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台灣塑膠工業股份有限公司

石化工業管線維護與管理技術

報告人：保養中心仁武保養一廠楊福生

報告日期：105年05月

1

前言

2

簡報大綱

壹、地上管線檢測技術及維護管理貳、地下乙烯管線智慧型檢測及管理參、結論

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內容大綱

一.管線等級定義

二.檢測週期及汰換時機

三.管線檢測技術簡介

四.管線雲端管理系統

五.防蝕包覆評估比較

壹、地上管線檢測技術及維護管理

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一.管線等級

管線等級劃分

（參考 API 570管線檢測規範）

製程部門依據管線內容物之特性（毒性、易燃性、易爆性、強酸鹼等）及洩漏時對安全及環境的影響程度，召集保養部門及預測保養部門共同檢討，訂定管線等級並由製程廠長核定。

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一.管線等級

管線等級劃分

1.第一級管線:

具高度潛在性危險（如易燃性、爆炸性或高毒性物質），當管線內容物發生洩漏時會產生立即危急的災害，例如：

(1)C2、C3、C4 ，流體在大氣沸點 10℃以下會迅速汽化。

(2)無水之氯化氫、氫氟酸、氫氣、燃料氣、天然氣。

(3)管線跨越、鄰近水源或大眾運輸公路。

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一.管線等級

管線等級劃分

2.第二級管線:具潛在性危險，當管線內容物發生洩漏時會產生工安或環保之危害，例如：

(1)碳氫化合物(洩漏時會緩慢汽化)。

(2)強酸、強鹼或酸、鹼性流體且所在位置為廠區內。

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一.管線等級

管線等級劃分

3.第三級管線: 內容物洩漏時具有潛在危險，或距離人員較遠之管線可歸類在本級，例如：

(1)碳氫化合物洩漏時不會明顯蒸發。

(2)通至儲槽與裝卸站之蒸餾物與成品管線。

(3)槽區管線、廠外的酸及鹼管路。

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一.管線等級

管線等級劃分

4.第四級管線 :管線內容物不會燃燒、不具毒性，例如 :

(1)儀錶用空氣、廠用空氣、氮氣管線。

(2)中、低壓蒸汽管線、低壓蒸汽冷凝管線、潤滑油管線。

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管線等級 API規定

最大檢查週期

台塑各廠區

現行檢測週期

第一級管線 5年 1年

第二級管線 10年 3年

第三級管線 10年 5年

第四級管線使用部門決定 10年

依據管線等級訂定檢測週期

（參考 API 570管線檢測規範之6.3.3規定）


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台塑南部廠區管線等級之管線圖數統計

管線等級台塑仁武廠

管線圖數

台塑林園廠

管線圖數合計

第一級管線 262 120 382

第二級管線 166 23 189

第三級管線 40 52 92

第四級管線 16 32 48

提升管線等級，加強管控!!

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管線汰換時機

（依據 API 574 管線系統組件檢測實務）

管線外部或內部若因腐蝕或沖蝕而造成管線厚度減薄，依據管線實測厚度，檢討後續處理方式，當小於管線汰換厚度則須立即安排計畫更換。

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檢測位置檢測方式檢測目的

直管

目視VT(適用範圍最廣) 檢視外部腐蝕程度

超音波測厚UTM 檢測管壁剩餘厚度注意銲道熱影響區

導波Guided Wave 長途管線管壁減薄程度

紅外線檢測檢測保溫材料破損

彎管

超音波測厚UTM 檢測管壁剩餘厚度特別注意易沖蝕區

射線檢測RT-Profile 檢測內部腐蝕與剩餘厚度檢測

特別注意易沖蝕區減薄狀況

支管射線檢測RT-Profile 檢測內部腐蝕與剩餘厚度檢測

閥體泵殼

超音波測厚UTM 檢測設備剩餘厚度

三.管線檢測技術

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三.管線檢測技術-目視檢測

表面凹坑孔蝕深度規

管線目視檢測

管線可透過目視檢測出管線表面是否凹坑、鏽蝕、局部腐蝕、孔蝕等缺陷型態、範圍及深度。

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三.管線檢測技術-超音波檢測

陣列式超音波檢測儀器Phasor XS

管線超音波檢測

主要用於檢測出管線之剩餘管壁厚度、管內缺陷探傷、材質是否變異等功能。

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三.管線檢測技術-超音波檢測

檢測出爐管內表面剝離現象

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三.管線檢測技術-紅外線檢測

保溫不良

管線紅外線檢測

管線保溫保冷層可利用紅外線檢測出是否保溫不良、劣化、滲水等問題。

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三.管線檢測技術-導波檢測

導波基本原理與技術

導波屬超音波傳遞的一種波稱為藍姆波(Lamb

wave)。針對管壁內及外腐蝕做定性分析，特別適用於長途管線及保溫管線。

導波探頭探頭夾具系統主機

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優點:


1.保溫/保冷管線檢查位置僅需拆除50cm長。 2.穿牆或過路段管線僅需開挖局部區域。 3.可線上進行檢測，不需停機即可檢測。 4.迅速完成全面性管線CUI檢測，針對異常訊號部位再以其它NDT檢測法進行精準檢測評估，有效掌控管線壽命。

5.RC包覆管段不需全面性破壞RC，即可進行檢測。

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限制:


1.檢測信號最長量測距離為探頭前後各30米。 2.適合長途管線檢查，量測數據為定性檢測。 3.以下情況將因音波衰減過大，造成誤判: (1)連續彎頭。 (2)法蘭面接合處。 (3)連續性的嚴重氧化層。 (4)支撐位置腐蝕。

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管線外部腐蝕，深度約4~6mm

三.管線檢測技術-導波檢測案例

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四.管線雲端管理系統為加強台塑企業各部門之地上管線管理，於104年6月由台塑電子組完成開發“管線檢測電子化上傳雲端傳簽系統”。

主要檢測異常回報類型: 1.管線目視表面銹蝕 2.實測厚度<汰換厚度 3.預估剩餘厚度<汰換厚度

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製程部門

開立委託單

檢測部門

接單

執行檢測雲端系統

立案管制

電子報告呈簽

&異常通報

數據分析保養部門

修復改善

製程部門

結案

四.管線雲端系統-檢測作業流程

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四.管線雲端管理系統優點:

1.在檢測發現異常時，立即開單通知製程單位立案管制，改善異常通報時效。

2.新增[預估剩餘厚度]欄位，供未來厚度趨勢及改善參考。

3.可上傳大量異常照片檔案/附件及查詢檢測圖面、數據功能。

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異常案例: 表面腐蝕

異常說明:

點2.12.35表面腐蝕

(點2表面腐蝕深約4~5mm) P2

經製程回覆:

已開立修復單進行管路汰換作業

四.管線雲端管理系統-異常案例

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是否洩漏

依據管線缺陷深度評估修復工法之參考

（選用時以永久性且可靠度較高之工法為優先選擇）

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依據管線缺陷深度評估修復工法之參考


局部腐蝕

全面腐蝕

管接觸面

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管線修繕複合包覆材料特性比較表廠商項目

Clock Spring（橋梓）福懋包覆複合材 STOPAQ（黃揚）

適用最小管壁厚度

公稱厚度之

30% ~ 80 % 公稱厚度之

30% ~ 80 % 管壁需>最小厚度

(無強度之虞)

複合材成份

Glass fiber + Epoxy

+ Putty Carbon fiber

+ Epoxy + Putty 黏彈體(polyolefin)

+編織網膜(polyester)

耐溫 clock spring contour：

- 50 ℃ ~ 135 ℃

clock spring：- 29 ℃ ~125 ℃ 使用溫度：-29~68℃

使用溫度：-45℃~70℃ 滴流阻抗：130℃ 72hr

耐壓

依修補纏繞層數

clock spring contour：

50 ~100 bar

clock spring：0 ~ 200 bar

設計壓力50kg/cm2 (49bar) 以下(含)

本身不耐壓，依外覆層耐壓力大小而定

表面處理要求

Sa 2 1/2, 50~100 m ST3/SSPC SP3, SSPC SP-10,

SSPC SP-12/WJ2M-NV2 ST 2以上，無油、無水

修復性

厚度在公稱厚度80 %以上：永久性 (ASME PCC-2) 破孔停車施作：暫時性破孔不停車：無法施作




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複合包覆材料施工單價比較表規格

常溫中壓(30cm寬）高溫中壓(30cm寬）

Clock Spring 福懋 STOPAQ Clock Spring STOPAQ

管徑 75℃,35bar 68℃,49bar 地下地上 132℃,35bar

2" 31,800 訂製品無合約

289 257 40,900

3" 34,000 426 378 42,100

4" 36,000 12,730 546 485 43,200

6" 37,900 14,630 789 701 47,300

8" 41,400 16,910 1,033 918 50,100

10" 43,700 18,715 1,277 1,135 54,000

12" 45,300 20,805 1,521 1,352 55,900

14" 47,300 22,610 1,698 1,509 57,200

16" 51,750 24,320 1,941 1,725 57,050

18" 57,300 27,265 2,183 1,940 61,300

20" 63,600 29,640 2,426 2,156 76,200

24" 67,300 34,105 2,911 2,587 86,500

28" 77,700 39,710 3,397 3,018 95,600

36" 88,800 50,255 4,367 3,881 117,600

註：STOPAQ：材料編號PATPT376，操作溫度-45℃~70℃，滴流阻抗 130℃ 72hr。


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碳纖複合包覆材完工照片

一般管線補強林園公用廠LP1煙囪補強


施工中施工後

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內容大綱

一.前言

二.IP技術原理及驗收標準

三.工作計劃及執行程序

四.檢測結果及後續處理

貳、地下乙烯管線智慧型檢測報告

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一.前言

仁武VCM廠乙烯地下管IP (Intelligent Pig)檢測目的

1.中油五輕至仁武VCM廠乙烯地下管線資訊：

8英吋(Sch40,Td=8.2mm)碳鋼管，外部包覆柏油防蝕帶。

民國62年設置，迄今使用42年，全長約4.7公里。

2.目前管路防護僅實施陰極防蝕，無法明確掌握管線實際使用情況，故引進IP檢測技術。

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阻止外力破壞

防止管外部腐蝕

防止管外部腐蝕

檢測包覆破損位置

檢測包覆破損位置

防止管內部腐蝕即時發現管線洩漏並且定位出洩漏點

本公司之地下管線維護管理計劃

防蝕

措施

選用正確材質

防蝕

包覆

陰極

防蝕

緊密電位檢測

管線電流測繪

人員

巡檢

即時測漏系統

一.前言

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IP檢測特性內容備註

超音波探頭型式旋轉式單探頭本案乙烯管路於民國62年設置，當時設計/建造未考量管內檢測需求，因此未採行大彎頭，且管徑變形程度未明，因此選擇包商時，由可接受變異條件較大的荷蘭a.hak公司承包本案。

缺陷檢測精準度 10mm*10mm

缺陷定位精準度 ±4M

檢測及吹乾時間 10天

IP檢測運作時速 0.6-0.85公里/時

彎頭及變形限制 1.5D, 75%

檢測介質水

二.IP技術原理及驗收標準 IP檢測技術原理：

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二.IP技術原理及驗收標準 Ultransonic(UT)檢測原理:

利用超音波檢測訊號判斷出壁厚腐蝕情形

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二.IP技術原理及驗收標準

驗收標準：

項次

檢驗項目標準

1 資料擷取率(Data Capture Range) > 97% (API標準為90%)

2 腐蝕缺陷點路面定位水平誤差 < ±4M

3 腐蝕缺陷點距最近焊道距離誤差 < ±0.2M

4 腐蝕缺陷點時鐘方位誤差 < ±7.5°

5 腐蝕缺陷點尺寸誤差 (區分內部\外部腐蝕)

< ±10x10x0.4mm

6 Site Report (>3mm 腐蝕深度之缺陷) < 72 Hrs

7 Final Report < 8 weeks

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三.工作計劃及執行程序項次

工作項目 3月 104年4月

28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

1. 仁武重工管段更新

2. 入廠安全訓練

3. 人員專業訓練

4. 人員及機具動員

5. 公用流體管路連接

6. 管路清潔

7. 測徑及Dummy Pig

8. 地下管正式IP檢測

9. 管內排水及吹乾

10. 初步報告

11. 開挖驗證及換管

台塑中油

技師、國內承商

配管/入水

清管

專業訓練

吹乾

IP檢測

報告

缺陷定位開挖換管

Dummy

TIE-IN 配管更新

4/6 3/30

4/6

4/6

4/9

4/11

4/12

4/16

4/19

4/20

4/24 4/26

4/6技師進場

4/16檢測完成

4/20管路移交

4/29缺陷驗證

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104年4/7-4/8 發射站/接收站安裝及公用流體連接：


中油端發射站安裝及公用管線連接

台塑VCM端接收站安裝及公用管線連接

起始點

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4/10-4/12管路清潔：


Studs Bidi Pig清除後之管內污泥

1.Form Pig 高密度泡棉

2.Brush Form Pig 鋼刷泡棉

3.Bidi PIG 雙向刮板

4.Studs Bidi Pig 顆粒狀刮板

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測徑片

1. 90%測徑片檢查後無明顯變形

3.發射端裝入Dummy Pig 4.接收端取出Dummy Pig

4/12測徑及DUMMY PIG：

2.發射前組裝Dummy Pig

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4/13-4/16執行地下管IP檢測：


傳訊光纖

1.發射端IP訊號監視工作站 2.IP現場組裝完成

3.IP發射前訊號傳輸測試 4.即時監視覆蓋率須達97%以上

41

4/13-4/16地下管IP檢測定位感應器位置圖：


#1

#2

#3 #4

#5

#6

#7

#8

#9

#10

#11

#12

#13

中油焦煤廠

IP檢測參考數據：

檢測次數：3次平均時速：704M/Hr 最高時速：850M/Hr 管線長度：4,672.17M 資料擷取率：97% 平均管厚：8.5mm

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1. 氮氣系統準備 2. 氮氣推動Bidi Pig趕水

3. 氮氣推動低密度Pig吸水 4.氮氣持續吹至露點-42.8度以下 (水分35ppm)

4/17-4/19 IP檢測後管內排水及吹乾：

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四.檢測結果及後續處理 4/21提出檢測報告缺陷表：

1.地下管主要缺陷集中於二處，一為距起始點43.6M-48.6M，確認在中油乙烯計量站東側廠八路下方，另一處則在仁武廠區台十二路重工橡膠組廠房。

2.中油段已開挖確認並完成更換新管(6M長)，而橡膠組瑕疵管段(4415.9M-4419.2M)於本次VCM廠歲修前已設置新管(600M)，並於IP檢測後連結完成，故不需開挖處理。

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四.檢測結果及後續處理地下管缺陷位置確認中油五輕廠內：

中油乙烯計量站

環廠道路

台鐵鐵道

中油

清管站

消防站

起始０點

以衛星座標確認缺陷位置

北

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四.檢測結果及後續處理地下管缺陷位置確認台塑仁武廠區：

齒輪廠異常點

22°42‘06.6N 120°20‘28.2”E

厚度5.0mm 4415.95M

厚度3.6mm #4

4419.21M 厚度3.3mm #5

終點 VCM一課台塑乙烯接收站

後門入口警衛室

乙烯管線已改道，於台十二路下另設新管600M

重工橡膠組

46 46

四.檢測結果及後續處理地下管線中油缺陷處開挖確認：

中油乙烯計量站

中油清管站

消防站

起始０點

台塑8吋乙烯管

以Hot Tapping確認

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標準 A-HAK 實測

檢測管厚 8.20mm 7.74mm

剩餘管厚 3.4mm 3.54mm

缺陷角度 06:46 06:00

腐蝕位置外部外部

標準 A-HAK 實測



缺陷角度 06:46 06:00


標準 A-HAK 實測



缺陷角度 06:20 06:00


腐蝕深度檢測

四.檢測結果及後續處理地下管缺陷比對：

8吋乙烯管

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測試管委託台灣金屬中心製作並執行3D定位瑕疵尺寸

69

1m

m

測試管段設置於VCM廠內接收站

四.檢測結果及後續處理委託第三公證單位測試比對人工瑕疵管段：

3個外部瑕疵(淺藍) 4個內部瑕疵(淺黃)

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1. 焊接前配管組立 2. 焊接前配管焊道調整完成

焊道調整

4. STOPAQ地下管防蝕包覆帶 3. 焊接前配管焊道調整中

既有箱涵

台聚6吋乙烯管

焊道

中油廠區內開挖換管：

50

中油廠區內開挖換管：四.檢測結果及後續處理

管線更換後

台塑8吋乙烯管

51


管線更換後管線更換後

台塑仁武廠區內缺陷管段直接繞道重新配設

台塑8吋乙烯管重新配設

52

四.檢測結果及後續處理高雄煉油廠召開計量站地下管線開挖檢測協調會議

開會時間:104年5月27日10:00時~12:00時

開會地點:高雄煉油廠總辦公室102會議室

上級指導:高雄市政府勞動檢查處何明信專門委員

主席:勞檢處周登春處長、中油高煉油廠翁乾隆副廠長

下游廠商:台塑仁武廠、國喬、中纖、台聚、台橡、李長榮大社廠、中石化大社廠、台灣石化合成

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地下管線開挖檢測會議重要決議: (1)高市勞檢處指示位於高雄煉油廠區內部分管線，

連同下游廠商共計22條地下管線，務必開挖檢查。

(2)開挖前，中油公司提出開挖施工計劃書及緊急應變計劃書至高市勞檢處審查。

(3)中油/台塑公司協助管線檢查及測厚，並委託第三公正單位:台灣金屬工業發展中心負責檢測完整性評估及認證。

54

乙烯計量站

中油清管站


104/9/3上午，高市環保局正式核准後，開始開挖作業。開挖範圍中油廠八路清管站前，面積10M x 10M x 2M(深)

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時間:104/9/3~9/11計七個工作天。東北角計量站中油廠區內22條地下管線開挖情形，怪手開挖深一公尺，之後即施以徒手挖掘。

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9/14 22條管線全部開挖完成，包覆層尚未拆除前，高雄市政府勞動檢查處周登春處長及高雄市勞工局鍾孔炤鍾局長，至開挖廠址進行瞭解。

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#11

#8

#9

#10

四.檢測結果及後續處理 104/9/21、24、25，3人共9個工作天。台塑保養中心預測組檢測規劃如下: 每條管線距500mm取一點，每點四個方向量測管壁

厚度。同時針對腐蝕坑使用深度規量測預估腐蝕深度，記錄尺寸。

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(1)台聚6吋乙烯 (2)台塑8吋乙烯 (3)中纖6吋乙烯 (4)中纖2吋乙烷 (5)台橡3吋氫氣 (6)李長榮4吋丙烯 (7)中石化4吋丙烯 (8上)國喬6吋乙烯 (8下)國喬4吋苯 (9上)中纖2吋甲烷 (9下)國喬4吋丁二烯 (10上)李長榮4吋乙烯(10下)台橡4吋丁二烯 (11)中石化8吋合成氣 (12)中石化6吋合成氣 (13)輕油萃餘油6吋 (14)林園6吋合成氣N2 (15)台石化吋MTBE輕油 (16)國喬6吋苯 (17)大林-和桐6吋進料油 (18)大林/林園6吋氫氣 (19)台石化4吋BBR

東北角計量站中油廠區內22條地下管線配置順序由北向南順序排列

N


59


廢水管影響管線

四.檢測結果及後續處理廢水管異常點，廢水管外部以FRP包覆，南側曾洩漏重新修復，其底下多條管線上方有明顯淺層銹蝕，腐蝕深度約0.3mm~1.0mm之間。

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位於箱涵上受影響管線

46M

49M

異常位置 46.8M~48.9M

消防水管

四.檢測結果及後續處理其中10條地下管線位於箱涵上方，腐蝕集中在此位置，異常點瑕疵型態為單一及群聚腐蝕坑。

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異常管段更新並重新包覆委託邱德俊博士規劃陰極防蝕

中油廠區內22條地下管線開挖結果:將異常管段更新及防蝕包覆，並於開挖廠址安置鎂陽極塊保護管束。

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104年4月~9月中油廠區地下管線開挖結論:

第1條~10條地下管線因位於箱涵上方8公分，腐蝕集中在此位置，異常瑕疵型態為單一及群聚腐蝕坑。

第11~19條地下管線因旁有廢水管，南側曾洩漏重新修復，其底下多條管線上方有淺層銹蝕。

台朔重工橡膠組乙烯地下管線位於生活廢水管旁，造成外部腐蝕。

綜合以上情形，地下管線皆因外部環境因素導致管線表面腐蝕，其內部管壁則無明顯減薄現象。

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參.結論

1.高雄市政府積極落實石化工業城市的風險管理，做為市政發展的首要目標，104年6月15日制定公佈【高雄市既有工業管線管理自治條例】協助高市14家業者依條例提報年度管線維運計劃，

共同監督及管理地下管線安全。

2.高市政府將市區78條重要管線公布於「高雄市既有工業管線圖資查詢系統」並成立管線安全辦公室(OPS)，24小時待命，建立緊急應變機制，讓民眾清楚掌握自身居住環境及市區工業管線分布，邁向安全城市，使民眾可以安居樂業。

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參.結論

3.103/07/31高雄氣爆事件後，台塑公司高層主管立即裁示不惜成本率先實施<地下乙烯管線智慧型檢測>。104/06/20台塑電子組與中油公司建置仁武VCM乙烯地下管壓力流量即時監測系統，24小時提供接收端/供料端地下管線即時傳遞及查閱，以安民眾百姓的心，善盡企業社會責任。

4.在日趨嚴苛的經營環境下，企業無法承受管線因洩漏造成工安意外損失，運用符合國際規範管線管理軟體RBMI(Reliability Based Mechanical Integrity)，可建構完整管線管理系統，達成永

續管線風險控管，降低管線洩漏風險。

65

簡報完畢，恭請指導！

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