書籍介紹
臺灣地處亞熱帶，屬高溫、高濕、高鹽的海島型氣候，金屬構件甚易腐蝕。為此，有必要建置本土之腐蝕環境資料及腐蝕因子資料庫，以利做為結構物防蝕設計與維護管理應用依據。本計畫主要工作項目包括：1.臺灣大氣腐蝕因子調查與金屬材料現地暴露試驗；2.港區水下腐蝕暴露試驗與海水水質調查；3.精進及擴充腐蝕資料庫；4.銅金屬與腐蝕因子關聯性分析。
研究結果顯示，氯鹽沉積速率在北部至西部沿海地區以秋、冬2季數值較高，在東部沿海地區則以秋季、夏季數值較高，垂直海岸試驗線的平均氯鹽沉積速率，以花蓮港試驗線的秋、夏2季數值特別高；二氧化硫沉積速率除陽明山硫磺區、陽明山國家公園與北十八王公橋外，較高的二氧化硫沉積速率大多發生在臺中電廠、彰濱、官田、大發、臨海、龍德等產業園區，特定試驗點以彰濱產業園區冬季值最高，大發、臨海、龍德等產業園區夏季值次之。
金屬腐蝕速率各垂直海岸試驗線之比較，碳鋼金屬在北部、西部試驗線的秋季腐蝕速率較高、4季差異較大；鋅金屬在秋、冬2季以中部臺中港、台塑六輕2條試驗線最高，在春、夏2季則以桃園試驗線最高；銅金屬以臺中港、台塑六輕2條試驗線在秋、冬2季的腐蝕速率最高；鋁金屬以西部的台塑六輕、臺中港、桃園等3條試驗線的腐蝕速率較高。
銅金屬與腐蝕因子關聯性分析，運用迴歸分析法建立腐蝕因子與銅金屬腐蝕速率間的迴歸模式，結果顯示銅金屬腐蝕速率主要受到溫度、相對濕度、氯鹽沉積速率、二氧化硫沉積速率等4項腐蝕因子影響，兩者間為對數線性關係，模式為：ln(Cucorr) = -6.085 +0.116T +0.042RH +0.333ln(Cl) +0.267ln(SO2)。依據模式進行銅金屬腐蝕速率預測與驗證，確認模式可供做銅金屬腐蝕環境分級之推估方式。
研究成果效益及應用:
調查成果擴增於腐蝕資料庫，並發行年報、公開於網站，具有提供相關單位瞭解構造物所處之腐蝕環境趨勢，以及選用金屬材料與防蝕工法之效益。可提供臺灣港務公司、中華民國防蝕工程學會、經濟部產業發展署、臺塑企業、中國鋼鐵公司、工程顧問公司等產官學界參考應用。
目次
目 錄
中文摘要I
英文摘要II
目錄III
圖目錄VII
表目錄IX
第一章 前言1-1
1.1 計畫目的1-1
1.2 計畫之重要性1-1
1.2.1大氣腐蝕1-1
1.2.2水下腐蝕1-2
1.3 國內腐蝕研究概況1-3
1.3.1大氣腐蝕研究概況1-3
1.3.2水下腐蝕研究概況1-7
1.4 計畫工作項目1-13
第二章 文獻回顧2-1
2.1 大氣腐蝕測試規範2-1
2.1.1國外ISO大氣腐蝕環境分類2-1
2.1.2中華民國國家標準CNS規範2-4
2.2 大氣腐蝕因子介紹2-5
2.3 影響大氣腐蝕的因子2-7
2.4 鋼材在海水之腐蝕2-9
2.5 影響鋼板樁腐蝕之因子2-10
2.5.1暴露區域2-10
2.5.2海水的性質2-12
2.6 大氣腐蝕環境因子之參數建立2-20
2.7 迴歸分析於大氣腐蝕應用2-21
第三章 研究方法與試驗點位置資料圖表3-1
3.1 大氣暴放環境3-1
3.1.1氯鹽沉積速率試驗調查3-1
3.1.2氯鹽沉積速率計算3-6
3.1.3二氧化硫沉積速率調查3-7
3.1.4二氧化硫沉積速率計算3-11
3.1.5現地暴露試驗3-12
3.1.6試片腐蝕速率計算3-15
3.1.7試片腐蝕生成物清除與測試3-15
3.2 腐蝕因子環境分類3-18
3.3 海洋暴放環境3-21
3.3.1研究方法與規劃3-21
3.3.2各港區海水下金屬暴露試驗3-22
3.3.3試片腐蝕速率分析方法3-29
3.3.3.1試片定期採樣之處理分析方法3-29
3.3.3.2試片腐蝕分析步驟3-29
3.3.3.3腐蝕速率計算3-30
第四章 大氣腐蝕因子與現地暴露試驗4-1
4.1 氯鹽沉積速率調查結果4-1
4.2 二氧化硫沉積速率調查結果4-6
4.3 現地暴露試驗結果4-12
4.3.1垂直海岸試驗線各金屬腐蝕速率之比較4-26
4.3.2特定試驗點各金屬腐蝕速率之比較4-26
第五章 銅金屬腐蝕關聯性統計分析5-1
5.1 關聯性統計分析方法5-2
5.2 迴歸分析5-5
5.3 大氣腐蝕環境分級預測5-17
5.4 小結5-18
第六章 結論與建議6-1
6.1 結論6-1
6.2 建議6-3
6.3 研究成果之效益6-4
6.4 提供政府單位應用情形6-4
參考文獻參-1
附錄一 腐蝕生成物清除檢量線、腐蝕速率等位線分布圖及腐蝕環境分類圖附錄1-1
附錄二 專家學者座談會會議紀錄附錄2-1
附錄三 第1次工作會議紀要附錄3-1
附錄四 第2次工作會議紀要附錄4-1
附錄五 第3次工作會議紀要附錄5-1
附錄六 期末審查意見及辦理情形說明表附錄6-1
附錄七 期末報告簡報資料附錄7-1
圖 目 錄
圖2.1 ISO 9223:2012大氣腐蝕環境分類2-2
圖2.2 大氣腐蝕環境分類規範制訂歷程2-4
圖2.3 水溶液系統之腐蝕程序示意圖2-9
圖2.4 鋼板樁暴露區域與腐蝕速率之關係2-11
圖2.5 海水含鹽量與溶氧量、pH值、溫度、水深之關係2-13
圖2.6 鋼材腐蝕速率與pH值之關係2-14
圖2.7 鋼材腐蝕速率與溶氧量之關係2-15
圖2.8 鋼材腐蝕速率與海水流速之關係2-17
圖2.9 碼頭鋼板樁遭受雜散電流之情形2-18
圖3.1 氯鹽沉積速率調查位置3-5
圖3.2 濕燭法燭心構造示意圖(CNS 13754)3-6
圖3.3 濕燭法裝置構造圖(CNS 13754)3-6
圖3.4 氯鹽沉積量採集裝置3-7
圖3.5 二氧化硫沉積速率調查位置圖3-10
圖3.6 二氧化硫沉積量採集裝置構造圖(CNS 13754)3-11
圖3.7 二氧化硫沉積量採集裝置3-11
圖3.8 螺旋狀試片構造圖(CNS 13753:1996)3-13
圖3.9 螺旋狀試片暴露試驗3-13
圖3.10 現地暴露試驗(碳鋼、鋅、鋁、銅螺旋狀試片)試驗點分佈圖3-14
圖3.11 腐蝕生成物清除法作業流程圖3-17
圖3.12 水下腐蝕研究方法與規劃3-21
圖3.13 水下金屬腐蝕試驗架示意圖3-27
圖3.14 基隆港水下金屬暴露試驗架安裝3-28
圖3.15 水下金屬腐蝕生成物清除作業流程圖3-29
圖4.1 垂直海岸試驗線之氯鹽平均沉積速率4-5
圖4.2 特定試驗點之二氧化硫沉積速率4-11
圖4.3 垂直海岸試驗線碳鋼金屬腐蝕速率比較圖4-28
圖4.4 垂直海岸試驗線鋅金屬腐蝕速率比較圖4-28
圖4.5 垂直海岸試驗線銅金屬腐蝕速率比較圖4-29
圖4.6 垂直海岸試驗線鋁金屬腐蝕速率比較圖4-29
圖4.7 特定測站碳鋼金屬腐蝕速率比較圖4-30
圖4.8 特定測站鋅金屬腐蝕速率比較圖4-30
圖4.9 特定測站銅金屬腐蝕速率比較圖4-31
圖4.10 特定測站鋁金屬腐蝕速率比較圖4-31
圖5.1 迴歸分析的步驟5-3
圖5.2 3變數線性迴歸模式的常態機率圖5-10
圖5.3 3變數線性迴歸模式的殘差圖5-10
圖5.4 對數線性模式的常態機率圖5-14
圖5.5 對數線性模式的殘差圖5-15
表 目 錄
表1-1 臺灣地區大氣腐蝕試驗相關研究歷程1-4
表1-2 臺灣地區水下腐蝕試驗相關研究歷程1-9
表2-1 大氣腐蝕性分級對比2-3
表3-1 氯鹽沉積速率調查試驗點規劃分類表3-3
表3-2 二氧化硫沉積速率調查試驗點分佈表3-9
表3-3 化學清洗法使用藥品及條件3-16
表3-4 濕潤環境等級分類表3-19
表3-5 氯鹽腐蝕環境等級分類表3-19
表3-6 二氧化硫腐蝕環境等級分類表3-19
表3-7 大氣腐蝕環境分類-以各種標準金屬最初第1年之腐蝕速率區分3-20
表3-8 各港區金屬材料水下腐蝕試片尺寸與安裝取樣期程(1/4)3-23
表3-9 各港區金屬材料水下腐蝕試片尺寸與安裝取樣期程(2/4)3-24
表3-10 各港區金屬材料水下腐蝕試片尺寸與安裝取樣期程(3/4)3-25
表3-11 各港區金屬材料水下腐蝕試片尺寸與安裝取樣期程(4/4)3-26
表4-1 氯鹽沉積速率表4-3
表4-2 二氧化硫沉積速率表4-8
表4-3 特定試驗點之二氧化硫沉積速率表4-10
表4-4 碳鋼金屬之腐蝕速率表4-14
表4-5 鋅金屬之腐蝕速率表4-17
表4-6 銅金屬之腐蝕速率表4-20
表4-7 鋁金屬之腐蝕速率表4-23
表5-1 迴歸模式變數說明5-6
表5-2 線性迴歸模式5-7
表5-3 3變數線性迴歸模式5-8
表5-4 對數線性模式5-12
表5-5 對數線性模式之標準化迴歸係數5-16
表5-6 以模式進行預測時之解釋變數應用範圍5-17
編／著／譯者簡介
本所主辦單位：運輸技術研究中心
主管：蔡立宏
計畫主持人：謝幼屏
研究人員：黃烟宏
參與人員：陳亭廷、陶德勇、陳育齊、王培源
聯絡電話：(04)2658-7200
傳真號碼：(04)2657-1329
序言／導讀
臺灣地處亞熱帶，屬高溫、高濕、高鹽的海島型氣候，金屬構件甚易腐蝕。為此，有必要建置本土之腐蝕環境資料及腐蝕因子資料庫，以利做為結構物防蝕設計與維護管理應用依據。本計畫主要工作項目包括：1.臺灣大氣腐蝕因子調查與金屬材料現地暴露試驗；2.港區水下腐蝕暴露試驗與海水水質調查；3.精進及擴充腐蝕資料庫；4.銅金屬與腐蝕因子關聯性分析。
研究結果顯示，氯鹽沉積速率在北部至西部沿海地區以秋、冬2季數值較高，在東部沿海地區則以秋季、夏季數值較高，垂直海岸試驗線的平均氯鹽沉積速率，以花蓮港試驗線的秋、夏2季數值特別高；二氧化硫沉積速率除陽明山硫磺區、陽明山國家公園與北十八王公橋外，較高的二氧化硫沉積速率大多發生在臺中電廠、彰濱、官田、大發、臨海、龍德等產業園區，特定試驗點以彰濱產業園區冬季值最高，大發、臨海、龍德等產業園區夏季值次之。
金屬腐蝕速率各垂直海岸試驗線之比較，碳鋼金屬在北部、西部試驗線的秋季腐蝕速率較高、4季差異較大；鋅金屬在秋、冬2季以中部臺中港、台塑六輕2條試驗線最高，在春、夏2季則以桃園試驗線最高；銅金屬以臺中港、台塑六輕2條試驗線在秋、冬2季的腐蝕速率最高；鋁金屬以西部的台塑六輕、臺中港、桃園等3條試驗線的腐蝕速率較高。
銅金屬與腐蝕因子關聯性分析，運用迴歸分析法建立腐蝕因子與銅金屬腐蝕速率間的迴歸模式，結果顯示銅金屬腐蝕速率主要受到溫度、相對濕度、氯鹽沉積速率、二氧化硫沉積速率等4項腐蝕因子影響，兩者間為對數線性關係，模式為：ln(Cucorr) = -6.085 +0.116T +0.042RH +0.333ln(Cl) +0.267ln(SO2)。依據模式進行銅金屬腐蝕速率預測與驗證，確認模式可供做銅金屬腐蝕環境分級之推估方式。
研究成果效益及應用:
調查成果擴增於腐蝕資料庫，並發行年報、公開於網站，具有提供相關單位瞭解構造物所處之腐蝕環境趨勢，以及選用金屬材料與防蝕工法之效益。可提供臺灣港務公司、中華民國防蝕工程學會、經濟部產業發展署、臺塑企業、中國鋼鐵公司、工程顧問公司等產官學界參考應用。
分類
其他詳細資訊
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：金屬腐蝕，腐蝕因子，腐蝕環境
- 附件：無附件
- 頁/張/片數：231
授權資訊
- 著作財產權管理機關或擁有者：交通部運輸研究所
- 取得授權資訊：聯絡處室：交通部運輸研究所運輸技術研究中心
姓名：王胤容
電話：04-26587142
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