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2022年國家發明獎參賽資料--如何在零預算下，創造巨大量綠電

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

前言

在21世紀初葉，讓我們能有幸看見台灣在推行永續能源(綠能發電)上的努力。眾多綠能發電項目當中，最為可行的、也是最普及的項目，當推風力發電（與本文無關，略去不談）和太陽能發電二者。

在過去十年間，政府動用了綠能躉購政策，用以獎勵及推廣民間建立綠能發電量能。但演變至今，有些卻成為有心人士追求高額利潤的管道。與農爭地、與漁爭地的情事，不日上演，甚至到了動用不法手段相互爭奪的地步，形成政府、農業、環境、社會的多輸層面。

太陽能發電由於能源密度低，必須使用大量的土地，以舖設太陽能板。大量的土地需求意味著開始與環境的爭奪，農地的悲歌也因此揭幕(在此不再贅述。有興趣者請自去搜讀)。

重新地，我們發現我們技術的新應用面，可以讓太陽能發電不再與農地等爭奪，也就是不再仰賴農地作為太陽能發電的載體。或許它並不具有最大的好處，而且成本也不便宜，但，在土地資源稀缺的海島國度，卻是難得之至。

我們也將新的技術參賽2022年國家發明獎，希望大眾能看到它的優點。

當台灣能用作綠電的土地，都將用盡時，我們的技術才派得上場？

我們的目標：如何在"零預算"的情況下，創造出一個巨大量的綠電。

下載：TWI-669901參賽資料(2022.07)

2020-04-14 德翰科技公司夥伴：潁璋實業公司-成功切入工業彎管領域

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

德翰科技公司夥伴：潁璋實業公司成功切入工業彎管領域

2020-04-14

　　德翰公司專長於工程技術領域，並自2017年起擁有中華民國 M535589 號專利（彎管）。該技術主要專攻重型工業配管工程（非輕型配管市場），並擁有：低建設成本、低維護成本、高安全性、高耐久性、易檢驗、更快速工期等優點，且熟客戶端可以遠程異地下單製作及更快速取件別優勢。

　　位於高雄市林園區的潁璋公司是德翰公司的忠實合作夥伴，專攻工業配管工程。

　　潁璋公司獲有德翰科技公司 TW M535589 、CN206723682 專利技術使用授權、及其他專利之授權，應用台灣本土製造的最大型彎管自動加工機台彎製，配合同集團內之專業工程配管施工。藉此，歷經二年努力，已成功進入石化、鋼鐵、機械、能源、造船、軍工等各相關需求領域，能滿足這些領域中的各大型公司使用需求及品質要求。

（工程圖片--陸續上傳... )

▲石化工業案例

▲離岸風力發電工程案例

▲造船工業案例

▲彎管品質第三方檢測案例

▲潁璋公司 - 3D彎管適用範圍

　　潁璋公司主要承攬項目：單彎管、多彎管、3D彎管之彎製，重型配管管徑範圍為 5"/6" 以下管件。管材等級 sch.10 - sch.160 各等級。管材也可由客戶端供料 (特殊管材必須客戶供料)。管線材質為碳鋼、不鏽鋼、銅、鋁，及高階的鈦、銅鎳等合金鋼管 (不含鍍鋅管等coating pipe)。同集團內其他公司可配合工地安裝配管施工、設備安裝，也可以提供一條龍服務。

技術諮詢：

潁璋實業有限公司

. addr: 高雄市林園區文賢南路226巷3-1號

. email: a89302767y@gmail.com

. facebook: 潁璋公司FB粉絲頁

資料下載：

1. 中華民國M535589號專利－專利證書 PDF。

2. 中華民國M535589號專利－專利說明書PDF。

3. 中華民國M535589號專利－專利技術報告PDF。

4. 快速重型冷作彎管-技術介紹(潁璋工程興業公司)_2018-09 ... (下載)
5. 快速重型冷作彎管-商品目錄(潁璋工程興業公司)_2018-09 ... (下載)

說明：

本文之快速重型彎管是指工業用的重型彎管，普遍應用於石化工業管線工程，也適用於船舶配管(如銅鎳管等)、鋼鐵機械業的油壓管線等。一般適用性質是厚管、可承受巨大內壓力；並非一般的家用彎管(如消防管或配水管類、或建築用扶手欄杆類)。目前潁璋公司可產製之管徑自1/2吋至6吋(統計至2021/4)，適用管徑尚在擴大之中。(Update:2021-04-24)
冷作彎管最大特色是｢彎頭無接縫｣，即是彎頭部位(elbow)兩端無環口焊縫，而是與直管部份直接結合(其實是一體，而非結合)，故不受ASME B16.9等規範之供貨尺寸限制(pipes無須與elbow結合)。主要檢測品項為彎曲部位之減薄率、及真圓度能否為客戶端接受。彎製時，因使用特殊的彎管機械，不會如傳統管線冷彎製時的外側部位過度拉張致使過度應力耗損。
冷作彎管｢彎頭無接縫｣在力學上，主要用來克服彎頭(elbow)和直管間的環口焊的接縫之容許應力損失(可能高達50%以上，依管材焊材之材質及焊工工藝而定)、和材質脆化問題(達攝氏數百度的高溫焊接)。但冷作彎管並非萬能，仍有一些特定材質無法適用，但可適用於大多數的管線工程。
冷作彎管因需適用的彎管機模具，造價不貲、且製作模具需時不短(無法立即實施)。如果委製彎管並非普用尺寸，或者數量無法達到量產規模，建議仍依傳統彎頭環口焊處理。特定規格之彎製，客戶端費用有直接包含模具製作之成本。美學或藝術創作作品暫無適用。
冷作彎管最大的優勢：無須再採購彎頭(elbow)、施工工期大量壓縮、品質更佳、管內流量之水頭降低耗損更小、易於維護管理、業主方長期經營風險降低。

P8 part 3 - 陽光公路計劃-簡介 (路光共生模式)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

P8 part 3 - 陽光公路計劃簡介

李勝男 / 德翰智慧科技公司副總經理、國立交通大學土木工程研究所博士生

Date: 2020-09-22

前言

　　本文僅概略性技術介紹，不涉及投資回收、規劃、設計、及工程施作、運營等細節介紹。

　　太陽光能發電(或稱光伏發電)是一種再生能源，真正興起是在這個世紀，可說個新興能源事業。先不論太陽光能發電是否在包含社會、環保、經濟等各方面能否真正滿足台灣社會所需，在認真地考慮台灣的太陽光能發電環境，最嚴重的問題仍在於｢台灣可用於太陽光能發電的土地太少｣。

　　我們在二年前(2018)揭櫫一｢陽光森林計劃｣，應用於無用途之河灘地，沒有環保疑慮。但衡量其規模量體過大，恐無法輕易實施。計劃如無實施可能，將會與廢話無異。本｢陽光公路計劃｣特將整體規模降低，特別是將個別案場規模降級100～1,000倍，以兼顧實用性及可施行性，以求循序發展。特別說明，此｢陽光公路計劃｣才真正是太陽樹技術最原始的芻形。

一、台灣土地的稀缺性、無法增長性

1.1 台灣位處於一個多數是山地和丘陵的地質環境

　　台灣位處於一個年輕的地質環境，歷經數百萬年頻繁的造山運動，形成山地與丘陵共約佔臺灣總面積2/3的情形，平原與盆地雖狹小分散且只佔臺灣地形的1/3，卻是人口稠密地區[來源：維基百科]。這環境是上天的賜與，我們似無能改變。這只是一般性常識，無須再說明。

1.2 山地和丘陵是無法創造大量的太陽光能發電環境

　　當然，極少部份位於山地的小型自主型太陽光能發電（如玉山山頂），仍是存在的，但規模太小了。讀者明白這不是本文主述重點。

　　對於現時的太陽光能發電模式而言，屋頂型太陽光能發電是依賴既有建築物的屋頂或頂層結構以供架設或舖設太陽能板，必須具有建築物已存在的先決條件，以台灣高密度的居住環境、日光遮蔽率等問題，有現實上的不能妥協，其他尚有隱私性的考量等。而地面型太陽光能發電方式，則是需要大量的土地來架設太陽能板。

　　太陽光能發電方式必須取去（或遮蔽）相當大比例的陽光量，必然的，使太陽能板下方的日照量降低甚多，特別是太陽正照的時段（例如接近中午前後，這也是固定型太陽能板架設的先天限制，以使太陽能板能儘量面對陽光，獲取最大的日照量）。這樣的方式也導致太陽能板下方的植物（草或樹木）無法接受到充足的日照量，如習知的，會影響綠色植被的生長。

　　若太陽能板設置在有坡度的山坡地上，因植被量的大量減少，勢必會造成水土保育的重大問題。這也是為何太陽能發電不適用於山坡地的原因。不幸的，多山地的台灣在發展太陽光能發電上就是有這種先天的缺陷，大大不如擁有廣大沙漠的國家。

1.3 台灣的土地無法向外擴展

　　很遺憾地，台灣又是個海島型的獨立地域，四周環海，水深頗大，也無法從周邊的海域獲得土地的擴張。土地受到使用限制又無法擴張，相應地，限制了本土太陽光能發電的發展。我想，每個生活在這裡又略具知識能力的國民應該可以理解台灣太陽光能發電的困境。

1.4 沒有土地，只能動動腦筋了

　　當然，台灣沒有天然資源，但我們仍然可以儘力利用智慧，去發展不一樣的太陽光能發電方式。創造一種「無中生有的模式」來克服既有的困境，便是本文的最大宗旨與目的。

　　這有點像以色列位居沙漠，缺水無可用以灌溉農作，這也才發展出獨特的｢滴水灌溉法｣來培育農業，反成一方農業霸主，足供我們學習。

1.5 台灣是工商型社會，用電量大，沒電可是會急死人的

　　不可否認的，台灣從日據時代末期，逐漸導入工業生產，漸次脫離了清朝以來的農業社會時代。1960年代以後，更是快速的工業化、商業化。在第三波工業革命中，又搭上了資訊工業革化的特快車，更加高速地向前衝。

　　工業社會用電量大，大家都有共識；這不是少數人說的，只要｢淘汰某一些高耗電行業，就可以大大降低用電量｣的童言童語可以解釋的。

　　商業社會用電量也很大，大家也都有共識吧；不知道的，走一趟百貨公司便能知曉，冷氣是開到：怕你沒冷到。其他商業、服務業大致上也是如此，規模大或小而已。

　　資訊社會？台積電創辦人張忠謀曾說「台積電一分鐘都不能缺電」，一語道出台積電對充足穩定供電的迫切需要。相信，言猶在耳吧。

　　2017-08-15在臺灣本島各地發生的大規模無預警停電事件，肇因於臺灣中油對台電大潭發電廠的天然氣供應管線意外停止運作，導致大潭發電廠6部機組全部跳停，進而造成全臺電力備轉容量不足，供電系統避免全面崩潰啟動保護措施而分區停電…。2017-07-29因尼莎颱風的關係導致和平電廠輸電電塔倒塌，電廠所生產的電力無法外送，台電的備轉容量及備用容量頓失132萬瓩…全台直接進入從電塔倒塌到修復歷時兩周的限電危機。 [來源：維基百科]。有個風吹草動：颱風、地震、甚至人為操作不當，都可能使台灣電力出現大缺口，而這些天災，印象中，年年都會來拜訪台灣。

　　這些只是在述說：台灣需要足夠電力，而且是穩定的足夠電力，而且是可抵抗突發災變之穩定的足夠電力。

　　補充一點：不可能借由｢主動降低大多數人民的生活需求，來逹到用電量的大量降低｣。或許，可考慮借由｢大量提高電費單價，來迫使多數人民主動節約用電｣。但，此誠非我所願。

二、利用既有公路系統的上部空間來擴張太陽能發電所需的土地

2.1 土地是台灣的稀缺資源，公路耗去相當大的土地

　　引述哲人之言：｢興建一條高速公路佔用的土地面積是全台灣的0.7%，在土地資源稀少的台灣，它的機會成本是十分可觀的。…自民國六十七年以來，政府在推動重大投資計劃前，必先進行各項備選計劃的先期評估工作。評估的重點，除技術可行性、財務可行性外，還有經濟可行性。而所謂的經濟可行性，就是從機會成本的觀點….。工程建設應考慮的第三個成本觀念是｢外部成本｣或｢社會成本｣…｣。[摘自：趙耀東著(1987)，”我們不能再等待”，第80-81頁，經濟與生活出版事業公司，天下叢書57]

　　有時候讀這些舊書，可以讓我們回顧人生旅程的點點滴滴。本文主要是要引用前文的一個數字：｢0.7%｣，相信趙氏當年的引用數據是準確的。至於後段文字，看起來反而像是結論。

　　上述高速公路是指現在的國道一號中山高速公路，稍年長之人都知道，建於六○年代十大建設之中山高速公路當時大概都是四線道為主。因社會需求遞增，今日中山高都已是擴寬至六線路以上了，即是面積又長大了50%，可達0.7%*1.5倍＝1.05%的全台灣面積。加上我們所知所用的國道2、3、4、5、6、8、10號，以及6X、7X、8X的快速道路，還有傳統的省道等，讀者大概可猜知已耗去全台灣面積之土地有多大比例，更遑論一般公路。依國人的生活需求和聲量，從來，道路都是｢越開越多｣、｢越開越寬｣的。

　　對於這些道路我們當善加利用之，或再利用之。

　　值得注意的，在台灣，土地已是稀缺資源，而且價格相對高昂；更重要是民主制度中｢私有財產制｣的法律規定對土地持有人的保護強度甚高；環境保護的爭議，也從來沒有停止過。種種限制，造成今日太陽光能發電再生能源的發展遠不如預期，未來也不可能太樂觀。

　　在此說明：舉例高速公路只是為了方便說明，本文不是要利用又寬又大的高速公路，反而是普通公路或更小的道路。

2.2 如何利用公路土地來進行太陽光能發電

　　不可否認的，公路系統的最主要目的是要使交通工具通行。除少數特例外，這些公路需要的是低於公路設置標準以下的「空間」，即所謂的道路空間。

　　各種公路的要求各有不同（例如高速公路較高，但一般公路較低），但本國大抵是以交通部頒佈之「公路橋樑設計規範」之第2.7節：2.通行實輛的淨空：｢垂直淨空至少4.6米｣為基準。如美國可能是依AASHTO規範Sect. 2.4.2 : Vertical clearance on all other highway shall be at least 14 feet over the entire roadway width …。14英呎即為4.26米，美國公路最低限高比本國約低了近0.24米。更嚴格是在州際公路上的淨高要求是16英呎（約為4.88米），本國應是4.9米淨高限制。

　　如何兼顧公路的下部空間（指0.00米～4.60米）的車輛通行需求，和上部空間（指大略4.60米～7.00米空間）的太陽光能發電需求，綜合各種因素：土地的取得或同意使用的困難度、施工的可行性和施工速度、車輛通行使用及災害防範的安全性、維護維修的可行性、工程財務成本、發電賣電的收益、甚至未來可供移除或移置的可施行性，這是基本的公路工程設計原則而己，並不是什麼大學問。

　　其他，如周邊環境影響及社會爭議影響，雖屬較模糊的議題，但仍是必要的考慮。

2.3 其他各國仍有利用公路土地進行太陽光能發電的案例，但均有極高疑慮或已失敗

　　其他各國有在公路路面更替舖設類似太陽光能發電板方式的案例，來兼顧公路通行與發電的雙重目的。但很遺憾地，或許尚未到達成熟時機，多是失敗或發電量太低而致未成功。以下訊息取自各媒體報導。

(1) 法國：

　　法國世界報《Le Monde》報導稱，諾曼第的1公里太陽能公路Wattway徹底失敗了。這條運營了還不到3年的太陽能公路曾一度被法國環境部稱讚為「史無前例」。

　　Wattway包括2,800塊光伏電池板，在前往諾曼第北部小鎮Tourouvre-au-Perch的路上，里程大約一公里。在其建築商開業時，建築集團Colas表示，太陽能電池板上覆蓋著含有矽的樹脂，其強度足以抵禦18輪車的交通堵塞。

然而，目前道路裂縫隨處可見，並且在2018年，由於磨損造成的損壞，部分道路不得不拆除。即使在最高峰時，這條路也只能產生預期能量的一半，因為工程師沒有考慮掉落在路面上的爛葉，拖拉機等。

　　2016年，建築商承諾，這條公路年產量約為150,000千瓦時，足以滿足5000戶家庭供電。相反，它在2018年的產能不到80,000千瓦時，到2019年7月不到40,000千瓦時。

　　就其本身而言，Colas承認該項目已經破產。

(2) 中國：

　　2017-12-28由中國科學家自主研發的光伏路面在濟南正式通車。據報導它的設計壽命、力學參數、路用性能等指標遠超其他國家，成為全球第一條真正的光伏「高速」公路。

　　然而，僅5天後，一段約1.85米長、10至15厘米寬的路面便遭破壞。

半年後，現場看到的卻是，長約1公里左右的試驗路段已基本被隔離墩圍擋，並設有警示牌，提醒過往司機此處正在施工謹慎駕駛，原本的光伏路面區域，有的被鋪上黃沙，有的已經露出瀝青色地面，三三兩兩的工人正在光伏路面上進行作業施工。

　　據相關媒體報導，自去年公路通車以來，其光伏電池組件屢受損壞，不得不經常性封閉維修。而損壞原因主要是重型貨車的碾壓，其次是雨水的浸蝕，電池表面的污染清理也是個大問題。這項實驗性的光伏工程目前看面臨著不小的考驗。

(3) 荷蘭：

　　2014年，位於荷蘭的一條光伏道路修建完成。這條長70米、寬2米的光伏道路只允許行人和自行車通行。按照預期，該道路年產電量9,800千瓦時，但造價不菲高達350萬歐元，幾乎不可能收回成本。

2.4 現今公路舖面太陽光能發電用的強化材料仍有缺失

　　綜合上述各國的公路舖面太陽光能發電案例說明：

(1) 都想利用公路土地：

　　主因是公路到處都存在，且擁有很大的土地面積。無須改變土地使用現狀，例如徵收民地、或變更使用用途（如變更地目）等因素，也必定是一大考慮。

(2) 都想利用公路土地的地面：

　　主因是公路的既成觀念是提供給車輛行駛的，太陽光能發電是後來的概念，尚不足以凌架於原始交通需求之上。故，充滿實驗性地，試圖將太陽光能發電功能需求附屬於交通功能需求之內，而非其上，想讓太陽光能發電功能變成交通功能的一部份。

(3) 都想保留公路土地的地面及其上的景觀：

　　公路交通的既成觀念是車輛行駛於公路路面之上，且路面上方無任何阻礙。景觀是另一種額外的福利或需求。公路上的太陽光能發電概念並不想破壞這個既成的概念。

(4) 試圖以強化材料來改變公路路面之舖面：

　　公路的基本需求：通行、快速、載重、安全等。

　　改變公路路面之舖面材料是對的觀念，但原始的公路路面，不論是剛性路面（例如鋼筋混凝土路面）、或是柔面路面（例如瀝青混凝土路面），一部份的設計概念即是用來｢抵抗磨耗｣，或說是磨耗是漸漸發生的事實，時間可能持續三年（例如AC）或更久，但一定會發生，且須加以重舖維修。

　　這磨耗維護的時間因素視路面材料而定，另一因素是車輛載重及通行頻率，有些地區有氣候上的劇烈變化，也會有影響（例如冰雪反覆融凍、或經常性大雨乾溼變化大等）。

　　以強化材料改變公路舖面，短期間內是可行的，但長期的磨耗維護還是無法免除。特別注意，一般的太陽能板設計壽期大約都約20年，這麼長的時間，只有剛性路面可以滿足（還是有磨耗發生），但現今公路舖面的多種太陽能板強化材料，仍有無法滿足之處。其次是，公路交通的車輪載重是很大的，無法以拼板組裝式的強化太陽能板材料（有點類似人行道的萬年磚拼塊組成）完成，所以壓裂或破碎反而變成常態。

　　只有荷蘭的人行及腳踏車行駛的超輕型路面可以算是滿足；但明顯的，這應該只是示範建設性質，並不是光電公路的主要目的，且光電型的超輕型路面需求太低了，價錢也太昂貴了。

　　其次，交通需求中，尚有｢快速移動｣(高速行駛)的需求項目，這也會加速上述強化光電板舖面的耗損速度，且易形成舖面破裂或破壞。

　　強化光電板舖面的破壞或碎屑片，會不會造成影響交通安全，是問題之一。

　　強化光電板舖面的回收處理也是問題之一。

三、高架型太陽光能發電設施的組成樣態

3.1 高架型太陽光能發電設施的構件分類

　　我們將太陽樹的組成，依不同技術領域分為幾個類別：

(1) 太陽能板材料：

　　太陽能板其實是太陽能發電中最嬌貴的成份（或許有一天會再大量降低成本），也是比較具有技術成份的材料。在台灣，太陽能板基本上是處於有錢、有人、有技術、有需求的狀態。

　　但時至今日，太陽能板（模組件）也只是被大量產製的材料，對EPC商而言，是被列入可以大量採購（向本土或國外採購）的物料，只是發電量比例高低及價格的差異而己；說白的，只是安裝工程而已。

(2) 電力類設施：

　　發電設施中必定具有的傳電設備設施(如電力配線、控制器、逆變器、電池等電力類設施)，只列入普通技術，本土業界都具有能力。

　　對本地的電機施工團隊而言，並未改變固有的工作型態及工作量。

(3) 鋼構建材

　　好像我們都沒有談到太陽能板的支架，對吧？是的，這些支架都只是普通的鋼結構，甚至只是使用簡易的冷軋脣型鋼(輕型鋼類。輕型槽鋼有人稱LC或CL型鋼，也有使用Z型鋼或方管型鋼等)。都只是一般的鋼構工程材料及安裝而己，與地面型太陽光能發電的鋼構差異不大，只是高度高了一些而已，故不太著墨。

(4) 土木建材

　　在「高架型太陽光電發電設施」中，利用土木工程市場中常的預力基樁建材(PC/PHC pile)，將太陽能板及支架高架至適當高度（符合法規規定）的上部空間，以供太陽光能發電之用，並留下公路路面的下部空間(0～4.6米)以供車輛通行需求之用，同時滿足兩方面的要求。

　　預力基樁是一項普及技術、本土已能大量產製、易取得、且價格相對便宜，施工技術普及且難度不高、施工速度很快、成品容易檢驗，材料強度高、製作快速且於工廠生產線上量產，特別是成品對環境的耐受力極佳（指抗酸、鹼、含塩份高的海風等）及耐久性佳（可長達50-100年），這些都是預力基樁這種建材的特殊優點。在政府及民間過去五十年來，也都大量地採購此一建材應用於各種公共工程、民用工程中，製造及使用上並無疑慮。

3.2 高架型太陽光能發電設施的基本樣式

　　以下列舉幾種陽光公路的基本樣式，以供參酌。其餘延樣式，仍須再待討論。

　　明顯的，陽光公路的太陽能板僅能遮蔽一部份的路面日照面積，並非全部。這優點是仍可保留相當寬闊的景觀視野，畢竟，公路通行設計上，駕駛人及乘客的視野胹求仍是重要的考慮點。

　　若是要更大面積的遮蔽（或近於全部），也非不可行，只是經費的增加是必然的。

　　在小型公路上建設，會更加容易，速度也快。

四、高架型太陽光能發電設施的所受外力

　　基本上，高架型太陽光能發電設施是屬於類似雜項建築物（須視法規如何定義），必然地，會承受外界之力。主要外力考慮有：

(1) 地震力：

　　台灣位於地震敏感區。理論上，在結構設計時，地震力必定被列入優先考慮。但，衡量高架型太陽光能發電設施的太陽能板、鋼構支架等元件都是輕重量的元件，在地震橫力的考慮上，倒反而不是重點。

(2) 風力：

　　同樣地，台灣也位於颱風敏感區，強烈而且頻繁的颱風勢必對面積大的太陽能板及其支撐系統形成重大威脅。是的，確實如此，風力荷載是高架型太陽光能發電設施的最大威脅。

　　太陽能板模組框架本身設計時，即是具有抵抗本地強烈風力的能力，這是無虞的。

　　鋼構支架大都是使用輕型鋼元件組成，鋼構並不是一項很貴的材料，頂多是多用點鋼材而已，不必太憂心。

　　預力基樁在結構力學上的表現才是重點。高架型太陽光能發電設施的受力上，因太陽能板面積大，致受風面積大，又因高架後的高度影響，作為垂直支撐主要元件的預力基樁必須能承受強烈大的彎曲、及橫向剪力，大概使用500～600 mm外徑的預力基樁便能適用(依狀況而定)，並無重大顧慮。

　　為了降低風力荷載對於高架型太陽光能發電設施的影響，我們也設計了多片式的支撐架，來降低風荷力，並使其鋼構能夠被模組化大量製作。尚有其他型式及組合，仍在我們的技術範圍內。

(3) 其他：

　　大抵是日常清洗維修、風損維修、交通事故維修等。但這些看來都只是正常態維修維護的措施而已。

五、為何要採用設置於公路相關土地上的高架型太陽光能發電設施

　　時代走到今日，既然要採用再生能源，以兼具太陽光電發電功能的公路而言，勢必要在我們傳統領域的公路使用上稍作一退讓，才能兼顧技術、環保、社會、成本、等等多面向的資源衝突與協調。

　　高架型太陽光能發電設施是一個新型式的結構物件，設置於公路相關的土地上，說完全不影響公路原有的使用，會顯的太過夸夸其言，但設計上仍會儘力將影響降至最低，可能是牽就台灣先天環境限制下的幾項優選方案之一。

(1) 為何要使用公路土地設置太陽光能發電設施？

　　因為台灣地狹人稠，平原土地已被大量開發使用，顯無太多空餘土地可用。

　　公路土地，除提供0～4.6米間的下方空間供車輛通行外，更上方的空間並無利用，有點可惜。

　　幾乎全線公路都有既設電力饋線，也是一優點。

　　現今趨勢，越是後面的建設，成本單價越高，大概已是常態。使用預力基樁作為主元件，費用稍高，但以台灣社會經濟環境而言，我們還花得起。

(2) 為何要使用預力基樁作為太陽光能發電設施的主要垂直支撐構件？

　　採用預力基樁作為垂直支撐元件的主要目的，著眼在於預力基樁材料：強度高、預製快、施工速度快、及對交通的妨礙少等因素。

　　預力基樁的耐久性極佳（壽期可長達50～100年），能適用大多數的地點環境（高山公路就不必談了），可能在太陽能板更替多次的情形下（例如20年設計壽期的更換頻率），仍能適用。

　　扣除規劃、設計等前置作業（此一工作量在下一標可大量被延用），建構一個100MW案場，理論上可能3～4個月即可完成施工。

　　待一案場建設完成，即可大量複製(copy)條件至其他案場。

(3) 總體規模非常大

　　使用公路土地設置高架型太陽光能發電設施，因可用的公路土地面積非常大，可形成的再生能源量體就會相當大。

(4) 建設規模及速度可依財務狀況加以調整

　　太陽光能發電設施是一分散式能源，財務狀況好時，可多量建設，差時，則少量建設。除可滿足一部份的能源需求外，也可適時調節台灣國內工程需求。

六、陽光公路可能的建設情況

在此僅列出二種情況供參酌：

(1) 土地無虞、經費無虞、自償率>1.00以上，且有巨大收益，但要直接經營

在特定的情況下，這是可達成的。

i. 土地的取得或獲得使用同意：是輕易的，甚至一紙公文即可。
ii. 建設經費的取得：是輕易的，甚至100%全貸，且極低利率。
iii. 施工：只是一般性的發包施工，並無難處。
iv. 運營：指的是太陽光電發電設施的維護維修等，一般狀態而已。
v. 收益：依現時法律規定及台灣電力公司的收購價格而定，目前是20年的收購合約，幾乎是｢暴利｣可合法圖取。如果政策不變，這絕對是地方創利的最好方法。機關執行或另立能源公司執行，皆是良策，｢巨大收益｣非難事。當然，在執行面上，仍有細膩的操作方式。

(2) 土地無虞、委託建設及經營(BOT或BO模式)、有分配巨大收益

　　當機關不想自己跳下去操作時，借由委外方式建設及營運，只作監督即可坐收｢巨大收益｣的分配，也是良策。相當於以高租金方式租給BOT商使用。

　　BOT等方式，在本國已有相當多的前例可循，並非無中生有。借由民間運營的高度彈性，以取代機關的堅持僵化，只要合約訂的好，仍是相當可行。獎勵民間投資，非難事。

　　其他運營型態，仍有空間可討論。

七、結論

簡單作幾項結論：

1. 這是一份｢自償率>1.00｣的公共建設：

以上所述方案，皆是建立在｢自償率>1.00｣的基礎上。鮮少公共建設可以有這樣高的收益。

巨大收益有助於地方政府的財政紓解及抑注，工程建設的展開則有利於提振民間景氣及降低失業率。

2. 這是一份｢政府帶頭示範｣的公共建設：

其次，在鼓勵再生能源的遠程目標上，建立政府帶頭作的示範模式，也是良策。

3. 這是一份｢可快可慢、可大可小｣的公共建設：

可視財狀況，予以適當調整。

在適當條件下，甚至可達到｢相當大規模｣的經濟量體。

4. 這是一份｢技術上無難度｣的公共建設：

明顯的，所有技術都是本土現有的。

5. 這是一份｢全球首創的創新建設｣：

這個似無須解釋。

作者聲明：

　　本文之更詳全之內容刊載於期刊，本文內容僅為摘要性質。

　　本文非經授權，禁止轉載。

資料下載：

　　本文Pdf 檔 ... 下載。（暫無下載）

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com　德翰智慧科技公司

補充說明：(問&答)

太陽樹的太陽能板基本尺寸，單支為 6X6 米、7X7 米、或自定。可單支或多支並連使用。
支撐的預力基樁間距相當大，可能長達７～９米。高架最低點約 4.3~4.6米，依條件而定。
陽光公路計劃是高架型，並不是一般的地面型、或公路舖面型，請閱覽者不要因快速閱讀而有誤解。
在結構設計計算完成時，構造物安全性便已具備完整。
本地太陽光能發電中，｢土地｣才是最昂貴的材料，取得過程是最艱困且最耗費時日的，爭議抗爭也是最令人苦惱。
其餘品項材料，則等而下之；因是公有土地，即使是遷移補償，也只是困擾排除等級而已。
由於特定原因，本文無法將所有技術點完全呈現，只能讓閱覽者自已詳細思考。必要時，可洽本公司細談。
還好，這些都是本土技術；大眾也可以就近或從報章上得知太陽光電發電的狀況與得失，應不難理解。
重申：本文沒有特定的政治傾向或環保傾向，閱覽者無須特意攻擊。
在 2018.09、2019.08 我們都發表過太陽樹相關技術，具體是以 P8 Part 1 之｢陽光森林計劃｣的河灘土地應用為主，規模巨大。今年 2020.09 本文｢陽光公路計劃｣則是以公路土地應用為主，規模相形而小，彼此應用場域不同，但原理相同。
本文技術主要在修正過往的路面舖設式的光伏公路的缺失(詳上文第2.3節)，並認真考慮本土條件、需求及問題，以求能突破困境、漸次實踐。
陽光森林計劃 ... 我們是 貪其大，陽光公路計劃 ... 我們則是 貪其小 (執行面，指特定要點)。二者有些不同，但原理是一樣，自償率>1.00 也是類似，總量規模也都可以非常大。
以目前政策而言，本計劃百分百是｢自償率>1.00｣。
地面降溫，並不是我們技術的主要目的。
抗颱風部份，建議看一下本計劃的多片模組(上文中圖片裡有)。
對於太陽樹技術，大多數的人第一眼都會看到成本增加的問題，但我們想法不同。
整體成本上，太陽能板模組所有物料中是最嬌貴的(或許日後會大降吧。此品項只有製造商及EPC商可以賺取)。在台灣，因環境獨特，有另一成本也非常貴：土地。高架所增加的建設成本將會是相對微少。這與一般建設時所顧慮的成本方式不同。可比擬的，只有類似大型建設時，動用到昂貴的「土地徵收」可與比擬，成本與取得時間皆是。實務上及理想上，陽光公路全案考慮重點是：
(1) 如何降低土地取得成本及取得時效 (即使20年長租)。
補一句：在某些特定的業主主控下，或許可以進一步考慮部份主支架第 21~100 年的使用壽命。
(2) 如何平衡社會爭議及環保，以讓有用土地得以保存或續用。(不變更土地使用用途，如地目等，農地是大宗)。
提醒：在台灣，即使是廢地或無用、受污染之土地，也可以有更好的用途,只看會不會利用而已。(現今僵化的制度是有妨礙的)。補一句：在台灣，幾乎沒有無用之地，只有不用之地。
(3) 如何無中生有，創造土地以供使用。(台灣不再可能生出多餘土地了)
(4) 如何創造售電收益。(長達20年或更久的合約。甚至在太陽能板壽期盡，重新更換新料)
(5) 如何創造綠電，特別是夏季白天的綠電。(綠電是未來趨勢)
還有很多的 ......(順序不拘)
我們正很努力的，在為台灣創造一大片「漂浮在空中的土地」；且在兼顧能源、環保、人文等多面向上。(@2021-04-12)
導入「路光共生模式」概念。(@2021-05-04)

預見地面型太陽光電發電對於台灣土地生態的嚴重威脅 - 問題與解決

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

預見地面型太陽光電發電對於台灣土地生態的嚴重威脅 - 問題與解決

Date: 2020-10-15

預見 ...

　　多年前，(台灣)德翰科技公司即已預見地面型太陽光電發電對於台灣土地生態人文的嚴重威脅及傷害。傷害的發生，只是遲與早的差別。

　　針對問題，我們也研發出一種高架型太陽光電技術，對目前看得到的相關生態問題幾乎完全都能克服。經費成本也都仍在可控制範圍內。

　　台灣土地資源極有限，不建議採用目前最常見、最低建設成本、但卻有著最高商業利益(高售電價)的地面型PV發電模式。這會讓我們及子孫都退無可退，即使它會在多年之後才開始發生。

提出問題　但不解決問題　並不會讓社會進步

　　台灣是個發達的社會，人民教育普及。這個社會並不缺發現問題的人，但能解決問題的人卻很少。

　　遺憾的是，大概是基於商業理由，許多被提出的解決方案也都是蓄意繞著｢利益｣的周邊轉啊轉的，比較像解決｢團體｣自己的問題，而不是真正大眾的問題。

自償率>1.00　很容易啊

　　我們為此，提出了最新的｢自償率>1.00｣的解決方案（台灣應該是沒有人提過）（補一句：在某些情形下，甚至不必自籌經費，但收益依舊。），也降低單一案額 100～1,000 倍，以求適力適利適性的實踐，調和及降低在政策、商業、社會、和環保之間的爭議。供各界參酌。

　　值得注意的是，這些爭議不可能會完全消失，只會力求降低到一定程度，不必太苛求（我們不是神）。

等著您 ...

　　有識者可至德翰官網、或臉書查看交流。有三種主要基本類型：河灘、海灘、公路，及其他副型。

陽光森林：http://www.dehantech.com/index.asp?le=tchinese&modle=news_detail&fid=0&pid=118

陽光公路：http://www.dehantech.com/index.asp?le=tchinese&modle=news_detail&fid=0&pid=178

德翰臉書：https://www.facebook.com/dehantech/

德翰官網：www.dehantech.com

技術諮詢：service@dehantech.com

補充說明：(問&答)

1. 這個技術和｢以核養綠｣課題，並無關連性。

台灣太陽光能發電的最核心問題

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

台灣太陽光能發電的最核心問題

台灣太陽光能發電的最核心問題 ...

　　土地

　　土地、土地

　　土地、土地、土地

　　土地、土地、土地、土地

能解決土地問題，相信９０％的問題都解決了。

人、機、物料，甚至連商業上的供給、需求、未來遠景，本地都已俱全，除了土地。

1. 補一句：屋頂發電的問題

屋頂發電其實是不錯的觀念，環保又乾淨，但仍有一些問題。能夠成熟的時機有：

(1) 屋主是具有充足的環保堅持的人。(這一點，因人數占人口比例不高，故我先予以排除)
(2) 從個人角度：當電價已高到居民無法承受之高，非得以建設光電或出租屋頂方式創造收入，以平衡電力使用支出，特別是比較窮的人家。若此一情形出現，其實，人民的生活可能都已出現問題了。
(3) 從產業角度：國家已經到達高度經濟發展的程度，所產出的產品或服務之單價已經相當高(例如：德國)。因為此時高電價的來臨，意謂著國內工業產業的生產成本已經墊到非常高的程度，非有更高單價的產出，恐無力以支應高電價的成本。否則，產業極有可能大量外移(特別是低階的產業或服務業)，往國外尋找更便宜的生產地點。或許，二十年來的台灣產業外移或可為借鑑(但，之中可能的原因眾多，恕無法以一概全)，產業空洞化非無因。
(4) 從國家的角度：是否有國安方面的考慮？
(5) 再生能源的高電價，在短期間內(10-20年)，應是會發生的，別國可為前鑑可循，我們也沒有比別人國家更好的條件或能力。不禁懷疑，台灣的人民和產業，真的到達別人的程度了嗎？可以承受衝擊嗎？

2. 從能源生產者角度：因再生能源斷續發電的空檔，電力銜接不上時(例如夜間、季節性)，怎辦？拿什麼來補？買電來補？我個人過去的看法是：｢增加燃煤電廠｣。信或不信，日後便知。

3. 很多朋友 (即使是專業人士) 都以為德翰公司太陽樹技術應用於太陽光電發電，只是一個｢將太陽光電板-結合路邊電線桿｣的低級技術。錯，預力基樁和電線桿是兩種不同的技術，即使它們是同源技術。有興趣者，請詳加研究。沒興趣的，就不勉強了。(upd: 2020-11-28)

4. 對於溼地光電：保留90%海濱溼地的功能，也能滿足太陽光電90%的需求，試試本土太陽樹技術。(upd:2020-11-28)

P8 Part.1-103 陽光森林太陽能計劃 ( 16 GW) - I ＆高屏溪3號示範區計劃 (150 MW)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

P8 Part.1-103 陽光森林太陽能計劃 (Solar Forest Project) 簡介

-- 及高屏溪3號陽光電場示範區(150MW)計劃框架簡介

前言

　　｢陽光森林計劃｣是 DH太陽樹技術依實用區域劃分的第一個子計劃 (part.1)，挑戰裝置容量 16.0 GW，發電量 204 億度/年。(參考數值：台電核三廠2010年之總發電量 153 億度/年。台電林口電廠#1&#2機組(燃媒)2017年發量118億度/年)

　　在這塊土地上，我們生活了很久，很漂亮，人也很努力。但，就是天然資源不夠豐富。DH太陽樹技術就是用來填補一些資源缺陷，基本上，根本就是為本地特別量身訂製的技術。
　　永續是人類的目標，但無須盲進，這一向也是我們努力的理念。作為長期從事的工程人而言，工程除了要花錢外（經費必須），有時可以說是｢破壞現狀｣的一種形式，所以會造成一般人的一些負面看法，但有時又不得不行，端看其後繼能否創造出更佳的效益或效用，來決定其定位。

　　｢高屏溪3號陽光電場｣示範區計劃，是我們為整個 P8 Part.1 規劃設計的一個示範區，也是第一個具體規劃的太陽能發電場計劃。｢單一案場｣之土地佔地 200 公頃、太陽能發電設置容量為 150 MW(千瓩)、經費初估約為 50～75 億台幣。此一等級也是相對風險較低的計劃，唯建設所需時間仍略高於P8 Part.２。
　　整個高屏溪主河區，包含河灘地及高灘地皆可供設置，在扣除太過於深山、難以施工的山區外，將可設立達 10～15 座相似設置容量的案場，估計共可提供PV設置容量約為 1,500～2,000 MW(千瓩)。有效日照量估 3.5 Ｈ，每年將可提供電力估計約 3.5H*365D*1,500MW = 1,916,250,000 KW-H = 19.1 億度/年。為我們的再生能源領域添一具挑戰力的新力軍。

高屏溪3號陽光電場示範區－近高屏大橋 (模擬圖，非依比例。資料取自2018簡報資料)

一、起心動念

　　不能不說這是一個奇怪的時代。

　　在2016年前後的這段時間裡，台灣社會上一直有著｢非核家園｣、｢再生能源｣(綠能領域)的發電來源爭議(我們是技術者，也是人類，雖然有個人的政治傾向，但不評論政治操作的領域)，確實讓整體社會有一些波瀾，也讓我們有重新思考的機會。台灣地區以太陽能發電、風能發電為最大潛勢。本文討論範圍是太陽能(solar power)，尤其是太陽光能發電，且主要是站在台灣地理條件與經濟條件上進行討論。

1.1 太陽光能發電的崛起及困境

　　純就技術上而言，太陽光能發電(Photovoltaics、光伏，以下簡稱PV)確實是一個可行的技術。雖然PV的能量密度極低，但取之不盡、污染低的優勢卻是傳統火核能源所遠不能及。但PV發電也非全無缺點，最大的缺點乃源自｢能量密度太低｣，致使｢必須使用大量土地｣。

　　如果本國擁有大量平坦的沙漠等無用之地(例如美國亞歷桑納州)，那倒是好辦。對於企圖想實施PV發電而言，台灣是一個人口密集、土地資源缺少的地方，一定條件以上的坡地或山區(佔全域2/3以上)都不適宜PV，有限的平原則是佈滿了居住的人民及產業工廠，實在是並非適宜地點。相關人士都將設置地點的眼光放在｢無用、受污染、地層下陷之地等｣，但畢竟這種土地有其限度，也並非毫無用途之地。又再將眼光放在｢台鹽、台糖等國營事業｣的大面積土地上，將有限的土地用於低密度的發電事業，也實非良策可言。

　　再生能源的發展上，風力能源也是重頭戲，尤其是「離岸風電」特別受到重視。台灣的特殊地理環境，夏季並沒有良好的風場，無風不能發電，有風（指颱風）也無法發電。可是，夏季中午卻是用電的最高峰，需電孔急。誰叫我們是身處亞熱帶地區，空調耗電絕對是一重大支出。這使得在夏季必須有其他更可靠的再生能源才能滿足所需，否則投資再多，夏季的需求無法減少，火核電勢必再建或甚至需要更多建。

　　太陽光能發電可能便是其中最好的選項。夏季、中午，不正好是太陽光能最強的時候，能產生的發電量最高，最能滿足台灣社會的需求。但......有沒有困境呢？土地便是。

1.2 德翰的投入點

　　傳統的PV主要有屋頂型、地面型、水面型等分類，本計劃主要是和地面型PV相關。

　　傳統地面型PV有一些問題：
　　　(1) 必須使用大量的土地，且長期的霸占它們，使他人無法進入及利用。
　　　(2) 台灣沒有那麼多的閒地或廢地可用。
　　　(3) 經常會造成環保及社會爭議（註：這裡的環保不是指PV板製造的問題）。
　　　(4) 每天只有3～4小時的發電時間。
　　　(5) 建設經費(換算入發電成本)並不便宜。
　　　(6) 其他。(有些問題還在發現、或正在出現中、或者手懶了)

　　德翰公司在過去多年來，著墨於發展｢預力基樁｣的技術及應用層面，已屆成熟。於是乎，德翰公司將預力基樁的相關技術運用於此一PV工程。

　　預力基樁雖然只是一個普遍應用的不起眼工程材料，但因地因需，反而成為不可替代的材料。於是乎，我們重新創造了一個新技術及新名詞：｢高架型太陽光電發電｣。

二、技術導入

2.1 德翰的高架型太陽光電發電的分類

　　主要是依設置地點來予以分類，目前有：
　　　(1) part.1：陽光森林計劃 (Solar Forest Project)。主要是設置於河灘地。
　　　(2) part.2：海島能源戰略 (Energy Strategy for Island)。主要是設置於海灘地。
　　　(3) part.3：其他的以後再來談。

2.2 在PV工程中主要使用的技術有：

　　以設置於河灘地的PV工程而言，有：
　　　(1) 光電板相關技術。
　　　(2) 支撐架相關技術，如土木、及鋼構。
　　　(3) 輸配電相關技術。
　　　(4) 輔助性相關技術，如管理、維護、清潔等後段工作。
　　　(5) 土地利用技術或理念。

　　PV發電行之有年，多數的技術都已存在且成熟，且於本地都能產製及施行。但於河灘地建設PV工程，則需要能滿足架設於河灘地、運行於河灘地（含長年期運行）、環保於河灘地、社會於河灘地等條件，且尚能產生其他價值（除發電外），這才是德翰的長項。

　　在(5)土地利用技術或理念中，最常被提及的是：農光共用（農電共享、光伏農業）、漁光共用等，名詞多元不必太計較。最差勁的則是｢變相的農地種電｣。此項特別被提及的原因則是與台灣特有的土地資源稀少有關（日本也是）。

2.3 為何特別喜歡P8 Part.1陽光森林計劃

　　太陽光電發電所得到的電力，在電力資源中幾乎是100%的被利用。而夏季午時的PV電力，更是十足珍貴。但PV所需土地從何而來？？？

　　台灣多雨、多強降雨，河流短又促急，這造成了許多河灘地（含高灘地）。這些河灘地在一年 365 天中可能只有 10 天是淹水的。但這 10 天的狀況，就使得河灘地沒有辦法作任何的建設，甚至無法休憩遊樂，只能作最低價值的出租農作（如種植西瓜等），可說是接近｢無經濟價值｣（註：不討論非法的盜採砂石事項）。

　　這些河灘地的量非常大（請參閱：2018年的簡報），所有權又幾乎集中，容易被建設，速度又快，真是太好用了。

三、陽光森林計劃對環境的影響

　　我們先來看好的方面：
　　　(1) 能發電。特別是夏季中午能發電。
　　　(2) 河灘地仍能維持良好的採光度。
　　　(3) 河灘地仍能維持良好的通風度。
　　　(4) 河灘地仍能維持良好的通行。
　　　(5) 河灘地可以提供更良好的觀光旅遊資源。
　　　(6) 幾乎不妨礙河川水流。

　　也來看看較壞的方面：
　　　(1) 發電設施有可能受颱風損害。
　　　(2) 發電設施有可能受河水暴洪損害（通常與颱風有關）。
　　　(3) 發電設施有可能受人為破壞。　　

3.1 陽光森林計劃是分散式發電工程

　　在此提醒的是：PV陽光電場是一種分散式的發電工程，不同於集中式的電廠（如氣煤火力、核能廠，不允許任何損害，輕則跳電，重則…），是可以承受部份設施損害（例如10%），只要修護即可繼續連線發電。
　　提醒：良好的土木工程設計會讓災害不發生、或鮮少發生、或即使發生後仍可補救。

3.2 陽光森林計劃只取走部份陽光

　　高架式的陽光森林計劃只取去約 3.5～4 小時的陽光，仍能保留人們所想要的透光、透風性，甚至地面仍可讓人們通行，與一般地面型PV工程的封閉、無光等完全不同。
　　提醒：河灘地原本就沒有人會在上面駐停的。

3.3 陽光森林計劃不會妨礙河流

　　高架式的陽光森林計劃使用預力基樁作為主要的支柱，只會阻斷河川水流約 6%～10% 的斷面積，不致於妨礙河流。
　　提醒：河灘地可能每年只有約 10 天(依天氣而定)會淹水（小淹水?!），且非位於常流水道上。

3.4 陽光森林計劃只取用部份空間

　　高架式的陽光森林計劃只使用地面以上約 4～8 米的空間，保留地面層空間。即使水鳥活動，也應無妨礙。
　　提醒：此地，不管任何建設，都會有人反對的。平常心看待吧。

3.5 還有 ......

　　手懶了，請閱覽者自己想！還有很多 ...

四、為什麼要選擇高屏溪河灘地作為PV地點？

　　理由有四：
　　(1) 高屏溪的太陽比較大顆。
　　　　此地的日照量相當比較充裕，陽光品質佳。
　　(2) 高屏溪的河灘地較寬。
　　　　此地可建設較大的PV電場，面積越大，經濟規模越佳。
　　(3) 高屏溪的河流較長。
　　　　此地可建設較多的PV案場，雖說越往上游，PV案場的相對成本越大，
　　　　但全體加總經濟規模越佳。
　　(4) 我們公司位在高雄。
　　　　這是主因之一。我們熟悉這個地理環境，較好操作。可能吧！！

寬廣的河灘地（高屏溪1號陽光電場-近雙園大橋） (註：此非3號區)
註：上圖中的樁基是另案構造物，非本計劃之構造物。旨在說明河灘地並非無法建設。

高灘地（高屏溪７號陽光電場-近內門） (註：此非3號區)

五、為什麼要選擇高屏溪3號陽光電場示範區？

　　陽光森林計劃是一個很大的計劃，不能否認，若全面展開，會需耍很大的經費。每一個大計劃，除了要妥善細思規劃外，仍需要一個量體夠大的實驗場域作為安全性、經濟性、環境接受性等方面的考驗及實證，以便於成功後可以成為｢大量複製貼上｣的範例。

　　我們就近選擇了一個不見得是最好，但規模可以、風險較低的高屏溪3號區作為示範區，除了可以用來交流廣為討論外，仍能滿足上述要求。

　　河川下游的河灘地，除河灘地較大外，因常流河道較寬，可分為左岸、右岸兩個分區。依河流特性及河道曲度，常是一邊是沖刷河灘，一邊是堆積河灘。可以選用堆積河灘地作為優先建設區域，更進一步降低運轉風險。

　　註：(1) 高屏溪很長，可以供撿選的河灘很多。
　　　　(2) 若不選高屏溪，仍有許多的河川可供撿選。應可以找到風險更低的河灘。
　　　　(3) ｢大量複製貼上｣是本計劃極為重要的概念。　　

六、陽光森林計劃可以讓台灣得到什麼？

　　如上述，陽光森林計劃是一個很大的計劃，不能否認，若全面展開，需要很大量的經費投入，相對的，也會有很大的產出對映。我們作了基本的設定：(數字請不必太鑽牛角尖)

　　(1) 最高可以為我們創造出約 20,000公頃的土地。
　　　　這是句騙術而已，土地不可能憑空產生，事實上是｢變廢為寶｣，
　　　　將一向都只是無用廢地的河灘地，轉變為可以產出再生能源的土地。

　　(2) 最高可以為我們創造出約 200⁺億度/年的綠色電力。
　　　　這是相當於一座尚未運行的台電核四廠兩部機組的規劃年發電量。
　　　　這是相當於台電林口電廠(燃煤)#1&#2機組年發電量的 169%。(upd:2019-09-16)
　　　　約佔全國總用電量的 7.6% (以2016年總用電量 2,641 億度計算)。
　　　　請注意，這是｢尖峰時段｣的發電量，彌足珍貴。　　　　
　　　　** 重新添上⁺號，如果繼續推行 Part.2, Part.3, .... 的話。(估算量：400⁺ 億度/年)

　　(3) 最高可以為我們創造出約 16 GW = 16,000,000 KW = 16 百萬瓩的太陽光電設置容量。
　　　　這是相當於目前政府制定｢太陽光電長期目標為2025年達成20GW｣
　　　　(見：太陽光電2年推動計畫, 2017版) 的不可能任務(Mission Impossible, 2017) 的 80% 量。
　　　　其他的量，參酌 P8 Part.2, Part.3, Part.4 ... 吧 (子計劃族繁不載)。
　　　　如果繼續推行 Part.2, Part.3, .... 的話，估算太陽光電設置容量為 32 GW。

　　更重要的，藉由示範區的運作觀摩及案場的陸續建設，除工程驗證外，尚可以驗證建設經費的投入總量、分量、及時間點，不必要作盲目的投資。PV案場的建設經費高，是常識。但本計劃可以將台灣分為很多的小PV案場，視經費的多寡虧盈，量力而為，或舉債、或發行募資、或分售整合、或招商引資、或 BOT，方式眾多，高階運營操作也多。分案投入，可暫停、或可加速，皆是可行，彈性很大。在營運上，資金周轉風險是必須兼顧的。

　　這是一個很大的計劃，牽動許多的工作品項、行業、人員工作量。

　　河灘上的沙子，每天可能會少了 3.5 小時的日光浴。除此，我想不出什麼遺憾事了。

七、結語

　　要作什麼事，總是要有個開頭，事越大越需謹慎。
　　起頭慢，但越走會越快。
　　當然有個好夥伴同行、分憂分勞、同歡同享，應是一樂。

　　本網路貼文僅是計劃摘要及白話說明。欲知詳情，仍請詳讀計劃書或洽詢較快。

** 八、額外的提問

1. 將4小時定為一時段，一天共分為6個時段。
　　有一Ａ電廠，每年穩定輸出 200億度電力(這一定是基載電力)，在每一時段中，
　　可貢獻 200/6=33.3億度/年。
　　另有Ｂ電廠，年發電量也是 200億度。但每天只能在特定一個時段發電(例如 10:00至14:00，共4Ｈ)
　　(指尖峰時段)，但其他時段無法發電 (指離峰時段)。
　　請問：(1) 何者貢獻度可能較大？　(註：用了｢可能｣兩字)　
　　　　　(2) 那可不可以將Ｂ電廠規模縮減為 1/6，降低成本？　　(upd. @ 2019-08-26)

2. 太陽能板壽命約20年。若支撐設施的壽命超過20年，是否可採用更換太陽能板的方式，
　　延長設施的使用壽命，以得到更佳的利益？

3. 太陽樹支撐會不會被河水暴洪沖毀？（這是被問最多的問題吧）
　　(1) 分散式電源可以容許一部份失能、或被損毀(若不修護)。
　　(2) 好的工程設計可以避免發生的頻率及幅度，當然這是跟投入的money相關。
　　(3) 你的家不可能只因為鋁門窗受了風災有損，而不修補、不居住吧！維修本來就是常規進行式。

4. 會不會影響環境保護？
　　(1) 高架式PV就好像家中的玻璃窗裝上了百葉一樣，遮去一部份的陽光，但不是全部。
　　　　但可以讓家中更涼爽、更舒服(有些人可能不喜歡這樣的形容詞，我們尊重)。
　　　　陽光森林也是同樣的道理。
　　(2) 只是取去約 4 小時的陽光(最強的南部有效日照約 3.5H)，不是全部。
　　　　只是取去約 4～8 米處的空間，不是全部。
　　　　水鳥、游魚(若有)、生態改變不大。
　　(3) 以前無人可親近的河川水岸，或許可變成親水環境 (視其他附加建設而定，不在主計劃範圍內)。
　　(4) 本地任何建設，都會有人有環團抗爭。平常心吧。

5. 好像有些河川段不適合實施此計劃？
　　是的。確實如此。
　　例如：河灘是岩石或岩灘型的，或者河岸是高聳的堤防（如台北的大直）。
　　擇優而行，不必因噎廢食或自找麻煩。也不必故意去挑造價高昂的河段。

6. ｢陽光森林｣是不是詐騙手段？
　　不是。這是一個可行性極高的計劃，只待付之執行。
　　我們只是起個頭而已，各方利益不太侵涉。
　　以計劃之龐大、複雜、涉及層面極廣，諒也不是詐騳集團所能言物。

九、更遠處的景色

　　朋友們如果不熟悉高屏溪狀況，或許下回我們就改個角度來看看濁水溪、大安溪或其他河川。

　　在台灣的 P8 Part.1 的 16 GW 設置容量目標後，我們將再挑戰 160 GW 的十倍新目標。

計劃框架：

　　可參閱：太陽樹(2018-06)、簡報資料 (2018-08)

資料下載：

　　陽光森林計劃書、及高屏溪3號陽光電場示範區計劃書 (pdf)

技術諮詢：

　　email: service@dehantech.com

2018-08-03 德翰公司於台電公司總部進行技術簡報 (PPT)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

2018-08-03 德翰公司於台電公司總管理處大樓，
進行大型工程技術簡報及廣泛性技術交流。

資料下載：

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技術諮詢：

　email: service@dehantech.com

P1: DH快速樁的發展歷程及在工業界快速建廠的應用 - (大量壓縮工期降低整體成本)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

DH快速樁的發展歷程及在工業界快速建廠的應用 - (大量壓縮工期/降低整體成本)
李勝男 / 德翰智慧科技公司副總經理
date: 2016-12-19

前言

　　DH先進型快速預應力基樁 (以下簡稱DH快速樁) 是德翰公司近期發展出來的預力基樁，改良了施行數十年的傳統 PC/PHC基樁的缺失，並具有更多的優點。本文中多數的理念，其實都在我們的參考標準圖中有敘明 (請至官網 http://www.dehantech.com 的下載區下載)，但工程圖常較為深澀、不易為一般人士明白，故在此用較為白話的文字及篇幅予以進一步說明。

　　德翰公司在預力基樁方面擁有許多有獨家技術，在本文中所提到的DH快速樁僅限於德翰公司的一階樁品(公司內部型號: DH PLV1型)；其他種類的基樁技術容以後再行介紹。

▲圖0-1: DH快速樁第一代產品(2012)，排氣孔在側面(左圖)

▲圖0-2: DH快速樁第三代產品(2016)，排氣孔在上方(左圖)

一、DH快速樁的優點及發展歷程

　　DH快速樁(第一代)是德翰公司在2012年發展出來的新一代預力基樁(圖0-1)， 2015年已發展至第三代產品(圖0-2)，比傳統 PC/PHC基樁更具有工期短、安全性高、整合成本低、易檢驗等工程優勢。

　　以下將藉由簡介DH快速樁的幾個優點，也順道敘述DH快速樁相應的發展歷程：

1.1 安全性高：

　　其實這項是DH快速樁最原始的改良動機。

　　當我們看到傳統 PC/PHC 樁在工地植樁施工後的「樁頭處理」採用了「二次鑽心清孔」的工序，使用大型機具在樁頭上直接開鑽一個約 2 米深度的內孔(圖1-1)，內孔內的水泥漿混合泥沙乾硬但並沒有被妥善的清除 (實際上完全清除也有難度) (圖1-2)，再放入樁頭錨定的鋼筋籠，再灌注「膨脹混凝土」成為樁頭填芯混凝土。

▲圖1-:1傳統植樁：二次鑽心處理及機具

▲圖1-2: 傳統植樁：鑽心清孔後的樁內壁(右圖)

▲圖1-3: 傳統植樁：樁頭置入鋼筋籠及灌填芯混凝土

　　作為樁頭填芯的膨脹混凝土本是用來使樁頭內孔中的填芯混凝土在乾硬後可以稍微膨脹體積以「撐住」PC/PHC樁壁混凝土，產生摩擦力來抵抗上方結構體傳遞來的向上拉力。但台灣工地植樁施工已習於分工分包，這些「二次鑽芯清孔」工序的小分包商利潤微薄，也不可能用工業級的高壓水刀再次清洗樁頭內孔 (即使有進行也難以確保內孔摩擦力的耐久存在)，被要求時一般也只是使用較高壓水(非水刀很像洗車高壓水) 略加沖洗而已 (有些甚至連高壓水洗都沒有施作)，這也只是能將附泥略為沖清而已，不管三七二一，鑽完即告收工(圖1-2)，導致樁頭填芯混凝土段的承拉力有減損或失效的可能，嚴重偏離了設計工程師的理想假設。

　　因此，DH快速樁設計了「中空樁頭」及「樁頭部位多層的預嵌水平筋」以作為與上方結構體的結合界面之用 (圖1-4)。這個設計改進了傳統植樁的樁頭內孔摩擦力形式(可能只能承受約20 tons)，進而可以承受到 ≧175 tons 以上的穩定拉力承載 (圖1-5) [1] (註：是樁頭填芯段承拉力，並非樁身拉力，不要誤會了)。

▲圖1-4: DH快速樁的中空樁頭及水平筋

▲圖1-5: DH快速樁的拉頭試驗 [1]

　　當然，基樁在工程上的實際用途仍是以垂直壓力承載為主要功能，拉力承載的設計並非是重點，實務上也無需設計過高的承拉量。但，DH快速樁內孔填芯段 100～300 tons 的承拉量，也己經足夠滿足設計工程師的要求了。實例上，在2009年中國的大樓倒塌事件中 (圖1-6)，我們也可以看到 PC/PHC 樁受拉力而破壞的部份情形 [2]。

▲圖1-6: 大樓倒塌事件中，PC/PHC樁受拉力而破壞的情形 [2]

　　這個DH快速樁頭的全新設計也讓我們得到了許多成就感，因為我們徹底的改變及突破了 30年來從日本引入的植樁技術的重要盲點，說是獨步天下也不為過。

【增加PC/PHC樁頭的抗微震能力】：
　　除了這個樁頭內孔承拉力的增加及穩定外，還有一項少有人提到的優點：增加 PC/PHC樁頭的抗微震能力。這是因為DH快速樁改變了樁頭的結合方式，使傳統依賴混凝土與樁壁的摩擦力結合方式，改變為依賴樁頭預置水平筋的剪力錨定結合方式，這使得DH快速樁頭的結合型式一舉躍升至機械結合的結構接頭型式。

當DH快速樁上方結構必須承受高頻振動(例如：精密度要求高的機械設備)、或必須抵抗微型振動 (例如高科技工廠) 之時，DH快速樁會擁有比傳統 PC/PHC更佳的抗振能力。這是除了DH快速樁頭的抗拉力及抗剪力增加外，因為傳統PC/PHC樁頭的填芯混凝土會因使用時間日久而產生鬆脫，但DH快速樁不會鬆脫，這是DH快速樁「永不鬆脫的樁頭」的獨家技術 [3]。

“若管樁設計用來支承高度振動的機械設備時(如重型的空氣壓縮機等)，設備的振動荷重即藉由基礎螺栓傳入下的混凝土基座，再傳入至下方的管樁支承。這些反覆的振動荷重會使得管樁填芯混凝土產生額外的動態荷重，反覆的介面摩擦會使得填芯混凝土與樁壁間的摩擦力強度降低或損失。相對的，也會帶來額外的基礎振動，減損機械壽命。接受反覆風力荷重的建築物，也會對管樁基礎產同相似的效應”(圖1-7) [4]。

▲圖1-7: 承受往復式荷重的樁式基礎，基樁接頭也承受往復式荷重 [4]

DH快速樁這樣的全新樁頭設計可以使上方精密機械的壽命更長、降低維修並增加傢動率、或是在機械使用中確保其精密度並增加成品良率，對於一些工業的機械操作、或甚至是精密工業級的機台操作是有極大助益的。這些工業普遍見於台灣石化、電子產業上。

由於DH快速樁沒有改變基樁的外形，在外徑、樁長相同的情形下，並不會增加或減少基樁的抗壓承載力，這是必須讓讀者明白的。(註：這一點在本公司的其他基樁技術上，可能會有改變)

1.2 整合成本低：

　　基本上，PC/PHC樁成本的概念是：

總成本
= 工廠製作成本
+ 工地植樁成本
+ 工地樁頭處理成本
+ 其他增加成本(如人力)
+ 負面成本(如工期)

　　DH快速樁由於導入了新的技術，在工廠預製上會增加一些成本，使外界有單價較高的疑慮。其實，習於工程的人都知道，一件工程的完成，常是多個不同工種交互共同完成的，其中工種界面繁多(及等待延宕)，浪費許多重疊的資源。

DH快速樁將工地植樁工作中的許多工作量都移往工廠預製階段先行施作，等於是盡力的將土木工作「工廠化」。在DH快速樁頭製作上，我們也必須加入下擋鈑及水平筋等主要零件，這些都會使樁工廠的產線製作流程受到一些遲延，成本增加是必然的。加上PC/PHC樁蒸養完成，還要加裝樁頭的通氣管及上蓋鈑，來形構我們的「中空樁頭」，材料雖不多，但這些工作的組裝勞務人力都是要成本的，這些都是使DH快速樁的成本增加的。

但是當DH快速樁工地植樁完成後，可以省去二次鑽芯清孔的工作；同時，其他工種也可以立即加入工作序列，整體整合的成本算來並不高。土木工作在工地實施時，最重成本的節省，但很少人會將工序界面減省的成本一併計入，這是很可惜的。DH快速樁的發展就是將這個部份的成本整合加以考慮進去，這是比傳統只計算人機料的成本之外，更將「時間成本」整合進去。(註：土木工作很耗工期但基樁工作則是土木工作中最耗工期的)

基於承攬商的「利潤」是與「成本」息息相關，當然也和我們的技術利益有關，我們先略去這一部份的深入敘述。(註：本文中不談錢，有興趣的朋友直接來談吧)

1.3 工期短：

　　DH快速樁將工地植樁工作中的許多工作量都移往工廠預製階段先行施作，所以可以在工地施工階段節省大量工期及人工。工地植樁是一個相當耗費工期的工作，而且植樁實施中，幾乎工地裡所有的工作都無法進行，所有的人機料都在「等待」。除了植樁施工工期外(一班組工量約15樁/天)，即使植樁完成了，工地仍要等待一段時間(約14～28天)讓樁孔水泥漿有一定的強度；而二次鑽芯清孔也是需要工序等待(約30樁/天)，各工項工班間的等待更費時日。這些零亂的工項工序，都是要耗費工期的。

在DH快速樁發展過程中，「工期的大量節省」是在比較後期中再度被發現出來的優點，這反而是DH樁最大的利器及利基。這個工期利器，讓DH快速樁脫離了只是「sale樁產品」的階段，更進一步合併「sale時間」給客戶；當然，前述的高品質也一併附送了，這是傳統 PC/PHC樁所不能及的。

工程人都知道，「只要土木工作能趕起來，其他工作一定可以趕起來」，這絕對是指「工期」。而土木工作中，「地下工作」則是最費時間的。若是以 PC/PHC樁作基礎的，那就是植樁這個工序最花工期。

由於DH快速樁中空樁頭的設計，在植樁施工時，DH快速樁和傳統基樁的植樁施工是有不同的(圖1-8)。中空樁頭使得DH快速樁在植入土層後，可以隨時進行樁頭開蓋，銜接後面的土木工序。在圖1-3中，我們可以清楚的看到二者的主要差異在「基樁植定後的工序」。中空樁頭的上蓋鈑是設計成可以用人工或電動工具輕易打開的(圖1-9)。上蓋鈑打開後，即可露出DH中空樁頭的獨特設計(圖1-10)，其中的預置水平筋輕晰可見(圖1-11)。後續土木工作的樁頭錨定鋼筋籠(垂直鋼筋)，即可插入(圖0-2)。在灌注填芯混凝土後，基樁工作即告完成(圖1-12)。

▲圖1-8: DH快速樁和傳統基樁植樁施工比較

▲圖1-9: DH快速樁的開蓋 (人工示範例，簡易開蓋)

▲圖1-10: DH快速樁之開蓋後的中空樁頭露出 ▲圖1-11: DH快速樁之預置水平筋

▲圖1-12: DH快速樁之灌注填芯混凝土 (示意)

由於DH快速樁可以使植樁施工時樁孔中的水泥漿不會進入樁頂的中空樁頭部位，因此在打開上蓋鈑後，即露出預置水平筋及乾淨的中空樁頭，提供填芯混凝土的灌注所需。DH快速樁的樁頭填芯段抗拉設計是由預置水平筋直接嵌入樁壁混凝土中，再結合填芯混凝土作用，因不需要填芯混凝土和樁壁混凝土間的摩擦力，故只需使用普通混凝土即可，無須使用膨脹混凝土。

▲圖1-13: DH快速樁和傳統基樁之植樁施工工期比較 (單獨工序)

▲圖1-14: DH快速樁和傳統基樁之植樁施工工期比較(工序整合)

　　DH快速樁與傳統基樁工比較，可見到DH快速樁因為省了多項工序，而可以用較少的工期完成工作(圖1-13)，這突顯了DH快速樁的工期優勢。更進一步的工種工序整合會更具工期優勢(圖1-14)，容後再述(適合更大型更大面積的建築案)。

在DH快速樁的施工上，我們利用了樁廠預製程序中加入「中空樁頭」及「樁頭水平筋」的預置，而在工地施工時，使樁孔水泥漿順利通過而無須填滿樁頭內孔。而在植樁完成後(24～48 HR後)，即可打開DH快速樁的上蓋鈑，迅速進行填芯鋼筋混凝土的樁頭處理施工工序。這是DH快速樁的重大特點，可以使植樁及基礎土木工作得以連貫，幾無時間延宕(當然正式施工時，似無需如此急迫)。工業界是高度講究效率的，投資回收的時間越短越好，可想而知，這DH快速樁的工期壓縮對許多的工業界業主是多麼迫切。

上述的就是我們公司的「DH快速植樁工法」(圖1-8)。德翰公司也更進一步衍生發展出更短工期的「DH超快速植樁工法」及「DH超超快速植樁工法」，限於篇幅，以後有機會再為大家介紹。

【我們對於植樁工作視為地質改良行為的質疑】：
　　在台灣，建照核准後、正式申請開工時，地方政府建管機關常需有工地會勘啟動，以防範業主方的「無照施工」或「未核准先動工」等情形。但公務機關只會要求看到「素地」即可，並不會管地下結構。這也造成工地植樁常有「偷跑」情事，常見是提前2～3個月進行植樁，這竟還產生一個歪理：「植樁是地質改良的行為，不會造成程序違建」。其實，PC/PHC基樁也是結構體的一部份，除樁體外還使用了鋼筋及填芯混凝土、並與上部結構體相互連結作用，怎可用「地質改良」一詞予以蒙蔽過去，建管公務機關真的是帶頭違法。我們推測，應該是PC/PHC植樁工法發展已有近30年了，但不論是日本或台灣，至今都沒有更完滿的椿頭處理方法，在建設方/業主的時程壓力下，只能用先行偷跑植樁、掩蔽於地面下，俟正式開工後再開挖挖出樁頭予以處理(這有點像二次施工)。由於鋼筋混凝土結構物件乾硬所需天數長達28天，就這樣埋在土中讓它乾硬，加上台灣法令規定不夠嚴謹、主辦官員也就睜隻眼閉隻眼，讓施工方及業主方曚混過去了。正規的工程流程中，所有的結構物件仍是需要完成審核、請照核准、正式報請開工後，才可以啟動施作的。只能說，我們國人真是太聰明、太靈活了，權宜之道盛行。如果政府機關不帶頭履行，工程嚴謹度也就只能這樣了。

(註：在大陸，樓盤建設常使用打擊式管樁作為基礎樁，常是先偷跑施工，有時達到3～6個月以上。搶時間嘛，不論開工與否，在土地購買之時，資金就得開始進去了，建商融資壓力是很大的，也急於賣房換現啊。)

1.4 易檢驗：

基樁工程的完成，主要有三：(1)基樁的工廠預製(含運輸)、(2)基樁的植樁施工、(3)基樁的樁頭處理。常規上，大家對基樁工作都集中在前二項，而忽略了最後一項整合性工作，常被歸類到土木基礎包中，而非基樁包。傳統植樁施工的工期又的很久，植樁包也常常不願再回頭去處理，而造成工作銜接上的缺失可能。

基樁的工廠預製：其實，DH快速樁並沒有大量改變傳統的PC/PHC樁的製作方式，工廠出廠檢驗方式仍是依 CNS 2602 標準，若再加上直接駐廠監督生產及廠驗最為直接。
基樁的植樁施工：在工地植樁施工方面，DH快速樁也幾乎與傳統植樁工法無異。
基樁的樁頭處理：主要的差異將是在二次鑽芯清孔(傳統植樁)和打上蓋鈑(DH植樁)之間。傳統植樁工法在進行二次鑽芯清孔時，由於內孔的清潔程度會因案(樁徑及內孔深)、因施工工班認真程度、是否有高壓水沖洗等因素而造成很大的差異(圖1-2)，常使監工(或業主)人員在是否合格的判斷上有時難以決定。

　　中空樁頭的設計在工廠製樁時即已創造出來。藉由預置的下擋鈑、PVC通氣管、上蓋鈑形成中空樁頭，不使樁孔水泥漿流入。開蓋後，即露出「乾淨的中空樁頭」，易於監工人員目視查驗，品管方面相當容易執行。

承攬施工商(或小至工班層級)求快求便宜是貪圖便利及利潤，也是目前工程市場中的不成文常規，監造者則不能如此馬虎了事。工程上常要求材料、施工品質有一致性，儘量降低差異，以利品管執行，確保施工後成品的品質合格；當材料相當時，施工工法就了差異的來源。傳統植樁施工中二次鑽芯清孔工序常會造成過大的差異，應當要排除或逐步淘汰，這就是我們發展DH植樁工法的原因，也是DH植樁工法的優點，使完工時的基樁樁頭品質能維持相當的一致性，且遠優於傳統植樁工法。(註：德翰也將這個重大優點延伸至更後期的DH六階樁品的應用上)

1.5 降低風險：

這一點跟德翰的DH五、六階樁品比較有關係。容後再述吧。

二、DH快速樁在工程上引入的新觀念

DH快速樁的優點和與傳統PC/PHC基樁的差異，在上文中已有敘述。在我們研發的過程中，也適用引入一些工程上的新觀念：

2.1 增加組裝式工作比例：降低工地工作、增加工廠工作，將製造業觀念引進工程業

由於工地的環境變化較大，地形/天候/風雨易影響；而工班作業人員也容易受到相應的影響；工班工人多為臨時編組，穩定性較差，技能訓練變異大。以上這些都會影響工程成品的品質。DH快速樁將傳統植樁工作中的多種工序所需，由工地移往工廠預先完成，藉由工廠中的設備(如移動式天車、自動打網機等)、生產線、較有訓練的工班人員、乃至於品管檢驗作業，可以提升品質，使成品穩定性增加外，尚可以縮短時間(如高溫蒸養加速乾硬等)，良好的操作甚至可以使整體成本有效降低。

現在的工程也講究增加組裝式工作比例，就是用來使品質更好、工期更短。

工程上多數的組裝式工作都是在上部結構中，例如預鑄樑/柱/版/牆、甚至是橋樑工程中的預鑄橋柱也有；但在基礎樁部份則未見過，除了傳統的PC/PHC樁樁體的預製外。DH快速樁則更進一步將PC/PHC樁與上方基礎結構間的結合，進行了類似組裝式工法的快速結合。

【將製造業觀念引進工程業】：

　　經過了一整個世紀的演進，製造業的許多生產觀念是值得稱許的，特別是自亨利福特汽車生產線流程的工廠化製造的管理；進而像二十世紀末的「JIT系統」(Just In Time) 的「及時生產」、「零庫存」的觀念，也協助了諸如Toyota等大廠的崛起，對生產線各供應部品的管理技術大為改進。

　　而反觀工程業，特別是在工地執行施工的營造業，許多的觀念仍停留在上個世紀的生產手法，大量的仰賴人工，測量放樣、模板、鋼筋、混凝土、、等等等，那一個不是需要「人工」處理，除了一些現場機械化的施工工具進步外。當然，這也是與營造業的特性有關，就是辦法那麼「科技化」。

在DH快速樁的技術改進中，我們聚焦在基樁與基礎的界面上，前者一般歸類於大地領域，後者則是結構領域，而二者之間的界面，就有點模糊了。以PC/PHC樁為例，這界面就是在「樁頭處理」。植入式基樁於日本源至1960年代…於台灣最耳的應用實例是在1988年[5]。日本及台灣在過去30年來，並沒有更好的方法去解決PC/PHC樁頭處理的細節，只能發揮到用"膨脹混凝土"及"二次鑽芯內孔深度" 二者來解決。但這二者都只是不準確的方法，極容易隨著施工工班人員的素質及監造人員的專業/謹慎度而有大量的變異(圖1-1、圖1-2)。二次鑽芯時內孔的機械括除程度、人工鏟除程度、內孔壁的高壓水清洗程度[6]、餘水抽除等，都是會大量影響樁頭處理力量的前置工序，特別是對於內孔壁較深處的高壓水清洗工序(約NT$200～300/孔)，坦言，只能清洗到深度1米左右，對於更深處的清洗幾乎一般工地施工商是不能達到的，除非是使用「工業級的水刀處理」，這更與處理成本有關(約NT$3,000～5,000/孔)，這成本不是小分包商所能承擔的，且幾乎是無法進行監造檢驗的。

　　DH快速樁作到了。我們將樁頭處理的大部份工序都移至「較可靠的工廠內」處理，在工地植樁後，乾淨的樁頭內孔即具體呈現眼，如同精心塑造一般，連日本都沒有這種技術。而使PC/PHC基樁、填芯混凝土、土木基礎、、等各部的物料(或部品)都能夠在最短的時間內集中到施工工地、或使停留的時間降至最低，類同於在生產線上各部品都能及時到達的觀念。這在工地的用地管理、用人管理、下包管理上都有與傳統工作思維完全不同的進步。

2.2 易開罐式的樁頭處理工序

由於工地的環境變化較大，地形/天候/風雨易影響，要達到本文2.1節的要求，必須要有「乾淨的中空樁頭」來配合後續的工序。傳統上，樁頭內孔的出現都必須仰賴二次鑽芯的工序(圖1-1)；DH快速樁則創造出「易開罐式的樁頭處理工序」來使它被輕易實踐。

DH快速樁上蓋鈑可使用簡易的開蓋方法(圖1-9)。在工地大量施工開蓋則使用了氣動/電動扳手的快速開蓋(這與開蓋數量、集中度有關，若少量開蓋則採人工方式)。樁頂的上蓋鈑一經打開，中空樁頭即露出(圖1-10)，在抽出其中預置的PVC通氣管後(圖1-11)，中空樁頭中的預置水平筋即時呈現。這個中空樁頭用來灌注填芯混凝土(含鋼筋籠)，並用來承接後續的土木基礎工序；當然二者也可以合併施工。

這就是DH獨創的「易開罐式的樁頭處理工序」，使基樁工序可以迅速與土木工序銜接，當然，力學上的結合力絕對是更優的。(細節以後再專文介紹)

2.3 中空樁頭的創造

而要達到本文2.2節的要求，中空樁頭則必須在工廠中預先組立形成(圖2-1)，才能送至工地施工。DH快速樁的中空樁頭有三個主要零件：下擋鈑、通氣管、上蓋鈑 (圖2-1)(註：預置水平筋另有功能，但不是中空樁頭的要件)。這些零件都必須在基樁出廠前予以組裝完成，才能到工地去能立即配合其他工序。

▲圖2-1: DH快速樁中空樁頭的組成 ▲圖2-2: DH快速樁中空樁頭開蓋後露出

在PC/PHC樁的製作前，預力鋼棒及螺旋筋的組立(俗稱打網)早已經是自動化電焊組立工作了。在混凝土投料前，首先必須先將中空樁頭零件的下擋鈑予以固定在設計位置。混凝土投料後，樁模具滾動離心成形，高溫蒸養後，則須將PVC通氣管組件及上蓋鈑予以組裝。這樣DH中空樁頭即告形成。

2.4 改用水平筋嵌入樁壁來處理樁芯拉力問題

「樁頭預置水平筋的設計」是DH快速樁最原始的創造來源。我們看到了傳統植樁工法中所產生的「不可靠」樁頭處理結合方式，而將水平筋以預置方式在基樁出廠前即已預埋入樁壁混凝土。這些水平筋的形狀也有所不同，自(2011)第一代產品時「ㄇ」形鋼筋(力量最佳)、 (2013)第二代產品的「雙L」形鋼筋(力量次佳)，演化至(2015)第三代「平直」形鋼筋(力量最差)，目前的水平筋設計都是6層、每層2支鋼筋交叉，計有24個混凝土接點，既簡化又充足(圖2-3、圖2-1、2-2)。

▲圖2-3: DH快速樁中空樁頭的置水平筋

除了製作成本的降低及簡化外，我們也考慮了其實主要作為垂直壓力承載的PC/PHC樁並不需要承擔過大的拉力，簡單以平直型鋼筋伸入樁壁混凝土中，樁頭填芯段即已可產生100～300 tons的抗拉力。如果有需要更高的填芯段抗拉力，直接由改變水平筋的層數及每層支數，即可輕易提高，工廠製作也很容易，工地施工也無困擾。

在植樁完成後，工地上蓋鈑開蓋，即可將預先組立好的垂直鋼筋籠(錨定鋼筋)插入中空樁頭中，再灌注填芯混凝土，即可完成樁頭處理工序。值得注意的是，在DH快速樁中，填芯混凝土僅採用普通混凝土(210～280 kg/cm2)，而不再使用傳統的膨脹混凝土。

一則，膨脹混凝土因需額外成本，有無添加或適量與否，常是只能取決於施工承攬商(或下分包商)與預拌混凝土業者的良心，監造及檢驗上也無從處置。現地澆置的混凝土品質也本就較差。
二則，膨脹混凝土乾硬後，強度形成且造成體積微膨脹效果難以估計，在使用多年後(例：20～40年)，膨脹效果是否有受到混凝土風化影響，也難估計，這些都可能會造成樁頭填芯段與樁壁間摩擦力的減損或喪失，如遇有不可預測的拉力時，將難以防範(參考圖1-6)。
三則，在使用DH快速樁後，樁頭填芯段的抗拉力已由嵌入樁壁混凝土的預置水平筋的抗剪力所取代，這個力量比傳統摩擦力更可以穩定預估計算、且不會減損，已無需膨脹混凝土的協助了，所以在DH快速樁中只採用了普通混凝土就已足夠了。

【B型DH快速樁的設計】：
　　為了讓比較保守、不想改變傳統樁頭結合方式的業主/設計者也能接受DH快速樁，我們同時也設計了B型的DH快速樁(PLV1B型)。這款B型DH快速樁保留了中空樁頭的設計，但沒有設計樁頭水平筋，而是依靠傳統的膨脹填芯混凝土與樁壁的摩擦力結合方式，雖然說不是太進步，但可以是自傳統基樁進步到DH快速樁的中間步驟。

有意細究的讀者可以從德翰官網下載區中下載我們的參考圖 (autocad 及 pdf檔) 參考。

2.5 改變施工中的工種界面問題、和挑戰基樁工作的超短工期

DH快速基在作了力學上的創新後(詳2.1～2.3節)，我們發現並不容易受到業主的青睞。細究原因後，我們發現並不是DH快速樁不好，而是力學上的改進並不是業主的重點，承接設計案的顧問公司/事務所的工程師也不喜歡「新東西」，雖然DH快速樁看起來「比較結實可靠」。

仔細分析後，發現「成本、工期」才是業主最重視的，尤其是「工期」，主要是因為建廠時投入金額龐大會形成資金壓力，而工期拉長後影響拖延工廠開工，則會造成產品產出的停滯或缺口。一正一負之間，DH快速樁發展出「壓縮工期技術」，來滿足壓力大且挑剔的業主。

除了DH快速樁原先就具有的快速開蓋的工期節省，藉由整合各工種工序間的界面，包含工種間(甚至是工班間)的前包清場、等待(及工班時間調配)、進場、操作、清理及離場等，在在都浪費了大包的時間(也是業主的工期)。在圖1-8、1-13、1-14中，讀者可以看到整合的細節和工期的節省，更重要的是個別及整體品質上的更優化、更穩定。

這個工期的高度壓縮，對於德翰的基樁技術很重要的，這也讓我們在日後發展其他技術(例如:DH五階、六階、七階基樁技術)時，可以將它們更進一步的發展。這是後話，以後再詳談。

三、DH快速基樁在工業建廠的應用

傳統 PC/PHC預力基樁普遍應用於公/民用工業建築、廠房等。DH快速樁的研發及發始也與工業界建廠工程有重要相關，這主要是來自兩方面：安全、工期的要求(詳如上述)。

3.1 工期：越短越好

公共工程的業主方是公家，雖有工期限定，但衡平法律要求、工程進行、包商能力等因素，常會在工期指定上讓步，最常見的是最寬裕的工期。而較偏於民間的工業建設除了是資本的投入外，尚要求產品的產出(利潤與生線線的維持)。故在建廠時程上，都是以越短越好。而且由於台灣的環保爭議和住民抗爭時有所聞，建廠工程也是有越快越好的期待。資本投入是資金利息的壓力，產品產出是利潤考慮，迅速建廠完成則是建廠事件及漣漪能迅速平息，以免有其他影響。在建廠工程決策上，則常有工期越短越好的要求。

DH快速樁的施工速度快(圖1-8、圖1-13)，如果個案的地形地質及結構型式適合，加上工種整合，可以使DH快速樁的施工速度更快(圖1-14)。

使用DH植樁施工，將工地工作儘可能地移往工廠預製(例如：中空樁頭)，來縮短工地施工時間，同時也減少工種界面和等待時間，這一種方法才是工業建廠的最佳方式。PC/PHC基樁的使用本就在工業界是常用的方式，DH快速樁則是更進一步地節省工期。

在圖1-14中，是一般常看到的長棟式工廠廠房建築，是普遍可見於製造業的廠房，如石化業、鋼鐵業、電子業等，當分區施行時(A --> B --> C --> D)(須視個案而定)。如能工址基地先行開挖，工期效果更好。可以各工種串接施工，高度縮短工期。

一般施工時，常會談到可以立刻接續施工/連續施工，但多數情形，平行分包商間或上下分包商間為了避免不必要的糾紛或帳目算不清楚，常是等到前一包全部作完或離場才會讓自己包進場工作，這是實際情形，所以許多的工期都只能浪費在其中了；所有用接續式施工的工程語言都變成泡沫。

DH快速樁的特有技術：中空樁頭、預置水平筋、立即開蓋、立即插筋、立即灌漿，成就了更佳的品質、施工速度、工種整合，已將工業界的「快速建廠」的想法，都變成觸手可及的具體作法了。當建廠的時程壓力越大、或融資壓力大，就會更顯出DH快速樁的獨特優越性。

3.2 品質：越佳越好
詳如上述，不再贅述。DH快速樁作到了。

3.3 檢驗：越簡越好
詳如上述，不再贅述。DH快速樁作到了。

3.4 成本：越省越好

　　基本上，DH快速樁在工廠生產上，添加了一些零件(及勞務)，成本上是一定會增加的。但這只是工廠的成本，並不是工地的成本。再考慮到工地施工時的其他工序上，因DH快速樁本身的特殊設計所減少的成本(如：減少二次鑽芯/清孔工序、不再使用膨脹混凝土等)，事實上並沒有什麼增減。

在考慮到工種界面銜接時間減少而造成的巨大工期縮壓時，前面的成本就反而顯得不是那麼重要了。這也是DH快速樁最重要的技術所在，反而不是那些硬梆梆的鋼筋配置。

四、結論

　　DH快速樁(一階樁品)是德翰公司發展出來的第一種基樁技術，目前已改良至第三代產品。德翰公司的DH快速樁不單是品質優、穩定、工期短，值得您加以關注。
本文文章寫的長了些、臭了些、亂了些、也吹噓了點，有些地方也重複了(有點拖泥帶水)，希望您不要太介意。

目前德翰公司將DH快速樁(一階樁品) 定義為「工業級的樁」，而六階樁品是「統包級的樁」，八階樁品是「財團級的樁」。之後，我們會將PC/PHC預力基樁所作的更多研發、改變，日後再詳文介紹，或您可留意我們公司的官網(http://www.dehantech.com)、或臉書官網(http://www.facebook.com/dehantech/)的訊息，您也可來信與我們討論相互成長。

參考文獻：

[1] 彥通工程有限公司(2014)，” 德翰智慧科技公司：PC樁樁頭拉拔試驗報告書”，表6-2，高雄市。
[2] 李勝男(2016)，”預力基樁樁頭接頭的改進—以上海大樓倒塌案為例”，2016亞太城市建設實務論壇(香港)論文集，香港科技大學。
[3] 張家齊、劉文宗等(2013)，”DH-PHC鑽掘植入式預力基樁之樁頭處理技術應用”，第三屆中國國際樁與深基礎峰會論文集，pp.197～206，中國上海市。
[4] 李勝男、張家齊、劉文宗(2014)，”DH-PHC管樁技術在管樁接頭及樁頭節點的最新運用” ，第四屆中國國際樁與深基礎峰會論文集，pp.111～123，中國上海市。
[5] 王傳奇、徐健一、徐明山(1995)，”植入式基樁及其施工品質管理”，地工技術雜誌第52期，pp.27～36，台灣。
[6] 王元靖、北條幸治、林振平(2007)，”PHC基樁孔壁與澆置之普通混凝土間容許握裹應力設計案例探討”，第十二屆大地工程研討會論文集，A1-14，台灣。

檔案下載：

　　官網下載區：pdf 檔 (繁中版) (簡中版) (註: 會因網頁文字小修改而有些餘不同)

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com

2020-03-03 技術夥伴應邀參加｢區塊開發產業在地化諮詢會議規劃-零組件商｣(產業關聯方案)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

技術夥伴應邀參加｢區塊開發產業在地化諮詢會議規劃-零組件商｣(產業關聯方案)

2020-03-03 於經濟部工業局簡報

　　本公司技術夥伴-潁璋實業公司，獲邀 2020-03-03 於經濟部工業局參加｢區塊開發產業在地化諮詢會議規劃-零組件商｣(產業關聯方案)進行產業技術簡報。

案例說明：

　　很榮幸，委託業者考慮到工作物的安全性、耐久性、精準度、品質、快速工期等多方面因素及需求後，直接放棄了傳統式的熱彎型管焊接頭，採用德翰科技公司（本公司）專利技術授權夥伴--潁璋公司-- 全球最先進的 3D 製程管線工業產品，成品品質超越當今一線大國，且通過本國知名大廠和全球知名歐商的嚴格驗證及接受，進行本國重大能源建設計劃，並成為本國重要零組件供應鏈一員。

　　因此，才有此榮幸能獲邀參加經濟部工業局舉辦的公開技術簡報。

技術諮詢：

1. 潁璋實業有限公司　
addr: 高雄市林園區文賢南路226巷3-1號
email: a89302767y@gmail.com
facebook:

2. 德翰智慧科技有限公司　
email: service@dehantech.com

資料下載：

1. 區塊開發產業在地化諮詢會議規劃-零組件商(產業關聯方案) 技術簡報，（下載：PPT 、PDF）

P8 Part.1-301 陽光森林太陽能計劃 ( 16 GW) - III ＆曾文溪1號示範區計劃 (150 MW)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

很貪心的，想一次調查二個大型河川流域能量狀況。

或許，可以朝小河川流域進行風險更小些，速度更快點。
八掌溪、烏溪等，都可以是很不錯的標的。

P8 Part.1-201 陽光森林太陽能計劃 ( 16 GW) - II ＆濁水溪1號示範區計劃 (150 MW)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

P8 Part.1-201 陽光森林太陽能計劃 ( 16 GW) - II＆濁水溪1號示範區計劃 (150 MW)

　　在提出｢P8 Part.1 陽光森林太陽能計劃＆高屏溪3號示範區計劃 (150 MW)｣後，我們再向北走，調查中部濁水溪的情況、並將深入曾文溪的可行性調查。一項一項來完成它。

　　計劃中，將以150 MW 的設置容量的場域作為一完整操作單元，以兼顧資金、經濟性、風險性、及經營管理上的優勢。

P8 Part.2 海島能源戰略 ( 8＋ GW) ＆加祿堂1號示範區計劃

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

P8 Part.2 海島能源戰略計劃

-- 及加祿堂1號陽光電場示範區計劃框架簡介

P8 Part.2 太陽光能發電
　　設置容量：4 ～８ＧＷ (百萬瓩)。
　　發電量：50 ～ 100 億度/年。

P8 Part.2M 太陽光能發電 (延伸計劃)
　　設置容量：８+ ＧＷ (百萬瓩)。

本計劃具機密性質。
有必要者，才能洽詢。

P8 Part.3 ( ～32＋ GW)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

尚未揭露。

P8 Part.3 太陽光能發電
　　設置容量：16 ～ 32 ＧＷ (百萬瓩)。
　　發電量：200 ～ 400 億度/年。

P8 Part.3S 太陽光能發電(小型化計劃)
　　設置容量：估 100+ ＧＷ (百萬瓩)。

MRT 城市捷運系統建設的更快速工期、更低成本、更安全耐久的基樁工程

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

說明：在特定的條件下（如地質、地區等），考慮成本、工期、強度、穩定性、耐久性等因素，
我們的這支樁幾近於完美的樁。

... 敬請期待。

wait for 2020-10

★ DH快速彎管介紹影片 (on Youtube) - 更新@ 2019-04-01

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

DH快速彎管介紹影片
( Videos on Youtube, Facebook )

001 - 潁璋重型冷作彎管 (06:40)
https://www.youtube.com/watch?v=wusjMXoxztI

002 - 2018-09高雄國際海事船舶展_潁璋工程_重型冷作彎管技術簡報 (03:57)
https://www.youtube.com/watch?v=5cJwyQ-RJgE

003 - 加熱爐LNG管線_重型冷作彎管配管工程 (03:05)
https://www.youtube.com/watch?v=mYTCWAhVE5s

004 - 1.5CLR 重型冷作彎管_實際運用於LNG工業管線 (03:25)
https://www.youtube.com/watch?v=N5oo6eQocNs

FB-001 - 5吋白鐵管彎管冷加工"剩料"(不是"新作")，重生彎管招牌 (有工業風) (02:26)
https://www.facebook.com/231191687251946/videos/552005825170529/

FB-002 - 相當有趣的彎管後依規定作85%木球通過試驗 (00:07)
https://www.facebook.com/231191687251946/videos/1613084855459941/?t=0

FB-003 - 潁璋彎管配管-依立體圖面加工，當所有路徑轉折點，都沒有經過焊接工序處理 (02:24)
https://www.facebook.com/231191687251946/videos/589996518123230/

FB-004 - 潁璋-重型冷作配管-LNG配管工程 (02:24)
https://www.facebook.com/231191687251946/videos/2260357574233054/

FB-005 - 潁璋-1.5CLR重型冷作彎管的優越性，適時取代電焊作業的彎頭組裝工序 (04:47)
https://www.facebook.com/231191687251946/videos/548045285693210/

FB-006 - 潁璋-3"*40S CS SMLS PIPE LNG管線_1.5CLR冷作彎管現場安裝工程完成，測試壓力22kgf/cm2 (01:38)
https://www.facebook.com/231191687251946/videos/422313441837244/

其他公司的相關彎頭影片 (Others)：

Ref. 1 - 高周波彎頭加工 (國外) - 介紹彎頭零件是如何製造的，
讓同好了解"過去的技術"，如何自直管(pipe)加工為彎頭(elbow)。(00:50)
https://www.youtube.com/watch?v=iCSxdZenC5Q

Ref.2 - 中國大陸的彎頭零件加工製造 (01:50)
https://www.youtube.com/watch?v=0u4b4wn2MWg

更多介紹影片，將陸續上傳 .....

★ DH快速樁介紹影片 (on Youtube) - 更新@ 2019-04-01

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

DH快速樁 -- Youtube 影片

001 - 承台與基樁之間的摩擦握裹設計~~真的會長久穩定嗎?
https://youtu.be/5Z6TPTRYMwo

002 - 依法規來要求基樁內壁水灰浮沫層去除打毛
https://youtu.be/6qyQDSdI4Xc

003 - 基樁與填芯混凝土_摩擦握裹作用顯現出不安定因素的模擬試驗
https://youtu.be/9ZqX1TzfAyA

004 - DH-PHC基樁利用鋼筋混凝土結構力學取代不穩定摩擦握裹力學
https://youtu.be/xD4vgtiEXhA

005 - DH-PHC基樁省時省錢的快速施工工法
https://youtu.be/BxcvSS4K3eU

006 - 浮沫層與劣質混凝土共伴效應(DH-PHC克服不穩固的樁頭處理)
https://youtu.be/swzXDrTjJ8o

007 - 傳統基樁樁頭處理缺陷(DH-PHC基樁改善其缺失並加強結構體)
https://youtu.be/uZRGAVlMaxA

008 - 傳統基樁樁頭處理的缺失改善(DH-PHC基樁-永不鬆脫樁頭處理)
https://youtu.be/vxmpYB3O9rE

009 - 現行植入式樁頭省思
https://youtu.be/B_qwX9cb8Qs

010 - DH-PHC基樁~~永不鬆脫的樁頭握裹顯現(鋼筋混凝土結構)
https://youtu.be/lwhKQdlgY1o

011 - DH-PHC基樁施工作業程序(永不鬆脫的樁頭處理)
https://youtu.be/Mte8QaQPyiE

012 - DH-PHC永不鬆脫的樁頭處理(改善預力基樁樁頭摩擦握裹設計由結構力學取代)
https://youtu.be/AXgp_1E6vY

013 - DH-PHC基樁的樁頭處理技術(高頻率反覆振動對於建築物或設備的影響)
https://youtu.be/YlaL8exx6wg

014 - DH-PHC全面解決現行植入式基樁樁頭處理的不穩定及不確定性!!
https://youtu.be/3RpZK3JPy3o

015 - DH-PHC基樁 (壓縮專案浮時與樁頭永不鬆脫)
https://youtu.be/BS8KEOGpuTk

016 - DH-PHC基樁(強化穩固樁頭抗拉拔能力)
https://youtu.be/SOK7i_fIkJo

017 - DH-PHC永不鬆脫的樁頭處理
https://youtu.be/mjtAmt_S3q0

018 - 現行植入式phc基樁的結構與工法...是否應有所改進? DH-PHC成樁質量更穩定，有利於工程承包方的投標競爭力、降低成本及風險，更有利於投資資金的回收速度及確保效益
https://youtu.be/ENqy2x6Mlg4

019 - DH-PHC基樁透氣管管湧現象
https://youtu.be/aLnWlm61bsA

020 - DH-PHC基樁中空樁頭排氣現象
https://youtu.be/5ukYZyUJ0no

021 - DH-PHC 基樁易開罐工法
https://youtu.be/sJf7eNLV9Bs

022 - DH-PHC 植入過程(鑽掘至承載層情形)
https://youtu.be/w02PVxccGdM

023 - DH-PHC 基樁(不需二次鑽掘鑽芯處理程序的中空樁頭植入過程)
https://youtu.be/1PhULZstdeo

024 - DH-PHC基樁抗震抗拉拔永不鬆脫的樁頭處理
https://youtu.be/mZv1BRgiMxE

025 - DH-PHC基樁強悍抗拉拔永不鬆脫的樁頭處理技術
https://youtu.be/0Ixa-KYGQ1Q

026 - DH-PHC基樁快速工法
https://youtu.be/XJY5V4xA4nU

027 - DH-PHC基樁預先成形的中空樁頭處理
https://youtu.be/YU71uQfISdM

028 - DH-PHC基樁植樁過程
https://youtu.be/Uw_sP-Muh_k

029 - DH-PHC基樁植入定位與輔助鋼索如何脫鉤 (po: 2017-04)
https://www.youtube.com/watch?v=S-qSv6xYxXY

030 - DH先進型快速基樁(植入式基樁樁頭比較) (po: 2017-05-05)
https://www.youtube.com/watch?v=5TeriVmNH20

031 - DH-PHC預鑄式中空樁頭處理
https://www.youtube.com/watch?v=uH2hTItDWq8

032 - 基樁樁頭內壁與填芯混凝土_界面摩擦握裹耗弱分析
https://www.youtube.com/watch?v=Mpo252RQOps

033 - DH-PHC 600#14米單樁植入過程
https://www.youtube.com/watch?v=cUhgdnnXouc

034 - PHC基樁_抗震型-永不鬆脫的結構樁頭處理
https://www.youtube.com/watch?v=W0L6TbhmxV0

035 - DH-PHC基樁植入應用於液化潛勢區住宅深基礎
https://www.youtube.com/watch?v=ZBH47-rmEVY

036 - PHC基樁植入_因應場所需求演化不同機具配合
https://www.youtube.com/watch?v=QXiKIinoRgE

037 - PHC快速工法(壓縮工期時間、強化樁頭力學)
https://www.youtube.com/watch?v=wbzvPt_ACGs

038 - DH-PHC快速工法(傳統植入式基樁過程缺失案例探討) (@2017-11)
https://www.youtube.com/watch?v=rcZ1cB4LYrQ&t=145s

039 - 植入式基樁不穩定的缺陷現象(DH-PHC永不鬆脫樁頭處理)
https://www.youtube.com/watch?v=ayHu53sB6U8

040 - DH抗震基樁_礫石層施工
https://www.youtube.com/watch?v=F3cp3rqAFeM

041 - DH基樁極度壓縮工期
https://www.youtube.com/watch?v=bJi_wtvpofk

042 - 礫石層降挖工法__植入式基樁施工(DH - PHC系列)
https://www.youtube.com/watch?v=Qo3iZacdd-I

043 - 傳統式基樁樁頭處理問題解決方案(DH-PHC易開罐工法)
https://www.youtube.com/watch?v=xXs0z80L0Fs

044 - 傳統樁頭處理之樁芯拉拔破壞(DH-PHC克服傳統缺陷問題)
https://www.youtube.com/watch?v=Aw7lSSIRcQY

持續增加中 ......

Google+ 影片：
https://plus.google.com/111604789290117346773

2018-09-27 德翰快速彎管技術(Quick-Bending technology)參展2018高雄海事船舶展

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

2018-09-27 德翰快速彎管技術(Quick-Bending technology)參展2018高雄海事船舶展(KIMD)

　　2018海事船舶展(KIMD EXPO 2018)於2018-09-27至30在高雄展覽館舉行。

　　德翰公司的夥伴公司—潁璋工程興業公司(Ying Zhang Industry Co.)很榮幸參展了此一盛會。展會中潁璋公司展示了最新、最亮眼的技術--快速彎管技術(Quick-Bending technology)，受到各界來賓的注目垂詢與邀約講解。

　　本次技術展示可能是(請恕我們並不是100%確認) 目前同類型最大尺寸工業級冷作彎管的全世界第一次展示工藝。

　　快速彎管技術是一工業級的快速重型彎管技術，應用大型的數位化彎管加工機台將工業級管線依客製要求予以彎製成型。本技術本原始應用於石化工業管線工程，合作商潁璋公司因應本次參展，特地準備船用彎管類的應用例，與來賓分享。

　　目前船用彎管大多仍使用舊式的3DR彎管型式(俗稱：大彎)。在船舶的狹窄空間運用上，相當地占用空間，除有礙於機具管線之設置/操作/維修、船員生活/工作，也使船上空間可利用率大減，增加船主負擔。現在潁璋公司製作的快速彎管，除了可使用工業級管線材外，更發展出工業級配管長徑彎頭R/D=1.5倍率(1.5CLR)的彎管加工技術，最小可達R/D=1.0倍率(1.0CLR)，更有利於船用空間的使用效能，創造船舶空間價值及造船競爭力。

　　會後，境外船業相關公司的殷殷垂詢，更著實令人動容。

快速彎管技術的成品特色：

快速彎製成2D或3D彎管，包含單彎管、雙彎管、及多彎管型式。
可以形成各種角度，常用的45度、90度的彎曲角度，最高可達180度彎角。
高安全性
高流動性
高耐壓力
低維修成本

快速彎管技術的具體效益：

大量降低勞動人力 (~66%)
大量縮短工期。即產量增大 (~300%)
降低整體成本
降低檢測成本及時間
提升管線工程品質
降低工廠營運風險

快速彎管技術可廣泛應用於各產業：

石化工業、
鋼鐵工業、
船舶工業、
能源發電工業等。

展場掠影：

來賓垂詢：

技術洽詢：　　

email: service@dehantech.com

商業洽詢，工廠製作：

潁璋工程興業有限公司 (統編:89302767)
地址：高雄市林園區文賢南路226巷3-1號
地圖 (google map)：https://goo.gl/maps/ofY3pFSzk9m
電話: (+886) 07-641 2345
傳真: (+886) 07-641 2677
電郵：a89302767y@gmail.com
潁璋工程興業有限公司 、Facebook

註：
快速彎管技術(Quick-Bending technology)為德翰智慧科技公司專有技術。
潁璋工程興業公司獲有德翰智慧科技公司的快速彎管技術使用授權。

資料下載：

快速彎管技術DM - Quick-Bending DM (8 pages PDF):

快速彎管技術簡介 - Quick-Bending Introduction (PDF):

P8: DH太陽樹 (DH-SunTree)

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

P8: DH太陽樹 (DH-SunTree)

Create: 2018-06-14 , Update: 2018-07-01

　　德翰公司於 2018年06月推出P系列最新的技術：P8。

DH太陽樹的基本概念：

樣式2 是為西太平洋地區特別設計的式樣 (減風型)。

DH太陽樹的應用場合：

使用在工程界已經非常成熟且便宜的二套技術：預力基樁、鋼框架製作。
來取得大量的土地利用。
而高科技的太陽能電池模組反而被我們認定為可以在自由市場中取得的零組件。

我們的樂趣在於：找尋/搜括最差、最爛、最沒有人要的土地，
利益最低或負利益的土地，把它們再一次加以活化或重覆利用，
而且是快速的利用、開展 ("時間" 才是我們技術的重點之一，"土地"是另一個)。

最原始的發想是利用公路路肩或鐵路，但這並不是我們最好/最後的目標。

舉例以500mmX12米單節預力基樁@8米施作，每工班每日工進約30-40組(240米路長，不計入環境影響)。本地可發動至少20-30組以上工班，估日進7,200米。以400KM長的公路兩側綠地施工需求(100,000支)，全線最快120-180天完成此作業。
鋼框架是模組化批量製作安裝、太陽能板也是，機電施工落後依序跟上，反而不是重點。縱有誤差，施工速度非常快。這類似方式幾可在其他道路施作，只要日照可以被接受。
這方式對更後段的輸配電作業是極為有利的，不同於一般的繁星式的市民發電應用等級。
(以上這些估算值，請不必太斤斤計較)。

比起嬌貴的太陽能板，這些基樁、鋼框架成本反而已是不足道。
比起土地的難以取得及曠日廢時，這些基樁、鋼框架成本更是不足道矣。

預力基樁的特性為在工廠產線量產快速預製，若24H作業甚至可達1-3翻。強度高、地上地下一次施工(速度快)、現場不開挖、不堆置施工物料、地面迅速復原、價廉、耐久性最高可達100年(太陽能板都更換5次了)。若在公路施工，幾不影響車行。

但在公路實行，面積雖大，Sorry，仍不能滿足我們的設計胃納量。
加入鐵路(軌道)實行，雖好，但仍不夠達到滿足點。

我們想過 ...... 利用無用的空地 (很俗的想法，接近現狀)
但仍然是無法達到滿足點。而且，困擾也很多。

更理想的方案是 ...... 陽光森林計劃 ......

DH太陽樹主要以樹幹及葉展為型式，仿大樹迎面吸取太陽能，故命名之。

最具特色的反而是並不起眼、作為樹幹的"預力基樁"，這是一種極為成熟的建材，利於快速的大量預製。
預力基樁是土木工程中的鋼筋混凝土學發揮至極致的應用，使用了高強度的混凝土(如fc'=800kg/cm2)、及高強度的鋼筋(指預力鋼棒，如fy=12,500kg/cm2)，形成一個極為優異的"支撐結構件"，且混凝土擁有極佳的耐候能力(指相對於鋼構或鋼管)、相對低廉的成本，都可以用來"種植"我們的"DH太陽樹"。

鋼框架也是成熟的鋼結構產品，快速預製、快速安裝，加上熱浸鋅保護，讓鋼框架能儘量的撐過太能能板的壽命期，降低成本。型式統一，尺寸既定，更是適於批量生產。

這些都是本土可以取得的物料及技術，完全不必借助外力。

當我們土地資源極度欠缺時，正可為用。我們也用它來建造 "充滿光的黑森林"。

大家來種一顆樹吧

種樹是一種樂趣。別人種樹，都是用肥料、澆水、愛心呵護，讓小樹苗可以逐漸長大。
我們的太陽樹則是用鋼筋、水泥、鐵骨來作，怕它熱，還要幫它打陽傘，但愛心是一樣有的。
如果每個朋友都有心，種顆樹，就能成就一大片森林了。

註：
(1) 本圖文是工程師稿，未經美編，醜了點，別太介意。
(2) 詳情請再看"陽光森林計劃"。
(3) 如果您覺得DH太陽樹這套技術有任何缺失，請告訴我們，讓它更進步。

真正的重點在這裡 ...

專為台灣環境設計

DH太陽樹技術是專為台灣地區特性所設計的能源技術。
人口多、缺能源、土地小、颱風強烈、環保抗議多、意見也多，這正是台灣所處的環境。
可是，能源還是必需的。

台灣經濟環境還不錯，意思是還不算太缺資金。
太陽能發電最大的問題是 ........ 缺乏「土地」。

不要把DH太陽樹想的太深澀，但也沒有太簡單。
它不是高科技，說的白話一點，它就是一套土地利用技術。

在台灣，太陽能發電中最昂貴的成本，並不是PV太陽能電池模組，而是「土地」。
土地也是衝突最大的未知數，不只是「昂貴」，更難「取得」及「同意使用」。

幾乎全部使用台灣本土的技術

綜觀DH太陽樹技術，主要有土木、鋼構、及機電技術。
機電技術(主要是太陽能板)是被設計為可以自市場中採購的普通資材，不必包含在此技術討論裡。
其餘技術，本土都足以支應。基本上，用不上國外技術。
相對於嬌貴的太陽能板，其他建材都是相對便宜的物資，這是相當重要的成本觀點。

太陽能發電中，數頗眾的繁星發電方式，其實在收購端(含輸配電)、運營維護等，都有著許多問題。

DH太陽樹有別於小型發電方式，是採用更大面積的發電方式，使產能及管理更能驅於規模化、大型化，有利於各種後續建設的搭配合。同時，設計構想中的建設方及經營方也與傳統有所不同。這是與本地傳統太陽能發電很大的不同，是需要有心的各位細心再思考一番。

眼尖的朋友們大概可以發現，DH太陽樹用的材料都是現下正在使用中、且是最便宜的工程材料。

建設投入(資金投入)是可以分階段的進行，停止或續行都是可行的選項

DH太陽樹的實施，主要是在土地上，可以視資金寬緊(財政)來調節實施，無須急促地投入。當然，還包含有實施當地政府及人民的意願及考慮。

建設DH太陽樹的土地是可以親近的

DH太陽樹是高架型的太陽能發電裝置，下方土地是可以再自由利用的(當然，也會有一些限制)。住民及遊客是可以相當程度利用其下方空間，這會改變傳統太陽能設施所造成與人類社會相互隔離的剝奪感。

廢棄已建設的DH太陽樹(例如土地另有用途)，也是可行的

在土地欠缺的地方，隨時都會有其他的需求加諸在土地上，而太陽能發電是極須要大量土地的一種發電方式，因此我們設計了這個技術，讓土地變成是可以被調節使用的，而非專用、排它、獨占、浪費社會資源。

最重要的是，DH太陽樹幾乎只利用社會上價值最低、或無利用價值的土地

這要直接看我們設想的應用方案 --
　　陽光森林、或海島能源戰略。

技術本身是沒有顏色的，請不必多所存疑。

資料下載：

1. DH太陽樹_簡介 (繁中)

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com

2018-02-06花蓮地震-摘記

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

提醒大家注意地震的可怕，為自己心愛的家人及早預防

create: 2018-02-12 , update:2018-09-08

節錄報導：

1. 資料來源：風傳媒 2018-02-07 , http://www.storm.mg/article/396610

李鴻源今（7）日在《ETtoday新聞雲》直播節目中表示，由於北部土壤液化嚴重，如果像這次芮氏規模6.0的地震發生在北部，恐怕會震倒4千棟房子。

如果台北規模7.3地震 3萬5千棟房子會倒

李鴻源說：「從921到台南到這次的花蓮，其實場景都一樣，大家講得話也都一樣，我滿難過的。」他表示，自己任內國家地震中心就有警告內政部，台北土壤液化潛勢非常高，芮氏規模6.0的地震若發生在北部，恐會倒掉4千棟房子。萬一是7.3，則要倒掉3萬5千棟。

2. 台灣斷層分布圖

▲資料來源：中央大學應用地質研究所
http://volcano.gl.ntu.edu.tw/worldwide/taiwan_faultmap.htm

▲資料來源：經濟部中央地質調查所
http://fault.moeacgs.gov.tw/ATTeach/地震活動觀測/motive.htm

▲未來50年台灣孕震構造之發震機率圖
(資料來源：科技部台灣地震模型團隊2015)

3. 台灣土壤液化潛勢 (順便將相關的土壤液化潛勢一併po上，台灣人太容易健忘了)

資料來源：經濟部中央地質調查所-地質雲-土壤液化潛勢 (查@ 2018-02-12)
https://www.geologycloud.tw/map/liquefaction/zh-tw

台北市　　　　　　　彰雲　　　　　　　台南市　　　　　　　　高雄市

不過，下面網址對一般民眾可能較易接受：
　　經濟部中央地質調查所-土壤液化潛勢查詢系統
　　https://www.liquid.net.tw/CGSSL/Public/process/Mainpage.aspx
　　https://www.liquid.net.tw/CGS/Web/Map.aspx

全台各縣市土壤液化潛勢分佈 (來源：中央地質調查所）

～～很多事情我們沒辦法改變，但有些事情我們有能力也應該要預先準備應變～～

　　為了 ... 愛我的人、和我愛的人，
　　而不只是 ... 我愛的錢，也不是愛我的錢。

　　記-花蓮-強烈有感 @ 2018-02-06

隨便記：

2018.02.10【文茜世界周報】土壤液化　311千葉浦安的歷史教訓
https://www.youtube.com/watch?v=HcpEuix7XQU

2018.02.10【文茜世界周報】遠離震央的潛在威脅　高樓共振現象
https://www.youtube.com/watch?v=cDDeEq6fglI

2018.02.11中天調查報告／「山腳斷層」若翻身　北台900萬人遭殃、南部發生率64%高
https://www.youtube.com/watch?v=HtJDusYONaU

2018.09.07 千古火山灰液化真相北海道「黑暗之都」的無電人生 - 日本/北海道7級地震-盆地土壤液化
https://www.youtube.com/watch?v=FGR2JFby1vU
https://www.youtube.com/watch?v=ybBG7T4UBzk&t=746s

W1: 我家就在地震土壤液化潛勢區，不怕

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

我家就在地震土壤液化潛勢區，不怕

在對抗地震引發的土壤液化災害防治上，我們不得不說深基礎才是重要的治本防治方法，其中又以樁基礎最為實際且經濟。許多的"好像專家"都說只要建築物深入地下二至三層(約6至9米)，即不會受到土壤液化的損壞，這些除了安慰劑外，用途並不高，真正的專家都不敢這麼說的。

土壤液化防治最大的指標即是 "基礎深入地下達20米以上"，否則如您家所在區域是高至中風險區，大地震一來的那半分鐘，土層即會液化而呈現無支撐力(或減弱)，房屋(尤其大樓)雖然不致會倒塌，但極可能發生些微傾斜，就足以使你的家無法再居住了，財務損失不可計數，修復費用是無比的驚人。這種目標目前只有連續壁(地連牆)和樁基礎可達成，但連續壁造價太昂貴了，能深入地下20米以上(甚至達30米)的連續壁更是昂貴，如果你家的地下車庫有深達6至7層以上，大概就無憂了。建議您若有機會買屋，還是善加注意大樓結構有無到達20米以上的深度比較實際。但我們會說，使用"樁基礎"才是最經濟實惠的治本治標之道。

在我們介紹了那麼多的德翰DH-PHC預力基樁的技術後，為了避免讀者們覺得太過平實無聊，德翰公司在此特別提出另一DH技術延伸應用，與各位相互切磋進步一下。

在今(2016)年206台南地震後，德翰公司在現有技術上、衡量經濟成本考慮，作出對現有建築物抗地震土壤液化的低成本有限度預防及減災補救技術芻議。請參閱下文：

”我家就在地震土壤液化潛勢區，不怕！”──206台南地震後對現有建築物抗地震土壤液化的低成本有限度預防及減災補救技術芻議 (update @ 2016-05-27)。

下載： PDF檔 (繁中)

更多的資訊，請詳見 W1:DH_RAIN 技術。

洽詢： service@dehantech.com

* 實務上，土壤液化對於已建成的既有建築物(或稱老舊建築) 是幾無解救方法的，主要原因仍在"補救的經費太大了" (相對於建物的實際價值而言，但不論及情感/古績等非物質價值)，而致使補救的實施變的毫無實益，可能只是情感上的彌補罷了。可參考下文中所述日本的補救工法。(2017-01-28更新)

* 2016-12 中部一民宅新建案來詢及DH一階樁的應用，因該地已正式被劃入於液化紅區，建議使用樁基礎作為下部基礎。衡量現有工程市場情況，採用DH樁材成本只是略高一些(因DH製造樁廠在南部，運費略高)，但植樁施工(一般PC樁)的成本太高，主要差異仍在機具啟動成本及運輸成本上；這提供一般想使用基樁作為下部基礎的個案參考；因民宅個案使用樁數太少，會使現場施工成本相形過高，如能集中多數戶集建，或許單價成本上可以降低。
南部如台南市安南區或安平區等易液化區的一些較高造價的新建透天宅已開始採用基樁作為下部基礎，即為此未雨籌謀吧；建商主訴在安全度的提升及銷售說服力(已不只是上部結構耐震度安全提升，而是延伸至更地下的基礎型式安全及永續)，住戶除安全外也訴求在未來易手時賣價較高，也是原因。
在2016台南地震後，土壤液化區的足漸公告，民眾已普遍對地震及液化災害建立危機意識，中南部透天厝傳統上認知的災害型式已有改變；加上台灣地區本就是地震頻繁的地區，災害時聞，透天厝宅有些屋主都是具有長期居住、多代親屬同堂住居的方式，子孫新建時為了抵抗未知災害，也顧慮深遠；相信以基樁作為房屋下部基礎的方式，一定會被大家足漸接受的。在台北市(台北盆地)仍有許多透天宅，由於當地土地以稀為貴，普遍房屋價格甚高，基樁成本相形不高，使用樁基礎絕對是當地最佳選擇；這也包含那些7-8層高的華廈型建物(因多地下車庫只有一層，不足深入地下)。提供大家參考。(2017-01-31更新)

我家就在地震土壤液化潛勢區，不怕！

──206台南地震後對現有建築物抗地震土壤液化的低成本有限度預防及減災補救技術芻議

余韋慶、李勝男/德翰智慧科技公司 update @ 2016-05-27

前言

2016-02-06 凌晨03:57在高雄美濃發生深度14.6公里、芮氏規模6.6級地震，最大震度為臺南市新化7級 [1]。災害除台南市永康區永大路的：維冠金龍大樓完全倒塌，死亡達117人，災情最嚴重外，尚有多起房屋倒塌。重大影響之一：此次地震中，部分房屋因土壤液化而傾斜……行政院決定公布各縣市的土壤液化潛勢區域。

在1970年代起，台灣正值經濟澎勃發展，人民所得快速增加，賴以遮風避雨、安身立命的房屋也隨之興建眾多。早期的房屋、由於技術不夠進步，工程技術及法規對自然界的地震風力等災害也還處在摸索階段，讓這些早期興建起來的老房子存在著許多的不確定安全隱憂。土地房屋等不動產，除了有「有土斯有財」的高度資產經濟價值外，在國人內心深處，還有著情感上的濃厚依存，混合著家人共同生活點滴、汗水奮鬥的苦樂過程等。由於這一份對房子的依戀，我們不得不對”土壤液化”災害的影響及其補救改善來嘗試盡一份心力。希望文中揭示的改善方式能在未來救救許多人的寶貴生命。我們判斷，本文中的改善技術不必然是最佳的方式，但可以作為後續專家學者、工程先進們的進一步研究的參考，希望可以參酌精進出更好的工程技術。

一、因地震引起土壤液化的一些成因、及案例

1.1 土壤液化成因簡介

作為一篇通俗的技術文章，土壤液化的許多較深澀的科學技術成因在此不便深言，篇幅也不宜太長，我們只針對其中一種成因解釋。土壤液化 (soil liquefaction) 是地震工程的一個術語，指土壤因地震的壓密作用，造成原本在深層土壤的水份被擠壓到表層，土壤顆粒間的有效應力下降為零，土壤失去剪應力強度，呈現如液態的狀況。當地表承受不住地下水的壓力時就會破裂。

土壤液化主要出現在分布深度較淺，充滿水的砂質土壤或粘土，且其底部排水較差。通常在外力反覆震盪下（如地震），鬆散的土壤因受到壓縮，內部空隙減小，而擠壓孔隙水，導致空隙內水壓升高，砂粒間的結合力減少或消失。當水壓升高至超過土壤內承受的外部壓力時，加上水分不能從地底排出，就會產生土壤液化。液化時砂與水混和成如泥漿般的液體，使土壤失去支撐力，造成房屋傾斜、地層下陷、地下管線破裂或上浮。

最容易發生的液化的土壤是年代比較輕（如近一萬年的冰河時期）的細沙，或顆粒大小相當且排列整齊的泥土中，地層只有數尺厚，富含水分。這樣的地形通常可以在河岸、海岸、舊河道、海埔新生地或因風力而堆積而成的沙丘中找到。土壤液化的例子包括流沙、流粘土、濁流和地震液化。[2]

土壤液化主要原因即是：地震使土壤孔隙水壓力過大，而致使土壤承載力喪失 (圖1-1)。

圖1-1 土壤液化成因 (資料來源：地調所網站)

此次發生災害的台南市即是位於全台最大的嘉南平原，台灣許多地方正符合這些”土壤液化潛勢區域”的特徵。而我們的家人朋友許多的房屋都已經被建設在這片土地上很多年了，所有的土壤液化補救技術，如樁基礎、及其他的土壤改良方法如土壤置換法、動態夯實法、擠壓砂樁、礫石樁，深層或淺層震動工法等，對老房子而言，都顯的不濟於事；因為它們實施上都著重於「新建」，而非補救，小面積建築的效果以樁基礎的成效最大且最直接。其中，唯一有效的高壓灌漿法，常見於個案性、小面積的鄰損傾倒補救(如蓋大樓時使鄰屋傾斜)，但對於大面積的「土壤液化」(如圖1-2 所示之台南都會區土壤液化潛勢圖) 成效並不確定，更何況經費也不是政府或百姓負擔得起。

圖1-2 台南都會區土壤液化潛勢圖
(資料來源：水利署、中央地調所)

當我們住的老房子，面積不大、鄰居也多、又無法拆除重建、又無充裕資金時，那怎麼預防土壤液化災害？我們先參考一下鄰居的作法吧！

1.2 日本311地震案例

在2011年東日本大震災(311地震)，除了引起海嘯災害外，在關東地區、東北地區均出現了因地震引發的廣泛的道路，房屋土壤液化現象。日本政府也著實花了很多的力氣在執行災害的救助，其中以「格子狀地中壁工法」、「地下水位低下工法」二種工法為可行，日本(浦安市)也真正札實地估算了所需的經費，以500戶為一區概估經費：「格子狀地中壁工法」約需50～125億日圓，「格子狀地中壁工法」約需25～45億日圓，外加每年維護費4～5千萬日圓 [3]。

其他，如千葉市也有類似的處理措施：地下水位低下工法在一地区（約240戸）實施，建設成本約7億日圓，且另須每年維持管理費（假設30年，每戶每年30萬日圓）。另一格子狀地下壁工法，在一區20戶的規模下，建造成本約2億4千萬日圓，攤分每戶負擔約800萬日圓，千葉市期望的輔助是1/2以下並以200萬日圓為限 [4]。資料太長，請讀者自行查閱 (該市官網應該還存在，日本人的作法是非常仔細的)。幣值請自行換算，約日圓:台幣= 3:1。

由這些發生在日本的土壤液化事件，其實我們可以發現，土壤液化在既有建築物或稱老屋（很抱歉，容我如此形容這些現有建築物）上，具體而言，是無法改善的。這當然是跟經費有關，政府不可能限制的花費下去（日本政府也不可能），而居民對自行負擔的部份，其實，也是花不下去。對一棟南台灣最常見的透天厝，負擔600萬日圓去修理自己的房子，實在有些強人所難。最好的方法，還是打掉重建或另購新屋較實際。記得，以小面積的小型民用住宅為例，最有效的抗土壤液化方法，就是作成樁基礎，尤其以使用預力基樁為為經濟。

但，在此，我們仍就德翰公司技術中提出一個可以有限度的改善方法，供大家參考。

二、排水沙柱技術的向上排水設計(技術簡介)

我們重新思考了土壤液化的前因後果，發現只要能將「地下土壤中的孔隙水迅速排出」，就可以有效降低土壤液化災害程度。現有建築物所在上方土壤(含地坪)多己被「夯實」過，形成了低透水層或不透水層(意即滲透率極低)，地下土壤孔隙水無從排除。在2013年的工程技術中，有一份算是相當冷門的「排水沙柱」技術(或吸管排水工法)，本來是用作為水資源保育、抗旱、抗澇技術之用，但卻也可以被適當的轉換應用在土壤液化防治領域。在土壤液化防治上，這個技術主要顯現在「縮短排水路徑長度」；當然它原先的主要功能並非如此而已。

如大眾習知的，由於萬有引力之故，水只能向下或水平橫向排除，無法向上排除。當地震發生土壤液化時，建築物下方的土壤孔隙水會因為周圍都受到拘束，無法向外排出，而形成液化現象。建築物失去土壤承載力，而造成沉陷、傾斜、倒塌等災害。一般建地的地下水位約在地表下4～6米，即是在地表層仍有一層乾燥的土壤足以支承，地震液化時，會地表下更深的土層(如4～20米)先行液化(失去土壤承載力)，再逐步使地面的建築物因失去支承力而沉陷傾斜，故我們只要能夠在地下埋置足夠的透水管或排水管類，用以收納土壤孔隙水，則液化的災害將因而降低許多。

圖2-1 排水沙柱技術簡圖
(註：當用作土壤液化預防時，水流方向相反)

當我們在土地上設置了許多的排水沙柱 (圖2-1)，深入土層中3～6米 (深度可以再增加)，土壤孔隙水的排水路徑就會因此而大大縮短。而排水沙柱中填塞的沙，尤其是篩選過的級配沙(或海沙、或礫石等)，是排水性優良的材質(如海灘上的沙可迅速讓海水滲透)，排水率是一般土壤的10～100倍 (詳表2-1，砂土與其他土壤的滲透係數的比較)，可以加速土壤孔隙水的排除。而當地震來襲時，巨大的地層動力則是供了足夠且超額的壓力及動能，讓這些土壤孔隙水向外擠出，透過就近流向這些「排水沙柱」，最終能「向上排水」。這些災害的發生及土壤孔隙水的消散，可能只發生在幾秒至十幾秒鐘而已。可能的現場狀況是排水沙柱連沙及水向上奔出，雖「排水沙柱」經地震後可能無法再滿足使用功能，但在其產品生命週期中已達成了災害預防的任務。

表2-1土壤最終入滲率 f 及滲透係數k 值簡易對照表

資料來源：內政部營建署建築基地保水設計技術規範 [5]

當排水沙柱設計為深入土層6米深(若更深，效果會更佳，視設計量而定)，在理想狀態下，會使得地表下6米的土壤不致於快速軟化或液化，在地震力作用的十幾秒鐘內，仍可維持一定的承載力(如同建築物漂浮在一層比較硬的土壤殼上)，等到地震過後，壓力卸除或土壤孔隙水逐漸排出，土壤承載力也可以逐漸恢復到一定程度，建築物就可以處在比較安全的狀態。這些可能只是不到半分鐘的時間內發生並結束的事情(即使後續餘震連連)。

排水沙柱使用到的材料都是環保材料，與環境可以充份融合、無害。即使多年之後遭廢棄，也不會造成環境污染或負擔。

三、排水沙柱技術的工程成本考慮

上列的排水沙柱原始設計直徑約6”～10” Φ、深入土層3～6米而已，以其小而不深的特性，施工成本相當便宜。當然，對映土壤液化問題所需的尺寸可能會與原始排水目的設計不同。而在「縮短地下土壤孔隙水的排水路徑」的設計上，多設排水沙柱的數量，所形成排水路徑的縮短，可能會比大尺寸、深鑽掘的排水沙柱來的有意義多了。

這個技術有考慮到成本問題，使用最普及的工程材料、並使用現代化的自走式機械施工，可以使成本降低、施工工期快。雖然目前所需的施工機械尚未在市場中出現，但以台灣的機械研製能力，佐以市場需求，相信這種自走型式的施工機械是很容易製造的。而施工中所使用的材料，諸如不織布(長袋型過濾膜或其他材質的濾布)、沙(或漂洗過的便宜海沙)、PVC管(可無)、混凝土格柵蓋(可無)等都是市場上極易取得的工程材料，意思是成本低廉。而以自走式施工機械施作，施工時間將會大量縮短，有利於交通干擾度及時間的降低。

而這些排水沙柱是可以分段分年陸續施工的(如果經費充裕，當然以一次完成為佳)，適合按年攤提或分區施作(例如按潛勢風險區分)，這在財務設計上是相當重要的。排水沙柱損壞了，也可以補作或加作，利於維護。

許多家庭基於各種原因，對已經住久了的老房子有了感情，想搬走又捨不得；家人工作和小孩子教育都在這裡，想搬也不方便；有些人資金不豐，想換個新建的窩的錢又花不太下去；液化潛勢區的老房子想脫手也非易事；理由太多了。可是，有時候，被列入土壤液化潛勢區也實非自己自願的，讓人有些無奈。自己的家即使做了「老屋健檢」的耐震檢查，可能只是加強結構體耐震，對於地下的土壤液化防治，似也無幫助，也是無奈。

這個簡單技術或許可以為自己家人未來10、20、30年的土壤液化災害進行有限度的預防及減損，這也可能是許多人可以負擔得起的費用。當然，工法技術也是有些限制，如土地空間必須足以讓機械施工等，也難免有些擾鄰(鄰居也在潛勢區，沙柱施工對其有利，諒也不會太計較)。而預期的預防成果則是要看沙柱實施的尺寸、內填充材料(如粗砂或礫石等級)、密度及深度而定(跟成本有關，也跟後續的維護有關)。

四、總結

這個排水沙柱技術是一個相當簡單的工程技術，實施上並無困難。對百姓或政府而言，施工經費上也過得去，可能還比重造路邊水溝便宜。主要的觀點是在「災害的預防」，而非是「災害的補救」。

基於206地震所產生災害，我們思考了這個排水沙柱技術確實是一個可以有效運用在老舊住宅的低成本預防方法；同時間，不只是台南區域可以用得上，其他的都會區在人口條件及地質條件上更是有運用的空間。

台灣地區「排水沙柱」(W1: DH-RAIN) 技術是一個可以提供非盈利的公益授權免費技術。本文只是一篇簡介文而已，無法一一闡述理論，多數更詳細的資料可參考我們官網 [6]，也歡迎有需要的單位機構來與我們洽詢。我們心中最大的期待仍是希望在未來土壤液化災害中，可以幫助社會的地震災害人身傷亡、財產損失能得以減輕。

最後順便提一下：除土壤液化防災外，這個技術實施同時也提供了：水資源保育(最原始設計)、都市排水、及都市節能的功能；當然，仍有其他如抗沉陷等延伸性功能。

參考文獻：

[1] 維基百科(2016-03-11查詢)，”https://zh.wikipedia.org/wiki/2016年高雄美濃地震”。

[2] 維基百科(2016-03-11查詢)，”https://zh.wikipedia.org/wiki/土壤液化”。

[3] 浦安市官網(2013-01-30)，”市街地液状化対策実現可能性検討調査結果の概要”，www.city.urayasu.lg.jp/todokede/anzen/shinsai/ekijoka/1002237.html，浦安市，日本。

[4] 千葉市(2013-12-27)，”千葉市の液状化対策・その4（「地下水位低下工法」と「格子状地中壁工法」）”，www.city.chiba.jp/somu/shichokoshitsu/hisho/mes-tf62.html，千葉市，日本。
[5] 營建署(2012)，”建築基地保水設計技術規範”，表3，台北市，台灣。
[6] 德翰智慧科技公司官網(2013)，www.dehantech.com，"W1:DH-RAIN吸管排水工法"，高雄市，台灣。

我家就在地震土壤液化潛勢區，不怕！

德翰李勝男在北京建築大學【2018亞太城市建設與管理實務論壇】發表論文

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

德翰李勝男在北京建築大學【2018亞太城市建設與管理實務論壇】發表論文
Date: 2018-05-18

　　本公司李勝男副總經理繼2016-04-29香港科技大學主辦的【2016亞太城市建設與管理實務論壇】發表專業論文《預力基樁樁頭接頭的改進—以上海大樓倒塌案為例》，深獲好評。今年又再度獲邀於2018-05-18在北京建築大學主辦的【2018亞太城市建設與管理實務論壇】親自發表論文《DH快速樁在城市建設行政管理實務上的應用》。

▲2018亞太城市建設與管理實務論壇－在北京市召開

▲2018亞太城市建設與管理實務論壇－與會代表

▲2018亞太城市建設與管理實務論壇－會場一景

▲2018亞太城市建設與管理實務論壇－李勝男/發表論文

▲論文摘要/李勝男等

資料下載：

1. 李勝男等(2018)，”DH快速樁在城市建設行政管理實務上的應用” ，2018亞太城市建設與管理實務論壇論文集，北京建築大學，北京市。
　　繁中版論文 PDF、簡中版論文 PDF (資料等待中)。
　　繁中版簡報檔 PPSX、PDF。

2. 主辦方-北京建築大學邀請函

3. 2018亞太城市建設與管理實務論壇－日程安排 (PDF檔)

4. 主辦方-北京建築大學報導：
　　 http://xww.bucea.edu.cn/tgx/123926.htm

註：部份資料尚待北京主辦方正式傳達。

★ 最新 DH快速樁產品目錄已出版

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

最新 DH快速樁產品目錄已出版

最新DH快速樁產品目錄已於日前出版。
目錄中公佈涵蓋本公司多項已取得之技術，確實佔據工程業界的重要技術節點。

註：2017產品目錄中包含德翰自有技術、及與其他公司合作技術。

資料下載：

　　DEHAN Catalog 2017 (繁中版) (簡中版)

如各界工程先進、同好有需要者，請洽本公司：
煩請註明單位/公司名稱、連絡人、地址、電話、及 email 等基本資料。

分享本網頁資料：

取得德翰DH產品目錄(2017)：
http://www.dehantech.com/index.asp?le=tchinese&modle=news_detail&fid=0&pid=96

推介 同業產品目錄參考：

振農水泥製品公司：

興亞水泥製品公司：

鴻穀智慧科技有限公司：

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com

★ 德翰DH快速樁標準圖(PDF,AutoCAD檔)-Rev.C8,更新@2017-12-22

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

德翰 PLV1型 DH快速樁製作及施工標準圖(PDF,CAD檔)

( 2017-12-22 更新檔案下載：繁中版 Rev.C8 , 英文版 Rev.C6E)

DH先進型快速預力基樁 (簡稱：DH快速樁、或 DH抗震樁) 為德翰公司產品。

為使德翰公司P系列技術第一階段技術 (DH-PLV1) 能廣為眾知，
特於本公司官網中揭示相關預力基樁(預應力混凝土管樁) 標準圖。
本次發表 PLV1A 型、及其副型 PLV1B型之先進型快速基樁。
敬請各界工程前輩先進，給予指導。

　　　　　　　　　　　　PLV1A 型DH快速樁樁頭示意

說明：
1. PLV1A型是 DH快速樁 PLV1 的標準型。限於基樁內孔空間，建議製作400mm以上樁徑。
2. PLV1B型是 PLV1A 型的精簡型，可製作300mm以上樁徑的基樁，適合各樁徑。 (1B型不再更新)
3. 本次發表的 PLV1A、PLV1B型的快速樁標準圖，適用植入式工法 (埋入式工法)。
4. 本次發表的 PLV1A、PLV1B型的快速樁標準圖，適用台灣規格。

email: service@dehantech.com

檔案下載：

(1) PLV1A型 DH快速樁製作及施工標準圖PDF,CAD檔
         台灣規格-
            繁中版 : PDF檔、AutoCAD檔 (ZIP壓縮檔)
            簡中版 : PDF檔、AutoCAD檔 (ZIP壓縮檔) (暫無簡中版)
            English version : PDF file , AutoCAD dwg file (ZIP) (2017-05-21,Rev.C6E) [*註2]

(2) PLV1B型 DH快速樁製作及施工標準圖PDF,CAD檔 [*註1]
         台灣規格-
            繁中版 : PDF檔、AutoCAD檔 (ZIP壓縮檔)
            簡中版 : PDF檔、AutoCAD檔 (ZIP壓縮檔) (暫無簡中版)
            English version : PDF file , AutoCAD dwg file (ZIP)

[*註1] 我們自客戶回饋中發現，新式DH快速樁(PLV1A)在力學及工期上的優勢好太多了，
因而客戶並不喜歡舊式基樁型式。故從 Rev.C6 起不再更新傳統型的 PLV1B 型。(upd.@ 2017-05-18)
[*註2] 英文版圖件是由於海外朋友的強烈要求下，我們直接由中文版翻譯，以供參酌。
有些翻譯上的專有名詞會有不同，也會而地而異。故僅能用於參考。(upd.@2017-05-21)

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com

以下 5圖是 PLV1A 型 DH 快速樁標準圖 (第6圖為工廠內用圖，不揭示)：
(建議您自行下載 pdf檔查看，或autocad檔)

P2: 德翰DH快速樁接樁技術之施工工法

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

P2: 德翰DH快速樁接樁技術之施工工法

　　德翰公司 DH快速樁接樁技術 (代號：P2，P-LV2) 的實踐，必須仰賴良的施工工法以成樁。

　　DH快速樁(參照 DH快速樁：P1、P-LV1A) 在經 DH快速樁接樁技術加以成樁後，其效果可與全套管樁 (貝諾特樁) 相接近，更具有成本低、成樁快速、穩定佳、品管易、耐久性佳等諸多優點。

　　施工工法：採用標準的植入樁工法，並加以改良。

(即將上傳)

B1: 案例(5) - DH快速彎管的高耐壓性檢討

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

案例研究(5)－DH快速彎管的高耐壓性檢討

李勝男 /德翰智慧科技公司副總經理
date : 2017-10-29

摘要
　　工廠的管線系統提供有壓力的流體內容物的流動，耐壓性是管線系統必須滿足的一個非常重要性能。本文將藉由近期一個執行實案例，探討德翰公司的「DH快速重型冷作彎管」技術(以下簡稱：DH快速彎管)的執行成效及高耐壓性檢討。DH快速彎管技術是將傳統耗用大量人力的工業配管作業，利用現代發展的大型數位化彎管加工機台進行一個大量的改良配管彎頭 (elbow)接頭工作，以達到降低成本、降低工期、提升品質、降低品檢負荷、降低日後維修工量、提高工廠操作安全度、提高管線內流體流暢度、提高耐壓性等多方面的成果。

關鍵字: DH快速重型冷作彎管, DH快速彎管,德翰,dehan

前言
　　在前面實案例：｢DH快速彎管的高安全性檢討｣[2]，我們檢討了案例中的高壓油氣管線，數百個彎頭環口焊接接頭的其中一個出現微破損焊接裂縫所造成的焊接缺失。在實案例：｢DH快速彎管的高流暢性檢討｣[3]，檢討案例中的製程管線內壁面，因環口焊接的焊道凸起所造成的製程壓損缺失。

　　在 DH快速彎管的技術層次上，經常被業主及設計單位問到的兩個問題：冷作彎管後的應力殘餘、及冷作彎管後的耐壓性是否足夠。前者在前文中[1][2][3]已有提到，後者是本文藉由案例來檢討的主體，以期平釋對DH快速彎管技術的質疑。

　　本文將以圖0-1 所示的兩條 1.25吋 160s 油壓管線作為主體，來解說 DH快速彎管的高耐壓性（管內壓力）特性。為簡便閱讀，將多以照片解說，避免深澀文字及學理。

▲圖0-1：1.25吋 160s管線

一、傳統工業配管方式

1.1 傳統工廠管線系統的運作方式

　　在工廠運作中，必須藉由管線將生產物料或操作物料由一端輸送至一端，而這些物料(管線內容物) 主體不論其為氣體、液體、或粉粒體、或混合流體等，都是流體，否則是無法在管線中流動的。要使這些管線內容物流動，必須使用壓力流的方式，最常用的方式即是使用泵浦 (pump) 予以加壓泵送。(註：本文是以鋼鐵業管線為實例，但主要說明石化業工廠管線系統)

　　生產製程 (process) 對管線內容物的”供給量”有一定額的穩定需求量，必須使管線內容物在一定的時間內達成特定的流量，才能滿足製程反應所需。運用簡單的流體力學公式：Q=V*A，當管線面積(A)是固定時，要增加流量(Q)，就只能用增加流速(V)來處理。要增加流速，就只能增加流體壓力，所以工廠管線流體多是壓力流；當然，也有少數的重力流，例如一些污排水類管線 (註：這些都不是工廠主要的管線類)。

　　管線內容物的壓力越大，就會對管壁產生較大的管內壓力，這些管內壓力在設計上是被用來選用管線材質、管徑、等級（壁厚）的依據。對相同材質的管線而言，壓力越大，所需的管壁厚度越大（價錢也是越貴）。

　　一般製程流體的內壓力還比較小，如果是操作用的流體管線，例如機械操作用的油壓管之類的，尚負有推動其他設備的動能需求（如油壓缸或摰動器等），也就是說除了輸送流量的要求外，尚負有輸送動力的需求，流體傳送的速度一般也都要”超快”，以求滿足機械瞬時操作所需。所以，這些機械操作用油壓管的內壓力就會很高，通常比工廠製程管線所需的壓力來的大上許多，對管線系統而言，管線材質強度、管壁厚的要求更高。

　　管線在承受巨大的管內流體壓力時，通常會以材質強度及管壁厚度來作設計。材質可能會與管線內容物的物性相關，有時要求抗腐蝕等級、抗酸、抗鹼都有（如SUS 304、316等），材料強度各有不同。剩下的，就落到了”管壁厚度”的設計上了。（註：本文只談圓管，不談方管類）

　　在管線工程的配管實務上，管線並不是天然（或軋製成品時）就是一條完整、彎曲自然無缺的管線，而是經由許多零件所組成。傳統的配管施工上，這些零件大致上除法蘭外，大概區分為直管 (pipe)、彎頭 (elbow)。管線系統主要是將許多的直管和彎頭予以結合，組合成適當的長度、角度，以便在立體空間中自源頭端到達目的端。這些結合的手段，有法蘭接頭 (flange connection)，少部份在低壓系統(如自來水管)還可以採用公-母螺紋式 (thread) 的結合方式，但最主要的接合方式仍是使用焊接結合 (weld)。在管線配管上稱為環口焊接，簡單的講，即是使用焊條作為媒介，將兩側的管線（直管或彎管）予以連接結合。

　　這些焊接連接有時是「直管－直管」型式，主要是用在管線的延長（因管線出廠時長度一般為6米長，有軋製、運輸、計量上的考慮）、有時是看在庫存零料的消耗（尤其是特規材料時）。有些則是「直管－彎頭」型式，這是本文主要的討論標的。

1.2 傳統管線系統中的「直管－彎頭」接頭型式及弱點

　　這些「直管－彎頭」接頭型式，主要是用在管線進行方向的改變，有平面轉彎、垂直轉彎，也有二者的結合（立體），角度多為 90°為主，其次為 45°。轉彎角度當然也可以是其他指定角度；但設計是一回事，配管施工是現場實施，也要看工人的角度作不作的出來、好不好焊接施工，所以一般都是 90°為主，45°為輔。配管施工上，越是奇怪的角度越是”厚工”，成本也越貴。

　　因為「環口焊接」的結合是使用高溫（攝氏數百度）燒熔焊條與母材，除了焊道本身即是接頭上的弱點之外，瞬間高溫熔接的作法也會讓母材產生材質上的脆化、弱化、劣化，甚至產生裂紋或沙洞(有些跟焊工師傅的手藝/熟練度有關)，進而降低原有管線能承的內壓力容量。設計上都是直接以「增加管壁厚度」作為解決，也就是管線等級往上調個一到兩級，來加以處理。這些其實也就是讓材料上的弱化因子自然而然在｢壁厚的增加｣中消失。

1.3 傳統管線系統中的彎頭零件

　　傳統的彎頭零件，除大尺寸管徑彎頭有採多彎鈑焊合組成外，小尺寸管徑彎頭多以高周波加熱彎管型式在加工廠中予以製造（見圖1-1）。可以見到將鋼管(圖右側)瞬間加熱到高溫軟化程度(可由圖中紅通通的彎管看出溫度的局部且快速的提高)、擴張、彎曲、裁斷、冷卻(快速冷卻？)。

▲圖1-1：傳統彎頭是在加工廠以高周波加熱彎曲製造 (摘自Youtube)

▲圖1-2：傳統彎頭，包裝/運輸相當費時 [1]

　　這種高周波加熱彎頭有幾個特點：

(1) 須耗用大量電能。
(2) 工作場所襖熱，工作危險性高。
(3) 彎頭零件在熱彎後，材料漲伸變化，須後段裁切修整，二次加工。因彎頭受有高熱，須在退熱後才能再加工。
(4) 只能製作單一彎頭，且通常為單一90°彎頭型式；如要其他角度(如45°彎頭)，須再裁切 (可能有零廢料浪費)。
(5) 彎頭在加工廠完成後，再打包運載至配管業工廠進行預製或工地組立(見圖1-2)。彎頭零件廠屬於接單訂製，匯整、購備料、生產排線、加工、品檢(這點有質疑)、包裝、運輸等程序都需要時間作業，難怪工期拉長。
(6) 冷卻過程過快，依然會存在極高的殘餘應力。(若冷卻速度太慢，則會影響工廠作業時間、空間、機具及人力)

　　傳統彎頭因加工廠與配管業者通常分屬不同廠商、不同地點，彎頭零件須經打包運載，相當費耗費力（即成本及工期）。不要小看包裝，這工作對於金屬材質的彎頭而言，算是相當笨重，包裝費時費人，運輸費時，對成本必有增加。有時彎頭零件若是由業主或上包購入，再供料轉交給配管包商施工，又會有一次轉運產生；點交清運也是費時費力，對成本也是必有增加。

　　在管線預製的作業上，以 90°彎頭為例，前後端都是與直管以環口焊接結合 [2][3]，通常至少有一端是在工廠預製，另一端可能是工廠預製或工地組立（可能便於再度運載至工地或安裝處）(見圖1-3)。（註：工廠預製視場所而定，可能在配管業者工廠內，也可在工地左近臨時設立的預製場）

▲圖1-3：傳統彎頭和直管以環口焊接結合(工廠預製) [1]

　
▲圖1-4：傳統彎頭環口焊縫處較易破裂 [1]

　　傳統彎頭環口焊接的缺失，已在前文中敘及[1][2][3]，不再多言。在新技術未發展出來前，工業配管施工也只有環口焊接唯一種結合方式，其缺失有：

(1) 高溫鎔接：

　　環口焊接也只能在攝氏數百度的高溫下，將高強度的焊條與鋼管母材予以鎔合，高溫燒灼的效應其實也同時破壞母材，使其材質脆化、劣化、弱化。

(2) 焊接處易破裂：

　　環口焊接處多採全滲透焊的方式，焊條是較易氧化的，臨接的鋼管母材因受高溫影響，也較易氧化（因材質已受高溫改變）。在工廠實務中，環口焊縫部份（可能是焊條，也可能是鋼管）一向都是較易出現破裂點，造成工安風險（見圖1-4），主要是因為高溫導致材質劣化。

(3) 環口焊接必須使用大量專業焊工：

　　環口焊接是全滲透焊方式，多有安全顧慮（尤其是易爆危險的石化廠類），甚至容不得焊道處有任何沙洞。只要焊工在環口焊時，專業的”手”多停個 0.5秒、或少停 0.5秒，或是多抖兩下，或先去抽個煙再來續焊等，都會產生焊道品質上的不同 (不是每個工都是”焊神”)；有時電焊機的品質、機具新老等也會有影響。
　　不是說使用人工就不好，而是人工作業易引起較大的品質變異（可能會因天候晴雨、情緒波動、體力負荷、工具使用、安全防護、作業空間、培訓程度、工作經驗等眾多因素影響）。以石化業建廠或維修為例，管線焊接工作量非常高、工期迫急，必須動用眾多焊工，常有加班，甚至徹夜搶工，極易影響品質(風險)。

(4) 環口焊接處的維護較為不易：

　　彎頭的環口焊接處，多為全滲透焊。焊道處表面即使經過研磨，畢竟不如原有鋼管面光滑。以塗裝防鏽而言，終究不如鋼管原始表面直接噴砂塗漆處理的防鏽蝕效果，易使日後維修量增加、風險增高（參見圖1-4）。

　　以石化廠管線為例，本地工廠已是高度重視工安，但廠內眾多管線都是呈現高密度集中、交錯佈置，只要有一條管線出了問題(如洩漏、燃燒、爆炸等)，就可能引發連鎖性大事故，焚燒數日，甚至整廠燒毀，本地案例實際存在，管理風險責任不小。

二、個案說明

建物工址：高雄市。
建物分類：鋼鐵業，碼頭作業區。
工程性質：維修。
特別要求：工期短。
使用技術：採快速彎管。

　　本文採用該案中的兩條管線來加以簡易闡述。

2.1 DH快速彎管可以承受巨大管內壓力

▲圖2-1：1.25吋160s(厚度6.4t)油壓管線(連續4彎管)、ISO配管圖

　　於圖2-1 中所示，為 1.25吋 160s (厚度 6.4t) 鋼管，是使用於碼頭卸煤機的油壓管線，承受管內壓力設定為 300 kg/cm² 以上。舉這兩條管線為例的目的，乃是為破除許多人的意識迷信，老是認為冷作彎管的彎頭部位，因為金屬鋼管受拉張後，管壁變簿，會有裂管可能性增高的缺點。

　　實務上，以上述管線而言，業主方要求的承壓力必須高達 300 kg/cm²。對行家而言，這是一個相當高的管壓，比起一般石化業製程管線系統所需承受的管壓都來得高出許多。當然，這管線是操作用管線，應用於油壓機能，瞬時操作的要求下，傳送壓力很高、速度很快，所以才會有如此高的要求。(註：這種 160S 的管線相當難一見，有些業內可能一輩子都未見過。業主知道門道，特意找上我們)

　　以 300 kg/cm² 的管壓要求都可以滿足到達，其他更小的管壓力要求應是可以，這點大概不會有人再有意見吧。如果還有異見，那可能反倒要檢討一下，是不是自己觀念太保守了，或者是公司預算編的太浮爛、工期要求太寬鬆，而還在使用傳統的配管方法。

　　我們都已經進入21世紀了，也該讓工業配管業擺脫勞力密集的工業2.0生產型態，先一小步跨進｢工業3.0｣行列了吧。很遺憾，DH快速彎管還談不上工業4.0，不能亂吹。但我們會繼續努力，改進智能化整合，以邁向工業4.0為目標。哈哈哈，相信一定是有機會的。

　　當然，這樣的 DH快速彎管尚有其他的優點：

(1) 成本低。
(2) 工期短。
(3) 精度高。
(4) 耐壓力強。
(5) 維修量少。
(6) 其他，請自行參酌。

　　本文以這一小段高壓管線作為實例檢討，其實只是很簡單的陳述，DH快速彎管是可以承受巨大管內壓力的。

2.2 DH快速彎管的耐壓性檢驗

　　在彎管品檢上，我們建議兩種簡單方法：

(1) 管壁厚度檢驗：

　　在金屬直管直接彎管加工後，幾乎可以直接進行檢測（線上或線下皆可）。坊間市售有許多類型的厚度檢驗儀可供選用；目前我們廠內採用的測厚儀之一是美國製 Dakota MX-3 超音波測厚計，可即時施測（見圖2-2）。客戶若有更精確的要求，也可選擇送至專業機構檢測(如SGS或金屬中心)，具公信力（檢驗有成本是必然的）。

　　我們認知上，除第一次合作外，專業送驗可能是無此必要的。相同的機台、模具、控制程式；這流程在科學的角度上而言，是屬於可重復施行的程序，確保相同的材料，在相同的程序下，可以被重復的產出相同的產品。相同的直管材料（實在沒什麼料好偷的。若是業主或上包供料，從源頭就加以控管，更是偷無可偷），機台施作速度很快，工期也不成問題，無趕工必要。

　　機台彎出來的彎管品質幾乎相同，實在看不出來能偷什麼。不過，若是客戶想付費送驗，也沒什麼好攔阻的，只是過程中會多耗費工期成本而已，等機構正式報告更久，不如直接線上檢厚。

　　我們也可以接受客戶委託，逐件線上檢厚，使零件履歷更完整；當然，作業成本得加一些上去（在商言商）。

▲圖2-2：美國製Dakota MX-3 超音波測厚計

　　在圖2-3中所示為 DH快速彎管之部份適用鋼管（視材質、等級而有適用變化）。在圖2-4中所示為 DH快速彎管彎製後記錄真圓度及減薄率數據（視材質、等級而有變化）。

▲圖2-3：DH快速彎管厚度適用表 (1/2”至5”管規格與等級)

▲圖2-4：DH快速彎管彎製後記錄真圓度及減薄率數據(1/2”至5”管等級)
（上表為部份實測數據，正確性將視個案情形而決定）

(2) 彎管零件直接耐壓試驗：

　　檢驗是確保品質的最佳手段。設備或壓力容器等成品所必須進行的耐壓試驗（俗稱加壓試水），可透過委託第三方代檢（如：工業安全衛生協會等機構），來實踐品檢的可靠性。管線成品也是可以採用類似的耐壓試驗予以核實，這是最可靠的品檢方式之一。

　　我們廠內可以進行一些特定管徑以下、特定水壓以下的簡易檢驗（抱歉，廠內裝備有限度，檢驗也不是我們本行），可滿足客戶的一部份需求。

　　當然，要求較高較嚴謹的客戶，仍可選擇送第三方代檢。同理，成本及工期都必會增加。

2.3 DH快速彎管極適用於石化業管線

　　如圖2-5所示，為另一實案例，使用於石化工廠的管線彎頭與 DH快速彎管的比較。管線材質為 2” 160s SUS304 級，屬於較厚重的管線、內壓大、耐酸鹼要求高，一般應用於石化廠中製程管線。

　　在圖的右上圖中，可以明顯看出，傳統彎頭與 DH快速彎管的差異。不必待彎頭零件料，直接彎管，彎管後，可設計接管焊接在延伸的直管上（相同條件下，”直管-直管”的焊道是比”直管-彎頭”的焊道品質來的好很多），有效節省零料耗損，更重要的是人力節省甚多，工期節省甚多。

▲圖2-5：2吋 160s SUS304 傳統彎頭和 DH彎頭比較

　　石化業管線種類繁多，材質、管徑、等級變化極大，不便一一舉例說明。在上圖中，我們使用照片比對的方式來作一個簡易說明。石化業風險較高，業主一般比較保守，從事專業管線設計的工程師，也都是較為謹慎的。在傳統的管線系統中，以彎頭零件為例，破損發生多在焊道(及臨接鋼管母材)，鮮少發生在彎頭本體及直管。其原因主要在高溫燒焊，破壞了原有材質。

　　傳統的管線系統必須借助｢直管－彎頭－直管｣的接合方式，才得以完成整體的系統配置。直接彎管其實已經面世多年，但為何不為石化業接受呢？其原因在於以前的彎管機具（及模具等）不夠進步，出力不足、精度低，品質控管無法滿足要求，只能進行一些薄管（如欄杆等）的彎曲，不太講究安全/品質。現在，DH快速彎管技術出現，藉助更現代的數位化彎管加工機台，更大出力、更高精度、更快速度、更佳品質，已能滿足各界對彎管的耍求，特別是能滿足重型工業配管（如石化業、鋼鐵業等）的需求，而且更好。（見圖2-6）

▲圖2-6：DH快速彎管的數位彎管加工機台

　　傳統管線系統必須完全仰賴「直管-彎頭-直管」的環口焊接接合方式，耗時、費工、浪費材料、品檢多，簡言，成本高、工期長、品質差。因 DH快速彎管技術的出現，大量改變傳統的接合方式（仍無法百分百免環口焊接工作，但可以大量降低其數量），可以使本地工業配管工程迅速升級。

三、結論

　　上文1.2節中四點缺失多已在前文中[1][2][3] 已經點出，在此處重復陳述的原因主要是為了與本文的主題：「DH快速彎管耐壓性」相對應。由上列缺失，我們可以知道，以石化業配管而言，管內壓力的損害管制主要來自環口焊道及周圈管線母材的破壞，反而與彎管本身的減薄無大關係。

　　為了克服這些環口焊縫的缺失，管線系統在設計時，都以加厚升級方式予以消彌缺陷。DH快速彎管是直接冷作彎管，彎曲過程都是由高精密度的導模夾具予以制約，加上數位程式的精準控制，基本上，DH彎管本身即是一材質均勻、壁厚均勻的光滑彎管，沒有突兀的破損點（如焊道沙洞、裂紋等），在承受管內壓力上，並無缺失。以標準的管線而言，其能承受的管內壓力其實都遠超過管線內容物的壓力要求。

　　除了藝術品類的特殊要求外，在工業生產上，以人工作業在產品的品質及精度控管上，是遠不及機械控管；特別是再加入數位控管 (CNC) 機制後，更是遠遠不及。如果再加上長時間的工作 (例如 24HR 或工期急迫性工作)，機械作業是隨伺待命工作，精度取決於導模夾具及程式控制；而人工作業只能以 3～4輪班工作因應（成本驚人的高，效益品質驚人的低），其效率、精度（品質）、甚至工安，只能用望塵莫及來形容。

　　本地的勞動政策及法律規定也漸趨嚴謹，向勞工方傾斜是必然的，也是世界各工業國進行中的趨勢。DH快速彎管技術即是在數十年的工作經驗中磨練出來，追求成本、品質、速度、檢驗的最佳化。

　　傳統的工業配管業，既不是服務業，也不是製造業，是工程業。DH快速彎管技術的導入，則是將工業配管業的工作重新規制的更像製造業、工廠化、標準化、流程化，以更新的、更大的彎管加工機台取代昂貴的人力作業，追求更高的良率。

參考文獻：
[1] 李勝男(2017)，”DH快速重型冷作彎管技術簡介”，德翰公司，台灣。
[2] 李勝男(2017)，”DH快速彎管的高安全性檢討”，德翰公司，台灣。
[3] 李勝男(2017)，”DH快速彎管的高流暢性檢討”，德翰公司，台灣。

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　　PDF檔 - (繁中) (簡中) (英文版) (註:可能與網頁版會有部份文字潤飾之差異)

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com

　　製作工廠：潁璋工程興業有限公司 、Facebook

後記：

工業管線配管工程中，管線是不允許有任何"破裂"，甚至"微裂縫"產生，因為這會引起莫大的工安事件。許多人對"彎管"的認知，還是停留在上個世紀的"管子彎曲"的印象，好像管線最易從這個彎曲管的地方破壞。事實上也是沒錯，"彎管"處強度畢竟是劣於"直管"。但在實務上，"彎頭環口焊"更劣於"彎管"，而且工安隱憂更大(風險更高)。之所以"彎頭環口焊"還在管線設計及施工中被應用，主因有二：(1)是因為直到20世紀末，都沒有更好的解決方案。就是：若你不用，就沒招了。(2)在設計上，已經加了許多的安全係數在彎頭環口焊上，足以涵蓋缺失，除非 ..... (因素很多，主要還是發生在人為面)。
DH快速彎管的出現，就是為了解決這兩個難點。(update @2017-11-07)

B1: 案例(3) - DH快速彎管的高流暢性檢討

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

案例研究(3) - DH快速彎管的高流暢性檢討

李勝男 / 德翰智慧科技公司副總經理
date : 2017-10-08

前言

　　本文將藉由近期的一個石油業工廠的執行實案例，探討德翰公司的「DH快速重型冷作彎管」技術(以下簡稱：DH快速彎管)的執行成效及高流暢性檢討。DH快速彎管技術是將傳統耗用大量人力的工業配管作業，利用現代發展的大型數位化彎管加工機台進行一個大量的改良配管彎頭(elbow)接頭工作，以達到降低成本、降低工期、提升品質、降低品檢負荷、降低日後維修工量、提高工廠操作安全度、提高管線內流體流暢度等多方面的成果。

關鍵字: DH快速重型冷作彎管, DH快速彎管,德翰,dehan,流體力學,管線壓損

一、個案說明

建物工址：高雄市，工業區，石化業工廠。
建物分類：工廠作業區，具易燃性。
工程性質：維修。
特別要求：工期力求極小化、動火安全度極注重。
使用技術：新作管線部份採快速彎管。

1.1 前一實案例的探討

　　在前一個實案例中：｢DH快速彎管的高安全性檢討｣ (請詳見本公司官網) [2]，我們檢討案例中的新維修完成的高壓油氣管線，由數百個彎頭 (elbow) 環口焊接接頭中的一個出現了微破損焊接裂縫所造成的漏氣現象，來說明兩個簡單的缺失點：(A) 焊接不是100%密實可靠、(B) 檢驗也不是100%詳實可靠。

　　同時，也由同時進行的｢DH快速彎管｣之”彎頭無焊接”的彎管及連續彎管，所提供的具體狀況，來檢討傳統彎頭焊接和 DH快速彎管二者間的安全性進行比對。旁及，也觸及二者工法上的不同，DH快速彎管所能提供的成本降低、高度工期壓縮、檢驗簡化/快速化、管線系統安全性提升、後續維修頻率/幅度的降低、工廠運作的風險管理強化等多項比較，成效都令內行人士不得不眼前一亮。

　　這個安全性的實案例所展現的是可從管線的外觀上，可視覺地、可觸摸地認可DH快速彎管技術展現的彎管品質。由於未使用環口焊接，而是利用管線金屬材質的延展性及大型數位彎管加工機具的應用，可以使管線系統的整體安全性向上提升一大步。

1.2 本實案例的探討

　　本實案例將更進一步探討管線內壁面的問題，這通常是人類肉眼無法直接看見的一面。由於工業管線內容物是壓力流體(液體、或氣體、或二者皆有)，傳統的管線系統必須借助焊接，來使得管線長度得以延長，並到達所指定的接口點 (Tie-in point)。流體內容物在管線中的流動，都是壓力流，必須施加壓力才能驅動，這些外加的壓力多是來自泵浦 (pump) 的泵送。流體在管線中流動，會發生壓力損失(通稱”壓損”)，有來自管線內壁的摩擦壓損，也有來自管線轉彎的壓損。

　　本文即是在探討DH快速彎管技術所能提供壓損降低的能力，這除了跟泵送的能源消耗有關外，和製程 (process) 關係密切。當然，直接干係的就是製程系統的｢效率｣問題，以及後段十數年的｢維護｣問題。

二、本實案例的狀況介紹

　　本實案例是取一段工程中的一支排氣管維修來作為解說。（見圖2-1）

2.1 維修前後之對比

▲圖2-1：舊排煙管(左側圖)、與新排煙管(右側圖) 對比

　　在圖2-1中所示的排煙管維修，乍看起來，好像沒什麼特點，就如同在家中廚房的排油煙機風管一般，好像是坊間水電工等級的而已嘛（別誤會，沒有貶抑的意思）。哈，別急，這是一條大型石化工廠實驗室等級的排氣管，材質可不是一般的排煙鋁管，而是 5” SUS304 (OD 141.3 X 3.4t) 工業級配管（這在稍候會有更詳盡的介紹）。案例中，這條排氣管是全案工作中的一條，將拿來作為一部份功能的解說之用。因為此一管線是以排氣為主，比起內容物為液體的管線，來的比較容易觀查及解說。

　　維修完成後（圖2-1右側圖）可以看見比起維修前（圖2-1左側圖）的外觀平滑太多了。這裡說的不是指管線外表面的塗裝光滑度，而是指流線程度的光滑，就像是飛機的氣體動力學那種流線。一般而言，外表越是呈流線狀，表示管線內容物在流通時，可以用較低的阻力通過，也意謂著摩擦阻力變小、壓損變小、效能變好。

2.2 新的管線製作

　　讓我們先來看看新管線的製作過程。

(1) 簡易繪圖：
　　因為是業主委託專業配管工程的公司維修，首先就會出現管線圖 (因為工作不複雜，故直接以 ISO圖表現)，見圖2-2。我們先假設您是專家，看得懂圖，不多加解釋了。若看不懂，就跳過去吧，下面有照片可看。

▲圖2-2：實驗室排煙管配管ISO簡圖

(2) 準備材料(管材)：

　　因為所使用的管線是石化廠的工業配管等級，材料得經過業主認可（見圖2-3）。一般的管材長度多為 6米長，DH快速彎管須在大型加工機台上使用適合的通芯頂桿，每一種尺寸及材質的管線之所需零配件都不盡相同。

▲圖2-3：準備管材(左側圖)、管材與適用的通芯頂桿(右側圖)

(3) 進行彎管加工：

　　管材有了，機台也具備，那就讓我們來馴服這條長形物吧。本文只是篇簡介文而已，我們也不想讓讀者花太多的心力在研讀資料，故期望多以圖片說明。DH快速彎管預製過程，見圖2-4。

▲圖2-4：彎管製作（管線預製）連環照片

　　說實在的，觀看 DH快速彎管的操作過程實在是一件很好玩的事，我們很歡迎您能有空實地來廠內實際觀看，眼見為憑 (當然，商業考量是必定的，勿見怪)。或則，我們公司下回合快速彎管技術展示會時，可來一齊同來參觀指教(日期會很快到臨的。您若有心，留話給我們吧)。

　　在圖2-4的連續照片中，可以見到我們的數位彎管加工機台如何馴服這支 5”長管，將一條堅硬的鋼管，馴化成繞指柔腸。當然，這只是管線預製的前段落，後面還有長度裁切、環口倒角修飾、塗裝等工序 (對配管工業而言，這些全都還談不上是什麼難事)。以後我們會再加上更精細繁複的前後段工序，還包含數位資料鏈整合、銷售渠道整合(總部)等，讓這項技術更有看頭。

　　在這裡，我們還是不免要稍微自吹一下 DH快速彎管的成果。在圖2-5中，可以見到這支5”長管一共有 4個彎頭，若使用傳統彎頭環口焊接施工即是有8道環口焊(圖中標號 1～8。每一彎頭必有二個環口焊縫)，大概要消耗掉 1.5 至 2.5 個人天的焊工及材料。基本上，這 4個彎頭在數位加工機台上，只是 1 至 2 分鐘的時間消耗而已；無焊材、無下角料、無檢驗、無裁切/研磨/噪音、幾無人工，100%良率。

　　簡單、完整、平滑、幾無瑕痴，完美的工業作品。

　　缺工期嗎？考慮一下吧。

　　缺預算嗎？考慮一下吧。

　　要品質嗎？考慮一下吧。

　　哈哈哈，以後可能就換成是您笑啦。若再堅持上世紀的古老工藝，可能是換您哭囉。

▲圖2-5：DH快速彎管成果（4個連續彎頭、3D立體彎頭）

　　當然，我們也不免要提到：快速彎管仍會有不良品產生。圖2-6顯示，在操作不當的情形下，彎管處出現了管壁皺褶，可以看到明顯的連續凹凸不平。這些管壁皺褶是無法被人工或機器再整平處理的，就算花十倍力氣整理，也不漂亮；所以只有一個結果：報廢重作。材料的耗損成本將由我們（加工方）來吸收，這也是在特規材料加工時我們會要求供料方必須提供一定裕度的材料備用的原因。

　　盡善盡美是很難天天達成的，有點苛求；揭露這項缺點，也是要讓我們的客戶理解和接受，機器再好，也不是萬能的。這也是 DH快速彎管在出廠品檢上可以達到 100%良率的原因，只要目視或手觸即可檢出瑕痴品，似也無需借助儀器。我們看許多電子科技廠，都會號稱良率有多高，其實，也就是將不良品先一步淘汰而已；在 DH快速彎管中，我們也是在出廠前品檢先淘汰不良品。

　　圖2-6的下圖中，在管壁皺褶的右側我們可以看到許多沿著直管圓周面的輕微凹痕，那是彎管機台所使用的導模夾具在直管彎曲時，抓緊直管段輔助引導成形所造成的握痕。這些輕痕在彎管進入拋光/噴砂、塗漆後，即會消失，如同在圖2-7中所見的光滑管面。讀者不必在意。

▲圖2-6：彎管的瑕痴不良品－管壁皺褶

(4) 彎管成品：

　　在圖2-7中，可以見到 DH彎管在抛光處理後的成品。相當的漂亮。焊接部品實在很難達到的(根本是不可能的)。

　
▲圖2-7：彎管拋光後的成品

三、DH快速彎管與傳統管線彎頭的比較

　　在這裡，我們所要講的傳統管線的缺失，將會限縮在管線內壁面的缺失，不會漫天討論，以致失焦。我們將先從傳統管線實品案例來看 (這會很像在看醫療手術的切片報告一樣)。

3.1 傳統管線的缺失

　　讓我們先來看一段管線切片照：

▲圖3-1：一段舊管拆除之管線(含彎頭)的內壁焊道

　　一般我們看管線，都會優先注意到管線的外觀，很少會留意到管線的內壁面(大概因為:看不到吧)。圖3-1的連續圖所示，是一段舊管拆除之管線(含彎頭)的內壁焊道(還算新鮮，我們也不會用太老舊的管線來呼攏讀者的)。先作一下交待，這管線材質是 4吋 sch.10s SS304 90度彎頭。管線外觀上似無太多的鏽蝕，可能是 SUS 材質的關係；若是普通的碳鋼管，就要看使用單位日常有無善盡維修維護之責了，簡單講，有在油漆啦。最左上圖的中間，彎頭 (elbow) 環口焊縫，位置仍非常明顯，焊接、研磨、刷漆都可以讓身材維持的相當好。

　　往下續看，管線內壁上，明顯可見的重點有二：

(1) 環口焊縫附近的部位，有明顯的氧化痕跡(鏽蝕)，但離開環口焊縫外的其他部位就顯著少了：

　　在傳統彎頭施工上，使用了環口焊接來結合彎頭 (elbow) 與直管 (pipe)，兩者間必須以高溫(攝氏數百度，視材質及焊接工法而定)、焊條(中介材料)來結合二者，以形成管路系統元件。攝氏數百度的高溫影響了管線材料的材質變化，也造成了很大的殘餘應力，使應力集中化。原有管材一經高溫破壞，加速劣化。(參看圖3-3)

　　一般管線施工現場，並沒有如鋼管軋製工廠一樣，具有充裕退溫設施的長軋製線，可以藉由退火退溫來降低殘餘應力。加上焊條材質與管線不相同，會優先氧化(視情況)，是這些環口焊縫出現焊道鏽蝕的原因之一。這條管線是不鏽鋼材質 (SS304)，所以未受破壞部位的鏽蝕(氧化)並不明顯；若是一般的黑鐵鋼管(碳鋼管)材質 (如ASTM A106等)，在環口焊縫附近的部位，就可以看到更加明顯十倍的鏽蝕狀態。

　　不過，這個鏽蝕問題不是本文要討論的重點，留待以後再進一步說吧 (以後再找根很會鏽蝕的黑鐵管來作案例檢討吧)。

(2) 環口焊縫上有凸起的焊道物質：

　　在圖3-1中，可以觀查到彎頭環口焊縫的內壁上有明顯的凸起物(沿管壁呈環繞形)，這是在管路建造時在彎頭 (elbow) 和直管間進行環口焊接所必然造成的，焊道沿管口緣倒角進行全滲透打底焊接所造成的焊道餘物，向內滲出於管線內壁面以內。通常這表示原有的配管施工是合格的 (視情形，仍有其他變數)。

　　這些打底焊接焊道突出物，高度可能高達 3至5 mm，形狀可能是整齊的、或不整齊的(大抵視彎頭接合處的縫隙誤差而定，當然也與焊工師傅功夫有關)，由於位於管線之內部，無法被清除(例如研磨)，也無法以肉眼直接檢查；若以非破壞檢驗，多為檢查焊道是否符合要求，而非檢查突出物。

　　對於管線內容物流體的流動而言，這些焊道凸出物是被視無益之物，它的存在反而會造成管線內徑的縮小(流通面積減少)、及粗糙度增加(摩擦係數增加)，每一個凸起都會造成流體的壓損。本來，在管線流體流動上，直線段是摩擦力最小的 (不計入特別的管內Lining等)，尤其是平滑的直線段更小，而彎頭本身就是一個壓損來源。流體改變了方向，可能從層流 (Laminar pipe flow)變成了紊流 (Turbulent pipe flow) (紊流會增加壓損。一般層流經過彎頭會變成紊流，會在過彎頭之後約 5D長度後，才會恢復成層流)。如果在彎頭兩端各設置一環口焊縫，且有焊道凸出物形成，意即為管徑內縮，當然會增加流體壓損。老舊管線的管壁表面可能因為生鏽或汙垢沈積而變得更粗糙，故舊管的摩擦係數會大於新管的摩擦係數。

　　舉例以圖2-5中所示的連續 4彎管，以傳統彎頭配管施工方式，如果各環口焊縫有高度 5 mm 的焊道凸出物形成，好像不大，但可能會造成1%～2%的壓損(視管徑、材質、工藝等而定，變數很多)，那就會增加了 8%～16% 的壓損；若再多幾個彎頭，壓損當然就會愈往上墊高了。熟悉工廠操作實務的工程師就很容易理解，這些壓損在短期會造成設備加大(使用更大的泵浦)、耗能增加等負面影響，長期則會有管線系統效能降低、維修工作增加、安全風險提高等負面影響。

　　有時候，管線彎頭與直管接合處間隙有時會很大，那麼環口焊縫的焊接量就會很大，管材材質破壞度也會相應很大，最重要的是本文所討論的｢環口焊縫的凸出物｣也會很大，見圖3-2，有時會大到的令人驚訝。在此特別說明的是，上述這種情形多發生在工地安裝的焊接施工，在工廠管線預製時一般較無此情形，接合處通常很靠近且較平整，但也非全不可能。此舉例只是為了說明之用。

　　但，這些環口焊縫的焊道凸出物幾乎是無法被移除的，系統效能的降低也是必然的。這才是本文要討論的重點。

▲圖3-2：管線彎頭與直管接合處間隙有時會很大

　　以日常生活的道路交通來作為舉例說明：普通直線道路上的交通流量是最為穩定的，一遇到轉彎處，車流量及車速就會降下來，若是連續彎路，那就更要降下來。為何？這就有點像｢層流－紊流｣的味道了。管線系統中的｢彎頭｣、｢連續彎頭｣就有點像了。

　　我們開車的人常遇到的事情是，在道路上偶會遇到一些阻路的東西，小一點的（或軟一點的）可以直接輾過去的就算了，如果是硬的大的（例如路障、破輪胎等），太衝動就會有危險，自然我們開車車速也就要降下來。這就有點像管線系統中的｢彎頭環口焊縫的凸出物｣了。Ｑ＝Ｖ＊Ａ，遇到｢流通面積頸縮｣，流量就自然降低、流速降，壓損就產生了。

　　這兩者都是目前管線中常必需使用到的工藝（傳統配管工法），有缺點，但沒解方。管線中彎頭上，已經是要｢減速｣了，環口焊縫的凸出物更是要｢更減速｣，但工廠管線擔負著一些生產任務，不容許｢減速｣的情形發生，寧可增加電力消耗、增加泵浦容量 (capacity)，也要讓流量充裕，否則許多的設備（如熱換器、反應器等）都會彼此牽制，造成製程減損 (process down)。在上頭的軍令要求下，管線內容物的流量、流速必須維持一定，流體不分日夜衝擊著｢環口焊縫凸出物｣也一定程度造成了環口焊縫的劣化。以石化工廠實務上，管線系統的損壞率，最高是法蘭接頭，其次是彎頭環口焊縫，直管部位反而損壞率是最低的。

　　在圖3-3中，可以看到彎頭環口焊縫部位的損害。這些損害會直接造成工廠的維修負荷（成本增加、停機怠工時間拉長），更重要的是，增加工廠營運風險，如果是高危險性、高爆性、高污染性、高毒性工廠，風險更高。

　
▲圖3-3：管線彎頭環口焊縫處極為容易損壞、穿孔洩漏

3.2 DH快速彎線的改進優點

　　檢視在圖2-7中所示的彎管成品，我們通常都只看到彎管平滑的外觀，但卻忽略了更重要的彎管平滑的內壁面。無焊接、無焊縫、無凸出物是 DH快速彎管技術的特性，這特性來自於冷作彎管的工藝，直接將直管在彎管加工機台上彎曲成形，彎管中的直管與彎頭溶為一體，連續彎管更見其功效。

(1) 更平滑的內壁面：

　　DH快速彎管這樣的冷作彎管當然會形成更平滑的內壁面(相較於傳統的彎頭環口焊接)，直接的利益即是降低了管線內容物流體流動的壓損，讓管路系統更有效率。其他的長短期效益，就不再多言了，讀者自己體會。

　　冷作彎管的工作原理，是不使用焊接的，直接利用直管原材料加以彎曲成形。拜現代數位科技的神速進步、及機械工業的發達，DH快速彎管更是精密、好用。在圖3-4中，可以看見自 DH快速彎管所產製的彎管成品中，以人工輪切下來的切片 (註: 這本是為了彎管壁測厚之用途，剛好已切開，正合本案說明之用)，直接目視檢查彎管內壁是平滑、無凸出物阻礙的情形。管線內容物流體在 DH快速彎管中的流動應該是可以發揮到壓損最低的情形的（彎頭壓損是無法避免的，但應極力降低），對製程需求、管線維護、風險管理都可以提供最大的幫助。

▲圖3-4：DH快速彎管切片，內壁平滑、無凸出物阻礙
(彎管和直管介面上所見的環狀輕微痕跡是彎管夾具之壓痕)

(2) 更平順的連續彎管（多彎管）：

　　DH快速彎管藉助現代化的大型數位彎管加工機台，可以將同一支鋼管，連續彎曲成多彎管型式。這種連續彎管構造將會使管線內容物流動時更降低壓損（相較於傳統彎頭環口焊接）。

　　在圖3-5中，DH快速彎管可以將工業級鋼管依照設計要求製作成平順的連續多彎管。

　　在圖3-6中，DH快速彎管可以製作成更花俏的連續多彎管。

　　在圖3-7中，DH快速彎管可以製作各式的彎管或連續彎管。

　　展示這麼多，就只是為了讓讀者了解 DH快速彎管加工的多樣性。平面彎管自不必多說，3D立體連續彎管更是配管利器，不只是常用的90^∘角，連其他特定的角度(如45^∘、60^∘等皆可) 也可以簡單操作成形。

　
▲圖3-5：DH快速彎管可以製作平順的連續多彎管

▲圖3-6：DH快速彎管可以製作的連續多彎管

▲圖3-7：DH快速彎管可以製作各式彎管

四、總結

　　四次工業革命：第一次工業革命是利用水力及蒸汽的力量作為動力源突破了以往人力與獸力的限制，第二次工業革命則使用電力為大量生產提供動力與支援，也讓機器生產機器的目標實現，第三次工業革命則是使用電子裝置及資訊技術（IT）來校除人為影響以增進工業製造的精準化、自動化。工業4.0 的核心詞彙是智慧型整合感控系統，而且是高度自動化，可以主動排除生產障礙。[1]

　　工業配管是因應工業生產需求而產生，廣泛存在於石化工業、能源工業、鋼鐵工業、甚至於軍事工業等各領域，雖然技術不斷進步，但配管工業似乎仍停留在｢第二次工業革命｣的階段上，簡單的判斷指標是｢仍在使用大量的人工參與生產作業｣。

　　當時代不斷進步，配管工業已逐漸進入了 3D狀態(3d jobs : dirty, dangerous, difficult。日文是3K工作：骯髒、危險、辛苦)，工作者的心態也不斷的更新，現今的從業工作者也逐漸老化，年青人多不喜投身其中。

　　DH快速彎管的出現正是試圖將配管工業拉往更先進的第三次工業革命，其至是｢工業4.0｣。DH快速彎管除了可以降低生產成本、縮短工期、提升品質外，更引進了數位精準生產、24HR生產等先進概念[2][3]，並進一步再延伸；在本文的討論中，可以看到，更可以降低工廠維護成本、提升製程產能穩定度/效能，甚至更上階層可降低營運/管理風險。

參考文獻：

[1] 維基百科(2017-10-07查詢)，”https://zh.wikipedia.org/wiki/工業4.0”。
[2] 李勝男(2017)，”DH快速彎管的高安全性檢討”，德翰公司官網，台灣。
[3] 李勝男(2017)，” 快速重型冷作彎管技術簡介”，德翰公司官網，台灣。

檔案下載：
　　PDF檔 - (繁中) (簡中) (英文版) (註:可能與網頁版會有部份文字潤飾之差異)

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com

　　製作工廠：潁璋工程興業有限公司 、Facebook

後記：

對於工業配管行業而言，DH快速彎管是一個全新的工法與型態。本案是就一大個案中，舉其中一條實驗室用管線作為範例，來簡易說明DH快速彎管的高流暢特性。對照DH快速彎管的前一個篇的高安全性檢討，與本案合併闡明快速彎管的外、內兩種優良性質 (相較於傳統的彎頭環口焊接工法)，相信可以讓熟稔的工程同好們輕易了解。文中用句遣詞有些簡便俚俗，請勿見怪。(upd.@ 2017-10-13)
在後續的幾次展覽中我們接受到客戶的提問，多次問及管線內流體的流動效能等。在此我們加拍了數張管線切片照片，以進一步闡述快速彎管的優異流動性。照片主要是由既有管線( SUS不鏽鋼管_4" sch.10 )沿著環口焊縫處予以直接輪切下來的（此處最能展示差異性）。不多作解釋，由讀者自行依實際照片判讀。(upd.@ 2018-11-09)

▲圖A-2-1：傳統的不鏽鋼管 4" sch.10 環口焊縫處切片（注意管內緣之焊材凸起）

▲圖A-2-2：Quick-Bending 鋼管彎 (管壁內與外表一樣光滑）

▲圖A-2-3：Quick-Bending 快速彎管切片 ( 5" sch.10 SUS)

3. 對於比較高黏附性的管線內容物流體而言，Quick-Bending 快速彎管之平滑內緣面將有助於減少流體黏附、減少清管維修量及頻率，長期降低工廠營運風險。(Upd: 2018-11-11)
有機性流體更加適用。(Upd: 2018-11-12)

B1: 案例(2) - DH快速彎管的高安全性檢討

Sat, 31 Dec 2022 01:19:23 +0800

案例研究(2)－DH快速彎管的高安全性檢討

李勝男 / 德翰智慧科技公司副總經理
date : 2017-09-09

前言
　　本文將藉由近期的一個石油業工廠的執行實案例，探討德翰公司的「DH快速重型冷作彎管」技術(以下簡稱：｢DH快速彎管」)的執行成效及高安全性檢討。DH快速彎管技術是將傳統耗用大量人力的工業配管作業，利用現代發展的大型數位化彎管加工機台進行一個大量的改良配管彎頭(elbow)接頭工作，以達到降低成本、降低工期、提升品質、降低品檢負荷、降低日後維修工量、提高工廠操作安全度等多方面的成果。

關鍵字: DH快速重型冷作彎管, DH快速彎管,德翰,dehan

一、個案說明

建物工址：高雄市，工業區，石油氣業工廠。
建物分類：工廠室外作業區，具易燃、高爆、高危險性。
工程性質：維修。
特別要求：工期力求極小化、動火安全度極注重。
使用技術：與現有管線接合處採傳統彎頭焊接；新作管線部份採快速彎管。

二、DH快速彎管的工期壓縮能力

　　對於具高爆、高危險性的石油氣業工廠儲槽區管線的維修作業，一向都以工期短、安全要求高聞名。由於工廠內管線內容物都是易燃性的油氣體，見火即爆，即使在管線吹驅後，仍存在一定的危險性。管線修護時要求的工期相當短，以期能在最短的時間內恢復系統運作，工期短也使得必須動用大量專業焊工人力，去處理大量管線焊接作業。

　　DH快速彎管的工期壓縮能力的來源有三 (隨便提幾個吧)：

(1) 成本較低，彎頭不必特意採購：

　　管線中存在彎頭(elbow)是無法避免的。在進行維修前，廠內一般都會先期採購大量的各種管徑彎頭，提供給包商配管施工時使用(由於維修的量太低、工期太短，彎頭零件一般都由業主方直接採購供料)。採購彎頭是必須提前進行的，管徑和數量都是預估的(會先清點，但疏漏難免，每每都必須追著料件跑或調借用)，會與真正進行的維修工作所需的數額不一樣，所以業主方有時必須被迫多買，形成庫房堆置。多買浪費，少買會被痛駡，不得不然。彎頭以90度彎頭為主，其他角度(一般為45度)則必須另為裁切，有時會形成材料浪費。

DH快速彎管的特色是直接利用「直管」進行彎曲，角度可以在數位彎管加工機台上選用，大抵並無限制 (機台不是萬能的。不可否認，這還是有限制的，但不影響配管工作)。直管的採購、取得、庫存比較容易，成本也較低許多。直接使用直管彎曲，明顯的，成本會下降許多。容易取得，意即：時間也會節省。

(2) 成本較低，管線彎頭不必特意焊接：

　　工業配管的管線大多是由直管和彎頭構成(當然還如法蘭等，但數量上不足比)。一般彎頭多是90度彎頭為主，兩端接於直管，所以每一個彎頭兩端就需要兩個環口焊縫。一場大型石化建廠，動輒到達數十萬、上百萬Dia-inch焊縫。管線直徑越大，環口焊道越長；管線壁厚越厚，環口焊道越深越寬，也就是越花人工、越花焊條。例如圖2-1的左圖所示，一個連續4彎管，共可以節省8道環口焊道的人工焊接、且節省4個彎頭(elbow)。

▲圖2-1：快速彎管，此一連續彎管可節省8道環焊(圖左)，各式角度彎管(圖右)

　　以3吋管(如ASTM A106)為例，每一環口焊道的焊接施工，包含前置的放樣、裁切、倒角切削、焊面研磨、運搬、對準(假固定)、人工焊接、檢視補焊、焊後磨平、標示、再加上必要的檢驗(如PT/RT等)，使用人工大約是1.5人(包含專業焊工及輔助工)，所需時間大約是1至3小時。如上種種，可以得知耗費的工序繁複及成本高昂。配管業使用工人多，對經營者或管理者而言，實務上管理耗費心血繁多，不是可以計量的；善待員工與善待自己是個哲學問題，通常不是法律可以輕易解決的；讀者如果層級夠，相信可以感同身受。

　　DH快速彎管的特色是直接將「直管」弄上加工機台，大約花5至30秒的時間，即將一個3吋管彎曲完成(還包含兩個環口端，非焊接環口焊縫)，如圖2-2所示。若像圖2-1的左圖的連續4彎管，大概也花不了2分鐘(總還是要挪一挪、標定一下。sorry,我們還沒有完全自動化)。對於熟手的朋友，大概不必多作敘述了：「時間省太多了」。容小弟再補一腳：「成本省太多了」。

▲圖2-2：直管在數位彎管加工機台上進行冷作彎管
(照片中管材為4"_SCH.40S , A106)

(3) 成本較低，減少彎頭環口焊接的檢驗：

　　沒有彎頭(elbow)，就沒有環口焊道，當然就沒有焊道檢驗。
傳統的彎頭焊接，焊道檢驗一般採用非破性檢驗的PT/RT檢驗，由於委託第三方檢驗公司進行，必須要累積有一定的部品預製量規模，才能降低檢驗師傅的出工時間(成本)；常是需要等一段時間的焊接工作累積，才會統一進行。所以常會在預製場上看到滿地堆置的預製成品或半成品，效率低、耗時、佔地、要多花人工整理。

　　DH快速彎管的特色是直管與彎頭相連成彎管，沒有焊接(環口焊)，所以焊道檢驗就省下來了，時間節省了，當然成本也節省了。圖2-3所示的即為6吋彎管加工機台的適用管材(部份)。

那 …… DH快速彎管如何檢定其品質呢？一般都使用「減薄率」來標定。當「直管」在加工機台上彎曲成「彎管」時，雖然有穩固的導模加以圍護，但金屬材質的管壁仍會有「減薄」，與原始的直管壁厚相比，即可得到「減薄率」。圖2-4所示的即為彎管成形後的管材減薄率(部份尺寸)。傳統的彎頭(elbow)在加工廠製作時，常利用高周波加熱再予以彎曲成形，其實也是有「減薄率」產生，只要合於規格即可。

DH快速彎管成品，可以在機台旁側直接利用超音波測厚器材，即時檢驗其壁厚，是一個幾乎是立即產生的檢測數據。必要時，將彎管切片下來作厚度檢驗也可以(參考圖3-7)。

▲圖2-3：快速彎管，厚度適用表 (1/2”至5”管等級)

▲圖2-4：快速彎管，真圓度及減薄率

　　講到這裡，順便談一下殘餘應力的問題。傳統的彎頭(elbow)在彎曲加工時也是有殘餘應力產生，只是借由加熱退熱的過程，盡力使殘餘應力降低，並非沒有殘餘應力。而傳統的彎頭在進行彎頭環口焊接，人工電焊產生的數百度高溫以熔接彎頭母材、直管母材、焊條，使其結合，對母材造成永久性的傷害，當中所產生的局部殘餘應力才是真正嚇死人的高(可能高達50%)，如圖2-5所示。（注意喔，這是說"局部"殘餘應力，不是"全部"。在管線彎頭環口焊道中，只要有一個點的殘餘應力超高，日後即可能從"該處"發生破損，這有點像應力集中的味道。）

而在圖2-6的照片中，我們可以看見實際工廠運作的損害控制中，除了法蘭接頭外，在管線中最容易發生狀況的部位就是彎頭和直管接頭焊接部位 (註：為什麼老是在這地方出狀況呢？此處最脆弱，合理推測可能是高溫燒焊後的應力破壞或焊工疏失吧！工廠操作維修量很高)，反而彎頭及直管比較少出現損害管理缺失。熟悉工廠運作的操作主管人員應是最能理解了，這也是工廠危機管理控制的重點。這也是我們發展DH快速彎管的目的之一：降低管線破損災害的發生率，相對應提高工廠運轉安全性。

▲圖2-5：傳統的管線彎頭預製，環口焊道會產生高溫破壞

▲圖2-6：傳統破管搶修止漏(左圖)與焊道旁管線母材穿孔洩漏(右圖)

　　DH快速彎管主要是將「具有延展性」的金屬管(例如ASTM A106材質的直管)，加以冷彎加工成所需要的彎管，所產生的殘餘應力相對於高溫焊接的殘餘應力，來的少很多。只有在不良的操作下才會產生不合格品，如圖2-7所示，這些瑕痴幾乎可以肉眼檢視或手觸得知，不良供應商是絕對無法閃避掩飾；這是品檢上的優點，幾近100%出廠良率。

▲圖2-7：彎管良品(圖左)，操作不良時會產生殘次品/管壁皺褶(圖右)

　　談到這裡，好像不知道是在談「節省工期」，或者是在談「節省成本」？或者應該說是「以上皆是」。
上述的資料，讀者可以在德翰公司官網 (www.dehantech.com) 於2017-07-01公布的「快速重型冷作彎管技術簡介」文章中找到更進一步的應用資料。

三、DH快速彎管的優異彎頭品質

　　前面談的是錢和時間，現在藉由實案例來談一下主題：「DH快速彎管的高安全性」。

▲圖3-1：本案例中的管線微破損，臨時止漏 (傳統環口焊接)

　　在圖3-1的照片，是在本案例中的管線微破損情形，被發現該處(新維修完工)的管線中有洩漏氣體的狀況，而加以臨時止漏的照片。這是一家石油氣工廠儲區的輸送管線，管線內容物是易燃易爆的壓力氣體。該處剛完成了維修作業 (是我們的夥伴公司所承攬)，在各個管線工作完成面都進行了必要的檢驗及巡查，才交接給業主運轉。但在廠方運轉後的安全巡檢中被發現管線中有洩漏氣體的狀況，流量讀數也出現異常，只好一支一支的管線逐步逐條的檢查，費了好大工夫，才發現洩露點，臨時先以止洩帶及手工夾具予以固定。再立即進行修護工作，更是風險戰戰競競，配合以三條氮氣進行吹驅，輔助安全，才敢進行現場補焊修漏。

事後想來，更真的是「心驚膽跳」不已，配管這行飯真的是「不好吃」。相信業主方人員也是怕的要死，若等到一段時間（如保固期過了），工廠操作人員的生命健康及飯碗可能就有問題了。這種危險洩漏的情況在所有的工廠、所有的管線公司，其實都會發生、也都曾經發生，有些工廠還履履發生(可能因工廠太大、分廠太多、操作不熟悉、或者管線內流體特殊性有關，無法一言蔽之。事後大多被歸類到機械異常，哈，大家都沒責任)。只要發生一次，工廠內雞飛狗跳、工廠外抗議不斷、行政上處罰不輕、有時司法上難以脫罪。最好是不要發生為佳。

　　實際上，指派擔任焊接工作的也是十數年經驗以上的專業老焊工，不能說是經驗不足，但還是出現百密一疏之遺憾。真要是發生氣爆情況，可能又是一場大災難，施工商賠不完，對附近居民傷害很大(因為地狹人稠，台灣的工業區幾乎和住宅區相比鄰，安全影響無法避免)，對工廠經營管理層的威嚇也很大，尤其是現在的法律要求、刑度及罰金更高了，更遑論居民/環團的環保抗爭了。我們經驗裡，這種類似的情形，也在其他的工廠都發生過。石化工廠被列為高危險場所、嚴加看管，不是無因。

事實上，台灣地區由於各種人力問題，包含年輕人較無意願擔任辛苦/危險的焊接體力活，石化業的工程投資額也逐漸縮減，導致配管業工作接案量不夠穩定，影響人員雇用等情形，管線配管業的人員也都驅於老化，能留下來的都是老焊工了 (為生活操勞、為家庭負重)，現場可見的許多都是頭髮灰白的中壯年員工了。(接案工作量不大時還好，工作量一大，就容易出現狀況，這是人力銜接上的問題。配管工程不像營造業，可以輕易以外勞人力填補，多只能使用本地焊工。這一段說明的是：配管業長期經營下的人力困境，有必要以機械化取代部份人力，以求企業的高值化，也讓年輕人願意來就業。)

　　事後，我們重新作了一段改進檢討。使用專業焊工、仔細的焊接作業、紮實的管線材料及焊條、逐條逐項的檢查等，都是我們日常很謹慎、很規率、很習慣的作業要求，焊工也很守本分，焊道也都逐一檢查，為何還是會出現氣體洩漏問題？

(1) 人工焊接無法百分百免除焊接瑕痴：

　　專業焊工是經過嚴格培訓的焊工，可以極力降低焊接工作錯誤的發生率，但是無法完全消除。人畢竟不是神，再專業的焊工也還是人。

以下的因素都會影響焊接成品品質：專業焊工體力上的負荷(包括長工時的工作、加班、熬夜等)、工作時的心情/心理狀態、工地的工作場所環境差(預製場可能好一些)、天候(風雨)、輔助工具、輔助人員等，甚至老婆吵架、老闆發不發薪水等，都可能是錯誤發生原因。圖2-5中可以見到焊接工作是辛苦的體力活。這些負面的影響因素，一旦造成了焊道上的瑕痴(如：微裂痕、焊道缺損等)，都可以造成很大的傷亡災難。

　　可以想像得到，每 1,000 米的焊接中，只要有一處失誤，就可能會造成重大工安/公安傷亡；當然，是要想盡辦法，盡可能地防止這種失誤，至少，要能盡可能降低失誤發生率。

　　在本案例中，其他的新作彎頭我們使用了DH快速彎管製作，並未發生洩漏的情形。例如圖3-2所示是案例中的其他配管情形，圖中間的管線中，標號1/2處使用了DH快速彎管，標號3/4處則為傳統環口焊接(因為要與法蘭或三通接合)，圖右的標號5則是更長的多重連續彎管。我們可以見到1/2/5處的DH快速彎管是完全無接點的平滑程度(不是人工研磨的)，完工時我們明顯看到業主方人員幾近讚歎的欣賞表情，不只是安全，還包含一份工業級作品的優美與優雅曲線 (哈，學工科的人，看法比較單純，美就是美，沒有修飾語助詞)。相信您如果是行家，應該可以理解。

▲圖3-2：案例中的配管情形-單彎管(1/2/5為DH快速彎管，3/4為傳統環口焊接)

　　在圖3-3所示，是同案中使用DH快速彎管的連續彎管情形。施工商老闆看到的應該是標號1/2/3/4所省下的4個環口焊道的金錢成本吧。我們則是看到所能省下的時間成本，可以讓我們使用更少的焊工人力，尤其在這個專業焊工不易找得到、養得成、留得住的時代，能以半自動機械化的方式來運作更大、更精密的配管產能。

在圖3-4所示，是同案例中使用DH快速彎管的管排情形，相同的管徑/彎徑/造形，可以體會到快速彎管加工也可以使用到 ”Copy”(複製) 的指令吧，我們的機台作到了。

▲圖3-3：案例中的配管情形-連續彎管 (DH快速彎管)

▲圖3-4：案例中的配管情形 - 管排 (DH快速彎管)

　　理論上，DH快速彎管加工機台是可以24小時作業的 (很像7-11超商吧！)、電腦控制數位化作業、精確度很高，這樣… 您可以體會到和傳統的配管方式的差異有多大吧！
除了彎管加工外，我們更將他們發展為可以產生其他更高的附加價值產品及服務 (以後再介紹加盟系統總部計劃、自動化工廠等)。

(2) 檢驗也無法百分百檢出焊接瑕痴：

　　檢驗是驗證成品品質的唯一途徑。

傳統配管工程，彎頭(elbow)都是自加工廠或貿易商購入，基本上都有標示型號，沒有檢測的必要(有無瑕痴並不清楚)。直管更是大宗物資，也無檢驗必要(管材廠是大廠，瑕痴應該沒有，否則這管材廠大概無法在業界生存)。彎管成品的主要檢測點是在彎頭與直管介面的環口焊道，一般都採用PT/RT檢驗，委由第三方公司進行檢驗，檢測都有一定比例的樣本抽測率，但要作到 100% 就比較困難點(成本與工期)。

　　DH快速彎管是冷作彎管類，由加工機台彎曲後，成品管壁厚度的減薄率可以直接使用「超音波測厚儀」予以直接量取讀數(屬非破壞性試驗)。坊間市售的超音波測厚儀有多種廠牌可用，歐、美、日、中、台產的都相當普及，價格約為台幣1萬至數萬元不等，取得管道十分容易。如圖3-6所示為台灣市場中可取得的幾家超音波測厚儀，提供參考(註:資料是隨意自網路上搜尋下來的)。業主或委製客戶可以委由第三方公司檢測，也可以自備儀器隨時隨地進行檢測。在我們自家工廠產製的彎管，在出廠前可以為客戶量測合格與否，以確保彎管成品的品質受到嚴格控管；如果客戶要求，也可以作到百分之百的檢測 (在商言商，價格是跟服務要求相互連動的)。

▲圖3-6：市場銷售的幾款超音波測厚儀
(資料來源：全華精密公司、益瀚國際公司網站)

▲圖3-7：彎管切片，準備作壁厚量測 (減薄最大處在彎管凸緣中央)

　　客戶也可以要求切片檢驗(屬破壞性試驗)，將管片切下來，作厚度量測，如圖3-7所示。但此方式手續繁複、相當耗時、成本也高。既然時代已進步到「超音波測厚儀」機器都已經面世，費用不多、使用極便利、人員操作容易、通過各類國際標準認證(如 ASTM E 797、EN15317 等)、數據信任度也夠，我們建議直接使用機器為佳，沒必要重回石器時代吧！似乎沒什麼懷舊價值吧。

　　低成本、快速、精準、數位、環保無耗材、隨時隨地皆可進行、無等待浮時是快速檢驗的特色。甚至可以連上電腦作後段的海量資料處理作業，形塑出彎管成品產命履歷、信任度，有助於部品零件品質掌握，對於要求度高的高科技或生技產業，極為適用。

這一段主要在描述DH快速彎管的檢驗如何趕上時代的要求，作一輔助性敘述。

四、結論和建議

　　談不上什麼偉大的結論與建議，只是隨便講講，同業同好們參酌參酌。

　　對於傳統的工業配管工程而言，DH快速彎管是個新技術。從來，新技術進入一個舊市場，都是一定會被質疑、抨擊、排擠的，從來都是如此。不光是技術那麼簡單，更牽動到既有市場的變動與業者的防禦，前進與保守的兩力拔河，不可免。

但工業發展史和人類歷史也告訴我們一些已經發生過、以及正在發生中的事實：
新技術取代舊技術，不可避免；傳統認知的改變只是時間早晚的問題罷了。

　　本文藉由實案例的事實介紹，期以重新對於DH快速彎管和傳統彎頭予以比較，來發現更好的技術應用層次。在本案例中，傳統彎頭的環口焊接是使用了行之數十年的專業焊工的人工焊接（慢工細磨）；而DH快速彎頭則是使用了最新的科技產品—大型數位彎管加工機台，來進行將直管彎曲成彎管（快速成形）。兩者之間，不論使用的人、機、料、工作方法、思惟、檢驗、安全性考量、耐久性、施工速度，甚至是比較市儈氣息的成本與利潤的商業性思考，都確實存在極大的差異。

以前的彎管機只能作簡單的彎管，而且只有薄管，例如常見的不鏽鋼欄杆等；簡單的講，就是「把管子彎曲了」而已。在工業級配管領域，須耐高溫、高壓、內容物特殊（如具腐蝕性、毒性、擴散性、污染性、易燃性、或高爆性等，相當危險），管線材質要求高，管壁厚度也較厚許多，一般現有彎管機是無法運用克服的。現在，大型彎管加工機台研發出來，出力更大、可彎管壁更厚、可彎管外徑更大、可彎彎曲半徑更小 (傳統彎管多只能到達 3DR，DH彎管可達 1DR 至 1.5DR)、導模更複雜精密，才能運用於工業級配管上。並借助台灣強項：電腦硬體能力，來使彎管得以數位化、自動控制、甚至資料大量處理，使得效益更佳、產能更大。

使用自動化機械生產，取代傳統的人工生產，是一個不是你我可以力阻狂瀾的「世界趨勢」。

　　工業強國德國2012年就提出了「工業4.0」(Industry 4.0)藍圖、美國2014年--「AMP」(Advanced Manufacturing Partnership)、韓國2014年--「製造創新3.0」(Manufacturing Innovation 3.0)，連中國也宣告啟動「中國製造2025」(China Manufacturing 2025)，無一不是要使國家工業生產搭上智能化、自動化、高規格化的高速軌道。

台灣則是在 "講" 「生產力4.0」，調子是高了，但似乎有點行動闕如。工業配管行業是一個耗費大量勞動力的傳產行業，雖然談不上完全自動化，但作到半自動化的程度，還是可以努力達成的。德翰公司的DH快速彎管就是朝向此一目標前進，我們也希望有一天，配管工業可以真正的「生產力4.0」。德翰公司技術並不遜於世界強國。

檔案下載：

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　　　　(註:可能與網頁版會有部份文字潤飾之差異)

技術洽詢：

　　email: service@dehantech.com

　　製作工廠：潁璋工程興業有限公司 、Facebook

後記：
1. 這篇簡文本是針對石化管線的彎頭環口焊道的微破損發生情形的檢討，及預防未來的隱患而寫的。

2. 原本這只是一件極為普通的管線維修案，十多年經驗的專業焊工駕輕就熟，對於擁有四十餘年工作經的專業配管公司本應是輕鬆愉快的工作。但事後發現的破損洩漏，讓整個案子變的有點棘手。在這個案子裡，我們注意到傳統彎頭的環口焊接是最不穩定的地方，焊工素質當然是有影響，檢查檢驗方式也有影響，但一定就可靠嗎？1,000個接頭，只要有1個接頭出問題，在某年某月的某一天就可能變成一件大問題了。(這個意思是焊接時只要焊工的手多抖幾下或多停留２秒鐘，或是停下來抽支煙，都可能造成未來的隱患。因為"人工使用" 本身就是一件不能100%確定的事情)

　　石化工業的管線，非常注意安全要求，管線內容物特性複雜，且都是壓力管(內壓力)。管線內流體日以繼夜的流動，會逐漸沖擊(流動會有動能)、侵蝕(跟流體物性相關)，只要整個環口焊道上有一個小缺點(如焊道破損、不足、或是焊材結合不密實等，彎頭環口焊道本就是整條管線上的最大弱點所在)，在長時期的作用下，會逐漸將一個小洞擴大成一個足以危害的大洞，那時災害就會隱現，隨時爆發(特別是管線內容物是易燃或易爆特性時，像本案例即是)，「水能穿石」就是類似的道理。很多的石化工廠突發性災害，可能都來源自這種隱患。

　　所以我們必須針對這種問題加以預防。方法是「減少彎頭的環口焊道」，當然最好是完全不使用環口焊道(消失是不可能的，減少才是務實藥方)。剛好在案例中，我們也使用到DH快速彎頭，正好用以一併檢討。基本上，那是不使用彎頭環口焊道的方式。在一個案中，要使用 1,000個環口焊道，若能減少其中 2/3 的量，不只是成本降低、工期縮短，對完工檢驗、日常操作巡檢、安全維護、都是極具正面價值的作法。

　　以往，因彎管加工機具的能量不足，無法滿足石化管線的要求，只能依循傳統人工焊接的作法來處理彎頭。現在，大型彎管加工機台已在台灣開發出來，主要是針對重型管線(厚管)而開發，已能夠充份滿足石化管線需求。借助直接彎管功能，降低環口焊道的數目來提升未來災害預防的效果，降低破管隱患，相信對於工廠運轉的危機控管是有極大幫助的。當然，太大口徑的管線由於需求量少，是不可能列入到加工機台的近期開發行列當中 (商業社會，量力而為，有量才有機台)。目前數位彎管加工機台的開發，能量上已到達 12” 管，實用上仍以 6” 管以下為主。(upd.@2017-09-12)

3. 焊道外觀缺陷簡述：

　　外觀缺陷(表面缺陷)是指不用藉助於儀器,從工件表面可以發現的缺陷。常見的外觀缺陷有咬邊、焊瘤、凹陷及焊接變形等，有時還有表面氣孔和表面裂紋、單面焊的根部未焊透等。

A、咬邊：是指沿著焊趾，在母材部分形成的凹陷或溝槽，它是由於電弧將焊縫邊緣的母材熔化后，沒有得到熔敷金屬的充分補充所留下的缺口。產生咬邊的主要原因是電弧熱量太高(即電流太大)、運條速度太小所造成的。焊條與工件間角度不正確、擺動不合理、電弧過長、焊接次序不合理等都會造成咬邊。直流焊時，電弧的磁偏吹也是產生咬邊的一個原因。某些焊接位置(立、橫、仰)會加劇咬邊。
咬邊減小了母材的有效截面積，降低結構的承載能力，同時還會造成應力集中，發展為裂紋源。
矯正操作姿勢，選用合理的規範，採用良好的運條方式都會有利於消除咬邊。焊角焊縫時，用交流焊代替直流焊，也能有效地防止咬邊。

B、焊瘤：焊縫中的液態金屬流到加熱不足未熔化的母材上、或從焊縫根部溢出，冷卻后形成的未與母材熔合的金屬瘤即為焊瘤。焊接規範過強、焊條熔化過快、焊條質量欠佳(如偏芯)，焊接電源特性不穩定及操作姿勢不當等都容易帶來焊瘤。在橫、立、仰位置更易形成焊瘤。
焊瘤常伴有未熔合、夾渣缺陷，易導致裂紋。同時，焊瘤改變了焊縫的實際尺寸，會帶來應力集中。管子內部的焊瘤減小了它的內徑，可能造成流動物堵塞。
防止焊瘤的措施：使焊縫處於平焊位置，正確選用規範，選用無偏芯焊條，合理操作。

C、凹坑：凹坑指焊縫表面或背面局部的低於母材的部分。
凹坑多是由於收弧時焊條(焊絲)未作短時間停留造成的(此時的凹坑稱為弧坑)。仰立、橫焊時，常在焊縫背面根部產生內凹。
凹坑減小了焊縫的有效截面積。弧坑常帶有弧坑裂紋和弧坑縮孔。
防止凹坑的措施：選用有電流衰減系統的焊機、盡量選用平焊位置、選用合適的焊接規範、收弧時讓焊條在熔池內短時間停留或環形擺動、填滿弧坑。

D、未焊滿：未焊滿是指焊縫表面上連續的或斷續的溝槽。填充金屬不足是產生未焊滿的根本原因。規範太弱、焊條過細、運條不當等會導致未焊滿。
未焊滿同樣削弱了焊縫，容易產生應力集中。同時，由於規範太弱使冷卻速度增大，容易帶來氣孔、裂紋等。
防止未焊滿的措施：加大焊接電流、加焊蓋面焊縫。

E、燒穿：燒穿是指焊接過程中，熔深超過工件厚度，熔化金屬自焊縫背面流出，形成穿孔性缺。
焊接電流過大、速度太慢、電弧在焊縫處停留過久，都會產生燒穿缺陷。工件間隙太大、鈍邊太小也容易出現燒穿現象。
燒穿是鍋爐壓力容器產品上不允許存在的缺陷，它完全破壞了焊縫，使接頭喪失其聯接飛及承載能力。
選用較小電流並配合合適的焊接速度、減小裝配間隙、在焊縫背面加設墊板或葯墊、使用脈衝焊，能有效地防止燒穿。

F、其他表面缺陷：
(1)成形不良：指焊縫的外觀幾何尺寸不符合要求。有焊縫超高、表面不光滑、以及焊縫過寬、焊縫向母材過渡不圓滑等。
(2)錯邊：指兩個工件在厚度方向上錯開一定位置。它既可視作焊縫表面缺陷，又可視作裝配成形缺陷。
(3)塌陷：單面焊時，由於輸入熱量過大、熔化金屬過多而使液態金屬向焊縫背面塌落，成形后焊縫背面突起，正面下塌。
(4)表面氣孔及弧坑縮孔。
(5)各種焊接變形：如角變形、扭曲、波浪變形等都屬於焊接缺陷，O角變形也屬於裝配成形缺陷。(upd.@ 2017-09-17)

4.焊接殘餘應力

定義

焊件在焊接過程中，熱應力、相變應力、加工應力等超過屈服極限（Yield strength），以致冷卻后焊件中留有未能消除的應力。這樣，焊接冷卻后的殘餘在焊件中的宏觀應力稱為殘餘焊接應力。焊接過程的不均勻溫度場以及由它引起的局部塑性變形和比容不同的組織是產生焊接應力和變形的根本原因。

焊接殘餘應力，是焊接工程研究領域的重點問題。涉及焊接的各種工程應用中，都十分關注殘餘應力的影響。例如，在土木工程領域，對於鋼結構焊接連接，殘餘應力對結構的疲勞性能，穩定承載力等均有影響。

影響

1.對結構或構件的響

焊接殘餘應力是構件還未承受荷載而早已存在構件截面上的初應力，在構件服役過程中，和其他所受荷載引起的工作應力相互疊加，使其產生二次變形和殘餘應力的重新分佈，不但會降低結構的剛度和穩定性而且在溫度和介質的共同作用下，還會嚴重影響結構的疲勞強度、抗脆斷能力、抵抗應力腐蝕開裂和高溫蠕變開裂的能力。

2.對結構剛度的影響

當外載產生的應力δ與結構中某區域的殘餘應力疊加之和達到屈服點fy時，這一區:域的材料就會產生局部塑性變形，喪失了進一步承受外載的能力，造成結構的有效截而積減小，結構的剛度也隨之降低。結構上有縱向和橫向焊縫時(例如工字樑上的肋板焊縫)，或經過火焰校正，都可能在較大的截面上產生殘餘拉伸應力，雖然在構件長度上的分佈範圍並不太大，但是它們對剛度仍然能有較大的影響。特別是採用大量火焰校正後的焊接梁，在載入時剛度和卸載時的回彈量可能有較明顯的下降，對於尺寸精確度和穩定性要求較高的結構是不容忽視的。

3.對靜載強度的影響

對於焊接構件，只要構件和焊道本身具有較好的塑性變形能力(沒有低溫、動荷載等使鋼材變脆的不利因素)，殘餘應力不會降低構件的靜力強度。因為有殘餘應力的構件承受逐漸增大的軸心拉力時，外荷載引起的拉應力將疊加截面的殘餘應力。

由於截面殘餘應力為自相平衡應力分佈，故靜力荷載相等，即殘餘應力不會降低構件的靜力強度。但是塑性材料在一定條件下會失去塑性，變成脆性或者構件材料塑性較低，殘餘應力將會影響構件的靜力強度。因為構件無足夠的塑性變形產生，在載入過程中，應力峰值不斷增加，直至達到材料強度極限后發生破壞。因而殘餘應力對其有影響。

(資料來源http://www.twwiki.com/wiki/%E7%84%8A%E6%8E%A5%E6%AE%98%E9%A4%98%E6%87%89%E5%8A%9B)
(upd.@ 2017-10-01)

上圖：彎頭焊道銹蝕狀況 (upd.@ 2017-10-01)

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