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理工-環境與土木-土木建築
管線設計與安裝

作　　者：溫順華
出版社別：五南
出版日期：2023/07/01(3版1刷)
ＩＳＢＮ：978-626-366-235-3
E I S B N：9786263662438
書　　號：5T25
頁　　數：432
開　　數：16K
定　　價：500元
優惠價格：450元

每棟建築物完成時都需要配水管、瓦斯管及汙水排放管，且任何工廠蓋廠之初期，原料之輸送、過程之反應、成品之送出等都需要管線，配管之重要性並不亞於任何一門理工學院的學科專業。惟目前實務上均仍是以師徒傳承的方式，並無較有系統化的教學。本書即提供所有想進入配管領域的工程師最好的參考學習用書，讓大學工學院或職業學校畢業之學生，藉由此書做為基礎入門，並可創造更好的就業機會。

溫順華	

學歷 
高雄工專土木工程系畢業,
	
經歷
配管工程界（40年）
1.富樂亞西亞(China Fluor)工程公司
2.泰興工程公司
3.中興電工
4.高雄小港糖廠建廠
5.台南永康焚化爐建廠
6.新竹南寮焚化爐建廠
7.新竹八里焚化爐建廠
8.基隆天外天焚化爐建廠
等之配管工程專案經理

民國50～60年以前「管線設計」在台灣很少有有系統之資料，一般建廠大都統包委外，所有設計工作都在統包公司內部完成，在施工時統包公司會提供所有施工圖面，完工後所留下的也是只有施工圖及操作須知。至於如何設計，要參照哪些規範。則不提供，所以無法得到一系列完整的管線設計資料。
直到「FLUOR」這家公司與中華民國政府簽了技術合作條約，才開始在台灣培養「管線設計」人才。在民國58年「FLUOR」在台灣成立了「China Fluor」公司，招收了土木系，機械系，化工系共二百名的工學院的青年才俊，開始有系統的教授管線設計。
線管系統就像我們身上的動脈和靜脈。心臟像Pump，經由動脈將血液輸送至每個需要的器官，然後由靜脈再回收。
現代的城市，他們利用管線系統將水，化學藥品，蒸氣從來源區從一個位置輸送到另一個位置。同樣，煉油廠利用更多管道攜帶原油從原油貯槽輸送到精練廠，然後再將精煉後之92，95，98等分送到每個需要的角落。
1.1 管線系統
管線系統包括管線（Piping），管件（Fitting），螺栓（Bolt and Nut），墊圈（Gasket）、閥門（Valve）和其他管道元件的壓力部分。另外還包括管道支架和吊架以及防止過壓和過度緊張的壓力容器的元件所需的其他設備。
1.	管線（Piping）
管線是一種圓形截面，且符合下列規範之尺寸要求
ASME B36.10M 焊接與無縫鍛造鋼管
ASME B36.19M 不鏽鋼管
管線尺寸：歐美系統最初以IPS（Iron Pipe size）表示鋼管尺寸，代表鋼管的近似值（以英寸為單位）。例如IPS 6是內徑是大約6英寸（in）鋼管。使用者開始稱管為2，4，6……鋼管，等等。每個管道尺寸都有一個固定厚度，後來被稱為標準（STD）或標準重量，而且管的外徑被標準化。隨著工業的要求，管線需要有較厚的管壁，這後來被稱為超強（XS）或雙超強（XXS）之管材，但標準化的外徑不變。但後來因應管線材質之需要演變有薄管或厚管（如防蝕），於是改變稱呼管道大小和壁體厚度的新方法。指定稱為公稱管道尺寸稱為NPS（Nominal Pipe Size）一詞取代，管壁厚度則以管號（SCH）稱呼。
公稱管道尺寸例如NPS 2表示管的外徑是2.375。NPS 12以下的管線尺寸都是外徑大於NPS（2，4，6，8，10，12）。然而，大於NPS 14，16……的管子其外徑等於14，16……。內部直徑將取決於管壁的厚度。（請參閱ASME B36.10M或ASME B36.19M）。
1.2 管線設計之流程
1.	流程圖（P.F D）（Process Flow Diagram）
是整個工程流程的依據，是管線設計者必須先取得或制定的資料，它包含了整體工程所需之設備，流量，操作之安全，規範，管徑之大小，材質及儀控之安排。
(1)	方法流程圖（P.F.D）（Process Flow Diagram）標示所有主要設備，管線之流向，設備及管線之操作溫度，壓力等。
(2)	管線流程圖（P.I.D）（Piping and Instrument Diagram）由方法流程圖再發展為更詳細之圖面，註明管號，管徑，管材及規範，閥等.同時將儀表及儀控系統標示於圖面上。
2.	平面布置圖（Plot Plan）
依據流程圖，在合理，經濟之原則下安排整體工程設備之位置及方位，設備之材質，及考慮到操作.維護之方便原則下，粗略安排管線之走向及路徑.管支撐，管橋之高程。
3.	管線細部設計（Piping Detail Design）
(1)	管線，管件，閥等材料規範之整理
(2)	管線平面圖、管線立體圖、管支撐詳細圖之繪製
(3)	Isometric（立體圖）之繪製，材料之計算
4.	管線應力分析（Piping Stress Analysis），彈簧吊架規範，規格之開列
5.	管材規範說明
ASTM（American Society for Testing and Materials）材料標準
美國材料與試驗協會制定的標準，
ASME（American Society of Mechanical Engineers）美國機械工程師協會的標準。
ANSI（American National Standards Institute）美國國家標準
API（American Petroleum Institute）美國石油學會標準
ASTM材料經ASME認可用於承壓設備後就成為ASME材料，
ASME材料標準大部分都是用ASTM的ASME標準上都有明確的說明是否與ASTM等同。
均是美國標準，這四個標準相互補充，相互借鑒
1.3 管道（Pipe），管件（Fitting）產品
流體輸送為化學工廠之必需操作，流體藉由管路輸送至各設備。配管工程頗複雜，須對管、閥件充分認識，才能瞭解工廠中管路配置與功能。
圓管容易製造，化學工廠常用圓管，其每單位質量之材料具有較高耐壓強度，較其他形狀輸送管有較大流動截面積及較小摩擦管壁面積。圓管有下列幾種：抽製管（Tube）、有縫製鋼管（Seam pipe）及軟管等。一般而言，抽製管之直徑較小，由抽製或擠壓而成，如銅管、鋁管、玻璃管及塑膠管等，其性質常具展延性及可撓性；軟管之直徑亦不大，由抽製、擠壓或編織而成，如橡皮管、塑膠軟管及編織而成之消防用帆布管及尼龍布管，其性質較軟；縫製管之直徑較大，由鑄造、焊接、鍛接而成，如鑄鐵管、鋼管、陶瓷管及水泥管等。材質的選擇，需考慮到安全與經濟因素。
1.	管材可分為鐵金屬（Ferrous metals）與非鐵金屬（Nonferrous metalls）與非金屬（Non metals）等。鐵金屬如鋼管（Cast pipe）、不鏽管（Stainless steel pipe）、矽鐵管（Duriron pipe）；非鐵金屬，如銅管（Copper Tube）、鉛管（Lead Tube）、鋁管（Aluminum Tube）、鎳管（Nickel tube）；非金屬如玻璃管、橡皮管、塑膠管等。
2.	管子之大小、厚度、螺旋數目，各國有統一規格標準，更換管子時，任何廠牌之管子均能符合。管子標準以管號（Schedule Number）表示，
3.	管號定義（Schedule）

管號 = 1000×P/S
P為管內使用時操作壓力，
S為材料所能容許強度，
如鋼材所能容許的強度為10,000 PSI，若管子操作壓力（Working pressure）要求400 PSI，則管子應用管號，管號有10，20，30，40，60，80，100，120，140，160等十種，其中40號管為早期之標準管，80號為早期之加強管。
4.	管之公稱尺寸（Normal size）係管徑之近似值非指內徑或外徑，如2吋40號與80號管，外徑皆為2.375吋，40號管內徑為2.067吋，80號管內徑為1.939吋；2吋僅是該管之公稱尺寸，內、外徑均非2吋。同一公稱大小鋼管，外徑相同，管號不同，厚度、內徑也不同；管號愈大，管厚度愈厚，能承受較大的操作壓力。抽製管之公稱直徑指外徑，與鋼管不同。
5.	管子之長度因受製造、搬運及貯存限制，其長度皆有一定之規格，如鋼管常見為20呎長。若管線很長，須將鋼管一支支連接，連接方法有螺旋接合（Screw joint），法蘭接合（Flange joint）、焊接接合（Welded joint）、插套接合（Bell and spigot joint）、套筒接合（Sleve joint）。
6.	配管工程中，管件除了可連接兩支管子外，還可變更管線方向，增加分歧路線，管徑變換及堵塞管端。壓力管線、管件產品均按照各種標準規格的不同設計，採用不同的製造做法和使用種類繁多的材料製造。這些產品最終使用者必須應用成本最低的產品適合進行服務條件，通常情況下，鋼和合金壓力管道是使用在鑄造，鍛造和焊接形式，是符合ASME B36.10M  
提供的標準尺寸和壁厚。不鏽鋼管是符合ASME B36.19M規定的標準尺寸和壁厚。
ASTM A53無縫／焊接1/8?6雲q使用的煤氣、空氣、油、水、蒸汽等管線
ASTM A106無縫1/8?8@高溫（蒸汽、水、氣等）等管線
7.	鋼筋混凝土管
Rccp（鋼筋混凝土管）& PCCP（預力鋼筋混凝土管）與其他較大管徑的管材相比，成本優勢明顯，而且呈現出口徑越大成本優勢越大的趨勢。
(1)	用材節省：在大口徑管材領域，Rccp & PCCP的優勢更加突出，同等管徑混凝土管耗用鋼材比SP節省約70%，價格可比SP降低約40%，大口徑混凝土管可降低50%。
(2)	施工簡單：與鋼管相比混凝土管采用膠圈密封的自對中鋼制接頭，管線一般一次打壓成功，而鋼管采用現場焊接的方法，其鋪設速度相對混凝土管較慢，且管線往往需要多次試壓才能成功。與柔性管道相比：混凝土管安裝時，對管座無特殊要求，回填土可以用就地挖出的原土，方便快捷，人力消耗少。回填土要求低于柔性管道。
(3)	運行維護費用低：美國混凝土壓力管協會1991-1995在北美地區（包括加拿大）對不同管材的管道運行和維護費用進行了調查，調查結果表明混凝土管的運行和維護費用約為球墨鑄鐵管的1/3，鋼管的1/5，同時混凝土管的壽命為其他管道的2倍。
(4)	壽命長：設計使用壽命為50年以上，美國給水協會耐腐蝕委員會、美國工程試驗中心、美國工程試驗中心和美國土木工程學會和材料學會的研究認為，混凝土管的使用壽命為100年，是鋼管和塑料管的2倍。這些優異的性能目前都是其他大口徑的管材無法替代的，混凝土管的替代產品的威脅很小

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