Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Hàng hoá vận tải biển 2 là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc nghề Điều khiển tàu biển ở trình độ Cao đẳng, được ban hành kèm theo Quyết định số 29/QĐ-CĐHH II ngày 13 tháng 10 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Hàng hải II (Cục Hàng hải Việt Nam), do giảng viên Hoàng Văn Ánh biên soạn. Trong chương trình đào tạo thuyền viên và sĩ quan hàng hải, mô đun này giữ vị trí khối kiến thức nghiệp vụ bắt buộc, tiếp nối học phần hàng hóa cơ bản nhằm trang bị kỹ thuật vận chuyển chuyên sâu các nhóm hàng trọng điểm trong vận tải biển quốc tế.

Thời lượng mô đun: 45 giờ

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học hệ thống quy chuẩn quốc tế, nguyên lý tính toán ổn định tàu và kỹ thuật bảo quản đối với 4 chủng loại hàng chuyên biệt: hàng rời thể rắn, hàng hạt rời, dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ, cùng hàng hóa nguy hiểm. Kết thúc mô đun, người học có năng lực xác định đặc tính kỹ thuật của hàng hóa, lập sơ đồ chất xếp (stowage plan), kiểm soát ứng suất kết cấu thân vỏ và thực hiện thành thạo phương pháp tính toán khối lượng hàng thông qua giám định mớn nước (draft survey) hoặc đo thể tích két dầu (ullage survey).

Giáo trình được kết cấu thành 4 chương nghiệp vụ cùng phần phụ lục bài toán thực tế. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ bản chất lý - hóa - sinh của từng nhóm hàng, đối chiếu với các công ước, bộ luật quản lý an toàn hàng hải quốc tế tương ứng, từ đó cụ thể hóa thành các quy trình kiểm tra hầm két, thao tác xếp dỡ và xử lý dữ liệu tính toán tại cảng biển.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 4 chương với 45 giờ học, phân bổ theo tiến trình kỹ thuật từ hàng thể rắn sang hàng thể lỏng và hàng có đặc tính nguy hiểm:

Phân bổ nội dung 4 chương chuyên đề:
  • Chương 1: Vận chuyển hàng rời (11 giờ: 8 lý thuyết, 3 thảo luận/bài tập): Cung cấp khái niệm hàng rời chở xá (clinker, đá vôi, than cám, quặng sắt); đặc tính tản rời, góc nghiêng tự nhiên $\theta$ (angle of repose), độ sụt lún thể tích từ 2% đến 6% (tính theo độ xốp $C%$); phân loại 3 nhóm A, B, C theo Bộ luật Quốc tế về Chuyên chở Hàng rời Thể rắn bằng Đường biển (IMSBC Code); các yêu cầu về ổn định nguyên vẹn, ứng suất chịu nén tối đa của sàn hầm và kỹ thuật san ủi, đánh tẩy (trimming).
  • Chương 2: Vận chuyển hàng hạt rời (12 giờ: 7 lý thuyết, 4 thảo luận/bài tập, 1 kiểm tra): Phân tích cơ chế phát sinh hiện tượng đổ mồ hôi thân tàu (ship's sweat) và mồ hôi hàng hóa (cargo's sweat); tiêu chuẩn ổn định theo Bộ luật Hàng hạt Quốc tế cho tàu có giấy phép (góc nghiêng do dịch chuyển hạt $\le 12^\circ$, diện tích động lực dư $\ge 0{,}075\text{ m-rad}$, $GM \ge 0{,}3\text{ m}$) và tàu không có giấy phép (tổng trọng tải hạt $\le 1/3$ DWT, công thức tính chiều sâu khoảng trống $V_d$); quy cách bố trí vách ngăn dọc chịu lực và làm lòng chảo (saucers).
  • Chương 3: Vận chuyển dầu mỏ và sản phẩm của dầu mỏ (12 giờ: 7 lý thuyết, 4 thảo luận/bài tập, 1 kiểm tra): Trình bày phân loại hydrocacbon (dầu thô, khí thiên nhiên, khí đồng hành, condensate); các tính chất bốc cháy, dãn nở nhiệt (quy định chừa khoảng trống 2% thể tích két), tích tụ tĩnh điện; quy chuẩn ngăn ngừa ô nhiễm theo MARPOL 73/78 (cường độ thải dầu $\le 30\text{ lít/hải lý}$, tổng lượng xả $\le 1/30.000$ tải trọng, cự ly cách bờ tối thiểu 50 hải lý); các phương pháp vệ sinh két hàng (rửa cơ khí, rửa nước nóng, rửa bằng dầu thô COW kết hợp hệ thống khí trơ IGS).
  • Chương 4: Vận chuyển hàng nguy hiểm (10 giờ: 6 lý thuyết, 4 thảo luận/bài tập): Tổng quan Bộ luật IMDG Code (ban hành theo Nghị quyết A.716(17) của IMO); định nghĩa và tiêu chí phân loại 9 nhóm hàng nguy hiểm (từ Loại 1: Chất nổ đến Loại 9: Chất nguy hại khác); các nhóm chất xếp (Stowage Category A, B, C, D, E) áp dụng cho tàu loại 1 (tàu hàng) và tàu loại 2 (tàu khách); 15 phân loại xếp dỡ chất nổ loại 1.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập nền tảng pháp lý kỹ thuật dựa trên các công ước và bộ luật hàng hải quốc tế do Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) ban hành:

Bộ luật / Công ước Phạm vi điều chỉnh trong giáo trình
SOLAS-74 Quy định an toàn sinh mạng trên biển, kết cấu tàu hàng rời, kiểm soát rủi ro cháy nổ và quy chuẩn vận chuyển hàng nguy hiểm (Chương VII).
IMSBC Code Quy chuẩn phân loại hàng rắn thành 3 nhóm (Nhóm A: dễ hóa lỏng; Nhóm B: nguy hiểm hóa học/tự cháy; Nhóm C: hàng rời thông thường).
IMDG Code Quy tắc đóng gói, dán nhãn, phân loại 9 nhóm nguy hiểm và quy định phân cách chất xếp trên boong/dưới hầm.
MARPOL 73/78 Tiêu chuẩn xả thải nước dằn lẫn dầu, kiểm soát cặn dầu thông qua trạm tiếp nhận trên bờ (SRF) và thiết bị phân ly dầu nước.

Song song đó là hệ thống nguyên lý cơ học ứng dụng trong tính toán cân bằng tàu:

  • Nguyên lý kiểm soát chiều cao tâm nghiêng ban đầu ($GM$, $G_0M$) có hiệu chỉnh ảnh hưởng mặt thoáng chất lỏng (free surface effect).
  • Phương trình tính toán thể tích dãn nở nhiệt của hàng lỏng: $$V_t = V \cdot \frac{d}{d_{max}}$$
  • Công thức tính chiều sâu khoảng trống trung bình dưới miệng hầm hạt: $$V_d = V_{d1} + 0{,}75(d - 600)\text{ mm}$$
  • Nguyên lý phân bổ tải trọng nhằm hạn chế lực cắt, mô-men uốn và ứng suất cục bộ lên tôn đáy hầm tàu.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng tính toán kỹ thuật: Thực hiện thành thạo bài toán giám định mớn nước 6 điểm (mũi, lái, giữa ở hai mạn phải/trái: $d_{fs}, d_{fp}, d_{as}, d_{ap}, d_{ms}, d_{mp}$), hiệu chỉnh mớn nước về các đường thủy trực, hiệu chỉnh biến dạng thân tàu (Hogging/Sagging), tính số gia mớn nước do tỷ trọng nước cảng biển và hiệu chỉnh trim (1st correction, 2nd correction) để xác định khối lượng hàng xếp dỡ.
  • Kỹ năng đo đạc và nghiệm thu thể tích két: Thao tác đo khoảng trống (Ullage) hoặc đo chiều sâu chất lỏng (Dip), đo nhiệt độ hàng, đo lượng nước tự do (Free water dip) bằng thiết bị UTI chuyên dụng; sử dụng bảng tra ASTM/API để xác định hệ số hiệu chỉnh thể tích (VCF), tính toán khối lượng hàng lỏng theo tỷ trọng tiêu chuẩn ở 15°C.
  • Kỹ năng kiểm tra an toàn hầm két: Đánh giá tiêu chuẩn vệ sinh hầm hàng khô trước khi nhận hàng để đạt chứng chỉ giám định hầm hàng (Passed Survey of cargo hold / Pass hold); vận hành hệ thống thông gió đối lưu tránh đọng sương; triển khai quy trình làm trơ hầm két bằng khí trơ IGS và phương pháp rửa két bằng dầu thô COW.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình xây dựng phương pháp sư phạm kết hợp giữa truyền đạt lý thuyết tiêu chuẩn hàng hải và thực hành xử lý số liệu nghiệp vụ. Trong tổng số 45 giờ đào tạo, thời lượng thảo luận và bài tập chiếm 15 giờ (tương đương 33,3%), cùng 2 giờ kiểm tra định kỳ nhằm đánh giá kỹ năng tính toán độc lập của học viên.

Tiến trình phân bổ phương pháp dạy và học:

Phương pháp giảng dạy sử dụng các công cụ sư phạm cụ thể:

  • Phân tích điều tra tai nạn thực tế (Case study): Giáo trình trích dẫn báo cáo giám định nguyên nhân vụ chìm tàu M/V DUC CUONG 06 xảy ra ngày 06/08/2017 tại vùng biển Thanh Hóa - Nghệ An khi đang chở gần 5.000 tấn quặng clinker. Qua việc phân tích sự cố xé rách thân vỏ giữa hầm số 1 và số 2 do phân bổ hàng không đều gây quá tải ứng suất cục bộ kết hợp lực cộng hưởng sóng biển, người học nhận diện tầm quan trọng của việc lập sơ đồ rót hàng từng đợt và kiểm soát nước dằn ballast.
  • Thực hành trên biểu mẫu chứng từ hàng hải tiêu chuẩn: Người học được rèn luyện trực tiếp trên các mẫu phiếu tính toán nghiệp vụ quốc tế, bao gồm:
    • Draft Survey Work Sheet & Survey Record: Xử lý số liệu đọc mớn nước, hiệu chỉnh LCF, TPC, MTC, tính lượng dằn (ballast water), dầu (fuel oil), nước ngọt (fresh water).
    • Ullage Report & Survey Report on Quantity: Xử lý số liệu đo két tàu dầu theo mẫu thực tế (như chứng thư số 19GD0340-UR của tàu M/V GREAT PRINCESS).
  • Quy trình tự học: Học viên cần kết hợp nghiên cứu lý thuyết phân loại hàng hóa với việc tra cứu các bảng thông số kỹ thuật tàu (Hydrostatic Table, Tank Capacity Table, Sounding Table), luyện tập giải bài toán phân chia lượng hàng cho từng hầm nhằm thỏa mãn điều kiện ổn định và sức bền thân tàu.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tích hợp đồng bộ hệ thống pháp lý hàng hải quốc tế: Giáo trình cập nhật chi tiết các quy định của Bộ luật IMSBC Code cho hàng rời thể rắn, IMDG Code (phiên bản sửa đổi theo SOLAS-74 và Phụ lục III MARPOL 73/78) và các tiêu chuẩn kiểm soát xả thải dầu theo MARPOL 73/78, đảm bảo kiến thức giảng dạy tương thích với các kỳ kiểm tra của Chính quyền cảng biển (PSC).
  • Sử dụng hồ sơ dữ liệu tàu và chuyến đi thực tế: Các ví dụ tính toán không sử dụng số liệu giả định đơn giản mà trích xuất trực tiếp từ các chuyến vận tải hàng hải có thật:
    • Bài toán vận chuyển bắp hạt xá của tàu M/V NORD DRACO (IMO 9713911, chiều dài $LOA = 228{,}637\text{ m}$, 7 hầm hàng, 10 cặp két dằn) nhận hàng tại cảng Necochea (Argentina) theo 05 vận đơn (B/L) và trả hàng tại 4 cảng Việt Nam (Interflour Cái Mép, Khánh Hội, Quy Nhơn, Cái Lân).
    • Bài toán giám định thể tích dầu DO (0.05% Lưu huỳnh) của tàu chở dầu M/V GREAT PRINCESS hành trình từ Tanjung Langsat (Malaysia) về trả hàng tại Tổng kho Saigon Petro Terminal B - Cát Lái ngày 30/03/2019.
  • Cập nhật công nghệ làm hàng hiện đại: Giới thiệu yêu cầu trang bị máy tính xếp hàng (loading computer) bắt buộc cho tàu hàng rời có chiều dài trên 150m; thiết bị đo giao diện dầu - nước điện tử (UTI Interface); hệ thống rửa két bằng dầu thô (Crude Oil Washing - COW) bắt buộc đối với tàu dầu thô từ 10.000 DWT trở lên theo quy chuẩn MARPOL.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Nhóm đối tượng tiếp cận giáo trình:
  • Sinh viên chuyên ngành: Học viên theo học ngành Điều khiển tàu biển tại các trường cao đẳng hàng hải, chuẩn bị thi lấy chứng chỉ thuyền phó / sĩ quan trực ca boong (OOW).
  • Kiến thức tiên quyết: Người học cần hoàn thành mô đun Hàng hoá vận tải biển 1, nắm vững các khái niệm cơ bản về mớn nước, dung tích tàu, ổn định tĩnh, ổn định động từ học phần Lý thuyết tàu và sơ đồ bố trí hầm két trong Kiến trúc tàu thủy.
  • Giảng viên giảng dạy: Sử dụng làm giáo trình khung để thiết lập tiến trình giảng dạy 45 giờ, biên soạn ngân hàng câu hỏi kiểm tra lý thuyết và bài tập tính toán mớn nước, thể tích két.
  • Tài liệu tham khảo chuyên ngành: Thuyền trưởng, đại phó và sĩ quan boong trên các tàu vận tải hàng rời, tàu chở hạt, tàu dầu và tàu chở hàng container/hàng tổng hợp sử dụng làm tài liệu tra cứu quy chuẩn an toàn xếp dỡ, chuẩn bị hầm két và phối hợp với giám định viên độc lập tại cảng.

Câu hỏi thường gặp

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

Tài liệu được biên soạn chuẩn hóa theo chương trình đào tạo nghề Điều khiển tàu biển trình độ Cao đẳng của Trường Cao đẳng Hàng hải II, đồng thời phù hợp làm tài liệu ôn tập nghiệp vụ cho sĩ quan hàng hải chuẩn bị thi nâng hạng bằng chuyên môn.

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

Học viên cần nắm chắc nguyên lý cơ học lý thuyết tàu (tính toán mớn nước, chiều cao tâm nghiêng $GM$, diện tích đường cong cánh tay đòn hồi phục), thuật ngữ tiếng Anh hàng hải chuyên ngành và cấu tạo chung của hầm hàng, hệ thống đường ống, két dằn thân tàu.

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết chung là gì?

Giáo trình tích hợp dữ liệu khai thác thực tế từ các biên bản giám định hàng hải (Draft Survey Worksheet, Ullage Report No. 19GD0340-UR), phân tích nguyên nhân sự cố chìm tàu có thật (M/V DUC CUONG 06) và bám sát các công thức định lượng theo bộ luật quốc tế (IMSBC, IMDG, MARPOL).

4. Phương pháp tự học và làm bài tập tính toán mớn nước hiệu quả?

Người học cần luyện tập đọc hiểu các số liệu mớn nước thực tế tại 6 vị trí của tàu, áp dụng công thức hiệu chỉnh khoảng cách từ vị trí thước đọc đến đường thủy trực mũi/lái ($d_1, d_2, d_0$), tính toán độ lệch trim và tra cứu chính xác bảng thủy tĩnh (Hydrostatic Table) tương ứng với từng trạng thái tỷ trọng nước cảng.

5. Giáo trình có tài liệu bổ trợ và phụ lục nào đi kèm?

Phần phụ lục của giáo trình cung cấp hệ thống bài tập thực hành lớn về tính toán mớn nước tàu M/V NORD DRACO, bài toán tính thể tích dỡ dầu tàu M/V GREAT PRINCESS, cùng biểu mẫu chứng thư giám định khối lượng (Survey Report on Quantity) và hướng dẫn lập sơ đồ chất xếp hàng hóa chi tiết.

Kết luận

Giáo trình Hàng hoá vận tải biển 2 là tài liệu học thuật nghiệp vụ hoàn chỉnh cho nghề Điều khiển tàu biển trình độ Cao đẳng. Giá trị cốt lõi của tài liệu thể hiện ở việc hệ thống hóa các tiêu chuẩn an toàn quốc tế (SOLAS-74, MARPOL 73/78, IMSBC Code, IMDG Code) và chuyển hóa thành các kỹ năng thao tác cụ thể trong công tác chất xếp, bảo quản và giám định khối lượng hàng hóa trên biển.

Lộ trình học tập đề xuất:
[Lý thuyết phân loại & Tính chất hàng]
[Tiêu chuẩn Ổn định & Pháp lý Quốc tế]
[Kỹ thuật Chuẩn bị hầm két & Làm hàng an toàn]
[Thực hành Tính toán Giám định (Draft & Ullage Survey)]

Để hoàn thiện khối kiến thức của mô đun, người học cần kết hợp nghiên cứu các tài liệu tham khảo bổ trợ gồm: sổ tay tính toán ổn định tàu (Trim & Stability Calculation Booklet), bảng dung tích két hàng (Tank Calibration Table), bảng thủy tĩnh (Hydrostatic Table) và các phụ bản sửa đổi định kỳ của Bộ luật IMDG và IMSBC Code do IMO ban hành.