腐蝕原因分析, 防範未然

摘要

離岸風場的建置是一項浩大的工程，從一座風電機的頭(葉片、風機、塔架)到腳(水下基礎)大量使用管線與金屬結構材料，而離岸風場的臨海環境條件與風機的運維有著密切的關係，包含濕度、溫度壓力、PH值、微生物等因素，經年累月下來對金屬材料會造成一定程度的變化，因此如何針對於自然環境帶來的管線結垢、腐蝕等等情況進行控管與防範，是非常重要的一項保養維護項目。

無論是電力或石油等能資源能夠順暢的流通於管線中對於能源產業是非常重要的，然而隨時使用時間的增長，管道中可能會產生雜質累積成結垢阻擋的能資源的傳輸，或是腐蝕造成整體結構的危險。能邁獨家代理的可攜式X光繞射儀(XRD)可以用於現場分析造成阻塞的結垢或是腐蝕，讓使用者可以制定適當的修補計畫。

如何利用XRD鑑別腐蝕成因

在管道中最常見到的腐蝕主要是結垢，位於管道和閥門內部堆積。其次是生鏽，來自於管道和閥門磨損。重點是分析這些腐蝕殘留物，鑑定特定的晶相或化合物。常見的腐蝕相/化合物包括磁鐵礦(magnetite)、重晶石(barite)、碳酸鈣(calcium carbonate)和石膏(gypsum)，使用XRD可以輕鬆的快速辨別這些化合物。

一旦確定了腐蝕相/化合物，就可以確定形成它的條件，例如溶解的元素混合物、溫度、酸鹼值、細菌的存在或氧化。然後藉由這些資訊去推斷如何修復腐蝕並且進一步防止腐蝕的發生。

能邁科技所代理的可攜式XRD堅固耐用，用戶可以將他帶到現場，即時鑑別現場發生的腐蝕狀態。採用NASA的專利技術進行XRD分析，其獨特的樣品分析系統收集資訊，結合X光螢光分析(XRF)概略得到元素的化學資訊。操作人員可以利用這些訊息在分析軟體上快速的進行樣品鑑別。

目前市場上XRD應用在腐蝕性化合物分析，包括了碳鋼管線、油井管線、市政地下水道、海邊或海上區域，以及因細菌引起的腐蝕性化合物。可攜式XRD都能夠快速的準確鑑別腐蝕殘留物。

可攜式XRD可以分析的腐蝕領域與類型

碳鋼管：磁鐵礦（Fe₃O₄），針鐵礦（α-FeO（OH）），水鐵礦（Fe₅O₇(OH)x4H₂O），纖鐵礦（γ-FeOOH），矽酸鹽（FeO（OH）），四方纖鐵礦（FeO（OH）），赤鐵礦（Fe₂O₃）和方鐵礦（FeO）
硫還原菌（Sulfur reducing bacteria, SRB）：磁黃鐵礦和黃鐵礦
離岸/海岸區域：四方纖鐵礦（FeO（OH）），特別是在氯化物存在的情況下
油井：硫酸鋇（重晶石），碳酸鈣（方解石），硫酸鈣（硬石膏，石膏），硫酸鍶（天青石），氧化鐵/碳酸鹽/氫氧化物，硫化鉛和硫化鋅
市政用水：石英，鈉長石，石膏，綠泥石，伊利石，陽起石，微斜長石，鳥糞石，黃鉀鐵礬，鐵沉澱物和碳酸鹽

檢測每個樣品約15分鐘，並用標配XRD分析軟體進行評估。利用相對強度比法(RIR)用於量化鑑定出的礦物項組成。所有四個樣品的結果如圖3所示。圖表顯示了每個樣品的繞射峰。與標準輸出相比，Smart Sense輸出可實現更高的峰值定義和解析度，可優化峰值去除背景的性能。由於檢測器對能量和位置敏感，因此Smart Sense可以防止與XRD無關的訊號撞擊檢測器。因此，從分析中消除了散射的X射線（圖4）。