Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Bảo dưỡng – Sửa chữa máy nén khí (Mã mô đun: MECM53108 / MECM54108) được biên soạn bởi tổ bộ môn Cơ khí – Động lực, Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam), do nhóm tác giả gồm Lê Duy Nam (Chủ biên), Bùi Việt An và Nguyễn Thành Danh thực hiện. Tài liệu được ban hành chính thức theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí và lưu hành nội bộ phục vụ đào tạo tại cơ sở Bà Rịa – Vũng Tàu.

Trong chương trình đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí / Cơ khí thiết bị dầu khí trình độ Cao đẳng, mô đun có thời lượng 3 tín chỉ với tổng số 90 giờ học tập (bao gồm 5 giờ lý thuyết, 82 giờ thực hành/thảo luận và 3 giờ kiểm tra). Học phần thuộc khối kiến thức và kỹ năng nghề chuyên môn bắt buộc, được bố trí sau các môn học cơ sở kỹ thuật và học trước giai đoạn thực tập sản xuất và khóa luận tốt nghiệp.

Mục tiêu học tập của giáo trình xác định theo 3 chuẩn đầu ra:

  • Về kiến thức (A1–A4): Trình bày các khái niệm, phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại máy nén khí công dụng; đọc và phân tích bản vẽ cấu tạo, sơ đồ nguyên lý của các hệ thống trên máy nén khí.
  • Về kỹ năng (B1–B4): Tháo lắp thành thạo các loại máy nén khí thông dụng; kiểm tra, đo lường và đánh giá tình trạng kỹ thuật chi tiết; lập quy trình và thực hiện bảo dưỡng, sửa chữa, vận hành an toàn các loại máy nén khí piston cỡ nhỏ và vừa.
  • Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, phương pháp làm việc nhóm, tuân thủ nghiêm ngặt quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp khi làm việc với thiết bị chịu áp lực.

Cấu trúc giáo trình gồm 4 bài học tích hợp, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết cấu tạo và quy trình kỹ thuật sửa chữa thực hành.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua 4 bài học có tính hệ thống và tịnh tiến về chuyên môn:

  • Bài 1: Khái niệm chung về máy nén khí và trạm máy nén khí (5 giờ): Cung cấp hệ thống phân loại toàn diện máy nén khí theo cấu tạo (piston, rotor, ly tâm, hướng trục); theo nguyên lý làm việc (biến đổi động năng dòng khí và giảm thể tích không gian công tác); theo áp suất làm việc (áp suất thấp: 2–10 $\text{kg/cm}^2$, áp suất trung bình: 10–100 $\text{kg/cm}^2$, áp suất cao: 100–1000 $\text{kg/cm}^2$, áp suất siêu cao: $> 1000\text{ kg/cm}^2$); theo phương án dẫn động (động cơ đốt trong, động cơ điện, turbine hơi/khí); theo năng suất (thấp: $0{,}04\text{--}10\text{ m}^3\text{/phút}$, trung bình: $10\text{--}100\text{ m}^3\text{/phút}$, cao: $> 100\text{ m}^3\text{/phút}$); và theo số cấp nén. Bài học cũng trình bày cấu trúc trạm máy nén khí di động (khung kéo, đường sắt, bánh xích) và trạm cố định.
  • Bài 2: Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí piston (55 giờ): Chiếm thời lượng trọng tâm của mô đun. Nội dung bao quát phân loại máy nén piston (tác dụng đơn, tác dụng kép; kiểu chữ V, chữ W, chữ L, một dãy đứng); chi tiết cấu tạo các te, xi lanh, cụm piston – thanh truyền, trục khuỷu, các loại van (van đĩa cầu dập nguội dày $1{,}2\text{ mm}$, đường kính $18\text{ mm}$, van lá đàn hồi, van dòng thẳng); hệ thống bôi trơn vung té và cưỡng bức bằng bơm bánh răng; hệ thống làm mát khí nén qua bình làm mát trung gian; thiết bị phụ trợ (bình chứa khí nén, van an toàn, van một chiều); cơ cấu điều chỉnh năng suất (mở cưỡng bức van nạp, mở thông cửa xả cấp II với khí quyển); hộp giảm tốc 2 cấp tỉ số 1:9 trên máy ЗИФ-55; ly hợp ma sát khô 1 đĩa trên trạm ДK-9M; quy trình kiểm tra, đo kiểm và sửa chữa phục hồi cụ thể trên dòng máy nén khí 4BY-5/9.
  • Bài 3: Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí kiểu rotor (15 giờ): Khảo sát cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nén khí rotor cánh phẳng (như trạm máy nén khí ПP-10 với trục đặt lệch tâm $e$), rotor cánh lồi (2 cánh lồi hoặc 3 cánh xoắn) và máy nén khí rotor trục vít ăn khớp; quy trình tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng và vận hành thiết bị rotor.
  • Bài 4: Bảo dưỡng sửa chữa máy nén khí ly tâm (15 giờ): Trình bày nguyên lý biến đổi động năng thành áp suất qua bánh công tác cánh cong, vùng khuếch tán và vòng xoắn ốc; kết cấu vỏ máy kiểu ngang, các màng ngăn, các cơ cấu làm kín (vòng đệm khuất khúc, đệm tiếp xúc cơ học, đệm màng lỏng, ngăn cân bằng, hệ thống gom khí rò rỉ); hệ thống bôi trơn, làm mát vỏ và làm mát khí nén; van xả và van bypass; cơ cấu an toàn của turbine hơi dẫn động; phương pháp kiểm tra rò rỉ, phán đoán và xử lý sự cố.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng khối kiến thức nền tảng dựa trên:

  • Lý thuyết nhiệt động học và động lực học chất khí: Cơ chế nén khí thể tích và nguyên lý biến đổi động năng thành áp năng qua bộ khuếch tán.
  • Dung sai lắp ghép và tiêu chuẩn mài mòn cơ khí: Xác lập các trị số giới hạn như khe hở giữa piston và xi lanh ($\le 0{,}4\text{ mm}$), khe hở miệng xéc măng ($0{,}2\text{--}0{,}45\text{ mm}$), khe hở cạnh xéc măng ($\le 0{,}3\text{ mm}$), độ cong xoắn thanh truyền ($\le 0{,}04\text{ mm/100 mm}$ chiều dài), độ dịch dọc trục khuỷu ($0{,}1\text{--}0{,}3\text{ mm}$).
  • Công nghệ phục hồi và nhiệt luyện cơ khí: Quy trình sửa chữa xi lanh và mài cổ trục khuỷu theo 4 cấp kích thước tiêu chuẩn (code, mỗi cấp thay đổi $0{,}25\text{ mm}$); kỹ thuật doa xi lanh (tốc độ dao $280\text{ vòng/phút}$, lượng cắt $0{,}05\text{ mm}$, yêu cầu độ bóng $\ge \nabla 8$); kỹ thuật xử lý nhiệt nắn trục khuỷu kết hợp ủ khử ứng suất dư ở $180^\circ\text{C}\text{--}200^\circ\text{C}$ trong $5\text{--}6\text{ giờ}$; quy trình hàn nung nóng vết nứt xi lanh ở $600^\circ\text{C}\text{--}650^\circ\text{C}$ và làm nguội trong tủ giữ nhiệt.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Thực hiện tháo lắp theo trình tự kỹ thuật chuẩn; vận hành thiết bị đo chuyên dụng (panme đo trong/đo ngoài, đồng hồ so, căn lá, thước cặp, bàn máp, khối V, thiết bị nắn thanh truyền).
  • Kỹ năng phân tích và chẩn đoán: Tính toán và xác định độ côn, độ méo, độ mài mòn lớn nhất của lòng xi lanh và cổ trục; kiểm tra độ kín khít của bề mặt van; phân tích nguyên nhân gây mất áp suất, quá nhiệt dầu bôi trơn hoặc rò rỉ khí.
  • Kỹ năng nghề nghiệp thực tế: Thiết lập quy trình công nghệ bảo dưỡng định kỳ; thực hiện gia công rà phẳng mặt van bằng giấy nhám mịn xoay hình số 8; cân chỉnh khe hở dầu ổ trục và vận hành an toàn hệ thống trạm khí nén.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp dạy học tích cực, tích hợp chặt chẽ giữa lý thuyết chuyên sâu và thực hành tay nghề trực tiếp tại xưởng thiết bị tĩnh và động.

Giảng viên tổ chức giảng dạy thông qua các buổi thuyết trình ngắn, đặt vấn đề kỹ thuật, hướng dẫn đọc bản vẽ cấu tạo và định hướng giải quyết các tình huống hư hỏng thực tế. Người học được chia thành các nhóm nhỏ từ 8 đến 10 học viên để thực hiện bài tập thảo luận, lập quy trình công nghệ và phân công nhiệm vụ cụ thể cho từng thành viên trước khi tiến hành thực hành.

Thời lượng thực hành chiếm 82/90 giờ (trên 91% tổng thời lượng mô đun). Các bài tập thực hành được tiến hành trực tiếp trên các mô hình cắt bổ và cụm thiết bị máy nén khí thực tế tại xưởng, bao gồm: máy nén khí piston 4BY-5/9 (4 xi lanh kiểu chữ V, 2 cấp nén), trạm máy nén khí ЗИФ-55, ДK-9M, máy nén khí rotor cánh phẳng ПP-10 và mô hình máy nén khí ly tâm.

Quy trình kiểm tra và đánh giá học phần tuân thủ Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội và quy chế đào tạo của Trường Cao đẳng Dầu khí:

  • Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1): Thực hiện sau 15 giờ học bằng hình thức hỏi miệng/viết nhằm đánh giá các chuẩn đầu ra A1–A3, B1–B3, C1–C2.
  • Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Thực hiện sau 45 giờ học nhằm đánh giá các chuẩn đầu ra A4, B4, C2. Tổng điểm kiểm tra quá trình chiếm trọng số 40%.
  • Thi kết thúc môn học: Chiếm trọng số 60%, tổ chức sau khi hoàn thành 90 giờ học bằng hình thức thi viết kết hợp tự luận và trắc nghiệm để đánh giá toàn diện chuẩn đầu ra A1–A5, B1–B5, C1–C2.
  • Quy đổi điểm: Đánh giá theo thang điểm 10, làm tròn 1 chữ số thập phân và quy đổi sang thang điểm 4/điểm chữ theo quy định đào tạo tín chỉ.

Học viên bắt buộc phải nghiên cứu kỹ giáo trình và tài liệu tham khảo trước khi lên lớp, tham dự tối thiểu 70% các buổi học lý thuyết và 100% các bài giảng thực hành tại xưởng (người học vắng trên 30% lý thuyết phải học lại học phần).

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình mô đun Bảo dưỡng – Sửa chữa máy nén khí thể hiện các đặc điểm kỹ thuật mang tính thực tiễn cao:

  • Hệ thống dữ liệu kỹ thuật định lượng chi tiết: Cung cấp đầy đủ các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của các dòng máy công nghiệp thực tế. Điển hình như bảng thông số máy nén khí 4BY-5/9:
    • Công suất động cơ dẫn động: $37\text{ kW}$ (có tải: $33\text{ kW}$, không tải: $22\text{ kW}$).
    • Tốc độ vòng quay: $740\text{ vòng/phút}$; năng suất: $5\text{ m}^3\text{/phút}$.
    • Áp suất cấp I: $1{,}7\text{--}2{,}2\text{ kg/cm}^2$; áp suất cấp II: $8\text{ kg/cm}^2$.
    • Hành trình piston: $120\text{ mm}$; lượng dầu tiêu thụ: $30\text{ g/giờ}$; nhiệt độ dầu các te: $75^\circ\text{C}$.
    • Tiêu chuẩn dầu bôi trơn theo mác Nga: U50, U40, K19, K11.
    • Bình làm mát trung gian hạ nhiệt khí cấp I từ $165^\circ\text{C}$ xuống $60^\circ\text{C}$.
    • Áp lực mở van an toàn: cấp I là $2{,}4 \pm 0{,}1\text{ kg/cm}^2$; cấp II là $9\text{ kg/cm}^2$.
  • Quy chuẩn công nghệ phục hồi chi tiết chính xác: Tài liệu mô tả cụ thể các thông số gia công cơ khí như: máy doa xi lanh có công suất $0{,}65\text{ kW}$, tốc độ trục dao $280\text{ vòng/phút}$, lượng cắt $0{,}05\text{ mm}$, yêu cầu độ bóng bề mặt sau doa $\ge \nabla 8$, sai lệch đường kính không quá $0{,}05\text{ mm}$, độ côn méo $\le 0{,}03\text{ mm}$; chiều dày ống lót xi lanh thay thế $2{,}5\text{--}3{,}5\text{ mm}$ bằng gang xám/hợp kim độ cứng 200 HB, ép vào thân máy bằng máy ép thủy lực với độ dôi $0{,}05\text{ mm}$.
  • Gắn liền với thiết bị thực tế trong công nghiệp dầu khí và xây dựng: Các ví dụ và bài tập thực hành liên kết trực tiếp với các dòng trạm máy nén khí công nghiệp như máy nén rotor cánh phẳng ПP-10, máy nén khí trục vít khô, máy nén khí ly tâm dẫn động turbine hơi có cơ cấu an toàn và van bypass.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế phục vụ các đối tượng cụ thể trong hệ thống đào tạo nghề và kỹ thuật công nghiệp:

  • Sinh viên trình độ Cao đẳng: Dành cho học viên thuộc ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí và Cơ khí thiết bị dầu khí.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Học viên cần hoàn thành các môn học và mô đun cơ sở kỹ thuật trong chương trình khung, bao gồm: Dung sai (MECM53001), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Vẽ kỹ thuật 1 và 2 (MECM52003, MECM62012), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEI53055), Autocad (MECM63013), Gia công nguội cơ bản (MECM53104), Nguyên lý – Chi tiết máy (MECM62015), và Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (MECM64016).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ chuẩn hóa bài giảng lý thuyết, giáo án thực hành, xây dựng phiếu hướng dẫn thực tập và tiêu chí kiểm tra đánh giá kỹ năng nghề.
  • Kỹ thuật viên và thợ sửa chữa: Sử dụng làm tài liệu tham khảo tra cứu quy trình tháo lắp, phương pháp kiểm tra khe hở dung sai kỹ thuật, quy trình vận hành và xử lý sự cố thiết bị chịu áp lực tại các nhà máy, xí nghiệp chế biến dầu khí và cơ khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai? Giáo trình được biên soạn phục vụ đào tạo sinh viên Cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Cơ khí thiết bị dầu khí, đồng thời là tài liệu tra cứu kỹ thuật cho giảng viên và kỹ thuật viên bảo dưỡng thiết bị cơ điện, máy nén khí công nghiệp.

2. Cần kiến thức nền nào để học mô đun này? Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở về Dung sai lắp ghép, Vật liệu cơ khí, Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Autocad, Gia công nguội, Điện kỹ thuật cơ bản và Nguyên lý – Chi tiết máy để có thể đọc hiểu sơ đồ bản vẽ và thực hiện quy trình tháo lắp, đo kiểm chi tiết.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết thông thường là gì? Giáo trình dành hơn 91% thời lượng (82/90 giờ) cho nội dung thực hành tại xưởng, tích hợp các thông số kỹ thuật định lượng, bảng tra cứu dung sai mài mòn và quy trình phục hồi chi tiết theo cấp sửa chữa (code) trên các dòng máy thực tế như 4BY-5/9, ЗИФ-55, ДK-9M, ПP-10.

4. Làm sao để tự học và thực hành mô đun đạt kết quả tốt? Học viên cần nghiên cứu kỹ lý thuyết và bản vẽ trước buổi học, nắm vững các bảng giới hạn khe hở, tích cực tham gia thảo luận nhóm (8–10 người), hoàn thành 100% thời lượng thực hành tại xưởng và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn khi làm việc với thiết bị chịu áp lực.

5. Giáo trình có các tài liệu bổ trợ nào kèm theo? Kèm theo giáo trình có hệ thống giáo án, phiếu thực tập, quy trình thực hành tại xưởng, mô hình máy nén khí thực tế, cùng 2 tài liệu tham khảo chính được trích dẫn trong văn bản: Giáo trình máy nén khí (Đại học Quốc gia) và Giáo trình Bơm – Quạt – Máy nén khí (Đại học).

Kết luận

Giáo trình Bảo dưỡng – Sửa chữa máy nén khí (Mã mô đun: MECM53108) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo chuyên môn cung cấp nền tảng kiến thức và kỹ năng thực hành nghề nghiệp về các loại máy nén khí công nghiệp (piston, rotor, ly tâm). Lộ trình học tập được thiết kế mạch lạc từ việc tiếp cận phân loại tổng quan (Bài 1), đến rèn luyện kỹ năng tháo lắp, đo kiểm, phục hồi chi tiết máy nén piston (Bài 2), máy nén rotor (Bài 3), và bảo dưỡng, vận hành máy nén ly tâm (Bài 4). Để hoàn thiện kỹ năng nghề, người học cần kết hợp học tập giáo trình với việc nghiên cứu danh mục tài liệu tham khảo bổ trợ (Giáo trình máy nén khí – ĐHQG, Giáo trình Bơm – Quạt – Máy nén khí – ĐH) và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất thiết bị.