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2017/7/1 | B1: DH快速重型冷作弯管技术简介

DH快速重型冷作弯管技术简介
Brief Introduction to DH Quick-Heavy-Cold-Bendpipe Technology
李胜男 / 德翰智慧科技公司 副总经理
date: 2017-07-01

前言

  金属配管广泛地使用在各类工业建设中,举凡石化工业、钢铁工业、电子工业、船舶修造等,处处可见其踪迹。以钢材质管线的配管最为常见,主要构材概分为直管、弯管、和阀门类等。直管和弯管都是由固定规格(外径、管厚等)的钢管材所构成,占据配管工作的绝大部份。直管和弯管间必须以焊接方式结合,来保证接头质量。

  配管整体成本,除管材成本外,还包含焊接人力/机具/物料/检验等等,工序复杂,相对的即为成本高昂、施工缓慢。如何降低配管成本、并有效提高配管成品的质量、缩短管线安装速度、以满足快速建厂的要求,即成为下一世代配管工程的主要改进目标。本文讨论范围大扺以石化工厂管线类为主,旁及其他各工业用管线。

关键词: 快速重型冷作弯管,快速弯管,德翰,dehan,elbow,bendpipe

 一、传统配管作业方式及优缺点

  石化工厂管线为重型管线主要特色是内压力大、管壁厚度较高、材质强度较高,加上管线内容物有其危性,故无法以牙口接管结合,必须以焊接作为结合方式。本文讨论范筹大致上以石化工厂管线类为主,其他各工业用管线,因管内压力较小,当然更可适用。

  配管工作 (piping work) 在工地施工时一般归类为安装工程。物料除了阀类 (valve, flange)、支撑 (support)外,主要就是直管 (pipe)、弯头 (elbow)二大零件类,当然保温、仪表等不在此列。随着配管的长度越长、或弯头越多,直管及弯管的消耗量就越大,焊口就越多,所需时间就越长,检验数量也越多。

1.1 配管工作的主要项次

  在配管工作上,主要的工作项目有:材料采购、管线预制(预制场或承包商工厂)、安装施工(工地安装)三大块分项工作。

      材料采购 ==> 管线预制 ==> 安装施工

  这三大项目都必须耗费许多的工期及成本进行。我们先排除特殊材质/管径的管线不予讨论,以一般可以自工程市场中常规购得的管线为例,在安装施工上,管线预制与现场安装的期望比例大约是 6:4 至 7:3 之间,依个案情形而定,也可能更低。

  管线预制工作量比例越高,表示工地现场工作量就越低,通常也表示工作就会进行的越快、越顺利。管线预制工作是在承包商的工厂内施行,工厂作业环境较为稳定,较不受天候干扰,操作工具机械较多较齐全 (例如吊车、堆高车、焊机、轮切机、矫直器等等,不一一备载),劳务工作人员利用率和生产效率也较高,也易于指挥调度。一般而言,管线预制的质量是高于现场安装的质量,也易于检视、检修,业主方和监造方也较喜欢管线预制。

  如能增加管线预制量、且提升预制质量、最好再降低成本,将对配管工程产生重大变化。

(1) 材料采购:先概分为直管 (pipe)、弯头 (elbow) 二大类。
  直管的堆置较为容易,也比较不会损坏。
  弯头材料交货时,已经是加工过了 (弯径、角度,包含管壁倒角研磨等),一般不建议堆栈置放,以免损伤,故通常需要比较大的堆置空间及仓储,在大型案件施行时,弯头零件通常都会堆置的满坑满谷的。弯头交货顺序若不能妥善安排,也会造成后续工作 (预制或现场) 的延宕。
(见图1-1)

(2) 管线预制:
  先不计入包含阀类或法兰类的预制。预制时必须动用许多的人力劳务予以量测、切割、研磨、假固定、焊接、研磨,及后段的检测,包含有 RT/PT、X-RAY 等,都是必要的工序。
  以一组「直管+弯头」的焊接为例,除运搬/假固定/研磨等工序外,还必须以人工进行环口焊,所需焊接时间依管径/壁厚而异,可能自 0.5 小时至数小时不等。 (注:管线材质略定为常见的 ASTM A106 等,以方便讨论)
(见图1-2)

(3) 安装施工:
  将各段的预制好的管线部品、及直管/弯头材料,运载至工地,予以现场组立安装。
  不同于在预制场/工厂内所进行的管线预制工作,管线零件可以藉由机具/人力加以翻来覆去,在各角度充份加工,现场的管线安装组立工作常会受限于设施的位置、角度、工作架的许可情形、天候等,而会在各个安装成品上出现很大的质量差异性。(见图1-3)
  最重要的是,有时因安装点的空间局限或角度,而使焊工无法适当地施作,致使焊接质量出现瑕痴,有时甚至无法进行检验。这除了会延迟安装工作的进行速度外,在完工后,由于管线内容物是常时流动,特别容易在些质量不佳的焊接点处出现锈蚀,而造成日后维修工作 (岁修或临时维修) 的增加,
徒增成本。此外,这些缺失极为容易促成突发性的意外事件,损伤人命及造成财物损失 (见图1-4)

 ▲图1-1:传统的弯头材料 (数量多时会堆置如山)

 
▲图1-2:传统的承包商工厂内管线预制 (仍大量依靠专业焊工)

 
▲图1-3:传统工地弯头配管安装时所用假固定工法(完工后焊道常有内在缺陷及残余应力)

▲图1-4:对照:传统工地破管抢修止漏(左图)与焊道旁管线母材穿孔泄漏(右图)

1.2 配管工作各分项目的缺失

  在配管工作施行上,各主要分项目仍有以下缺失可供讨论:

(1)  材料采购:除阀类外,主要采购有直管、弯头二大类。
(i)  直管与弯头要分开采购:
  由于直管大多向盘商处下单采购,而弯头则须要向加工商处采购。多样不同的采购,会衍生很多管理成本与困扰。

(ii)  弯头采购取得 (交期) 较慢:
  直管属于物资类材料,一般常规品在有库存时可以随时采购得到。弯头则是加工商由直管再进行弯头加工而成,除材料采购运搬外,加工过程中除必要的处理时间外,仍必须视加工线的生产排程而定,若急需且无库存或非常规品则有插单需求,颇费事;弯头需求量少又规格特殊时,更是麻烦;此外有更换加工模具组等工序。在预制或安装施工过程中,若有弯头缺少(尤其是特规品),则会发生待工或以他品权替的情形。

(iii)  弯头交货须清点,堆置须空间,也须分类便于捡取:
  弯头材料毕竟是金属,重量较重,大尺寸弯头常是人工无法轻易搬取,有时须机具配合。弯头材料价格比较娇贵,小尺寸弯头容易为有心工人或外人携出遗失,仓管必须注意,否则会造成后续工作(预制或现场)的延宕。

(2) 管线预制:以在承包商工厂内进行的「直管+弯头」焊接为例
(i)  焊接工作须以人工劳务进行:
  重型配管 (恕以石化厂等级之工业配管为例讨论) 由于管线内的流动液体或气体皆是以高压存在,管线内压力很大,无法以简单的螺牙套管进行结合,一般都是以焊接方式结合。工业配管在正常操作上具有一定的危险性及风险存在,所以配管焊接工作格外受到注意,焊工必须是受过特别培训的;而较重要的管线焊接的焊工常必须是有经验的师傅级焊工才能适用,人工成本并不低廉。使用人工,相应的,必须有劳健保、意外险、工安措施费用等必要的支出。(见图1-2)
  此外,遇有特殊材质的管线焊接 (例如TI管、合金钢管…等),还必须有特殊培训合格的专业焊工配合,或另外委外进行,成本更高。

(ii)  焊接工作须有焊条:
  焊接工作除母材外,必然须有焊条的需求,焊条成本必定存在。焊条使用上,人工领料、保温、零料耗损也必然会造成成本增高。特殊材质的焊条,成本更高。

(iii)  焊接工作须耗时进行:
  配管焊接耗时,一般以焊道长度及焊厚、焊层数相关,越多则耗时越高。除非利用自动焊接机具进行,否则必和人工成本相关。而在重型配管上,皆是以人工焊接进行,无可避免,人工成本较高,工期较长。
(见图1-5)

 
▲图1-5:传统的预制施工,必须使用大量的专业焊工

(iv)  焊接工作的进行须有足够土地或空间:
  人工焊接不可能是瞬时完成的,必须长时间进行。管件料铺地进行,承商工厂需有土地 (露天进行) 或厂房空间 (室内进行),才能满足。若土地/空间不足,则必须加班/轮班进行,成本增高、工期拉长、质量则会有下降。
(见图1-6)


▲图1-6:传统预制施工,须使用大量的厂房或空地堆置

(v)  焊接工作的成果必须被检验:
  工业配管焊接是一项重要工作,除了承包商自检外,业主或上包商常须派驻厂监工及检验人力,也必须有外包第三方检验单位进行 PT/RT 等检验程序,以防止不当的施工质量,致日后工厂操作时衍生意外,其至重大事故,责任不轻。这些必要程序都会增加成本、拉长工期的。(见图1-7)
 


▲图1-7:传统预制施工须使用大量的X-RAY检验程序

(3)  安装施工:将预制部品、及直管/弯头材料,运载至工地,予以现场组立安装。
(i)  须使用大量焊接工作:
  大致上的工地安装都与包商工厂预制差不多,只是工作地点是在工地现而已,当然也会因地衍生不一样的措施。工地焊接量的多寡,是与管线所需接合点多寡成正比,接合点越少,则焊接量越少,成本就可以降低、工期就可以缩短,当然质量就越高 (这是以工厂预制质量优于工地安装为例相比)。

(ii)  工地焊接质量会受到空间局限或角度影响:
  毕竟工地焊接必须以人工进行,焊工进行工作时会受到工作空间、人类肢体、焊接工具的多重限制。当角度不佳、空间拥挤时,焊工焊接的质量就必然受到影响而降低,其完成工期必然相应拉长,成本会相应增加 (见图1-8)。这点在船舶船舱内施作的配管工作或维修工作,更是明显。



▲图1-8:管线焊接质量容易受制于狭窄空间、工作环境

 二、新式「快速重型冷作弯管」技术配管方式及优缺点

  如上述的传统工业配管,仍有其缺失存在。新进开发出来的「快速重型冷作弯管」技术 (以下简称”快速弯管”) 即是用来改善传统配管方式,以降低成本、缩短工期、提升质量。

2.1 快速重型冷作弯管技术的作业原理及方式

  拜现代科技的进步,现代的工业配管图件都已数字化 (指 AutoCAD 制图、或其他软件制图,如台湾常见的 PDMS/PDS 等),具体的转出为 ISO 图面也可以轻易为其他厂商协同人员所阅读。这是展现在设计制图端的现代化,大量降低人力,且提升设计/制造图面质量。

  但在实际的施工端,包含承包商工厂预制和工地安装的实作段落上,并没有大步的进步,仍停留在大量人力的使用上 (包含专业焊工及其他辅助人力)。

  「快速重型冷作弯管」技术的发展,就是用来改善旧式配管工作方法以节省人力及各式成本。
  快速重型冷作弯管技术的作业原理,主要是利用精密度的大型油压加工机台 (见图2-1),将直管材料直接冷作弯曲成特定角度的弯头,且弯头部位仍是与前后直管相连接 (可视需求而加以裁切加工)。一段直管可被加工作业成包含数个弯头和直管的连续组成 (见图2-2)。新开发出快速重型冷作弯管技术,机器设备有 CNC 弯管机、NC 弯管机。采专业客制化制造,可达专营工业级配管长径弯头 R/D=1.5 倍率的弯管加工技术。



▲图2-1:快速重型冷作弯管CNC工作机台



▲图2-2:快速重型冷作弯管,成品例(连续弯头)

  原本这种冷作弯管是用来弯曲一些小直径的薄管,由于现代的加工机具已渐渐大型化,也使得适用的弯管外径更大、管壁更厚。目前只表列到 5”Φ 管径,不久即可到达 10”~12”Φ 管径的适用 (见图2-3)。产品应用于石化厂与科技产业之工业管线冷弯重型加工 (碳钢管、不锈钢管、合金钢管…等加工弯制)。钢管适用尺寸口径从 0.5”~5”Φ,以及弯管能力从 5S 至 XXS 等级均为加工技术处理范围。


▲图2-3:快速弯管,厚度适用表 (1/2”至5”管等级)

  在快速弯管作业上,最为紧要的是部份成品在弯管段之真圆度及减薄率 (见图2-4)。实际冷作施作执行下的数据都不逊于采购的弯头要求。


▲图2-4:快速弯管,真圆度及减薄率

  传统弯头的制作,除了大尺寸外径的弯头有采用拼接焊 (俗称虾仔管) 的方式外,主要是加热处理弯头方式 (高周波加热),也有采用冷作模具挤压的处理方式,端视管线材质及管径厚度而定。

  一般在管线设计方面最为顾忌的是经快速弯管的管线中的应力残余问题。其实在传统配管工艺上,除了弯头材料在加工厂处理时即已留下残留应力外,进行直管与弯头的环口焊接高温接合所造成的应力残留,更是巨大,并不会小于该应力残留;而焊接所留下的对管线管体的损伤更大 (见图1-3、图1-4),日后运转在维护维修上所残留的问题更多,隐患更多。

  我们公司的快速弯管技术是采用大型加工机具进行冷弯处理,精密度高。藉由大功率弯机、高精度且复杂的直径模、导模、夹模、及通蕊等组件部品,在可调速的时间数字控制下,可以几近完美地弯制出无需焊接的弯管。在数字化的控制加工下,快速弯管还可以弯出各种角度的组合,是传统弯头配管所不能及。 (见图2-5)


▲图2-5:快速弯管,厚管能力及多种角度示意(2”_160S_SS304)

  目前一般的配管,也有采用冷作弯管的型式,但多数都是弯径 3DR 的弯管 (俗称大弯)。这是因为以前的加工机台技术上仍有不足之处,只能弯出大弯径的弯管,这会在配管空间上形成很大的影响。

  在石化工厂的配管上,由于技术需求及空间要求,弯头大多是弯径 1.5DR (俗称长径弯头),因此传统工具机台冷作弯管都不适用,只能采用弯头焊接。我们的快速弯管技术利用了最新的大型加工机台,可以作到小弯径 1.5DR 的直接弯管,最小则可以到达弯径 1DR (俗称短径弯头) (皆需视材质、管尺寸而定。机台是机器,但不是万能的),可以满足石化工厂的需求。

2.2 快速重型冷作弯管技术的优点

  一个新技术的出现,必代表旧技术的某一些已存在的缺点可以被改进、或精简化、或提升质量。快速重型冷作弯管技术有以下的优点:

(1)  快速弯管可以节省加工时间:
  传统工业配管「直管+弯头」接合都是使用专业焊工予以环口焊接结合,焊合时间随管径、壁厚、管材质而异。例如以常见的 ASTM A106 的 2”Φ sch.40 管为例,一口环焊约需要 0.5 至 1.0 小时,包含专业焊工及辅助人工。另有搬运、假固定、管材研磨修整、焊道研磨修整等时间耗费。另外,还须再加上各式检验所需时间等 (依承包要求而定)。若要使弯头两端各与直管相接合,则需花费二倍时间。(见图2-6)
  新式的快速重型冷作弯管加工,只要直管管材一上加工机台,以 ASTM A106 的 2”Φ sch.40 管为例,一个弯管(指弯头连着两端的直管) 几乎可在 10 至 30 秒内完成。完成弯管加工过程,完全由程序数字控制,精准不会错位。
  这个优点几乎就是新式的「快速重型冷作弯管」技术的所有优点缩影及代表。其他优点,我们往下续说。


图2-6:传统配管焊接与快速冷作弯管实作情形比较(同为4” 40s cs pipe)

(2)  快速弯管可以节省传统弯头的采购,节省成本:  
  传统工业配管「弯头」必须另外采购,由于弯头较直管更贵,会增加成本。而且弯头零件的采购交货时程,明显的会比直管采购更久。
  快速重型冷作弯管加工技术直接采用既有的直管管材,进行弯管加工,可以明显省下不少的弯头成本。而使用直管直接加工弯成弯管,也可以降低直管材料的零料耗损,效益明显,采购交货的速度也较快。这些快速弯管的材质与直管的材质是一样的,不会有材质错接的错误产生。使用精密机台加工,弯管不论是 90°、45°、或其他特殊角度的弯头,都可以直接数字化精密加工,不必再将弯头予以二次裁切加工,节省成本、缩短工期、提升质量。
  快速弯管可以一直管管材制作成连续弯头_节省加工时间及材料。传统工业配管固定「直管-弯头-直管-弯头」的类似搭配方式,注定了每一弯头必须有两端的环口焊道,也注定会浪费较多的工期,也增加成本。
  新式的快速重型冷作弯管加工,可用一直管管材在加工机台上,连续弯管成数个「直管+弯管」型式;当然这会受限于机台大小、弯折限制及采购的直管管材长度等。标准的工业配管,尤其是多管组成的管排,在线型上转弯多是以「先上弯,再转弯」的类似方式进行转弯,所以路径上必须有多个连续弯头。快速重型冷作弯管加工技术可以制作所须的连续弯头,每一个弯管处即省下二个环口焊接,效益明显。
(见图2-7)


▲图2-7:快速弯管,此一连续弯管可节省8道环焊(图左),各式角度弯管(图右)

(3)  快速弯管的连续弯头可以错开不易焊接的接点,可以提升质量:
  传统工业配管固定「直管-弯头-直管-弯头」的零件搭配方式,在运至工地安装时,许多工地接点可能会位在空间受限的地点,整体质量会较为不佳。
  快速重型冷作弯管加工,可用使用连续弯管的方式,尽力将未来工地安装时不易焊接的地点错开,可以提升质量。也因为连续弯管的技术,降低工地安装的环焊接口数,也使整体施工成本降低、缩短工期。这个特性尤其适用于极度狭窄空间,如船舶船舱等不易烧焊处所。

(4)  快速弯管预制工作可以24小时进行加工:
  传统工业配管预制毕竟限于人类体能、家庭生活、场地照明、天候限制、劳动法令限制,工作时间性有其限度与限制。
  快速重型冷作弯管加工,采用现代高科技的精密加工机台,只要供给电能,用极少数的人力即可进行长时间的加工作业,理论上可以 24 小时作业 (当然,再好的机器仍须休息保养),节省工期,相应节省成本。这点在现今台湾产业界人力短缺,尤其是在必须采用专业焊工师傅的工业配管业更是明显,快速弯管加工可以利用最精简的人力进行预制作业,效益明显。

(5)  快速弯管预制工作可完全在工厂室内进行加工:
  传统工业配管预制毕竟限于承包商的作业场所厂房有限,必须部份采用室外露天作业 (预制场),也受部份天候影响 (焊接工作易受下雨影响),质量较易有差异。
  快速重型冷作弯管加工,采用高科技的精密加工机台,几乎可以完全在厂房内作业,即使雨季仍可施作,质量稳定度高,产出质量的稳定性不会因长时间连续工作的原因而降低。

(6)  快速弯管预制成品,质量稳定:
  传统工业配管预制毕竟使用人工操作,成品会受限于承包商的专业焊工素质。成品质量可能会因焊工专业培训程度不同而有差异,再者,承包商可能因赶工、工人流动、甚至工人抗争、劳资纠纷等因素,而被迫进行临时调工/派遣、生手上线当老手用、外包/再转包作业等,而影响质量及交期。
  快速重型冷作弯管加工,采用现代高科技的精密加工机台,几乎成品质量可以完全相同,这是机械生产的特性,虽尚无法达到关灯生产的最高境界,但与传统生产方式相比,已是大大进步了,相距已是不可以里计。

(7)  快速弯管预制,使用极少人力,可以更专业培训,质量稳定:
  传统工业配管预制必须使用大量人工操作,工作人员体力负荷大、人员流动量大,承包商必须不断的招募、训练焊工,易有质量差异。
  快速重型冷作弯管加工,采用现代高科技的精密加工机台,使用人力几乎降到最低。而这种高精密加工机台必须使用经专业培训过的人员操作,因人数少,容易集中培训。且工作处所为厂房室内工作,人员稳定、流动性较低,质量容易把关,技术更容易积累。

(8)  快速弯管预制,集中作业,于厂房内机台附近其他机具齐全,作业益更高:
  传统工业配管是人力集中的产业,即使在工厂预制,也都必须在大片土地/空间中加以展开,虽使用机具 (如吊具、堆高机等),效益较难展开。
  快速重型冷作弯管加工,主要作业都集中在加工机台附近,加上就近使用其他机具辅助,效率明显。现代工厂管理都讲究尽力机器化,以降低人力、提高效能,成本降低,这与快速重型冷作弯管加工技术十分契合。
  传统工业配管预制仍是必须在「直管-弯管」接点使用焊接结合,其实焊接处才是整条管线最弱点。
  快速重型冷作弯管加工,直接将直管管材弯成弯管或连续弯管,不使用焊接,可以确保成品质量。当然,这倒也不是说快速弯管加工就不必要使用焊接,而是可以使焊接工量降到最低,提升质量。
(见图2-8)


▲图2-8:快速弯管,弯管内壁光滑流畅(4”_40s与2”_80s CS PIPE),无焊道焊缝

(9)  快速弯管预制,质量更好,检验更少、更省:
  传统工业配管的预制,使用大量焊接,成品仍是需要进行检验,以确保质量达标。
  快速重型冷作弯管加工,在弯头和直管接口并无焊接 (管线中的焊接处为最脆弱的点),无进行焊接检验之必要。快速弯管虽是机械化生产,但仍会有因人员的操作不当,而造成不良,例如弯管折皱等,多数的检验以目视、触感即可查验。这个优点也影响到未来工地安装时的检验,因为快速管的焊接点较少,工地安装检验的量也会较少。

(10)  快速弯管预制,可将工地安装的接点安排在直管段,而错开弯头接头:
  传统工业配管的工地安装,大致上会将焊接口安排在「直管-弯头」的接点,以降低环焊口量。这个环焊口其实是整修管线中最弱的接口点。(参考图1-4)
  快速重型冷作弯管加工,直接将直管作成弯管、或连续弯管。由于原始的直管管材有一定的长度,在弯管加工后会有剩余的直管段,可尽量利用,避免材料的浪费。其次,「直管-直管」的接点环焊总是比「直管-弯头」的接点环焊来的轻松,质量也比较好。但这个优点必须在设计/制造图中加以改善相辅,才能真正达到经济效益。
(见图2-9)


▲图2-9:冷作弯管依立体ISO图加工(一体成型)

(11)  快速弯管,在弯头处的流体流动性能较佳:
  传统配管在「直管-弯头」处会有环口焊接,而这些环口焊接常是管线中流动的最大阻碍点。(参考图1-4)
  快速重型冷作弯管加工,直管弯管间并无环口焊接,自「直管-弯管-直管」中的管线内壁光滑无焊道,会使管线弯头中流量的阻碍降到最低,有助于业主工厂生产制程效率。

其次,快速弯管,在弯头处的维护维修量较低:
  传统配管在「直管-弯头」处会有环口焊接,而这些环口焊接常是业主工厂日后运转中最易锈蚀、裂缝、造成操作工安事故的点。(见图1-4)
  快速重型冷作弯管加工,直管弯管间并无环口焊接,不易有锈蚀、裂缝之情形,可以减少操作工安事故的发生率,降低业主工厂的人员/财产/停俥之损失隐忧,也会减少岁修支出。
(见图2-10)


▲图2-10:直管弯管间并无环口焊接工序(1.25”_160s_CS PIPE)

(12)  快速弯管,在数字化控制下,同尺寸规格弯管可进行大量高精度复制:
  传统配管必须一个一个由人工予以焊接给合,耗时费工,精度也差。
  快速弯管藉由大型机台、数字控制,在相同规格下可大量进行复制 (copy),快速、且精度高。
(见图2-11)


▲图2-11:快速弯管,可快速、大量、高精度复制

2.3 快速重型冷作弯管技术的缺点

  说了这么多快速重型冷作弯管技术的优点,无法避免的,也会有些缺点。事实上,这些都是产业投入,谈不上是缺点,而且日后都会变成运转资本。

(1) 快速弯管必须耗资购置精密加工机台:
  工欲善其事,必先利其器。没有高科技的精密加工机台,快速重型冷作弯管技术即无法施行。这些精密加工机台的价格都不低,动辄几千万,生产者必须先期投入巨资。
(见图3-1)

(2) 快速弯管必须培训加工机台的专业操作人员:
  初步是藉由加工机台厂家的专业培训,建立基本的操作能力。其次,再经由厂内实际的操作,磨练操作人员的经验、及准确度。不可讳言,这是必须的消耗成本。但拜高科技之赐,我们已能大量地节省操作人员的培训时间及成本。
  训练扎实的操作人员除了对成品质量有保障外,也能降低残次品的比率,毕竟再精密的机器也是要人去操作的。
(见图2-12)


▲图2-12:弯管良品(图左),操作不良时会产生残次品/管壁皱褶(图右)

(3) 快速弯管机台的耗材相当贵:
  快速弯管所适用于重型工业管线而使用的大型机台,因功率较大,对机件的耗损也大。这些耗材价格不斐,动辄数十万元,也是必要维护成本。
(见图2-13)


▲图2-13:快速弯管机台夹具耗品

(4) 快速弯管必须建立独特性的技术 Know-How:
  身处剧烈变化的现代产业竞争,有机台、人员,也不是仅依靠厂家机台手册就可以生存,独特的技术 Know-How 才是永续经营的眉角。除了以机具、人员作入门坎外,还需要有深厚技术以垫高竞争门坎。这段比较深,以后再来谈吧。

(5) 有些特规管材,仍是须业主或上包供料:
  由于快速弯管是属于加工的一环,财力有限,采购线也有受限,所以有些特规的直管管材 (材质或管径等),仍是须业主或上包供料,才能予以弯管加工。这个部份的加工营运模式就像是俗称的「来料加工」。部份材质特殊管线交货期长、或必须向国外采购者,也不适宜。

(6) 有些特规管材,无法被快速弯管加工:
  快速弯管是使用大型机台加工,但机台能量及适配模具毕竟有其限度,无法提供全面性的弯管加工。例如:
 (i) 目前最大加工管线尺寸是 5”~6”Φ,超过了,就只能用传统的弯头环焊方式了。我们正朝向 10”~12”Φ 弯管加工机台的开发,未来会逐步克服;但明显地不会全面提供所有管径加工,毕竟市场会说话决定。
 (ii) 部份的特厚管,也无法弯管加工。
 (iii) 部份材质特殊管线,也无法弯管加工。

(7) 快速弯管,也受限于管材长度:
  直管管材一般有其长度限度 (例如:6米),意思是在弯管加工后,"直管+弯管" 的总长也不是可以无限延伸的,仍必须有环焊接合的必要性。优良的制造设计是将管长充份利用完毕,尽量不浪费。
(见图2-14)


▲图2-14:使用于液化石油气LPG系统 4”_40S_CS PIPE 冷作弯管配管
(上图为管线Tie-in旧管处,下图为地下管管线修改为地上管)

三、结论

  其实一般型的冷作弯管技术早已存在多年,一般都是小尺寸管径、薄管壁的冷作弯管,广泛应用于各产业。例如:土木建筑行业的栏杆弯管(常见为不锈钢管、1.25” 至 3”Φ 居多)、电子业的排热弯管(如电子部品排热铜管,约1/16”、1/8”Φ不等)、汽机车的排热管等,可见冷作弯管已是一项可靠的技术。

  拜数字科技进步之赐,及先进的高精密加工机台之助,德翰公司发展出来的快速重型冷作弯管技术,将前述技术更进一步提升至更大管径 (目前为 5”~6”Φ 机台,10”~12”Φ 管径的机台已开发完成),应用面则以管内压大的工业用管为主,尤其是石化业管线。(见图3-1)

  石化业是一个技术密集、资金密集的工业建设,有一定的风险存在,产品广泛应用在各个相关行业。现在新发展出来的快速重型冷作弯管技术,在管线工程上,确实能够降低成本、缩短工期、提升质量、减少检验,甚至可以降低运转后的维修维护频率和费用、及岁修费用。

  时代不断前进,环境也不断改变。业主需求更是不断提高,价格不断的削减,工期不断的被压缩,工作安全不断的被要求提高。传统配管工程却必须使用大量人工、大量零件、大量时间制作,渐渐赶不上时代了。近年来台湾社会的劳动法令也有了变化,一例一休或许未来又有可能变形成另一种更严峻的情势,产业更应该体认到未来的挑战;而科技日新月异,带来了数字化、精密化、机械化的生产方式与新的商业模式。

  「快速重型冷作弯管」技术正足以满足当前的时代需求。


▲图3-1:冷作弯管 CNC 加工机台(前后侧)


我们提供服务领域:

【专业技术服务项目】:提供冷弯弯管加工领域范围
 1. 建厂项目配管工程承包施工。
 2. 立体图面指定弯管弯制代工。
 3. 提供非焊接型弯管弯头管件。
 4. 其他附加价值。

【冷弯弯管技术优势】:业主端成本降低与管线质量提升
 1. 无须花费采购弯头的购买物料直接成本。…(cost down)
 2. 节省对于弯头焊道非破坏检测施工费用。…(cost down)
 3. 降低现场动火程序相关人事物综合成本。…(cost down)
 4. 减少管线与弯头材质误用之虞虑。…(材料质量控制)
 5. 省略弯头焊接热应力影响。…(减少焊接热应力数量)
 6. 减少弯头处全渗透焊道对于流体扰动阻挡!…(无管内焊道抗阻)
 7. 使用于高速流体低阻力流体物质。…(输送更加顺畅)

    我们秉持着『专业技术、服务至上、质量导向』朝着永续经营的理念迈进。
人才与经验是工程的支柱,我们累积了四十余年的丰富配管经验及工程实绩,所有人员均经过专业之培训。藉由不断的学习以及经验上的累积,提供您最专业、最完善及最有效率的服务质量,祈盼各界好友的支持及指教。

产品洽询及委制:

  公司:颍璋工程兴业有限公司 (统编:89302767)
  地址:高雄市林园区文贤南路226巷3-1号
  电话:(+886) 07- 642 2576 / (+886) 0932-792-307 余韦庆/总经理
  传真:(+886) 07- 643 6184
  e-mail:
a89302767y@gmail.com 


档案下载:

 DH 快速重型冷作弯管技术简介 - PDF (繁中版)、(简中版) (upd@ 2017-07-02)


后记:(upd.@ 2017-07-03)

(1) 这个时代,不是有工作,工人就会请的到;没订单,工人更是会养不住。对于辛苦的工作(例如俗称 3D 工作: Dirty, Dangerous, Difficult 肮脏、危险、辛苦),很多年轻人还是有排斥感,教不了、骂不得、到职日隔天=离职日的情形并非罕见。这让我们在工地里仍能看到很多中壮年背影,这是经营者心中的痛。市场委缩和同业削价竞争与日俱增,也让经营压力加大。
(2) 很多企业发展无人工厂并非无因。配管工作是传统产业,可能作不到关灯工厂的伟大境界,但要作到半自动化,还是可能的。中小企业都是胝手胼足、步步为营的磨练成长,许多的企业能成功存活,甚至转型茁壮,”一定要”搭上「时代列车」:信息化、机械化、全球化、、、好多方面。搭不上,只能任由时代巨轮残忍的辗压。
(3) 借助产业机械化、自动化,来降低人工的使用,同时也更能提高成品质量。传统配管的弯头环口焊接是必要之恶,石化工业配管在高温焊接所留下的缺失(料/工/检)、残余应力、危险隐患等等,在以前机械不够发达的年代,只能”容忍”,无法”克服”。在工厂运转维护的经验中,管线破裂/破损多是发生在焊道处,尤其是弯头环焊处最常见(先不考虑法兰零件处)。现在我们使用了高精密度的大型 CNC加工机台,可以使配管工作进入半自动化的新时代,人力使用可以降低 30~50%,但弯管品质更好、配管工期更短。以机械取代大量的人力,是不可抗拒的趋势,尤其是大量劳务的传统产业,这是我们摆脱 "低价值生产链" 的一个开始。
(4) 配管工程是辛苦行业,经验累积很缓慢,学费很重、很辛苦。在建璋/颍璋公司看到父子二代扎实经营的经验传承,40 年的积累工作,风风雨雨的走过来。"经验传承" 四个字,写起来容易,说起来有难度,真正要做起来更是辛苦事。遇到执行疑惑处,能坐下来面对面讨论一些工作难点,对现代人而言并不容易。老人的智慧并不是单一方面的,而是真正多角度的考虑。珍贵!
 
▲照片:父子讨论单
 
 

 

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  email: service@dehantech.com

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