Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Vận hành, bảo quản thiết bị trên boong là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc nghề Điều khiển tàu biển, trình độ Cao đẳng. Tài liệu được ban hành chính thức kèm theo Quyết định số 29/QĐ-CĐHH II ngày 13 tháng 01 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Hàng hải II (Cục Hàng hải Việt Nam). Trong chương trình đào tạo thuyền viên ngành Điều khiển tàu biển, mô đun này giữ vị trí then chốt, cung cấp kiến thức kỹ thuật cơ sở về kết cấu thân tàu và trang bị kỹ năng thực hành vận hành, bảo dưỡng các hệ thống máy móc, thiết bị lắp đặt trên boong tàu hàng hải thương mại.

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học:

  • Nắm vững cấu tạo nguyên lý, thông số hình học thân tàu và công năng của từng phân hệ thiết bị boong.
  • Thực hiện đúng các quy trình chuẩn bị, thao tác vận hành thiết bị neo, thiết bị buộc tàu, hệ thống lái, thiết bị xếp dỡ hàng hóa, hệ thống đường ống và cửa kín nước.
  • Tuân thủ các quy chuẩn an toàn lao động hàng hải quốc tế và thực hiện thành thạo công tác bảo quản, bảo dưỡng định kỳ các trang thiết bị theo quy định của Đăng kiểm và Công ước SOLAS.

Giáo trình được biên soạn theo phương pháp tiếp cận mô đun tích hợp, kết nối giữa cơ sở lý thuyết kết cấu cơ khí tàu thủy với quy trình thao tác kỹ thuật tại hiện trường, minh họa trực quan qua sơ đồ nguyên lý và bảng danh mục bảo dưỡng định kỳ.

Nội dung kiến thức cốt lõi

          ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
          │     KẾT CẤU TỔNG QUAN TÀU THỦY & KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC    │
          │                   (Nội dung Bài 1)                      │
          └────────────────────────────┬────────────────────────────┘
                                       │
        ┌──────────────────────────────┼──────────────────────────────┐
        │                              │                              │
        ▼                              ▼                              ▼
┌──────────────────┐         ┌──────────────────┐           ┌──────────────────┐
│  HỆ THỐNG NEO &  │         │ THIẾT BỊ LÁI &   │           │ THIẾT BỊ XẾP DỠ  │
│    BUỘC TÀU      │         │ HỆ TRUYỀN ĐỘNG   │           │   & HẦM HÀNG     │
│  (Bài 2 & Bài 3) │         │    (Bài 4)       │           │    (Bài 5)       │
└───────┬──────────┘         └─────────┬────────┘           └─────────┬────────┘
        │                              │                              │
        └──────────────────────────────┼──────────────────────────────┘
                                       │
        ┌──────────────────────────────┴──────────────────────────────┐
        │                                                             │
        ▼                                                             ▼
┌───────────────────────────────────────┐   ┌──────────────────────────────────┐
│    HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG & ĐO KÉT LỎNG   │   │  CỬA KÍN NƯỚC, CẦU THANG MẠN &   │
│               (Bài 6)                 │   │         THANG HOA TIÊU (Bài 7)   │
└───────────────────────────────────────┘   └──────────────────────────────────┘

Các chủ đề chính trong giáo trình

Nội dung giáo trình được chia thành 7 bài học chuyên đề bám sát hệ thống thiết bị thực tế trên boong tàu thủy:

  • Bài 1: Cấu trúc chung tàu thủy: Cung cấp định nghĩa, tiêu chí phân loại tàu biển (theo công năng, vùng hoạt động, vật liệu vỏ, cấu trúc thượng tầng, động lực đẩy); phân tích kết cấu vỏ bao (tôn đáy, tôn mạn, tôn boong) và hệ khung xương gia cường (cơ cấu dọc, cơ cấu ngang); phân định thượng tầng và lầu (ranh giới cách mạn $4%B$); xác định hệ thống các kích thước cơ bản: $LOA, LBP, B_{mld}, D_{mld}, H$, mạn khô mùa hè và mớn nước ($d_F, d_A, d_\theta, t$).
  • Bài 2: Thiết bị neo tàu: Trình bày nguyên lý làm việc, phân loại neo có ngáng (neo Hải quân, neo Matroxov) và không ngáng (neo Hall); tính toán lực bám neo ($T = k \cdot G_N$); quy cách lỉn neo (8 đến 12 đường lỉn, mỗi đường dài $25 - 27.5\text{ m}$); quy tắc đánh dấu màu sơn đường lỉn; cấu tạo máy tời neo (kiểu nằm, kiểu đứng), bộ hãm lỉn (gọng kìm, thanh chắn, xích) và quy trình thao tác thả/kéo neo.
  • Bài 3: Thiết bị buộc tàu: Phân tích đặc tính các loại dây buộc tàu (dây thực vật, tổng hợp, kim loại); sơ đồ bố trí 6 vị trí dây buộc tàu (dọc mũi/lái, chéo mũi/lái, ngang mũi/lái); cấu tạo cọc bích (đơn, kép, chữ thập, xiên), lỗ xôma, tấm tì dây, súng bắn dây ($\ge 100\text{ m}$), dây bốt, quả đệm và quy trình tác nghiệp tàu cập/rời cầu.
  • Bài 4: Thiết bị lái tàu: Chức năng và phân loại bánh lái (phổ thông, cân bằng, nửa cân bằng, đặc biệt); nguyên lý máy lái (đơn giản, điện, thủy lực piston); hệ thống truyền động điều khiển từ xa và quy trình kiểm tra góc bẻ lái trước hành trình (thời gian bẻ lái hết phải sang hết trái $\le 35\text{ s}$).
  • Bài 5: Thiết bị xếp dỡ và bảo quản hàng hóa: Cấu tạo và nguyên lý vận hành cần cẩu nhẹ làm việc đơn (21 chi tiết kết cấu), cần cẩu đòn đôi (Double Derrick), cần cẩu xoay cố định; quy tắc an toàn vận hành cẩu và kết cấu hầm hàng (sàn hầm, vách ngăn, nắp hầm hàng).
  • Bài 6: Hệ thống đường ống: Phân loại 7 hệ thống đường ống trên tàu; quy định mã màu nhận diện (cứu hỏa nước biển màu đỏ, khí $CO_2$ màu trắng, nước sinh hoạt màu xanh nhạt, ballast màu xanh đậm, nhiên liệu $DO/FO$ màu nâu đỏ, dầu nhờn màu vàng, dầu cặn màu đen); quy trình kỹ thuật đo chiều cao chất lỏng bằng thước cuộn bôi thuốc thử và phương pháp nội suy thể tích két theo hiệu số mớn nước.
  • Bài 7: Cửa kín nước, cầu thang và các thiết bị khác: Cấu tạo cửa kín nước vỏ thép dày $10 - 20\text{ mm}$, phân loại cửa (Loại A, B, C); cấu tạo thang hoa tiêu (Pilot Ladder: bậc cao su, bậc gỗ, thanh chống lật dài $\ge 1.8\text{ m}$, dây Manila $\ge 18\text{ mm}$); quy chuẩn cầu thang mạn (Gangway) theo Công ước SOLAS 74 (khoảng cách sàn đáy tới mặt nước $\le 600\text{ mm}$, góc nghiêng làm việc $\le 30^\circ$).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  1. Cơ học kết cấu và hình học tàu thủy: Thiết lập mối quan hệ giữa kết cấu khung xương chịu lực với khả năng chống biến dạng của thân tàu khi chịu tải trọng sóng và hàng hóa; phương pháp xác định các mặt phẳng chuẩn, đường nước chuyên chở mùa hè và tính toán hiệu số mớn nước $t = d_F - d_A$.
  2. Cơ học chất lưu và truyền dẫn động lực: Cơ sở truyền động thủy lực trong máy tời, máy lái piston và hệ thống lưu chuyển chất lỏng qua mạng lưới đường ống dằn tàu (Ballast), nhiên liệu và cứu hỏa.
  3. Quy chuẩn kỹ thuật hàng hải quốc tế: Tích hợp các tiêu chuẩn an toàn kỹ thuật từ Công ước SOLAS 74 (các quy định I/7, I/8, III/3.13) và tiêu chuẩn Đăng kiểm đối với độ mài mòn chi tiết cơ khí.

Kỹ năng chuyên môn phát triển

  • Kỹ năng thao tác vận hành cơ giới: Vận hành thành thạo hệ thống tời neo điện/thủy lực, điều khiển các loại cần cẩu hàng hóa bằng hệ thống tay trang theo đúng tín hiệu chỉ huy, điều động tời dây trong quá trình buộc tàu.
  • Kỹ năng xử lý dữ liệu đo đạc kỹ thuật: Đo mức chất lỏng trong két chuyên dùng bằng thước cuộn chuyên dụng, thực hiện tra bảng dung tích két và áp dụng công thức nội suy tuyến tính hai chiều để xác định chính xác thể tích chất lỏng.
  • Kỹ năng bảo dưỡng và kiểm định an toàn: Đánh giá độ hao mòn cơ học của đường lỉn neo (giới hạn mòn $> 15%$), dây cáp cẩu (giới hạn đứt sợi $> 10%$ trên đoạn $8d$), bôi trơn các cụm puly, ổ trục, kiểm tra độ kín khít của gioăng cao su cửa kín nước.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được cấu trúc nhằm phục vụ phương pháp giảng dạy tích hợp giữa bài giảng lý thuyết tại lớp và thực hành trực tiếp tại phòng mô phỏng buồng lái, xưởng thực tập boong hoặc trực tiếp trên tàu huấn luyện.

                      TIẾP CẬN SƯ PHẠM MÔ ĐUN
  ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
  │ 1. Lý thuyết kết cấu, nguyên lý cơ học & Quy chuẩn SOLAS    │
  └──────────────────────────────┬──────────────────────────────┘
                                 ▼
  ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
  │ 2. Bài tập tính toán kỹ thuật (Nội suy đo két, lực bám neo) │
  └──────────────────────────────┬──────────────────────────────┘
                                 ▼
  ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
  │ 3. Thao tác mẫu quy trình chuẩn bị, vận hành thiết bị boong │
  └──────────────────────────────┬──────────────────────────────┘
                                 ▼
  ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
  │ 4. Thực hành định kỳ & Kiểm tra bảo dưỡng (1 tháng, 3 tháng)│
  └─────────────────────────────────────────────────────────────┘

Bài tập thực hành và tính toán kỹ thuật

Chương trình học kết hợp các bài tập tính toán định lượng gắn liền với nghiệp vụ hàng hải thực tế:

  • Bài tập tính toán thể tích chất lỏng trong két: Người học sử dụng kết quả đo chiều cao cột chất lỏng thực tế ($h_đ$) và hiệu số mớn nước ($t$) để nội suy hai chiều từ bảng tra dung tích két.

    Ví dụ mẫu từ giáo trình: Xác định thể tích chất lỏng $Z$ khi đo được $h_đ = 10.2\text{ m}$ và $t = 0.30\text{ m}$:

    $$\text{Nội suy tại } t = 0.0\text{ m}: \quad X = 960 + \frac{10.2 - 10.0}{10.5 - 10.0} \times (980 - 960) = 968\text{ m}^3$$

    $$\text{Nội suy tại } t = 0.5\text{ m}: \quad Y = 920 + \frac{10.2 - 10.0}{10.5 - 10.0} \times (965 - 920) = 938\text{ m}^3$$

    $$\text{Thể tích thực } Z: \quad Z = X - \frac{0.3 - 0.0}{0.5 - 0.0} \times (X - Y) = 968 - \frac{0.3}{0.5} \times (968 - 938) = 950\text{ m}^3$$

  • Thực hành đánh dấu đường lỉn: Thực hiện kỹ thuật sơn trắng và quấn dây thép trắng/inox trên các mắt xích có ngáng tại vị trí chuyển giao giữa các đường lỉn từ thứ 1 đến thứ 11 theo đúng quy chuẩn quy định.

  • Quy ước truyền tin báo hướng lỉn: Luyện tập báo cáo hướng lỉn neo về buồng lái thông qua máy VHF hoặc khẩu lệnh/tín hiệu tay theo quy ước mặt đồng hồ: hướng 12 giờ (trục dọc hướng mũi), hướng 6 giờ (trục dọc hướng lái), hướng 3 giờ (vuông góc mạn phải), hướng 9 giờ (vuông góc mạn trái).

Đánh giá và hướng dẫn tự học

Phương pháp đánh giá học phần bao gồm:

  1. Đánh giá lý thuyết: Kiểm tra sự am hiểu về thông số kết cấu, công năng thiết bị, nguyên tắc an toàn khi làm dây, hạ neo và cẩu hàng.
  2. Đánh giá kỹ năng thực hành: Đánh giá độ chính xác trong thao tác chuẩn bị thiết bị trước 15 phút, thao tác vào/ra trám ly hợp tời, kiểm tra thời gian bẻ lái ($\le 35\text{ s}$), kiểm tra độ kín cửa kín nước và quy trình thao tác hạ thang hoa tiêu an toàn.
  3. Hướng dẫn tự học: Học viên cần nắm vững các bảng danh mục kiểm tra định kỳ (chu kỳ 1 tháng và 3 tháng) để lập kế hoạch bảo dưỡng dự phòng khi công tác trên tàu.

Điểm nổi bật và quy chuẩn áp dụng

Giáo trình tích hợp các quy chuẩn kỹ thuật an toàn hàng hải hiện hành:

Hạng mục thiết bị Quy chuẩn / Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng Thông số / Quy định an toàn cốt lõi
Thiết bị neo Tiêu chuẩn khai thác neo vùng nước sâu - Độ sâu $\ge 40\text{ m}$: Thả $2/3$ bằng tời, sau đó thả tự do.
- Độ sâu $\ge 80\text{ m}$: Bắt buộc thả toàn bộ bằng máy tời.
- Thay mới khi đường lỉn mòn $> 15%$.
Dây buộc tàu Quy chuẩn phòng chống cháy nổ tàu dầu Tàu chở dầu có điểm bốc cháy $< 61^\circ\text{C}$ cấm dùng dây tổng hợp và kim loại (tránh phát tia lửa điện và tích điện); bắt buộc dùng dây sợi thực vật.
Thiết bị lái Quy chuẩn đăng kiểm hệ thống lái Thời gian bẻ lái hết từ mạn này sang mạn kia $\le 35\text{ s}$.
Thiết bị xếp dỡ Quy chuẩn an toàn lao động bốc dỡ - Cấm cẩu khi cáp đứt $> 10%$ số sợi trên chiều dài $8d$.
- Cấm cẩu khi thiết bị mòn $10% - 15%$.
- Giới hạn tàu nghiêng khi vận hành cần cẩu xoay $\le 5^\circ$.
Thang hoa tiêu Công ước SOLAS 74 / IMO Dây Manila $\ge 18\text{ mm}$, khoảng cách dây $\ge 40\text{ cm}$; thanh chống lật dài $\ge 1.8\text{ m}$ bố trí tối đa cách nhau 8 bậc.
Cầu thang mạn SOLAS 74 Quy định III/3.13, I/7, I/8 - Sàn đáy cách mặt nước $\le 600\text{ mm}$ ở trạng thái nhẹ tải.
- Góc nghiêng làm việc $\le 30^\circ$, bắt buộc có lưới an toàn.

Quy chuẩn nhận biết màu sơn hệ thống đường ống

HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG TRÊN TÀU BIỂN
├── Ống cứu hỏa nước biển     ──► [Sơn màu ĐỎ]
├── Ống cứu hỏa khí (CO2/Hơi) ──► [Sơn màu TRẮNG]
├── Ống nước sinh hoạt        ──► [Sơn màu XANH NHẠT / XANH LÁ]
├── Ống nước dằn (Ballast)    ──► [Sơn màu XANH ĐẬM / NƯỚC BIỂN]
├── Ống nhiên liệu chính      ──► [Sơn màu NÂU ĐỎ]
├── Ống dầu nhờn (Bôi trơn)   ──► [Sơn màu VÀNG]
└── Ống dầu cặn & Nước la canh──► [Sơn màu ĐEN]

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Học sinh, sinh viên: Tài liệu học tập bắt buộc cho sinh viên theo học trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề Điều khiển tàu biển tại Trường Cao đẳng Hàng hải II cũng như các cơ sở đào tạo chuyên ngành hàng hải trên toàn quốc.
  • Yêu cầu điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần cơ sở về Tổng quan hàng hải, Tiếng Anh chuyên ngành hàng hải cơ bản, An toàn lao động hàng hải và Vẽ kỹ thuật cơ bản.
  • Giảng viên và huấn luyện viên hàng hải: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn hóa, khung tham chiếu biên soạn giáo án lý thuyết, bảng kiểm kỹ năng thực hành (skill checklist) và đề thi tốt nghiệp mô đun.
  • Sĩ quan boong, thủy thủ thực tập: Tài liệu tra cứu tại chỗ về quy trình vận hành thiết bị boong, các bước kiểm tra an toàn trước khi tàu rời/cập cầu và quy trình bảo dưỡng kỹ thuật định kỳ trên tàu biển.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được ban hành bởi cơ quan nào và áp dụng cho hệ đào tạo nào?

Giáo trình do Trường Cao đẳng Hàng hải II thuộc Cục Hàng hải Việt Nam biên soạn và ban hành theo Quyết định số 29/QĐ-CĐHH II ngày 13/01/2021, áp dụng cho chương trình đào tạo nghề Điều khiển tàu biển ở trình độ Cao đẳng.

2. Quy trình thả neo ở độ sâu lớn từ 40 m trở lên có điểm gì đặc biệt?

Theo quy trình kỹ thuật trong giáo trình, khi thả neo ở độ sâu từ $40\text{ m}$ trở lên, không được thả rơi tự do ngay từ đầu mà phải vào trám, dùng máy tời xông neo hạ dần được $2/3$ độ sâu, sau đó mới ra trám để thả tự do đoạn còn lại. Đối với độ sâu từ $80\text{ m}$ trở lên, bắt buộc phải xông thả toàn bộ chiều dài lỉn bằng máy tời.

3. Tại sao trên các tàu chở dầu có điểm bốc cháy dưới 61°C lại cấm dùng dây buộc tàu tổng hợp và kim loại?

Vì các loại dây tổng hợp và dây cáp kim loại dễ sinh ra tia lửa điện do ma sát cơ học và có hiện tượng tích điện tĩnh trong quá trình co giãn, tiềm ẩn nguy cơ gây cháy nổ khí hydrocarbon trên boong tàu dầu. Giáo trình quy định các tàu này phải sử dụng dây buộc tàu làm từ sợi thực vật (chuối rừng, đay, gai, dừa, dứa).

4. Thời gian kiểm tra bẻ lái tiêu chuẩn trước khi tàu hành trình là bao nhiêu?

Khi kiểm tra thiết bị lái trước hành trình, người vận hành quay vô lăng từ hết lái mạn phải sang hết lái mạn trái (hoặc ngược lại) trên buồng lái; thời gian chuyển động của bánh lái hiển thị trên đồng hồ chỉ báo góc bẻ lái phải chuyển động liên tục, không bị kẹt và thời gian hoàn thành phải đạt $\le 35\text{ giây}$.

5. Việc đo và tính thể tích chất lỏng trong két đáy tàu cần dựa vào các tham số nào?

Quá trình này đòi hỏi 3 tham số chính:

  1. Chiều cao cột chất lỏng thực tế đo được bằng thước cuộn ($h_đ$).
  2. Hiệu số mớn nước mũi và lái ($t = d_F - d_A$).
  3. Bảng dung tích (Sounding Table) của két cần đo để thực hiện phép tính nội suy hai chiều.

Kết luận

Giáo trình Vận hành, bảo quản thiết bị trên boong cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện và có tính chuẩn hóa cao về toàn bộ các phân hệ máy móc, kết cấu trên boong tàu thủy thương mại. Thông qua lộ trình tiếp cận từ lý thuyết kết cấu thân tàu, nguyên lý làm việc của trang thiết bị, quy trình tác nghiệp điều động đến chế độ bảo dưỡng định kỳ, tài liệu đóng vai trò nền tảng trong việc đào tạo đội ngũ thuyền viên, sĩ quan boong có kỹ năng thực hành chuẩn xác, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn an toàn hàng hải quốc tế.