摘要
近年來，工廠工安事故時有所聞，許多製造商的工廠，無論是在運輸管線，還是生產製造的機台設備，都已經開始要求特定合金牌號(常見的有:304,316)的不鏽鋼作為管線和閥的指定材質，但隨著時間過去，這些當初符合規範的不鏽鋼材料卻各自出現問題，耐用度遠不如當初預期，甚至造成危害商譽等意外發生，本文就來為您解惑，讓您不再只是辨別合金牌號正確與否，開始著眼材料中微量雜質多寡所帶來的可能風險，進而進行有效管理。
工廠工安頻傳，究竟問題在哪裡
近年來，因為工安事故時有所聞，許多製造商的工廠，無論是運送強酸強鹼的管線，還是生產製造的機台設備，都已經開始要求特定合金牌號(常見的有:304,316)的不鏽鋼作為管線和閥的指定材質，因此上游的機台設備等供應商都開始出具材質證明取信於客戶，但隨著時間過去，這些當初都符合規範的不鏽鋼，卻提早出現問題，耐用度大打折扣，甚至造成危害環境影響商譽的工安問題，到底是為何?
這就要從一開始驗收不鏽鋼的把關方式來說起，相信在驗收時，多數客戶都會確認合金牌號是否正確，無論是採信了供應商提出的第三公正單位檢驗報告，或是使用了非破壞性的手持式XRF，在現場做了合金材質判定PMI，但是多數客戶在意的合金牌號判斷，主要是取決於鐵Fe,鉻Cr,鎳Ni的比例，但是多數人對於不鏽鋼中佔極小比例的雜質元素，矽Si,磷P,硫S，卻經常疏忽，而這卻扮演著不鏽鋼能否長期使用的關鍵角色。
見微知著，瞭解微量雜質元素的影響
先來了解矽Si,磷P,硫S在不鏽鋼中的不可或缺，才能知道也不能多得。磷P：在一般不鏽鋼中屬於雜質元素，一般在不鏽鋼中跟冶煉控制有關，極少量的磷可以幫助不鏽鋼中的抗張強度，進而可以讓不鏽鋼生產過程中更容易處理。
然而過多的磷，卻適得其反，反造成易碎性，進而降低不鏽鋼的強度和延展性。
硫S和矽Si：這兩者在不鏽鋼也很常見，一般會添加0.1～0.4%的硫或1%以下矽，來提高不鏽鋼的切削性能，但擁有了切削性，同時也會犧牲不鏽鋼的韌性以及降低不鏽鋼的耐腐蝕能力，所以一般來說這兩者雜質元素會被要求在很低的含量。
圖1. 不鏽鋼線標準化學成份
圖1中可以知道一般常見的304，316在Si，P，S都有要求不能超過一定比例，就是要維持不鏽鋼的特性不因雜質元素的超量所破壞。
圖2. 各種不鏽鋼中磷P的濃度差異
圖2中可以知道313~318共6種不同的牌號，其差異性就在於磷P的多寡，從140~3200PPM等，因此有無能力判斷雜質元素濃度的量測儀器，在合金牌號的判斷上面就更顯重要了。
合金材料雜質元素分析最佳解決方案
因此我們了解到，在做PMI判定時，單單只看合金牌號符合與否已經無法滿足當前的品質要求了，能讓大型設備長久安全使用，減少工安意外更是我們追求的目標。
能了解到不鏽鋼中關鍵的雜質元素含量，矽Si,磷P,硫S，更是必要的檢測。透過能邁科技提供最新的手持式XRF，能夠快速正確判讀合金牌號外，更能將針對矽Si,磷P,硫S，這三種讓人又愛又恨的雜質元素，精確地分析，其精確值都可以達到數百到數十PPM以下，讓客戶能精準掌握雜質元素的多寡，做更好的品質控管。
圖3. XRF測試各基質下輕元素的檢測下限
圖3中說明不同輕元素(鎂Mg,鋁Al,矽Si,磷P,硫S)，在不同的基質下，儀器所能檢測出的下限值，讓這些合金中的雜質元素無所遁形，掌握關鍵擁有品質!!
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