Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 2 (Mã mô đun: MECM63120) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, được ban hành theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Giáo trình do nhóm tác giả gồm Nguyễn Thành Danh (Chủ biên), Lê Duy Nam và Bùi Việt An biên soạn.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo chuyên môn gồm 100 tín chỉ của ngành nghề, mô đun này có khối lượng 3 tín chỉ (tương đương 45 giờ học chuyên biệt theo đề cương phân bổ gồm 14 giờ lý thuyết, 29 giờ thực hành/thảo luận, 1 giờ kiểm tra lý thuyết và 1 giờ kiểm tra thực hành). Về vị trí đào tạo, mô đun được bố trí sau các môn học kỹ thuật cơ sở như Dung sai (MECM53001), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (MECM64016), Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 1 (MECM53107) và học trước học phần Thực tập sản xuất (MECM54210) cùng Khóa luận tốt nghiệp (MECM63222).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Về kiến thức (A1): Trình bày nguyên lý làm việc, cấu tạo, phân tích các dạng sai lệch trục và lập quy trình kỹ thuật tháo lắp, bảo dưỡng, cân chỉnh tổ hợp bơm - động cơ.
  • Về kỹ năng (B1): Thực hiện thành thạo thao tác cân chỉnh độ đồng tâm trục bằng dụng cụ cơ khí truyền thống (đồng hồ so, dưỡng đo) và thiết bị quang học hiện đại (hệ thống cân chỉnh trục bằng tia laser TMEA 2).
  • Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Rèn luyện tác phong công nghiệp, kỹ năng làm việc nhóm, bảo đảm an toàn lao động và tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật tại xưởng cơ khí và công trình dầu khí.

Cấu trúc giáo trình tiếp cận theo định hướng thực hành nghề nghiệp, tập trung chuyên sâu vào quy trình kỹ thuật cân chỉnh đồng tâm trục giữa máy bơm và động cơ dẫn động – một khâu then chốt trong công tác lắp đặt, bảo trì máy cơ khí chính xác.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ thành 3 bài học có tính logic tiếp nối chặt chẽ từ cơ sở lý thuyết đến kỹ năng thao tác thực nghiệm:

[Bài 1: Phân loại & Đo đạc sai lệch trục]
[Bài 2: Căn chỉnh đồng trục bằng đồng hồ so & Phương pháp đồ thị đồng dạng]
[Bài 3: Căn chỉnh đồng trục bằng thiết bị laser SKF TMEA 2 & Hiệu chỉnh chân máy]

  • Bài 1: Các dạng sai lệch trục giữa bơm và động cơ (5 giờ lý thuyết): Trình bày ý nghĩa của việc cân chỉnh độ đồng tâm trong việc duy trì vận hành an toàn và nâng cao tuổi thọ tổ hợp thiết bị quay trên các công trình dầu khí. Phân tích chi tiết 3 dạng sai lệch cơ bản khi ghép nối bơm và động cơ qua khớp nối mềm:

    1. Sai lệch khoảng cách ($K$): Khoảng cách thực tế giữa hai mặt đầu khớp nối ($K_1$) so với kích thước thiết kế tiêu chuẩn ($K_2$).
    2. Sai lệch góc ($g$): Độ không song song giữa hai mặt đầu khớp nối, gồm sai lệch góc theo phương thẳng đứng và phương nằm ngang. Điều kiện nghiệm thu kỹ thuật: $g = G_1 - G_2 \le [g]$.
    3. Sai lệch hướng tâm ($t$): Độ lệch khoảng cách giữa hai đường tâm trục theo phương thẳng đứng và phương ngang. Điều kiện kỹ thuật: $T_1 = T_2 = [t]$.

  • Bài 2: Căn chỉnh đồng trục bơm và động cơ bằng đồng hồ so (20 giờ: 5 giờ lý thuyết, 15 giờ thực hành): Hướng dẫn quy trình cân chỉnh sơ bộ bệ máy bằng thước và ống thủy ni-vô, kiểm tra lực căng đường ống công nghệ và khử hiện tượng chân khập khiễng (Soft foot). Phân tích chi tiết phương pháp đồng hồ so đo sai lệch góc - hướng tâm tại 4 vị trí chu vi ($12\text{h}, 6\text{h}, 3\text{h}, 9\text{h}$) và phương pháp đồng dạng hình học sử dụng đồ thị trên giấy kẻ milimet. Nội dung đưa ra công thức tính toán độ dày căn đệm chêm chân máy ($S_1, S_2, S_3, S_4$) dựa trên các khoảng cách hình học $C, F_1, F_2$ cho 4 trường hợp lệch trục cụ thể.

  • Bài 3: Căn chỉnh đồng trục bơm và động cơ bằng thiết bị laser (TMEA 2 – SKF) (20 giờ: 4 giờ lý thuyết, 14 giờ thực hành, 2 giờ kiểm tra): Giới thiệu cấu tạo phần cứng hệ thống đo laser SKF TMEA 2 gồm: khối hiển thị màn hình LCD, 2 khối đo quang điện tử tích hợp đi-ốt laser bán dẫn (bước sóng $670\text{–}675\text{ nm}$, công suất $<1\text{ mW}$, cảm biến vị trí PSD một trục kích thước $8{,}5 \times 0{,}9\text{ mm}$), đồ gá từ tính và xích khóa. Thiết lập quy trình 7 bước: kiểm tra soft foot, gá lắp cảm biến trên trục máy cố định ($S$) và máy di động ($M$), nhập thông số hình học $A, B, C$, định vị vạch laser ở vị trí $12\text{h}$, thực hiện chu trình đo quay trục $180^\circ$ từ $9\text{h}$ sang $3\text{h}$, đọc thông số độ lệch trực tuyến và hiệu chỉnh căn chêm chân máy theo phương đứng ($F_1, F_2$) cùng bu-lông đẩy theo phương ngang.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố và tích hợp các hệ thống lý thuyết kỹ thuật chuyên ngành:

  • Nguyên lý dung sai và chuỗi kích thước lắp ghép: Ứng dụng giới hạn sai số cho phép $[g]$, $[t]$ theo tiêu chuẩn chế tạo máy và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất tổ hợp máy bơm.
  • Cơ học biến dạng và truyền động cơ khí: Phân tích ứng suất mỏi, hiện tượng phát nhiệt, dao động cơ học và nguy cơ phá hủy vòng bi, phớt làm kín cơ khí khi trục quay bị lệch tâm.
  • Hình học giải tích và quang hình học ứng dụng: Sử dụng nguyên lý tam giác đồng dạng để chuyển đổi số đo góc trên mặt bích thành độ dịch chuyển chân đế động cơ; ứng dụng cảm biến quang điện tử PSD (Position Sensitive Detector) để định vị không gian đường tâm trục máy.

Kỹ năng phát triển

Qua toàn bộ bài giảng và bài tập thực hành, người học hoàn thiện các nhóm kỹ năng:

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác gá đặt và đọc chỉ số đồng hồ so; lập đồ thị dịch chuyển trên giấy milimet; vận hành thiết bị đo laser; chọn và lắp ráp các lá căn chêm tiêu chuẩn (kích thước $50 \times 50\text{ mm}$, bề rộng rãnh $13\text{ mm}$, độ dày từ $0{,}05\text{ mm}$ đến $1{,}00\text{ mm}$); siết bu-lông chân máy theo thứ tự đối xứng chéo.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đo lường và tính toán định lượng chiều dày căn lá chêm ở từng chân máy trước ($F_1$) và chân sau ($F_2$); nhận diện chính xác 4 trường hợp sai lệch góc và hướng tâm; phân tích nguyên nhân gây mất đồng tâm do biến dạng nhiệt, tải trọng đường ống hay bệ đỡ không phẳng.
  • Năng lực thực tế (Practical competencies): Độc lập lập quy trình cân chỉnh trục tổ hợp máy bơm công nghiệp; phát hiện và xử lý lỗi soft foot với khe hở không vượt quá $0{,}05\text{ mm}$; tuân thủ các quy tắc an toàn cơ - điện trong môi trường nhà máy chế biến dầu khí.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế đồng bộ với phương pháp đào tạo tích cực, lấy người học làm trung tâm và kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết với thực hành nghề:

  • Phương pháp sư phạm (Pedagogical approach): Giảng viên áp dụng hình thức thuyết trình ngắn, nêu tình huống kỹ thuật thực tế phát sinh tại nhà máy, hướng dẫn nghiên cứu tài liệu kỹ thuật thiết bị và thị phạm thao tác chuẩn trên mô hình máy.
  • Bài tập tình huống và case studies: Học viên xử lý các bài toán kỹ thuật mẫu như: tính toán căn lá chêm cho động cơ khi biết khoảng cách $C = 200\text{ mm}$, khoảng cách chân trước $F_1$, chân sau $F_2$ với các cặp giá trị đo $a_B, a_H, b_B, b_H$ thu được trên đồng hồ so; xử lý tình huống số đo đồng hồ so bị đổi dấu khi đảo chiều quay.
  • Bài tập thực hành (Practical exercises): Thực hành trực tiếp trên tổ hợp bơm - động cơ tại xưởng: gá lắp đồng hồ so, lấy dấu điểm tì đầu đo, căn chỉnh dịch chuyển phương ngang bằng bu-lông kích, căn chỉnh phương đứng bằng căn lá; lắp đặt và thực hiện cân tâm bằng thiết bị laser SKF TMEA 2.
  • Phương pháp đánh giá: Căn cứ theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, hệ thống đánh giá gồm:
    • Điểm kiểm tra thường xuyên (hệ số 1, chiếm 40% trọng số): Đánh giá qua vấn đáp, hỏi miệng, báo cáo chuẩn bị bài và thái độ học tập sau mỗi 15 giờ.
    • Điểm kiểm tra định kỳ (hệ số 2) và Thi kết thúc mô đun (chiếm 60% trọng số): Thực hiện bài thi viết lý thuyết kết hợp thao tác thực hành trực tiếp trên máy sau 45 giờ đào tạo. Thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, quy đổi sang thang điểm 4 theo quy chế tín chỉ.
  • Hướng dẫn tự học: Sinh viên làm việc theo nhóm 4–6 người, nghiên cứu tài liệu trước khi lên lớp, tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (vắng quá 30% phải học lại) và chủ động hoàn thành các phiếu bài tập tình huống theo từng bài.

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 2 mang những đặc điểm kỹ thuật và cập nhật chuyên môn rõ rệt:

  1. Gắn kết trực tiếp với thực tế sản xuất tại Xí nghiệp Khai thác Dầu khí (Vietsovpetro): Các quy trình kỹ thuật cân chỉnh trong tài liệu được chuẩn hóa dựa trên kinh nghiệm bảo dưỡng tổ hợp máy bơm, máy nén dẫn động bởi động cơ điện tốc độ cao trên các giàn khoan và công trình dầu khí biển.
  2. Chuyển giao công nghệ đo lường từ truyền thống sang quang điện tử: Song song với việc giảng dạy phương pháp đồng hồ so và phương pháp đồ thị đồng dạng, giáo trình đưa vào hướng dẫn chi tiết quy trình cân chỉnh trục bằng hệ thống laser SKF TMEA 2. Điều này cung cấp giải pháp đo lường trực quan, hiển thị kết quả trực tuyến (real-time), tính toán tự động giá trị điều chỉnh chân trước $F_1$, chân sau $F_2$ với độ phân giải đạt $0{,}01\text{ mm}$.
  3. Quy trình chuẩn hóa kiểm soát lỗi chân khập khiễng (Soft foot): Giáo trình hệ thống hóa 2 phương pháp đo và triệt tiêu biến dạng chân máy bằng đồng hồ so chân đế từ và thước lá căn, kiểm soát độ phẳng chân đế trước khi tiến hành cân tâm nhằm ngăn ngừa sai số tích lũy.
  4. Tích hợp nguồn tài liệu chuyên khảo trong nước và quốc tế: Nội dung tham khảo và đối chiếu với giáo trình của Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa TP.HCM, Đại học Hàng hải, cùng các tài liệu tiêu chuẩn quốc tế như Pumps Reference Guide (Ontario Power Generation, Canada), tài liệu vận hành và xử lý sự cố bơm ly tâm của tác giả Mukesh Sahdev, và hướng dẫn lắp đặt bảo dưỡng của Carver Pump Company (Hoa Kỳ).

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống đào tạo nghề và sản xuất công nghiệp:

Nhóm đối tượng Mục đích sử dụng Điều kiện tiên quyết / Yêu cầu
Sinh viên Cao đẳng nghề Giáo trình học tập chính thức cho mô đun MECM63120 Đã hoàn thành các học phần: Dung sai, Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Kỹ thuật sửa chữa cơ khí, Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 1
Học viên Trung cấp nghề Tài liệu giảng dạy và rèn luyện kỹ năng thực hành cân chỉnh trục cơ khí Đã học qua kiến thức gia công nguội cơ bản và an toàn vệ sinh lao động
Giảng viên chuyên ngành Tài liệu chuẩn xây dựng giáo án, đề thi và tổ chức bài tập xưởng thực hành Nắm vững quy trình vận hành thiết bị kiểm tra cơ khí và quang học laser
Cán bộ kỹ thuật, thợ bảo trì Tài liệu tham khảo tra cứu quy trình cân tâm máy bơm, máy nén tại nhà máy Đang công tác tại các nhà máy lọc dầu, xí nghiệp chế biến khí hoặc xưởng bảo dưỡng công nghiệp

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình là tài liệu giảng dạy chính thức dành cho sinh viên, học viên hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí. Đồng thời, tài liệu là nguồn tham khảo kỹ thuật chuyên sâu cho sinh viên ngành cơ khí, kỹ sư bảo dưỡng và kỹ thuật viên cơ khí làm việc tại các nhà máy chế biến dầu khí, hóa chất, điện lực và các công trình ngoài khơi.

2. Cần kiến thức nền nào để học mô đun này?

Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở và chuyên ngành bao gồm:

  • Dung sai và lắp ghép (MECM53001)
  • Vật liệu cơ khí (MECM53002)
  • Vẽ kỹ thuật (MECM52003, MECM62012)
  • Cơ kỹ thuật (MECM64011)
  • Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (MECM64016)
  • Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 1 (MECM53107)

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình máy bơm thông thường?

Khác với các giáo trình lý thuyết máy thủy lực tập trung vào tính toán lưu nghiệm hay thủy lực học dòng chảy, cuốn giáo trình này tập trung vào kỹ năng bảo dưỡng cơ khí thực hành: nhận diện sai lệch không gian của trục, phương pháp đồ thị đồng dạng hình học, xử lý hiện tượng soft foot, và hướng dẫn quy trình vận hành thiết bị cân chỉnh laser chuyên dụng SKF TMEA 2.

4. Làm sao để tự học và nắm vững kiến thức giáo trình hiệu quả?

Người học cần thực hiện các bước:

  1. Đọc trước lý thuyết từng bài, nắm vững cách quy ước vị trí đo ($12\text{h}, 6\text{h}, 3\text{h}, 9\text{h}$) và quy tắc đổi dấu chỉ số đo khi đảo chiều quay.
  2. Tự giải các bài toán mẫu về tính toán chiều dày căn đệm $S_1, S_2, S_3, S_4$.
  3. Làm việc theo nhóm 4–6 người để thảo luận các tình huống sai lệch trong xưởng.
  4. Luyện tập kỹ năng gá đặt đồng hồ so và thao tác trên thiết bị đo laser TMEA 2 trong các giờ thực hành.

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

Tài liệu học tập đi kèm bao gồm:

  • Hướng dẫn sử dụng thiết bị cân chỉnh laser SKF TMEA 2 và tập báo cáo ghi nhận thông số cân tâm.
  • Danh mục tài liệu chuyên khảo trong nước: Giáo trình Bơm - Quạt - Máy nén (ĐH Hàng hải, ĐH Bách khoa Hà Nội, ĐH Bách khoa TP.HCM); Thủy khí kỹ thuật và máy bơm (Phạm Thị Thanh Tâm, ĐH SPKT TP.HCM); Máy thủy lực thể tích (Hoàng Thị Bích Ngọc, Nxb KHKT).
  • Tài liệu quốc tế: Pumps Reference Guide (Ontario Power Generation); Centrifugal pumps (Mukesh Sahdev); Installation, Operation, and Maintenance Instructions for Vertical Pumps (Carver Pump Company).

Kết luận

Giáo trình Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 2 (MECM63120) của Trường Cao đẳng Dầu khí đóng vai trò hệ thống hóa toàn bộ phương pháp luận và kỹ năng thực hành cân chỉnh đồng trục cho tổ hợp máy bơm công nghiệp. Tài liệu xây dựng cầu nối hoàn chỉnh giữa phương pháp cơ học truyền thống (đồng hồ so, dưỡng đo, giấy vẽ tỷ lệ milimet) và phương pháp đo lường quang học hiện đại (thiết bị laser SKF TMEA 2).

Lộ trình học tập đề xuất cho người học là nắm vững lý thuyết sai lệch trục (Bài 1), thực hành tính toán và xử lý cơ khí bằng phương pháp đồng hồ so kết hợp xử lý soft foot (Bài 2), sau đó chuẩn hóa thao tác kiểm định chính xác trên hệ thống laser quang điện tử (Bài 3) trước khi bước vào giai đoạn thực tập sản xuất và làm việc thực tế tại các công trình công nghiệp.