinh viên Cao đẳng / Trung cấp:                                         |
| Nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa, Điện tự động hóa, Đo lường quá trình|
+-------------------------------------------------------------------------+
                                    |
                                    v
+-------------------------------------------------------------------------+
| Điều kiện tiên quyết (Prerequisites):                                   |
| Đã hoàn thành: An toàn TĐH (TĐH19MĐ01), Điện kỹ thuật (KTĐ19MĐ05),     |
| Bản vẽ đo lường (TĐH19MH06), Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (TĐH19MĐ07)   |
+-------------------------------------------------------------------------+
                                    |
                                    v
+-------------------------------------------------------------------------+
| Giảng viên, Kỹ sư bảo trì & Kỹ thuật viên:                              |
| Làm tài liệu thiết kế giáo án tích hợp, quy trình chuẩn thao tác xưởng  |
+-------------------------------------------------------------------------+
  1. Sinh viên hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề: Sinh viên theo học chuyên ngành Sửa chữa thiết bị tự động hóa, Điện tự động hóa, và Kỹ thuật đo lường điều khiển tại Trường Cao đẳng Dầu khí cũng như các trường cao đẳng kỹ thuật công nghệ.
  2. Yêu cầu kiến thức tiên quyết: Người học cần có kiến thức nền tảng từ các môn học trước đó bao gồm: An toàn lao động (ATMT19MH01), An toàn tự động hóa (TĐH19MĐ01), Điện kỹ thuật 1 (KTĐ19MĐ05), Điện tử cơ bản (TĐH19MĐ02), Thiết bị đo lường (TĐH19MH05), Bản vẽ thiết bị đo lường (TĐH19MH06), và đã hoàn tất mô đun Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (TĐH19MĐ07).
  3. Giảng viên và Kỹ thuật viên công nghiệp: Dùng làm tài liệu tham khảo chính thức để biên soạn bài giảng tích hợp, xây dựng bảng kiểm kỹ năng (checklist), hoặc dùng làm cẩm nang hướng dẫn lắp đặt cơ khí hiện trường cho kỹ thuật viên bảo trì thiết bị tự động hóa tại các nhà máy chế biến dầu khí, nhiệt điện, hóa chất.

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

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

Tài liệu được xây dựng trực tiếp cho sinh viên cao đẳng và trung cấp nghề Sửa chữa thiết bị tự động hóa, đồng thời phù hợp cho công nhân, kỹ thuật viên bảo dưỡng cơ - điện muốn chuẩn hóa tay nghề lắp đặt đường ống và phụ kiện đo lường.

2. Cần kiến thức nền nào trước khi bắt đầu học mô đun này?

Người học cần hoàn thành mô đun Hiệu chuẩn thiết bị đo lường (TĐH19MĐ07), nắm vững các quy định an toàn tự động hóa và có kỹ năng đọc bản vẽ thiết bị đo lường (P&ID, Hook-up drawing).

3. Giáo trình này khác gì so với các giáo trình nguội cơ khí thông thường?

Giáo trình tập trung chuyên biệt vào phần cơ khí hỗ trợ cho tự động hóa (Mechanical installation for Instrumentation): bao gồm việc định tuyến ống dẫn tín hiệu nhỏ (tubing OD), lắp ráp khớp nối nén ferrule, xử lý packing van điều khiển, lắp đặt giá đỡ chống rung địa chấn và thử rò rỉ hệ thống đo lường, không đi sâu vào gia công cơ khí chế tạo máy tổng quát.

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

Người học cần kết hợp việc đọc hiểu lý thuyết với các bảng tra cứu kỹ thuật (bảng kích thước ren NPT, bảng mã màu kìm cắt, bảng chọn bàn ren, biểu đồ nhiệt độ/áp suất ống mềm), nắm chắc quy trình 8 bước trước khi thực hành thao tác trên thiết bị thật tại xưởng.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình không?

Tài liệu đi kèm bao gồm hệ thống phiếu đánh giá kỹ năng thực hành, các biểu mẫu biên bản kiểm tra rò rỉ thủy lực/khí nén, bản vẽ thiết bị đo lường và hai bộ giáo trình tham chiếu tiêu chuẩn: NCCER Instrumentation Level 1 & Level 2 (2015).


Kết luận (150 từ)

Giáo trình Lắp đặt thiết bị tự động hóa 1 cung cấp hệ thống dữ liệu kỹ thuật, tiêu chuẩn hóa và các bước thao tác thực hành hoàn chỉnh cho công tác lắp đặt phần cơ khí của hệ thống đo lường - điều khiển tự động hóa. Nội dung đào tạo 90 giờ phân bổ hợp lý giữa lý thuyết nền tảng và 58 giờ thực hành tay nghề, giúp người học làm chủ các thao tác gia công ống dẫn, kỹ thuật làm kín ren, ghép nối bích và lắp đặt ống mềm công nghiệp.

Mô đun này là bước đệm trực tiếp để người học tiến vào mô đun Lắp đặt hệ thống tự động hóa 2 (TĐH19MĐ09), cũng như các học phần chuyên sâu như Hệ thống điều khiển thủy lực - khí nén (TĐH19MĐ13) và Hệ thống điều khiển phân tán DCS (TĐH19MĐ17). Các số liệu, bảng tra cứu mô-men và hướng dẫn quy trình trong tài liệu đóng vai trò làm tài liệu tham khảo kỹ thuật trong suốt quá trình đào tạo và công tác bảo dưỡng công nghiệp.