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考慮到各檢測方式使用儀器的攜帶性、準確性及量測速
度,電磁超音波、相位陣列超音波、脈衝渦電流這三種方式較
為適合用在廠區環境,而電磁超音波為近幾年較新技術,故選
為本篇介紹的非破壞性檢測方式,如 圖2。
圖1、金屬管路腐蝕外觀
台積公司廠區內除了水系統之外,氣化Bulk gas系統亦有
使用金屬管,若是管路所在環境位居戶外或是環境中有腐蝕因
子等,這些原因都會造成管路使用壽命下降,若有適當的檢測
機制,便能提早發現潛在風險。
腐蝕現象大致上能分為八大種類 :
[05]
① 均勻腐蝕 : 金屬暴露於環境造成的大面積腐蝕,如環境中
濕氣較重、空氣中含較多氯氣腐蝕管路表面。
② 電位腐蝕 : 不同金屬相互接觸時,會因活性不同而產生電
子轉移,使活性較大的金屬產生明顯腐蝕。
③ 間隙腐蝕 : 同一金屬因幾何不連續或不溶性物質沉積在表
面,使各處之環境化學物質濃度不均,造成部分區域優先
腐蝕,如隙縫處較表面易腐蝕,是因為隙縫處形成的氧化
保護層較薄之緣故。
④ 孔蝕 : 管路製造過程中於表面有缺陷或瑕疵,在輸送含有 圖2、儀器外觀及使用方式示範
腐蝕因子(如 : 氯離子),因缺陷處陽離子(金屬)濃度較高,
優先與陰離子鍵結造成腐蝕
3. 研究方法
⑤ 晶粒腐蝕 : 因鉻元素添加於金屬中能提升抗腐蝕力,而鉻
會和碳結合析出為固體後帶離金屬,造成晶粒介面附近鉻 3.1 研究工具、研究變項之定義與測量
含量不足,逐漸發生腐蝕。
本次介紹的非破壞性檢測技術「電磁超音波檢測」
⑥ 剝離 : 合金中特定金屬因活性較大,優先溶解後留下活性較
(Electromagnetic Acoustic Transducer, EMAT),檢測配置如
小之金屬,合金結構被破壞後機械強度降低,造成剝離。
圖3,共有磁鐵、線圈、待測物體三樣部件,其原理為:儀
⑦ 沖蝕腐蝕 : 管路內流體因摩擦力造成金屬表面保護層磨
器發射端以線圈輸入高頻交流訊號,此時待測物體表面感應
損,進而產生腐蝕。
出渦電流(圖4),並搭配磁鐵提供的外部靜磁場(圖5),使待測
⑧ 應力腐蝕 : 金屬結構受應力變形使表面氧化保護層被破壞,
物體產生羅倫茲力或磁滯伸縮(圖6),藉由高頻往復受力產生
使得環境中之腐蝕因子由氧化保護層較不足處開始腐蝕。
微振(圖7),以超音波形式在物體內傳遞。
[06]
目前工業上常使用的非破壞性檢測種類有七種 ,分別為:
① In-line Inspection(管內全檢)
② Visual Testing(目視檢測)
③ Electromagnetic Acoustic Testing(電磁超音波檢測)
④ PA Ultrasonic Testing(相位陣列超音波)
⑤ Radiography Testing Profile(輪廓射線照相)
⑥ Pulsed Eddy Current Testing(脈衝渦電流檢測)
⑦ Guided Wave Testing(導波管線腐蝕快篩檢測) 圖3、 檢測配置示意
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