臺灣博碩士論文加值系統

摘要
本研究針對自動管路佈置設計中，常發生的肘管密集現象，提出
解決方法。
主要研究包括：定義肘管密集管段區；建立肘管密集管段區之搜
尋條件；根據圓錐體觀念，發展對肘管密集管段之替代路徑(實際上是
彎管-彎管或彎管-肘管之組合)計算方法；以例子展示利用本研究所建
立之方法解決肘管密集區之設計問題。
管路中肘管密集與否，本研究建議：端看管段長度是否滿足最短
管長之要求。肘管密集區之替代管段，其兩端均為肘管時，替代管段
之管長最小，但適用於公稱直徑250 以上之管件。公稱直徑200 以下(含)
之管件，其較佳管長以彎管-肘管或彎管-彎管之連接條件為之。替代管
段之計算，則考慮與該管段連接之二管段為相互平行或相互垂直兩種
情形。
替代管路能讓管路平順化，這點可由替代管路所造成之壓力損失
比原肘管密集區之壓力損失小而確認。將替代管路之計算電腦化，將
能有效提升管路自動佈置設計之品質。

Abstract
This research has developed a method to determine a short-cut pipe
route for elbow-cluster problems which are often observed in the pipe
routes constructed by piping design automation methods.
The main research work completed in the research includes defining
the elbow-clustering condition, developing the criteria to identify
elbow-cluster regions in pipe assemblies based on the minimum pipe length
and cone concepts, developing a method to construct a short-cut pipe route
for an identified elbow-cluster region, and two demonstration examples.
The single criterion to identify an elbow-cluster region in a pipe
assembly is the minimum length of the pipe segment. The replacement
pipe route or the short-cut pipe route of a known elbow cluster region is
mostly an assembly of elbow-elbow or elbow-bed, which are suitable for
pipe nominal diameters no greater than 200. For pipes with nominal
diameter over 250, elbow-elbow connection must be used. Two relative
orientation configurations, parallel and perpendicular, between the pipe
segments connecting with the cluster region have been considered, when
determining the short-cut pipe route.
The short-cut pipe route makes the piping system more smooth, which
can be observed from the reduction in pressure loss. Computerizing the
short-cut route determination method developed in this research can
improve the quality of the pipe route determined by using pipe design
automation methods.

目錄
摘要................................................................................................................ I
Abstract .........................................................................................................II
致謝..............................................................................................................III
目錄............................................................................................................. IV
圖目錄......................................................................................................... VI
表目錄......................................................................................................... IX
符號說明.......................................................................................................X
第一章 緒論...............................................................................................1
1.1 研究動機與目的.............................................................................1
1.2 文獻回顧.........................................................................................3
1.3 研究方法及論文結構.....................................................................5
1.3.1 研究步驟.........................................................................................5
1.3.2 論文結構.........................................................................................6
第二章 肘管與彎管之簡介.......................................................................7
2.1 管件與管件製造廠的關係.............................................................7
2.2 彎管與肘管的關係.........................................................................8
V
2.3 彎管與管長的限制.........................................................................9
2.4 肘管（Elbow）.............................................................................12
2.5 管件具有兩個彎管之最小管長限制...........................................14
第三章 研究方法.....................................................................................19
3.1 方向節點密集之段落...................................................................20
3.2 方向節點密集區之搜尋方法.......................................................23
3.3 替代管路路徑及其決定方法.......................................................24
第四章 管路佈置設計實際範例.............................................................37
4.1 案例1：替代管線連接x 方向與z 方向二直管........................37
4.1 案例2：替代管線連接x 方向與z 方向二直管........................41
第五章 結論與未來展望.........................................................................50
參考文獻......................................................................................................52
VI
圖目錄
圖1.1 沿面管路佈置法與避碰法，管線小空間多肘管.........................2
圖1.2 運用管群佈置法，管群位置小空間多肘管.................................2
圖1.3 在T/S Hanbada 上的部份管路佈置實例......................................3
圖2.1 管子工場作業條件.........................................................................7
圖2.2 迴轉彎曲法.....................................................................................9
圖2.3 彎管機...........................................................................................10
圖2.4 彎管機彎管動作示意圖...............................................................10
圖2.5 夾模長度（CDie）示意.................................................................11
圖2.6 彎管模具.......................................................................................11
圖2.7 兩個肘管以焊接方式相接...........................................................12
圖2.8 兩個肘管以法蘭相接...................................................................13
圖2.9 管路網絡的例子...........................................................................15
圖2.10 以兩個彎管對接最小管長...........................................................16
圖2.11 以兩個肘管焊接最小管長...........................................................16
圖2.12 以兩個肘管與法蘭相接最小管長...............................................17
圖2.13 以彎管與肘管焊接方式之最小管長...........................................18
圖3.1 T/S Hanbada 船上的管線運用多肘管避開干擾.........................19
VII
圖3.2 T/S Hanbada 船上採用兩個90 度肘管.......................................19
圖3.3 管組件AB.....................................................................................21
圖3.4 管段長度定義參考圖...................................................................22
圖3.5 直管................................................................................................24
圖3.6 單彎管...........................................................................................25
圖3.7 多彎管...........................................................................................25
圖3.8 分歧管...........................................................................................25
圖3.9 替代管線與起始管段及終止管段之可能組合情形...................26
圖3.10 非90°彎管參數圖.........................................................................27
圖3.11 起始管段與終止管段的三種相對方向.......................................28
圖3.12 替代路徑BE 與捷徑圓錐............................................................29
圖3.13 Ps 與Pe 平行之情形與其替代連接路徑.......................................29
圖3.14 Ps 與Pe 相互垂直之情形與其替代連接路徑...............................30
圖3.15 45°彎管-45°彎管之替代路徑及參數...........................................31
圖3.16 45°彎管-90°肘管之替代路徑及參數...........................................32
圖3.17 90°肘管(或彎管)- φ1 彎管參考圖.................................................32
圖3.18 51.7°彎管-90°肘管........................................................................35
圖4.1 原管路設計...................................................................................37
圖4.2 替代路徑含兩個肘管...................................................................38
VIII
圖4.3 肘管-彎管......................................................................................38
圖4.4 彎管-彎管替代管線保留檔壓模夾具長......................................40
圖4.5 管組件AF .....................................................................................41
圖4.6 管組件AF 透視圖........................................................................42
圖4.7 彎管曲率中心與肘管...................................................................43
圖4.8 彎管曲率中心與肘管之距離.......................................................43
圖4.9 彎管所需之長度H 值..................................................................45
圖4.10 24.85°彎管之立體管路模型.........................................................45
圖4.11 直管僅為650 mm 之立體管路模型............................................46
圖4.12 管組件AF(刪除肘管D、E) ........................................................46
圖4.13 彎管B”沿+x 軸方向滑動.............................................................47
圖4.14 滑動到B*位置及彎管C 移到C*位置.......................................47
IX
表目錄
表2.1 管徑與曲率半徑對照表.................................................................9
表2.2 管徑與彎管機的夾模長度對照表...............................................11
表2.3 管徑尺寸與法蘭外徑、厚度、墊片厚度對照表.......................13
表2.4 肘管管徑與曲率半徑對照表.......................................................14
表4.1 管組件AF 座標表........................................................................42

參考文獻
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