在石化廠內存在著各式各樣不同材質與尺寸的管線，且管線經常用以輸送高溫、高壓甚至具有腐蝕性之流體。在役期間會受到環境以及金屬材質的影響，而產生不同型式的腐蝕，嚴重者會造成管線崩壞而洩漏具有毒性或可燃性的物質，使得環境污染甚或釀成爆炸火災，造成巨大的經濟損失。
根據調查，石化廠管線因環境因素及製程需求，經常發生的腐蝕型態為均勻腐蝕、伽凡尼腐蝕以及點腐蝕。是故，本研究旨在蒐集台灣地區各石化廠管線發生重大工安意外之案例，分析其腐蝕成因，歸納管線腐蝕型態，針對其腐蝕環境及腐蝕影響因子，利用邊界元素法（Boundary Element Method, BEM)軟體BEASY CP和BEASY CRACK解析其腐蝕分佈場（Corrosion Contour)，模擬腐蝕機制，計算腐蝕速率。再由已計算出腐蝕速率的腐蝕管線，模擬管線在腐蝕減薄過程中，因為應力集中而導致裂縫的生成，最後管線達到開裂而不堪使用的情況。此研究結果，期能提供石化業者對於當前管線腐蝕狀況能有預知期限之功效，進而達到腐蝕管線之適用性評估（Fitness for Service, FFS），供工廠主管單位參考。另外，藉由BEASY CP的腐蝕速率預測，可以簡化實際上需做電化學實驗預測腐蝕速率所耗費的時間；至於BEASY CRACK則可以預測當前管線在石化廠內所能承受的疲勞負載次數，來讓主管單位能夠在管線破損開裂前汰舊換新。所以也藉由BEASY CP及BEASY CRACK的詳細的操作過程和介紹，來讓大家對於這兩套軟體能夠有更進一步的認識。

There are various pipelines with different materials and sizes in Petrochemical Plants, and they usually used to transport high temperature, high pressure and even corrosive fluid. During the service period, environments and metal material will have impact on the pipelines and thus leads to various types of corrosions. The worse cases are the pipelines break and leak toxic or flammable materials, which pollute the environment or even bring about fire explosion, and thus lead to huge economic losses.
According to the investigation, due to the factors of the environment and the necessities of the production, the corrosion types of pipelines in Petrochemical Plants usually are Uniform Corrosion, Galvanic Corrosion and Pitting Corrosion. Therefore, this research is meant to collect cases of huge industrial accident in Petrochemical Plants all over Taiwan. By analyzing the corrosion cause, classify corrosion types. Focus on corrosion environments and corrosion impact factor. Using two types of Boundary Element Method softwares, BEASY CP and BEASY CRACK, to analyze the Corrosion Contour, to simulate the corrosive mechanisms, to calculate the corrosion rate and calculated the corrosion rate from the corroded pipeline, simulation pipeline in decrease in thickness due to corrosion, and the strees concentration cause corrosion crack problem and leading pipelines broken. The result of this research is expected to provide the Petrochemical Industry in predicting the present pipelines situation, so as to achieve FFS (Fitness for Service), for the competent authority of factories to refer. Further, by BEASY CP prediction corrosion rate can simplify the electrochemical experiments spend time. As BEASY CRACK can predict current pipelines fatigue loading in the petrochemical plant, to let the competent authority of factories to replace old pipelines by new pipelines. In addition, by operation of BEASY CP and BEASY CRACK, to let everyone have a better understanding for these two sets of softwares.

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目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 8
1.3 文獻回顧 9
1.4 研究方法 11
1.5 論文架構 12
第二章 基本理論 24
2.1 腐蝕基本概念 24
2.2 電化學腐蝕 25
2.3 材料破壞理論 32
2.4 邊界元素法 33
2.4.1 邊界元素法應用於腐蝕分析 33
2.4.2 邊界元素法應用於裂縫分析 35
第三章 石化廠管線腐蝕案例，腐蝕分析及模擬 44
3.1 腐蝕分析及模擬 44
3.2 BEASY CP及BEASY CRACK操作過程及求解步驟 46
3.3 案例一：氯離子之腐蝕案例 48
3.4 案例二：高鹽度土壤之腐蝕案例 49
3.5 案例三：鈍化膜遭受破壞之腐蝕案例 51
3.6 案例四：不同材質之腐蝕案例 52
3.7 案例五：氯離子導致不銹鋼腐蝕案例 53
3.8 案例六：氧濃度差異導致腐蝕案例 55
3.9 案例七：埋地管線氯離子導致腐蝕案例 56
第四章 結論與建議 93
4.1 結論 93
4.2 建議 96
參考文獻 98

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