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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



                                                                                             FACILITY JOURNAL        12  2021  75
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