Giáo Trình Mô Đun: Sửa Chữa - Bảo Dưỡng Quạt (Mã Mô Đun: MECP65148)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun "Sửa chữa - Bảo dưỡng Quạt" (Mã mô đun: MECP65148) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề được biên soạn bởi tổ bộ môn Cơ khí thuộc Khoa Cơ khí Động lực, Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam). Tài liệu do nhóm tác giả Huỳnh Công Hải và Lê Anh Dũng biên soạn, được ban hành chính thức theo Quyết định số 207/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 tại Bà Rịa - Vũng Tàu phục vụ công tác đào tạo nội bộ.

Trong khung chương trình đào tạo nghề "Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí" trình độ Cao đẳng (tổng thời lượng 92 tín chỉ / 2205 giờ), mô đun MECP65148 nằm trong nhóm môn học/mô đun chuyên môn ngành (nhóm II.2). Mô đun có khối lượng học tập 5 tín chỉ, tổng thời gian 135 giờ, phân bổ cụ thể gồm 14 giờ lý thuyết, 116 giờ thực hành/thảo luận và 5 giờ kiểm tra.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

  • Về kiến thức (A1 - A3): Cung cấp các quy định về an toàn và bảo quản thiết bị trong ngành dầu khí; trình bày được khái niệm, cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động; nhận diện các dạng hư hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục của các loại quạt và máy nén.
  • Về kỹ năng (B1 - B4): Thực hiện tháo lắp các cụm chi tiết và van đúng quy trình; đo kiểm tình trạng kỹ thuật của từng chi tiết; phán đoán các sai hỏng thông thường; lập phương án và thực hiện sửa chữa, phục hồi các chi tiết bị hỏng.
  • Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1 - C3): Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, tính tỉ mỉ, kỷ luật lao động và chấp hành nghiêm ngặt nội quy an toàn.

Cấu trúc giáo trình gồm 3 bài học chính, được xây dựng theo định hướng tích hợp thực hành với tỷ trọng thời gian thao tác xưởng chiếm hơn 85% tổng thời lượng môn học.

       CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO NGHỀ CAO ĐẲNG (92 TÍN CHỈ / 2205 GIỜ)

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân chia thành 3 bài học theo tiến trình từ khái quát đến kỹ thuật tháo lắp, đo kiểm và sửa chữa chuyên sâu:

                  TIẾN TRÌNH 3 BÀI HỌC CỐT LÕI
  • Bài 1: Khái niệm chung về quạt (15 giờ: 6 lý thuyết, 9 thực hành):
    • Khái niệm và phân loại: Cung cấp tiêu chí phân loại máy nén/quạt theo cấu tạo (piston, rotor, ly tâm, hướng trục); theo nguyên lý nén khí (nguyên tắc biến đổi động năng và nguyên tắc giảm thể tích công tác); theo áp suất khí nén (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 án dẫn động (động cơ đốt trong, động cơ điện, tuabin hơi/khí); theo năng suất (thấp $< 10\text{ m}^3\text{/phút}$, trung bình $10 - 100\text{ m}^3\text{/phút}$, cao $> 100\text{ m}^3\text{/phút}$).
    • Trạm máy nén khí: Khảo sát kết cấu trạm máy di động và trạm máy cố định.
    • Nguyên lý hoạt động: Khảo sát nguyên lý nén khí của máy nén piston một chiều một cấp (loại có con trượt và không có con trượt) và máy nén piston hai chiều một cấp.
  • Bài 2: Sửa chữa - Bảo dưỡng quạt ly tâm (60 giờ: 5 lý thuyết, 25 thực hành, 2 kiểm tra):
    • Cấu tạo chi tiết: Các te đúc bằng gang; xi lanh làm mát bằng không khí (có cánh tản nhiệt) hoặc làm mát bằng nước (áo nước); nhóm piston (đúc bằng gang hoặc hợp kim nhôm), chốt piston (thép carbon/hợp kim hóa nhiệt luyện), xéc măng khí và xéc măng dầu (gang xám hoặc thép mạ Crôm xốp); thanh truyền tiết diện chữ I (thép C40, C45, đầu to có bạc lót phủ hợp kim Ba bít); trục khuỷu (thép C35, C40, C45, C50).
    • Các cụm van và hệ thống phụ trợ: Van đĩa cầu (đế van, đĩa van thép dày $1,2\text{ mm}$, lò xo, nắp hạn chế hành trình), van lá đàn hồi, van dòng thẳng; hệ thống bôi trơn kiểu vung té (thìa múc dầu) và kiểu cưỡng bức (bơm bánh răng); hệ thống làm mát máy và làm mát khí nén trung gian; bình chứa khí nén; van an toàn và van một chiều.
    • Hệ thống điều chỉnh năng suất: Cơ chế tự động mở van nạp cưỡng bức (ứng dụng trên trạm $\text{ДK-9M}$ khi áp suất vượt quá $7\text{ kg/cm}^2$); cơ chế mở thông cửa xả cấp II với khí quyển; phương án tiết lưu cửa nạp, thay đổi không gian chết và đóng ngắt Start-Stop.
    • Bộ truyền động: Hộp giảm tốc bánh răng 2 cấp tỉ số truyền $1:9$ của máy $\text{ЗИФ-55}$; bộ ly hợp ma sát khô 1 đĩa của trạm $\text{ДK-9M}$.
    • Quy trình kiểm tra và phục hồi: Khảo sát thông số kỹ thuật máy nén 2 cấp kiểu chữ V model 4BY-5/9 (công suất $37\text{ kW}$, tốc độ $740\text{ v/ph}$, năng suất $5\text{ m}^3\text{/phút}$, áp suất cấp I: $1,7 - 2,2\text{ kg/cm}^2$, áp suất cấp II: $8\text{ kg/cm}^2$, dầu bôi trơn $\text{U50, U40, K19, K11}$). Quy chuẩn đo kiểm và sửa chữa theo code (bước giảm kích thước $0,25\text{ mm}$ mỗi code, cho phép sửa đến code 4).
  • Bài 3: Sửa chữa - Bảo dưỡng quạt trục (60 giờ: 3 lý thuyết, 25 thực hành, 2 kiểm tra):
    • Khái quát cấu tạo và nguyên lý của quạt hướng trục; kỹ thuật nhận diện rung động; quy trình tháo lắp, kiểm tra và bảo dưỡng các chi tiết quạt trục.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  1. Lý thuyết nhiệt - động học cơ sở: Nguyên lý biến đổi động năng dòng khí thành công nén và cơ chế nén thể tích trong buồng công tác kín; nguyên lý truyền nhiệt trong làm mát khí nén trung gian và làm mát thân máy qua áo nước/cánh tản nhiệt.
  2. Cơ học ma sát và bôi trơn: Nguyên lý thủy động lực học trong hệ thống cấp dầu bôi trơn cưỡng bức bằng bơm bánh răng; cơ chế tạo màng dầu và ngăn dầu của cụm xéc măng khí - xéc măng dầu.
  3. Lý thuyết dao động và cân bằng máy: Bản chất của các lực quán tính chuyển động tịnh tiến qua lại gây rung động và hiện tượng mất cân bằng động trong thiết bị quay công nghiệp.
  4. Dung sai và kỹ thuật đo cơ khí: Nguyên tắc xác định sai lệch hình học (độ côn, độ ô van lòng xi lanh, độ cong trục khuỷu, khe hở dầu ổ đỡ) dựa trên phương pháp so sánh kích thước giới hạn.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills):
    • Thao tác thành thạo dụng cụ cầm tay (cờ lê, tuýp, kìm chuyên dụng, vam định tâm, bàn ép thủy lực) trong tháo lắp thiết bị.
    • Sử dụng chính xác các thiết bị đo kiểm cơ khí: căn lá, thước cặp, panme đo trong, panme đo ngoài, đồng hồ so.
    • Thực hiện đúng quy trình siết lực bu lông thanh truyền theo mô men thiết kế ($8 - 10\text{ kg}\cdot\text{m}$ đối với máy 4BY-5/9).
    • Bố trí lệch miệng xéc măng theo góc phân bố chu vi khi lắp ráp vào lòng xi lanh.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills):
    • Tính toán độ côn, độ méo lòng xi lanh (giới hạn mòn tối đa $\le 0,3\text{ mm}$; độ côn/độ méo $\le 0,15\text{ mm}$).
    • Xác định khe hở dầu cổ trục, cổ biên và độ dịch dọc trục khuỷu (tiêu chuẩn $0,1 - 0,3\text{ mm}$).
    • Đánh giá độ cong, xoắn của thanh truyền trên đồ gá chuyên dùng (giới hạn sai lệch $\le 0,04/100\text{ mm}$ chiều dài).
  • Năng lực thực hành chuyên môn (Practical competencies):
    • Gia công phục hồi bề mặt làm việc của lá van bằng giấy nhám mịn rà trên bàn máp phẳng theo hình số 8.
    • Lập phương án doa xi lanh theo 4 cấp code sửa chữa; nắn khử ứng suất dư trục khuỷu trên bàn ép thủy lực (kèm ủ nhiệt luyện ở $180^\circ\text{C} - 200^\circ\text{C}$ trong $5 - 6\text{ giờ}$).
    • Thực hiện quy trình chạy rà không tải/có tải và nghiệm thu thiết bị sau bảo dưỡng.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích cực kết hợp giữa lý thuyết chuyên ngành và thực hành xưởng chuyên môn hóa (Xưởng thiết bị tĩnh và động), tuân thủ các quy chuẩn đào tạo nghề kỹ thuật:

                 MÔ HÌNH PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP
  • Phương pháp sư phạm: Giảng viên áp dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề kết hợp trình bày trực quan thông qua máy chiếu, mô hình thiết bị và máy cân bằng động. Học viên được giao nhiệm vụ tự nghiên cứu giáo trình và hoàn thành phiếu học tập trước giờ lên lớp.
  • Bài tập và nghiên cứu tình huống: Cuối mỗi bài học bố trí hệ thống câu hỏi thảo luận chuyên sâu (như phân tích kết cấu 3 kiểu van nạp/xả; cơ chế đóng mở ly hợp ma sát khô $\text{ДK-9M}$; sơ đồ bộ điều tốc khí nén). Học viên làm việc theo nhóm từ 8 đến 10 người để thảo luận, xử lý tình huống hỏng hóc và viết báo cáo kỹ thuật.
  • Thực hành xưởng: Học viên trực tiếp thực hiện các bài tập tháo lắp trên máy nén khí 1 cấp và máy nén nhiều xi lanh 2 cấp 4BY-5/9; đo kiểm khe hở miệng xéc măng ($0,2 - 0,45\text{ mm}$), khe hở cạnh xéc măng ($\le 0,3\text{ mm}$), khe hở chốt piston ($\le 0,3\text{ mm}$) và đo độ cong trục khuỷu bằng đồng hồ so trên khối V.
  • Phương pháp đánh giá: Áp dụng theo Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy (Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH). Cơ cấu điểm số gồm:
    • Đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Bao gồm 1 cột kiểm tra thường xuyên (hỏi miệng/tự luận sau 57 giờ) và 1 cột kiểm tra định kỳ (tự luận kết hợp thực hành sau 46 giờ).
    • Đánh giá kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Thi tự luận kết hợp thực hành thao tác tổng hợp sau 135 giờ.
    • Quy tắc tính điểm: Chấm theo thang điểm 10 (làm tròn 1 chữ số thập phân), tính tổng điểm theo trọng số rồi quy đổi sang thang điểm chữ và thang điểm 4.
  • Quy định tự học: Học viên bắt buộc tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết (vắng quá 30% phải học lại mô đun), chủ động thực hiện giờ tự học và chuẩn bị đầy đủ học liệu trước khi vào xưởng.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính chuẩn hóa kỹ thuật theo tài liệu chuyên ngành và tiêu chuẩn quốc tế: Giáo trình kế thừa kiến thức từ tài liệu chuyên khảo "Bơm quạt máy nén khí" của TS. Lê Xuân Hoà, đồng thời dẫn chiếu trực tiếp các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế của Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ và Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ:
    • API Specification 6A (Nineteenth Edition, July 2004) - Tiêu chuẩn thiết bị đầu giếng và cây thông khai thác.
    • API Standard 598 (Seventh Edition, October 1996) - Tiêu chuẩn kiểm tra và thử nghiệm van công nghiệp (Valve Inspection and Testing).
    • API Standard 527 (Third Edition, July 1991) - Tiêu chuẩn về độ kín van an toàn.
    • Tiêu chuẩn phụ kiện đường ống và mặt bích ASME B16.
  • Quy chuẩn hóa dung sai sửa chữa công nghiệp: Giáo trình cung cấp bảng thông số giới hạn khe hở lắp ghép chi tiết cho thiết bị cụ thể (máy nén 4BY-5/9):
Vị trí mối ghép Kích thước thiết kế Max (mm) Kích thước thiết kế Min (mm) Khe hở cho phép Max (mm) Phương pháp điều chỉnh / Sửa chữa
Khe hở dầu của cổ biên 0,15 0,065 0,3 Điều chỉnh các tấm đệm
Khe hở giữa chốt piston và đầu nhỏ thanh truyền 0,08 0,025 0,3 Thay bạc lót mới
Khe hở dịch dọc của trục khuỷu 0,25 0,15 0,3 Thay tấm đệm mặt bích
Độ dịch dọc của thanh truyền 6,0 4,0 - Không điều chỉnh
Khe hở giữa piston và xi lanh cấp I 0,25 0,10 0,5 Sửa chữa theo code
Khe hở giữa piston và xi lanh cấp II 0,30 0,15 0,5 Sửa chữa theo code
Khe hở cạnh xéc măng 0,10 0,015 0,3 Thay mới
  • Tính ứng dụng thực tế trong ngành dầu khí: Các nội dung kỹ thuật tập trung vào dòng thiết bị công nghiệp thực tế như máy nén $\text{ЗИФ-55}$, trạm máy $\text{ДK-9M}$ và máy nén 4BY-5/9, phản ánh các trạm cung cấp khí nén và hệ thống quạt công nghệ thường gặp trong các nhà máy, xí nghiệp chế biến dầu khí.

Đối tượng sử dụng giáo trình

                       ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH
  • Sinh viên/Học viên: Học viên hệ Cao đẳng chính quy nghề "Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí". Giáo trình là tài liệu học tập bắt buộc để hoàn thành khối lượng kiến thức chuyên ngành 5 tín chỉ trước khi tham gia học phần Thực tập sản xuất (MECM54210) và Khóa luận tốt nghiệp (MECM63222).
  • Kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Học viên cần hoàn thành các môn học cơ sở và chuyên môn tiền đề trong chương trình khung, bao gồm:
    • Nhóm cơ sở: Dung sai (MECM53001), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (MECM52003, MECM62012), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEI53055), Nhiệt kỹ thuật (PETR52002), Autocad (MECM63013).
    • Nhóm chuyên môn hỗ trợ: Gia công nguội cơ bản (MECM53104), Nguyên lý - Chi tiết máy (MECM62015), Cân bằng động (MECP64147).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng giáo trình làm khung chuẩn để xây dựng kế hoạch bài dạy, phiếu học tập, phiếu thực hành xưởng và đề kiểm tra đánh giá theo năng lực thực hiện.
  • Cán bộ kỹ thuật và tự học: Kỹ thuật viên cơ khí, thợ sửa chữa thiết bị động lực tại các nhà máy công nghiệp có thể sử dụng giáo trình làm tài liệu tra cứu quy chuẩn dung sai, khe hở kỹ thuật và phương pháp phục hồi chi tiết máy nén, quạt công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

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

Tài liệu được thiết kế chuyên biệt cho học viên hệ Cao đẳng nghề "Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí" tại Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời dùng làm tài liệu tham khảo chuyên môn cho kỹ thuật viên bảo dưỡng cơ khí ngành dầu khí và công nghiệp liên quan.

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

Người học cần tích lũy kiến thức từ các mô đun cơ sở gồm Dung sai lắp ghép, Vật liệu cơ khí, Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Nhiệt kỹ thuật, Gia công nguội cơ bản và mô đun Cân bằng động thiết bị quay.

3. Điểm khác biệt về phân bổ thời lượng của giáo trình là gì?

Mô đun có cấu trúc thiên về kỹ năng thực hành với 116 giờ thực hành/thảo luận trên tổng số 135 giờ (chiếm khoảng 86%), tập trung vào thao tác đo đạc bằng dụng cụ chính xác (panme, đồng hồ so, căn lá) và quy trình phục hồi chi tiết máy tại xưởng.

4. Học viên cần tuân thủ những quy định đánh giá nào để hoàn thành mô đun?

Học viên phải tham dự từ 70% thời lượng lý thuyết trở lên, hoàn thành đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ và đạt điểm tổng kết mô đun từ mức đạt trở lên theo thang điểm kết hợp (40% quá trình + 60% kết thúc môn) quy định tại Thông tư 09/2017/TT-BLĐTBXH.

5. Có tài liệu và tiêu chuẩn kỹ thuật nào được sử dụng bổ trợ?

Tài liệu sử dụng kèm bao gồm giáo trình "Bơm quạt máy nén khí" (TS. Lê Xuân Hoà) và các tiêu chuẩn chuyên ngành dầu khí quốc tế gồm API 6A, API 598, API 527 và tiêu chuẩn mặt bích van ASME B16.

Kết luận

Giáo trình mô đun "Sửa chữa - Bảo dưỡng Quạt" (MECP65148) là tài liệu kỹ thuật có tính thực hành cao, cung cấp hệ thống kiến thức từ cấu tạo chi tiết máy, nguyên lý làm việc đến quy trình đo kiểm dung sai, chẩn đoán hư hỏng và kỹ thuật gia công phục hồi các loại quạt và máy nén khí công nghiệp.

                    LỘ TRÌNH ĐÀO TẠO KỸ NĂNG NGHỀ

Lộ trình học tập đề xuất cho người học là nắm vững lý thuyết cấu tạo và an toàn lao động tại Bài 1, rèn luyện kỹ năng đo kiểm dung sai và kỹ thuật sửa chữa phục hồi trên các mô hình máy nén/quạt ly tâm thực tế tại Bài 2, sau đó mở rộng sang hệ thống quạt hướng trục và rung động thiết bị quay tại Bài 3. Đây là bước chuẩn bị kỹ thuật trực tiếp trước khi học viên bước vào giai đoạn Thực tập sản xuất tại nhà máy và thực hiện Khóa luận tốt nghiệp.