2. 第二章 文獻回顧
2.2 腐蝕介紹與危害
腐蝕是指材料與周遭環境發生化學或電化學反正,進而導致材料劣解而失去 其功能的現象。腐蝕是一種自然且緩慢發生的現象,不容易在短時間內被察覺到,
或是造成立即的危險,因此常被忽略,然而這些微小的損壞經過日積月累,往往會 導致重大事故發生,造成難以挽回的後果。腐蝕的發生無所不在,日常生活中隨處 可見腐蝕的蹤跡,小至螺絲、電線、門鎖,大至地下管線、鋼筋混凝土、橋梁、船 舶,都與腐蝕脫不了關係,由此可見腐蝕不管對個人生活或是國家建設都有重大的 影響,因此我們需要正視腐蝕造成的任何微小問題。
根據美國聯邦公路管理局於2002 年發表的「美國腐蝕損失與預防策略」報告,
此報告研究美國各個工程領域因為腐蝕所造成的經濟損失,指出美國於1998 年因 腐蝕造成的損失成本高達 2760 億美元,約占當年美國的 GDP 3.2%,此數字已和 天災所造成的損失相當,說明腐蝕是一件不容忽視的事情[4]。
依據國際標準組織(ISO)的大氣腐蝕環境分類準則 ISO12944[5],將環境的腐蝕 程度分為C1 至 C5 等級,如表 2-1 所示。台灣地處亞熱帶,屬於高溫、高濕及高
鹽的海島型氣候,且工業發展相當蓬勃,因此在沿岸區域或工業區周邊環境皆為嚴 重腐蝕 C5 等級,部份地區甚至超過 C5 等級,被標註為 C5+等級。以台 15 線 20K+205 林口高架鋼橋為例,該橋於民國 87 年開放啟用,其鍍鋅螺栓 6 年之平均 消耗量為每年每平方公尺 120 克,以 ISO9223 之環境腐蝕分類,林口高架橋屬於 C5+等級,使得原先設計防蝕年限達 30 年的的鍍鋅螺栓,僅在 6 年間便消耗殆盡,
必須重新進行防蝕處理。
表 2-1 ISO12944 大氣腐蝕分類和典型環境說明[5]
台塑麥寮工業園區內的台化芳香烴三廠於2019 年 4 月 7 日發生氣爆意外,經 過初步調查指出,事發主因為液化石油氣管線因為腐蝕穿孔而洩漏引發大火,腐蝕 穿孔管線因為位於廠區高處,平時不容易做確實的檢查,根據廠方資料推估該段管 線已使用近十二年。所幸此次爆炸事故無人員傷亡,於事發時緊急撒離周遭村民餘 一萬人,僅周邊房屋因爆炸導致磚牆倒塌和玻璃破裂,廠房輕鋼架天花板被震垮掉 落,如圖 2-5,但因為停工仍影響月營收粗估達到 10 億元,可謂勞民又傷財。
圖 2-5 台化芳香烴三廠氣爆導致屋頂掉落
位於台灣雲林麥寮的台塑石化公司(簡稱六輕),由於地處海邊,長時間受到高 鹽份海風的吹襲,因此管線需要特別嚴密的檢查及維護,才能避免腐蝕造成工安意 外,根據六輕公安網的資料顯示,六輕工業區從2010 年起至 2019 年間,共發生了 17 件爆炸及火災的事故,如表 2-2 所示,說明台灣沿海區域受到的腐蝕問題相當 嚴重,只要稍有疏忽就有可能導致無法挽回的工安意外發生。
表 2-2 六輕歷年重要工安事故表
1988 年 4 月 28 號,一架由夏威夷希洛飛往檀香山的 Aloha 航空 243 號班機,
在飛行途中其機體左前側一塊天花板突然破裂導致機艙瞬間失壓,駕駛艙後方到 機翼部位的一大塊機艙天花板因而被撕裂而解體,如圖 2-6 所示。事故中有一機 組人員被吸出艙外,其餘人員和乘客分別受到輕重傷。事後經美國國家運輸安全委 員會(NTSB)調查證實,因為機艙天花板有些微裂縫,導致水分子滲透,產生機殼 腐蝕與金屬疲勞[6]。
圖 2-6 Aloha 航空 243 號班機機體損壞圖[6]
從上述的例子可以知道,對於飛行安全而言,腐蝕是相當微小卻致命的存在,
甚至可能在肉眼無法察覺的地方,埋下重大事故發生的未爆彈。根據飛航安全調查 委員會的台灣飛安統計[7],於 2007 年至 2016 年間台灣有三件因為腐蝕而造成的 飛安事故,如表 2-3 所示。
表 2-3 台灣飛安統計 2007-2016[7]
以上例子皆反映出腐蝕造成的經濟損失與人命安全是不容忽視的,因此如何