離岸水下基礎製造及防蝕工程

離岸水下基礎製造的人才具有高度的專業知識及技能，須長時間的培育及養成。
為厚實臺灣製造技術的基盤，教育及訓練是一切的根本，唯有不斷提升能力與專業，才能促進產業製造量能精良化，並提升臺灣於全球市場之地位。
本書介紹離岸水下基礎的建造，內容中涵蓋了基本的結構設計原則、金屬強度、疲勞和斷裂、銲接、防蝕、製造、專案管理及規劃，提供了現有離岸水下基礎所需要的基本知識，讓讀者能夠深入淺出對整體離岸水下基礎結構有更全面性的了解。

梁智富
國立高雄第一科技大學機械與自動化工程系所畢業。
曾擔任鋼鐵廠生產部門主管以及海洋結構公司製造主管，期間赴歐洲接受水下基礎生產管理訓練，回國後推動國產化製造並參與建構臺灣供應鏈。
擅長資源整合、商業洽談和精實專案管理。

序　言
近年來，臺灣海峽上陸續可以看到近千支的海上風電群，然在這些海平面以下看不到的地方，卻有著臺灣打造的「鐵的骨架及鋼的堅持」的海洋水下結構，堅固地矗立於洶湧的海潮中確保海面上之風機為臺灣提供穩定之綠能發電。為配合能源轉型以及響應離岸水下結構國產化的產業提升，臺灣的開拓先驅們籌建了一群製造團隊。
工業的技術水準，是代表一個國家機械製造和科學技術的指標之一，政府近年力推國艦國造、國機國造及離岸水下基礎國產化等，讓臺灣的重工業有了嶄新的進展。離岸水下基礎製作有別於傳統鋼結構工程，由於離岸水下基礎處於在極端惡劣的海洋環境中，因此製造時必須考量銲接的熱應力、疲勞壽命、耐蝕性及高精度的組裝公差等。目前臺灣的離岸結構多用於臺灣海峽內風力發電的水下基礎，然而，由於臺灣海峽氣候及海流的嚴峻，因此風電開發商在設計臺灣的水下基礎結構上更加嚴謹，造成零組件上銲接或製造施工不易。
離岸水下基礎國產化的推動與執行並非一蹴可幾，因此臺灣的製造商於初期對於水下基礎製造展開一連串密集的技術及品質交流。由於離岸工程在銲接上的品質要求嚴格，並且在銲接技術難度高，所以在製造推動過程中，銲接的技術能力是臺灣廠商首先面臨的考驗。這些銲接技術人員，首先必須通過銲接資格認證，取得授權認可核發之證書後才可以正式執行銲接作業。另外，為提前找出製造上之瓶頸並提高生產效率，國內製造業者藉由模擬試製(Mockup) ，從品質管控規劃到實際製造監造，對生產製程能力、品質管制、人力和設備之盤點對於製作過程中之瓶頸，以人、機、料、法及環進行問題解析及對策探討。
離岸結構的營運最少超過二十年，其結構長期受到海洋環境所帶來的腐蝕，因此其防蝕保護格外重要。海洋工程的塗裝作業程序及施工作業條件相當嚴謹，依海事工程規範檢驗及監造人員必須擁有國際認證核可之證照，現場作業人員亦先須通過塗裝程序測試始得作業。目前國內可符合離岸構件塗裝的廠房及專業人員甚少，臺灣廠商為符合塗裝施工環境，對廠房及設備進行整改，以確保未來塗裝之品質。另外，為提高臺灣塗裝技術專業人力，國內廠商積極培訓所屬人員，建置出優質專業的塗裝團隊
由於海洋環境的複雜性，因此海洋工程的生產製造不同於陸上的鋼結構工程，本書透過海事工程規範運用於離岸結構，從原物料、生產製造到管理規劃，內容中提供了規範要求、製造和檢驗的說明，詳細描述了現代結構工程原理在離岸結構中的應用。
離岸水下基礎鋼結構對臺灣而言是全新的產業，一般業者從傳統產業要升級切入高技術密集、高附加價值產業，初期將遇到許多困難。另外，由於離岸水下基礎製造的人才具有高度的專業知識及技能，須長時間的培育及養成，非短期內可速成，因此在不同工程行業中亦是熱門炙手的人才。為厚實水下基礎技術基盤，教育及訓練是一切的根本，唯有不斷提升能力與專業，才能因應各項挑戰。知識即力量，內隱知識需要轉化成顯性知識，讓臺灣相關工程產業透過技術交流不斷修正知識並持續精進。本書提供在離岸結構工程領域上的廣泛介紹，讓讀者可以深入淺出地對整體離岸水下基礎結構有更全面性的了解，對於工程系所學生、海洋工程製造商、海事工程從業人員等將能從本書中受益。

目錄
Chapter 1.　離岸結構介紹
1.1. 離岸結構簡介(Introduction to offshore structures)
1.2. 離岸結構發展的歷史(History of offshore structures)
1.3. 典型的離岸結構類型(Types of offshore structures)
1.4. 離岸結構的構件(Components of offshore structure)
1.5. 離岸結構事故(Accident of offshore structure)
Chapter 2.　離岸結構設計概述
2.1. 離岸結構設計概述(Introduction to offshore structural design)
2.2. 海上結構的設計載荷(Design loads for offshore structure)
2.3. 重力載荷(Gravity loads)
2.4. 環境載荷(Environmental loads)
2.5. 載荷組合(Load combinations)
2.6. 抗衝擊結構框架(Impact resistant structures frames)
2.7. 全域載荷(Global load)
2.8. 設計參數和假設(Design parameters and assumptions)
2.9. 模擬(Simulation)
Chapter 3.　離岸結構規範
3.1. 標準與規範(Standard and rules)
3.2. ISO國際標準
3.3. EN歐盟標準
3.4. DNV
3.5. NORSOK
3.6. 離岸鋼結構製造參考之規範(Offshore industry standards)
Chapter 4.　海洋環境的腐蝕
4.1. 海洋環境腐蝕概述(Marine corrosion)
4.2. 金屬的腐蝕(Corrosion of metal)
4.3. 腐蝕的形式(Forms of corrosion)
Chapter 5.　結構金屬材料
5.1. 海洋環境用鋼結構(Steel structures for the marine environment)
5.2. 製造相關的鋼材特性(Steel material properties required for fabrication)
5.3. 鋼種等級及生產方式(Steel grades and process route)
5.4. 延脆轉移溫度(Ductile-brittle transition temperature)
5.5. 碳當量(Carbon equivalent values)
5.6. 裂紋頂端開口位移(Crack tip opening displacement, CTOD)
5.7. 應變時效(Strain age)
5.8. 鋼板交貨公差要求(Delivery tolerance requirements of steel plates)
Chapter 6.　離岸結構的銲接
6.1. 銲接製程(Welding processes)
6.2. 離岸結構常用銲接製程(Typical welding processes used in the offshore structure)
6.3. 銲接用鋼材群組分類(Material group classification of steels for weldings)
6.4. 銲接耗材(Welding consumables)
6.5. 銲接姿勢(Welding position)
6.6. 離岸結構中的常用接頭(Typical welded joints in offshore structure)
6.7. 銲接熔填量計算(Weld consumable calculation)
6.8. 熱影響區(Heat affected zone)
6.9. 熱影響區的開裂(Cracking in the heat affected zone)
6.10. 影響銲道性能的參數(Parameters affecting weld metal performance)
6.11. 殘餘應力(Residual stresses)
6.12. 銲接接頭的疲勞(Fatigue of welded joints)
6.13. 銲後熱處理(Post weld heat treatment)
6.14. 改善銲道疲勞的技術(Fatigue improvement techniques for welds)
6.15. 銲接程序(Welding procedure)
6.16. 常見的銲接缺陷(Common welding defects)
6.17. 銲道接受標準等級(Welds acceptance criteria)
Chapter 7.　離岸結構防蝕保護
7.1. 防蝕保護(Corrosion protection)
7.2. 塗裝(Coating)
7.3. 熱浸鍍鋅(Hot dip galvanizing)
7.4. 陰極保護(Cathodic protection)
Chapter 8.　建造離岸結構
8.1. 製造和建造簡介(Introduction to offshore structures fabrication and erection)
8.2. 製造方法說明書(Fabrication method statement)
8.3. 品質管理系統(Quality management system)
8.4. 維度控制(Dimensional control)
8.5. 製造公差要求(Fabrication tolerance requirements of offshore structure)
8.6. 組件的製造(Fabrication of the component)
8.7. 離岸結構建造(Offore structure erection methodology)
8.8. 物料、採購和儲放(Material, procurement, logistics and storage)
Chapter 9.　管理及規劃
9.1. 專案管理基礎(Fundamentals of project management)
9.2. 製造商資格認證(Manufacturer qualification certification)
9.3. 專案管理計畫書(Project management plan)
9.4. 生產規劃和管制(Production planning and control of the offshore structure)
9.5. 供應鏈管理基礎(Fundamentals of Supply chain management)
9.6. 技術人員訓練及認證(Training and certification)
9.7. 廠址及工廠布置規劃(Site plot and plant layout plan)
附錄1　DNV Maritime規範
附錄2　DNV Oil and Gas規範
附錄3　DNV Energy規範
附錄4　NORSOK規範索引