鹽霧環境(例如:海岸區域)對管線銲道會產生嚴重的腐蝕影響，尤其因為銲道本身與母材金屬存在差異，更容易成為腐蝕的目標。以下是詳細的影響分析：
- 鹽霧腐蝕的機理
鹽霧腐蝕是一種電化學腐蝕。當金屬表面被鹽水（通常是氯化鈉溶液）覆蓋時，會形成一個電解質環境。金屬中的不同區域，例如銲道與母材，會因為成分、微觀組織或應力的不同而產生電位差，形成微小的原電池。
- 陽極（Anode）：電位較低的區域會被優先腐蝕，釋放出金屬離子。
- 陰極（Cathode）：電位較高的區域會發生還原反應，消耗電子。
鹽水中的氯離子（Cl−）是腐蝕的關鍵因素，它會破壞金屬表面的保護性氧化層，加速陽極反應，導致金屬持續溶解。
- 銲道易受鹽霧腐蝕的具體原因
銲道相較於母材更容易受到腐蝕，主要有以下幾個原因：
- 成分差異：銲接過程中使用的銲材通常與管線的母材金屬成分不同。這種成分差異會導致銲道與母材之間產生電位差，在鹽霧環境下形成電偶腐蝕（Galvanic Corrosion）。
- 微觀組織變化：銲接的高溫會改變金屬的微觀晶粒結構。銲道及其附近的熱影響區（HAZ）會形成不同的金相組織，這些組織的電化學活性與母材不同，增加了腐蝕的風險。
- 殘留應力：銲接後，由於冷卻速度不均勻，銲道區域會產生較大的殘留應力。在高應力區域，金屬更容易發生腐蝕，這就是所謂的應力腐蝕裂紋（Stress Corrosion Cracking, SCC），它會沿著應力集中處產生裂紋，嚴重影響管線的結構完整性。
- 表面缺陷：銲接過程中可能產生夾渣、氣孔、未熔合等缺陷。這些缺陷會成為腐蝕介質滲入的通道，並形成縫隙腐蝕或點蝕的起始點。
- 鹽霧腐蝕對管線銲道的影響
- 力學性能下降：鹽霧腐蝕會使銲道的金屬材料變薄、強度降低。研究顯示，經過鹽霧腐蝕試驗後，焊接接頭的拉伸強度和塑性變形能力會明顯下降，斷裂模式也可能從塑性斷裂轉變為脆性斷裂。
- 洩漏與失效：腐蝕持續發生，尤其是在點蝕或縫隙腐蝕等局部腐蝕形式下，會導致管壁穿孔，進而引起管線洩漏。這對於輸送液體或氣體的管線來說是極其危險的，可能導致環境污染、火災或爆炸等嚴重後果。
- 維護成本增加：為了預防和修復腐蝕，需要定期進行檢測、除鏽和重新防護塗層，這將顯著增加管線的維護成本。
- 防護措施
為有效應對鹽霧對管線銲道的影響，可以採取以下措施：
- 防腐塗層：這是最常見且有效的保護方法。在管線和銲道表面塗覆一層高品質的防腐塗層，如環氧樹脂、聚氨酯等，可有效隔離金屬與鹽霧介質的接觸。
- 陰極防護（Cathodic Protection）：透過犧牲陽極或外加電流的方式，將管線變成陰極，從而保護其不受腐蝕。此方法常用於地下或水下的管線。
- 選用耐腐蝕材料：在設計階段，可以選擇具有良好耐腐蝕性能的銲材，使其成分與母材盡可能相近，以減少電偶腐蝕的發生。
- 優化銲接工藝：透過優化銲接參數，減少銲接缺陷和殘留應力，可提升銲道的抗腐蝕能力。
以上結論來說，鹽霧環境會因電化學腐蝕、電偶腐蝕和應力腐蝕等機理，對管線銲道產生顯著影響。透過適當的防護塗層、陰極防護和材料選擇，可以有效減輕腐蝕帶來的危害，確保管線的長期安全運行。
冷作彎管可以取代銲道不受影響嗎?
將冷作彎管（cold bending）來取代銲道，確實可以減少銲接帶來的問題，但這並不代表它能完全不受鹽霧腐蝕的影響。冷作彎管雖然消除了銲道這個弱點，卻引入了新的潛在風險。
以下是冷作彎管對鹽霧腐蝕的影響分析：
- 冷作彎管的優點
- 無銲道弱點：最直接的好處就是消除了銲道。避免了銲道與母材之間的成分差異、微觀組織不均和殘留氣孔等問題，因此不會發生銲道本身的電偶腐蝕或缺陷腐蝕。
- 減少應力集中：相較於銲接後產生的殘留應力，冷作彎曲的應力分佈通常更為均勻，可以減少應力腐蝕裂紋（SCC）的風險。
- 冷作彎管帶來的潛在腐蝕風險
儘管沒有銲道，冷作彎管仍然存在一些腐蝕隱患，尤其是在鹽霧環境下：
- 冷作硬化與殘留應力：冷作彎曲會使金屬發生塑性變形，導致冷作硬化（Strain Hardening）。這會使得彎曲部位的晶格結構扭曲，內部殘留應力增加。這些應力集中區域的電位會比未變形處低，在鹽霧環境下會成為陽極，更容易被腐蝕。
- 材料性能變化：冷作硬化會提高材料的強度和硬度，但同時也會降低其延展性和塑性。在腐蝕應力雙重作用下，彎管處發生應力腐蝕開裂的風險依然存在。
- 表面處理挑戰：在彎曲過程中，管件表面可能會產生輕微的劃痕或微裂紋，這些缺陷會成為腐蝕介質滲入的入口，導致局部腐蝕，例如點蝕或縫隙腐蝕。
- 結論：冷作彎管並非完全免疫
結論來說，冷作彎管在鹽霧環境下並不是完全不受影響。它確實能避免銲道所特有的腐蝕問題，但取而代之的是由冷作硬化和殘留應力所引起的應力集中腐蝕。
總結
無論是採用銲道焊接還是冷作彎管，為了應對鹽霧腐蝕，防腐塗層和定期檢測依然是不可或缺的保護措施。在選擇工法時，應根據具體的管線材質、使用環境和預期的使用壽命來權衡其綜合評估效能。
(照片顯示:2″SS304 90E/10s 彎頭銲道熱影響區發生穿孔洩漏，採用簡易式管夾克漏處理)
(以下照片顯示:鹽霧環境下的碼頭管線系統針對銲道熱影響區域或保護層補強，採用定期常態性保養維護處理作業)
