111年臺灣地區金屬材料腐蝕環境調查與工業區關聯性研究

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，有必要建置屬於本土的水下腐蝕環境資料及腐蝕因子資料庫，以利日後結構物於防蝕設計與維護管理的依據。本研究主要工作項目包括：1.臺灣全島及離島之大氣腐蝕因子調查，2.大氣腐蝕標準試片製作與現地暴露試驗之腐蝕速率量測，3.建立大氣與水下腐蝕因子資料庫，4.金屬腐蝕與環境因子關聯性分析，5.舉辦「大氣腐蝕及防蝕技術應用研討會」。
在氯鹽沉積速率調查結果發現，四季中以北部至西部沿海地區的試驗點氯鹽沉積速率較高，在東部沿岸的氯鹽沉積速率以橄仔樹安檢所較其他試驗點高；垂直海岸試驗線的平均氯鹽沉積速率以冬季和夏季較高，桃園試驗線、臺塑六輕試驗線及花蓮港試驗線的平均氯鹽沉積速率相較其他試驗線高。二氧化硫沉積速率四次調查結果發現，除了靠近硫磺區的陽明山國家公園外，較高二氧化硫沉積速率大多發生在西部的火力電廠及工業區；在特定試驗點調查結果發現，火力電廠二氧化硫沉積速率由北到南皆呈降低趨勢。垂直海岸試驗線各金屬腐蝕速率之比較，碳鋼金屬以基隆、桃園及臺塑六輕試驗線的腐蝕速率較高，鋅金屬則以桃園、臺塑六輕及核三廠試驗線，不同季節中秋季腐蝕速率較高，銅金屬與鋁金屬的腐蝕速率皆以臺塑六輕試驗線較為嚴重。在特定試驗點各金屬腐蝕速率之比較，以西部火力電廠及工業區腐蝕速率較其他測站高，碳鋼金屬在冬季和春季腐蝕速率較高，而鋅、銅和鋁金屬則以秋、冬兩季的腐蝕速率較高。
在金屬與環境因子關聯性研究中以彰濱工業區試驗站為例，將選取的10個環境因子自變數進行逐步迴歸分析，經篩選檢驗進入符合迴歸分析基本假設之碳鋼、鋅、銅、鋁金屬模式中，碳鋼自變數為平均氣溫、濕潤時間、平均風向。鋅為平均風速、日照時數、平均風向。銅為平均風向、日照時數。鋁為平均風速、平均風向及氯鹽沉積速率。
研究成果效益及應用:
提供工務單位瞭解構造物所處之腐蝕環境趨勢，可提供臺灣港務公司、中華民國防蝕工程學會、經濟部工業局、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。

本所主辦單位：港灣技術研究中心
主管：蔡立宏
計畫主持人：羅建明
研究人員：賴俊呈、黃宇謙
參與人員：陳亭廷、李春榮、陶德勇、王培源
聯絡電話：04-26587110
傳真號碼：04-26564418

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，有必要建置屬於本土的水下腐蝕環境資料及腐蝕因子資料庫，以利日後結構物於防蝕設計與維護管理的依據。本研究主要工作項目包括：1.臺灣全島及離島之大氣腐蝕因子調查，2.大氣腐蝕標準試片製作與現地暴露試驗之腐蝕速率量測，3.建立大氣與水下腐蝕因子資料庫，4.金屬腐蝕與環境因子關聯性分析，5.舉辦「大氣腐蝕及防蝕技術應用研討會」。 在氯鹽沉積速率調查結果發現，四季中以北部至西部沿海地區的試驗點氯鹽沉積速率較高，在東部沿岸的氯鹽沉積速率以橄仔樹安檢所較其他試驗點高；垂直海岸試驗線的平均氯鹽沉積速率以冬季和夏季較高，桃園試驗線、臺塑六輕試驗線及花蓮港試驗線的平均氯鹽沉積速率相較其他試驗線高。二氧化硫沉積速率四次調查結果發現，除了靠近硫磺區的陽明山國家公園外，較高二氧化硫沉積速率大多發生在西部的火力電廠及工業區；在特定試驗點調查結果發現，火力電廠二氧化硫沉積速率由北到南皆呈降低趨勢。垂直海岸試驗線各金屬腐蝕速率之比較，碳鋼金屬以基隆、桃園及臺塑六輕試驗線的腐蝕速率較高，鋅金屬則以桃園、臺塑六輕及核三廠試驗線，不同季節中秋季腐蝕速率較高，銅金屬與鋁金屬的腐蝕速率皆以臺塑六輕試驗線較為嚴重。在特定試驗點各金屬腐蝕速率之比較，以西部火力電廠及工業區腐蝕速率較其他測站高，碳鋼金屬在冬季和春季腐蝕速率較高，而鋅、銅和鋁金屬則以秋、冬兩季的腐蝕速率較高。 在金屬與環境因子關聯性研究中以彰濱工業區試驗站為例，將選取的10個環境因子自變數進行逐步迴歸分析，經篩選檢驗進入符合迴歸分析基本假設之碳鋼、鋅、銅、鋁金屬模式中，碳鋼自變數為平均氣溫、濕潤時間、平均風向。鋅為平均風速、日照時數、平均風向。銅為平均風向、日照時數。鋁為平均風速、平均風向及氯鹽沉積速率。 研究成果效益及應用: 提供工務單位瞭解構造物所處之腐蝕環境趨勢，可提供臺灣港務公司、中華民國防蝕工程學會、經濟部工業局、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 錄
中文摘要I
英文摘要III
目錄IV
圖目錄VIII
表目錄X
第一章 前言1-1
1.1 研究目的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1-4
1.4計畫工作項目1-16
1.5 預期效益及其應用1-18
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國外CLIMATE TEST大氣腐蝕環境分類2-4
2.1.3中華民國國家標準CNS規範2-5
2.2大氣腐蝕因子介紹2-6
2.3影響大氣腐蝕的因素2-8
2.4鋼材在海水之腐蝕2-11
2.5影響鋼板樁腐蝕之因子2-12
2.5.1 曝露區域2-12
2.5.2海水的性質2-14
2.6大氣腐蝕環境因子之參數建立2-22
2.7迴歸分析於大氣腐蝕應用2-23
2.8 MLR模式架構2-24
第三章 研究方法與試驗點位置資料圖表3-1
3.1大氣曝放環境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3-7
3.1.3二氧化硫沉積速率調查3-9
3.1.4二氧化硫沉積速率計算3-12
3.1.5現地暴露試驗3-14
3.1.6試片腐蝕速率計算3-16
3.1.7試片腐蝕生成物清除與測試3-16
3.2腐蝕因子環境分類3-19
3.3海洋曝放環境3-23
3.3.1研究方法與規劃3-23
3.3.2各港區海水下金屬曝露試驗3-24
3.3.2.1各港區試片設計與試驗期程3-24
3.3.3試片腐蝕速率分析方法3-31
3.3.3.1試片定期採樣之處理分析方法3-31
3.3.3.2試片腐蝕分析步驟3-31
3.3.3.3腐蝕速率計算3-32
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
4.1.1氯鹽沉積速率與垂直海岸線之關係4-1
4.2二氧化硫沉積速率調查結果4-7
4.2.1二氧化硫沉積速率在特定試驗點之比較4-8
4.3現地暴露試驗結果4-13
4.3.1垂直海岸試驗線各金屬腐蝕速率之比較4-31
4.3.2特定試驗點各金屬腐蝕速率之比較4-31
第五章 工業區金屬腐蝕與環境因子關聯性分析5-1
5.1彰濱工業區碳鋼金屬MLR5-5
5.2彰濱工業區鋅金屬MLR5-7
5.3彰濱工業區銅金屬MLR5-10
5.4彰濱工業區鋁金屬MLR5-12
第六章 結論6-1
6.1 結論6-1
6.2建議6-2
6.3 研究成果之效益6-2
6.4 提供政府單位應用情形6-3
參考文獻參-1
附錄一 期末審查意見及辦理情形說明表附錄1-1
附錄二 期末審查簡報附錄2-1
附錄三 自行研究計畫專家學者座談會議紀錄附錄3-1
附錄四 自行研究計畫第1次工作會議紀錄附錄4-1
附錄五 自行研究計畫第2次工作會議紀錄附錄5-1
附錄六 自行研究計畫第3次工作會議紀錄附錄6-1