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鏽蝕
一個嚴重鏽蝕的錨栓很容易被發現，然而，最危險的鏽蝕型態往往是難以察覺的。廉價碳鋼錨栓的鏽蝕現象顯而易見 ‒ 鏽蝕速度依環境因素而有所不同 ‒ 其表面會隨著鏽蝕程度呈現片狀剝落，強度也隨之遞減。相對地，抗鏽蝕金屬，例如不鏽鋼，其鏽蝕現象雖不明顯，但仍會以其他方式進行，有時甚至是急速的。
錨栓多半是鋼製品 ‒ 也就是以鐵為主，再結合其他混合物所構成。鐵碰上氧時會因氧化而鏽蝕，而水則會加速其反應。由於氧存在空氣之中，於是當鐵碰上了水，就等於鏽蝕。
而海水更會加快鏽蝕速度。由於溶解後的鹽會解離成正、負離子，因此比起淡水，海水是電子更好的導體，因為它加快了鏽蝕的化學反應。熱能也會加快鏽蝕的速度；若假設所有條件相同，高溫地區的錨栓，會比低溫地區更快生鏽。而酸 ‒ 即便是微量如工業區附近的酸雨 ‒ 也會顯著地加快鏽蝕現象。土壤中的地下水則會因腐爛的植物而變得富含酸性，像醋一樣，同樣會加快錨栓的鏽蝕速度，有時甚至快得超乎想像。
鋼材的種類有很多，但最簡單的是超過95%的鐵，加上少量的碳。純鐵實際上比鋁更軟，所以這種「碳鋼」就是靠碳為其提供強度和硬度。
在數百種的鋼材中，有的設計成可維持刀刃的鋒利、有的具備鍛造的特性、有的則具備延展性或可回復為原來的外型。透過改變碳含量或特定的加熱與冷卻方式，甚或混合其他不同的金屬，就能夠賦予鋼材全然不同的特性。雖然鋼材多變的潛力是如此地驚人，但其最主要的缺點就是易鏽，是在一般環境條件下鏽蝕狀況最糟的金屬。
主要的原因是：鐵鏽 ‒ 氧化鐵 ‒ 具備粉狀化崩解的的特性，並在它剝落的同時帶走部分金屬，所以金屬表面會不斷崩解消散。同時，鐵鏽也是可被氧滲透的，這種不尋常的特性將會使其內部的金屬持續不斷地氧化。相較於這點，大多數的其他金屬則是在表面形成一層堅硬而有彈性的薄膜，而內部的金屬也得以受到保護。然而幸運的是，藉由將其他金屬混入鋼材之中，即可製作出能在表面形成保護層的合金。
這類鋼材最廣為人知的莫過於「不鏽鋼」，一個擁有超過 100 種不同合金類型的大家族。而它們的共同特點，就是都含有至少 10.5% 的鉻。雖然有點違反直覺，但不鏽鋼之所以能夠不鏽，是因為鉻比鐵更容易與氧產生反應，但它不像鐵一樣會形成片狀的脆弱氧化物，相反地，它會在表面形成一層薄薄的氧化鉻，保護底層的鋼。 同時它也能自我修補 ‒ 無論刮傷或鑿痕，新的氧化鉻都能不斷地形成以提供保護。由於鉻會讓不鏽鋼脆化，因此大部分的不銹鋼還會加入鎳，藉此抵消鉻的脆化特性，同時增加耐腐蝕性。但比起碳鋼而言，鎳也會讓不銹鋼的製作成本顯著提高。
不銹鋼有許多不同等級，但在美國最常見的攀岩用錨栓是採用 SAE (自動機工程學會) 的 304 不鏽鋼，有時也被稱為 18/8，因為它包含 18% 的鉻和 8% 的鎳。SAE 316 (或稱海洋級) 的不銹鋼是類似的材料，但由於加入了 2% 的昂貴的鉬，讓 316 不銹鋼更能抵抗點狀與裂縫型鏽蝕，因此可廣泛應用在「高侵蝕性」的環境中。在美國，316 不銹鋼的成本比 304 不鏽鋼高出 35-40%，但在偏好 316 不鏽鋼的歐洲，它們的成本差異較小。許多歐洲製造的不銹鋼耳片，包含由 Petzl 贊助的錨栓更新計劃 (climbing.com/ari) 都是以 316 不鏽鋼所製造的。
也有某些鋼材的抗鏽蝕能力比 304 和 316 明顯要好得多，雖然有些成本高如天價， 但有些則有機會被應用在攀岩用錨栓。有一種被稱為 HCR (High Corrosion Resistance ‒ 高耐蝕性) 的鋼材，它含有更多的鉬和鎳，且其分子結構也藉由加入其它元素如「氮」所加強。其中被廣泛運用的 HCR 鋼材為 254 SMO，由於加入了 6% 的鉬 和 18% 的鎳，讓 254 SMO 的造價比 316 不鏽鋼高出許多，但它對特殊類型的鏽蝕現象 ‒ 如點狀、縫隙鏽蝕與應力腐蝕等 ‒ 有著相當高的抵禦能力，因此也能被廣泛運用在高侵蝕性環境的攀岩錨栓上。
歐洲的建築工程業對於重要的戶外錨栓要求嚴謹，只接受 316 不鏽鋼或 HCR 鋼材；而造價較低廉的 304 不鏽鋼則因被視為抗鏽能力不足而淘汰。
雖然鎳和鉬會提高不銹鋼的製造成本，但還有另一種較便宜的作法可避免鋼材生鏽：鍍鋅。這個加工方式可透過將鋼材浸泡在鋅溶液中完成，或以更適合製作攀岩錨栓的方式 ‒ 透過電解讓鋅在鋼材的表面形成一層均勻的鍍膜。鋅的成本和鋁差不多 (約為鎳的 1/8 )，而電鍍也僅需要少量的鋅。就像不銹鋼裡的鉻，鋅容易氧化，形成一層保護膜將鐵和氧隔離。
雖然不銹鋼本身具有抗鏽能力，但電鍍鋼則不然：鍍鋅後的鋼材，其表面的鋅會在氧化過程中逐漸消失。尤其在潮濕的氣候條件下，鋅不用太久就會消失殆盡，而其表面的抗鏽能力也就不復存在。
碳鋼錨栓在美國的岩場仍十分常見 ‒ 例如 Rawl / Powers 的 5 件式螺栓 ‒ 即是以鍍鋅鋼製成的。由於鍍鋅鋼螺栓的耳片成本遠低於不銹鋼錨栓，因此這種類型的錨栓在美國西岸被廣泛地使用。
當然，如果沒有討論到鈦，任何耐腐蝕性金屬的討論就是不完整的。鈦這個被稱為「泰坦的金屬」雖然昂貴，但還不至於到天價之譜，而且其強度 / 重量比也比鋼材高，同時還具備出色的耐鏽蝕能力、抗疲勞與抗裂性能。鈦錨栓正逐漸成為熱帶地區天然岩場的標準硬體設備。
特殊鏽蝕型態
並非所有的鏽蝕型態都是漸進式的，或易於察覺的。有一種安裝上的錯誤也會加速鏽蝕：在同一個固定點上混用兩種金屬 ‒ 例如在碳鋼製的螺栓上安裝不鏽鋼製的耳片。這樣的設置就有可能引發「電位鏽蝕」。
電位腐蝕 | Galvanic corrosion
誠如其名，電位鏽蝕即與電流有關。不同金屬有不同的「電位」‒ 即電偶成為正、負電荷的機率。如果兩個相鄰的金屬彼此有著不同的電位，由電子攜帶的微弱電流就會在它們之間流動。為求平衡，帶有負電荷電子的金屬將開始失去帶正電的金屬離子，進而導致金屬溶解。
電位鏽蝕在乾燥環境或蒸餾水中並不會發生，因為需要有電解質 ‒ 例如鹽水 ‒ 才能形成完整的迴路。因此任何殘留在攀岩錨栓的螺栓與耳片之間的水份，都會扮演電解水的角色讓迴路變得完整。
然而將軟鋼、鍍鋅、鋁、不鏽鋼等不同的金屬部件組合在一起，也會受到電位鏽蝕的攻擊。若將不鏽鋼的耳片鎖上碳鋼的錨栓將危害錨栓本身；而將鍍鋅的耳片鎖上不鏽鋼的錨栓將危害耳片本身。
縫隙鏽蝕 | Crevice corrosion
攀岩錨栓也涉及「縫隙鏽蝕」的問題。它是由腐蝕性礦物質 ‒ 特別是氯化物 ‒ 的集中性所造成。金屬物件表面和內部的縫隙會留住含有礦物質的水分，如果縫隙週期性地風乾，將會溶解並集中氯化物，擊潰不鏽鋼表面的氧化保護膜，並創造出一個極具侵略性的微型環境。
由於海水含有大量氯化物，因此人們普遍認為，只有在靠近海邊的岩場才會有承受劇烈的縫隙鏽蝕的風險。然而事實上，雨水和地下水也都含有氯化物，剛開始或許只是少量，但經過不斷蒸發，這些氯化物都會在微小的縫隙裡集中、殘留並累積。
攀岩錨栓上充斥著許多縫隙，包括螺紋、螺帽、楔栓、墊片、以及耳片與螺帽之間。而錨栓孔本身所創造出的「縫隙環境」與岩壁的裂隙截然不同；水會滲入岩石中， 在氣候乾燥如科羅拉多州的地方，攀岩錨栓的桿身即便⻑期處於潮濕的狀態下，通常仍可使用超過其年限。但若這些錨栓每隔一段時間就會完全乾燥的話，其實是更糟的，因為那將有助於集中腐蝕性鹽類。這使得植膠式錨栓的優點顯得更為突出：第一，它們多半是一體成型所以沒有縫隙。第二，化學膠 (環氧樹脂) 可將錨栓孔內的金屬與腐蝕性環境隔絕。
縫隙鏽蝕會影響所有鋼材，但不銹鋼的縫隙鏽蝕特別令人擔憂。不銹鋼錨栓與耳片的組合幾乎不會在表面出現生鏽的跡象，它的外觀或許依舊如新，但某些看不見的重要部位如螺紋，可能早已嚴重鏽蝕。
點狀鏽蝕 | Pitting
「點狀鏽蝕」則是另一個特殊的鏽蝕現象。由於它發生在暴露在外 ‒ 如錨栓耳片 ‒ 的表面，因此是最常見的鏽蝕類型，基本上，它就是縫隙鏽蝕的縮小版。不銹鋼外層的氧化鉻，其表面的細微缺陷形成許多的微小坑洞，一旦其中之一的坑洞開始鏽蝕，就會自己創造出具備活躍化學反應的微型環境，讓鏽蝕現象持續進行。
點狀鏽蝕在金屬學研究中仍是一個充滿不確定性的領域，但它絕對與礦物質成分有關。例如硫，常被特意加入不銹鋼裡使其更易於加工 (SAE 303是一個例子，請勿使用！)。而當硫化物暴露在不鏽鋼的表面時，會在表層的氧化鉻上創造一個破口，讓點狀鏽蝕現象開始出現。
應力腐蝕 | SCC ‒ Stress Corrosion Cracking
最後一種對攀岩者至關重要的是 #應力腐蝕 (Stress Corrosion Cracking，簡稱 #SCC )。 就技術面而言，應力腐蝕並不僅僅是鏽蝕而已；它是由機械式應力與化學腐蝕兩者之間的交互作用所產生的雙重打擊。在錯誤的條件下，應力腐蝕會急速破壞不銹鋼製的攀岩設備。
應力腐蝕是極為狡猾並且難以預料的。它總是以突襲的方式出現，並造成悲劇性的災難，寫下惡名昭彰的歷史。從 1990 年代開始，它就像瘟疫一樣在全球的熱帶岩場間蔓延，不斷啃噬岩壁上的錨栓，直到它們斷裂失效。即便不鏽鋼是易受影響的金屬材料之一，但應力腐蝕的發生，仍須具備幾種要素：其一便是金屬的內部應力，而這樣的應力普遍存在於攀岩錨栓中。錨栓在鎖緊時被施以拉力，而耳片則是在生產過程中的「冷加工」‒ 例如沖孔和彎折時，在內部留下應力。
應力腐蝕的最後一個要素就是高侵略性的環境。在這裏，預測金屬狀態的工作將變得極為複雜，因為金屬與周遭的微型環境會以各種微妙的方式變得極具侵略性。起初，應力腐蝕常見於幾種有著高溫，以及大量鹽分的特定工業場所 ‒ 如鍋爐和海水淡化廠。但後來在某些低溫的場所 ‒ 如室內游泳池 ‒ 也能發現應力腐蝕的蹤影。
雖然應力腐蝕僅與極高濃度的氯化物有關，但不幸的是，某些特定岩場的地質和錨栓孔洞內的微型環境，都會創造出高侵略性的環境，進而為應力腐蝕提供了絕佳條件。它可以使不銹鋼錨栓上的耳片表面看起來就像一塊碎裂的玻璃。
本文摘譯自：
註：原文提及泰國喀比 (Krabi) 失效的錨栓，並非如同 Sjong 等在 2008 年的論文中聲稱為 316 不鏽鋼。
TOCC | 臺灣戶外攀岩協會
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