配管設計管道器材控制腐蝕的方法主要有以下幾種：
1. 正確選材和設計(ji)
材(cai)(cai)料的品種(zhong)很(hen)多，不同材(cai)(cai)料在不同環境中有不同的腐(fu)蝕(shi)速度，有些腐(fu)蝕(shi)率很(hen)高，根本不能應(ying)用。選材(cai)(cai)者對某一特(te)定環境選擇腐(fu)蝕(shi)率低(di)、價格較合適(shi)、物理力學性能等又適(shi)合設計(ji)要求(qiu)的材(cai)(cai)料，是常用的、簡(jian)便而(er)行之有效的控制腐(fu)蝕(shi)的方法。
①. 對于全(quan)面腐(fu)蝕的(de)腐(fu)蝕裕度的(de)確定
如果所選取的(de)(de)材(cai)料在(zai)管(guan)道(dao)使用的(de)(de)介質中只(zhi)產生(sheng)全面腐(fu)(fu)蝕(shi)，那么在(zai)設計時一(yi)(yi)般(ban)把腐(fu)(fu)蝕(shi)與(yu)強度(du)問題分開處(chu)理，即(ji)首先是進行材(cai)料力學的(de)(de)強度(du)設計，計算出管(guan)道(dao)壁(bi)厚(hou)，然后再按照資料提供的(de)(de)年均腐(fu)(fu)蝕(shi)速率（也可來自腐(fu)(fu)蝕(shi)試驗的(de)(de)結果或經(jing)驗），乘以預期的(de)(de)工作(zuo)年限，得(de)到(dao)(dao)一(yi)(yi)個(ge)附加(jia)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)，即(ji)“腐(fu)(fu)蝕(shi)裕度(du)”，加(jia)到(dao)(dao)原有(you)的(de)(de)壁(bi)厚(hou)上去。
②. 對應力腐蝕破裂的考慮
設計時，應盡(jin)量避(bi)(bi)免使用會產生應力(li)(li)腐(fu)蝕破裂(lie)的(de)金屬。但在實際生產中難以避(bi)(bi)免，因此應設法(fa)消(xiao)除(chu)殘(can)余(yu)應力(li)(li)，以防止應力(li)(li)腐(fu)蝕破裂(lie)的(de)發生。殘(can)余(yu)應力(li)(li)主要來(lai)自冷(leng)加工和焊(han)(han)接。因此，對在應力(li)(li)腐(fu)蝕破裂(lie)敏感介質中應用的(de)金屬材料，可用熱加工成形代(dai)替冷(leng)加工成形、采取熱處理等方(fang)法(fa)來(lai)消(xiao)除(chu)焊(han)(han)接殘(can)余(yu)應力(li)(li)。
2. 調整腐(fu)蝕環境
如(ru)果(guo)能消除環(huan)(huan)(huan)境(jing)中(zhong)(zhong)(zhong)引起(qi)腐蝕的(de)(de)各種(zhong)因素(su)，腐蝕就會中(zhong)(zhong)(zhong)止或減緩，但(dan)是多數(shu)環(huan)(huan)(huan)境(jing)是無(wu)法(fa)控(kong)制(zhi)的(de)(de)，如(ru)大氣和(he)(he)土壤中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)水分、海(hai)水中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)氧等都不可(ke)能除去(qu)，化工生(sheng)產流(liu)程也不可(ke)能任意變動，但(dan)是有些局(ju)部環(huan)(huan)(huan)境(jing)可(ke)以調(diao)整，例(li)如(ru)鍋爐進水先(xian)去(qu)氧（加入脫氧劑亞(ya)硫酸鈉和(he)(he)胼等），可(ke)保護(hu)鍋爐管(guan)免受(shou)腐蝕。
3. 加入緩蝕劑
在腐蝕(shi)性介質中，加入少量的(de)一種或(huo)幾(ji)種物(wu)質，能使(shi)金(jin)屬的(de)腐蝕(shi)速度大(da)(da)大(da)(da)降低，這種物(wu)質或(huo)復合物(wu)質就(jiu)稱(cheng)為緩蝕(shi)劑。這種保護金(jin)屬的(de)方法通稱(cheng)為緩蝕(shi)劑保護技術。
對(dui)于金(jin)屬管(guan)(guan)道來說，緩(huan)蝕(shi)劑保(bao)護(hu)技術屬工(gong)(gong)藝性防(fang)腐(fu)方法，緩(huan)蝕(shi)利的(de)添加是通過工(gong)(gong)藝操作(zuo)來實現的(de)。緩(huan)蝕(shi)劑的(de)防(fang)腐(fu)機(ji)理(li)一般認為是在金(jin)屬表面上(shang)生(sheng)成(cheng)了連續的(de)起隔離作(zuo)用(yong)的(de)吸附層保(bao)護(hu)膜，從而降低金(jin)屬的(de)腐(fu)蝕(shi)速度。工(gong)(gong)業(ye)上(shang)采用(yong)緩(huan)蝕(shi)劑保(bao)護(hu)金(jin)屬管(guan)(guan)道的(de)事例有：石油(you)和天然氣（特別是高(gao)含(han)硫(liu)的(de)）的(de)采、集(ji)輸系(xi)統；煉(lian)油(you)裝置(zhi)的(de)常減壓(ya)系(xi)統；乙烯(xi)裂解裝置(zhi)的(de)工(gong)(gong)藝水系(xi)統；合成(cheng)氨苯菲爾(er)法脫碳(tan)系(xi)統；工(gong)(gong)業(ye)冷卻水系(xi)統等。
通常緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)有多(duo)種(zhong)分類方法(fa)，按緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)的化學組成分類可(ke)分為(wei)無機緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)和有機緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)，如圖16.103所(suo)示。
4. 陰極(ji)保護
腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)池中的(de)(de)(de)陰(yin)(yin)極(ji)是接(jie)受電(dian)(dian)子(zi)產生還原(yuan)反應的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極(ji)，只有(you)陽極(ji)才發生腐(fu)蝕(shi)。利用(yong)(yong)這個(ge)原(yuan)理，可(ke)以從外部(bu)導入(ru)陰(yin)(yin)極(ji)電(dian)(dian)流至需(xu)要保(bao)護(hu)的(de)(de)(de)設備上，使管(guan)道全部(bu)表面都成(cheng)為陰(yin)(yin)極(ji)。陰(yin)(yin)極(ji)保(bao)護(hu)廣泛用(yong)(yong)于長(chang)輸管(guan)道、埋地管(guan)道、海水中的(de)(de)(de)管(guan)道等。為了(le)減少電(dian)(dian)流輸入(ru)，延長(chang)使用(yong)(yong)壽命，一般和涂料聯(lian)合應用(yong)(yong)，是一種經(jing)濟簡便、行之有(you)效的(de)(de)(de)防腐(fu)蝕(shi)方法。
管道的強制電流陰極保護系統見圖(tu)16.104。
各種陰極保護的優缺點見(jian)表16.163。
5. 陽極保護(hu)
以管道作為(wei)陽(yang)(yang)極(ji)，從外部通入(ru)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，一般將加速腐蝕，腐蝕電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)隨陽(yang)(yang)極(ji)極(ji)化而增大。但(dan)是(shi)對(dui)可以鈍化的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬則(ze)會(hui)出現另一情(qing)況，當電(dian)(dian)位隨電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)上(shang)升，達到(dao)致鈍電(dian)(dian)位后(hou)，腐蝕電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)急速下降，以后(hou)隨電(dian)(dian)位上(shang)升，電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)不變，直到(dao)過鈍區為(wei)止(zhi)。利(li)用這個原理Edleanu 首先提出陽(yang)(yang)極(ji)保護的(de)(de)(de)(de)概念，以需要保護的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)為(wei)陽(yang)(yang)極(ji)，導入(ru)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，使(shi)電(dian)(dian)位保持在鈍化區的(de)(de)(de)(de)中段（以免波動(dong)時進(jin)入(ru)活化區），腐蝕率(lv)可保持很低(di)值，通入(ru)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)就表示設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)腐蝕速度。這種方法需要一臺(tai)恒電(dian)(dian)位儀(yi)，用以控制(zhi)(zhi)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位。因為(wei)它(ta)只適用于接(jie)觸(chu)鈍化溶(rong)液的(de)(de)(de)(de)可鈍化金(jin)屬，所以用途受(shou)限制(zhi)(zhi)。工業上(shang)已(yi)用于處(chu)理硫酸、磷酸、碳酸氫銨(an)生產液、硝(xiao)銨(an)混肥等的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼或碳鋼制(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)各種管道設(she)備(bei)。
6. 合(he)金化
在(zai)基體金(jin)屬(shu)中(zhong)加入(ru)(ru)能(neng)(neng)促進鈍(dun)化(hua)的合(he)(he)(he)金(jin)成(cheng)分(fen)，當加入(ru)(ru)量(liang)達到一定(ding)比(bi)(bi)例后，便得到耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)優良的材料(liao)。如鐵中(zhong)加入(ru)(ru)鉻，當含(han)鉻量(liang)達12％以上(shang)時，就成(cheng)為不(bu)銹鋼(gang)，在(zai)氧化(hua)環境中(zhong)由于(yu)表面生成(cheng)鈍(dun)化(hua)膜(mo)，有很(hen)高(gao)的耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)。鉻鋼(gang)中(zhong)加入(ru)(ru)鎳(nie)(nie)，可(ke)擴大鈍(dun)化(hua)范圍，還可(ke)提高(gao)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)(neng)。鎳(nie)(nie)銅(tong)合(he)(he)(he)金(jin)中(zhong)的鎳(nie)(nie)大于(yu)30％～40％時，可(ke)得到含(han)鎳(nie)(nie)10％～30％的銅(tong)鎳(nie)(nie)合(he)(he)(he)金(jin)和蒙(meng)乃(nai)爾合(he)(he)(he)金(jin)，它(ta)們比(bi)(bi)純(chun)銅(tong)和純(chun)鎳(nie)(nie)的耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)在(zai)一些環境中(zhong)都更優越些。鎳(nie)(nie)合(he)(he)(he)金(jin)是有名的耐(nai)(nai)蝕材料(liao)，如鎳(nie)(nie)鑄鐵有優良的耐(nai)(nai)堿性(xing)(xing)，鎳(nie)(nie)鉬合(he)(he)(he)金(jin)是少數能(neng)(neng)耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)非氧化(hua)性(xing)(xing)酸（如鹽(yan)酸）的合(he)(he)(he)金(jin)。鎳(nie)(nie)鉬鉻鐵合(he)(he)(he)金(jin)能(neng)(neng)耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)氧化(hua)性(xing)(xing)酸、次(ci)氯酸鹽(yan)、海水(shui)等，比(bi)(bi)一般不(bu)銹鋼(gang)更好。
7. 表面處理
金屬(shu)在(zai)接觸使用環(huan)(huan)境(jing)(jing)之前先(xian)用鈍化劑(ji)或成(cheng)膜(mo)劑(ji)（鉻酸(suan)鹽(yan)、磷酸(suan)鹽(yan)、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)和(he)亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)混合液等）處(chu)理，表面生(sheng)(sheng)成(cheng)穩定(ding)密實的(de)鈍化膜(mo)，耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)大(da)大(da)增加。它(ta)與(yu)緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)防護法的(de)不(bu)同之處(chu)，在(zai)于它(ta)在(zai)以(yi)后(hou)的(de)使用環(huan)(huan)境(jing)(jing)中(zhong)（如大(da)氣(qi)、水(shui)）不(bu)需要(yao)再加入緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)，鋁經過陽(yang)極(ji)處(chu)理，表面可以(yi)生(sheng)(sheng)成(cheng)比在(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)更(geng)為密實的(de)膜(mo)。這(zhe)類膜(mo)在(zai)溫和(he)的(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)環(huan)(huan)境(jing)(jing)（如大(da)氣(qi)和(he)水(shui)）中(zhong)有(you)優(you)良(liang)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)力(li)。鋼鐵部件(jian)表面發藍(lan)也是一個廣為應(ying)用的(de)例子。
8. 金(jin)屬鍍層和(he)包覆層
在(zai)鋼(gang)鐵表層(ceng)上可(ke)用一薄(bo)層(ceng)更(geng)耐蝕(shi)的金屬(shu)（如鉻(ge)、鎳、鉛等(deng)）保護。常(chang)(chang)用的方法是電鍍(du)(du)(du)(du)，一般(ban)鍍(du)(du)(du)(du)2～3層(ceng)，只有幾十微米厚(hou)，因而不可(ke)避免地(di)存在(zai)微孔，溶液(ye)可(ke)滲人微孔，將構成鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)-底(di)層(ceng)腐(fu)蝕(shi)電池。鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)如為貴(gui)金屬(shu)（金、銀等(deng)）或易鈍化金屬(shu)（鉻(ge)、鈦）以及鎳、鉛等(deng)時(shi)，由(you)于(yu)電位比(bi)鐵高，將成為陰極，會加速底(di)層(ceng)鐵腐(fu)蝕(shi)。因此(ci)這類鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)不適(shi)于(yu)強腐(fu)蝕(shi)環境（如酸），但可(ke)用于(yu)大氣(qi)、水等(deng)環境。除了(le)電鍍(du)(du)(du)(du)外，還常(chang)(chang)用熱浸鍍(du)(du)(du)(du)（熔融浸鍍(du)(du)(du)(du)）、火焰噴(pen)鍍(du)(du)(du)(du)、蒸氣(qi)鍍(du)(du)(du)(du)和(he)整體金屬(shu)薄(bo)板(ban)包鍍(du)(du)(du)(du)。后者因無微孔，耐蝕(shi)性強，壽命也更(geng)長，但價(jia)格高些(xie)。
9. 涂漆
用(yong)有機涂(tu)料保(bao)護大(da)氣中的金屬結構，是最廣泛使用(yong)的防腐手段。各類油漆(qi)(qi)(qi)、清(qing)漆(qi)(qi)(qi)等(deng)都屬這一(yi)類，主要是由合成樹(shu)脂、植(zhi)(zhi)物油、橡膠漿液、溶劑(ji)、助(zhu)干劑(ji)、顏料、填料等(deng)配制而成。品種極多(duo)，過去以植(zhi)(zhi)物油為(wei)主的油漆(qi)(qi)(qi)現在多(duo)為(wei)合成樹(shu)脂漆(qi)(qi)(qi)所(suo)替代。
10. 襯里
一般為(wei)整(zheng)片材料(liao)，適用(yong)(yong)于和強腐蝕介質接觸的(de)管道內部，如鹽(yan)酸(suan)(suan)、稀硫酸(suan)(suan)的(de)儲(chu)槽用(yong)(yong)橡膠或塑料(liao)襯(chen)(chen)(chen)里(li)(li)(li)(li)、儲(chu)放硝酸(suan)(suan)的(de)儲(chu)槽用(yong)(yong)不銹鋼薄板襯(chen)(chen)(chen)里(li)(li)(li)(li)等。耐(nai)(nai)酸(suan)(suan)磚(zhuan)（硅磚(zhuan)）也廣泛用(yong)(yong)于襯(chen)(chen)(chen)里(li)(li)(li)(li)，它耐(nai)(nai)強酸(suan)(suan)；耐(nai)(nai)火(huo)磚(zhuan)襯(chen)(chen)(chen)里(li)(li)(li)(li)則可起(qi)隔熱(re)作用(yong)(yong)。搪瓷(ci)實際上(shang)是一種(zhong)玻璃襯(chen)(chen)(chen)里(li)(li)(li)(li)，工(gong)(gong)業上(shang)稱(cheng)為(wei)搪瓷(ci)玻璃，它的(de)耐(nai)(nai)酸(suan)(suan)性強，廣泛用(yong)(yong)于食(shi)品、醫(yi)藥(yao)等工(gong)(gong)業。
11. 調整(zheng)管道布置減少(shao)腐(fu)蝕
在設(she)(she)計(ji)(ji)時(shi)，為避(bi)免不(bu)(bu)合適的(de)(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)狀態對管(guan)(guan)(guan)道(dao)造成磨損腐(fu)(fu)蝕(shi)，通(tong)(tong)常要(yao)(yao)(yao)求流(liu)(liu)動(dong)狀態均(jun)勻，為避(bi)免流(liu)(liu)體通(tong)(tong)路斷面的(de)(de)(de)急(ji)劇(ju)(ju)變(bian)化(hua)(hua)、不(bu)(bu)連續變(bian)化(hua)(hua)以及(ji)流(liu)(liu)動(dong)方向的(de)(de)(de)急(ji)劇(ju)(ju)變(bian)化(hua)(hua)，應盡(jin)量抑制流(liu)(liu)速差(cha)和(he)壓力降，以免引起(qi)湍流(liu)(liu)和(he)渦流(liu)(liu)。管(guan)(guan)(guan)道(dao)在轉彎(wan)及(ji)三(san)通(tong)(tong)處(chu)以及(ji)孔板流(liu)(liu)量計(ji)(ji)的(de)(de)(de)安放位(wei)(wei)置(zhi)處(chu)都應進行合理設(she)(she)計(ji)(ji)，盡(jin)量減(jian)少流(liu)(liu)體中固(gu)體顆粒的(de)(de)(de)夾帶。圖(tu)16.105（c）左圖(tu)是(shi)鋼支(zhi)(zhi)柱未保溫造成的(de)(de)(de)冷凝液腐(fu)(fu)蝕(shi)。對策(ce)是(shi)將(jiang)鋼支(zhi)(zhi)架一起(qi)保溫，避(bi)免形成冷凝液，見(jian)(jian)(jian)(jian)圖(tu)16.105（c）右(you)圖(tu)。圖(tu)16.105（d）中螺栓(shuan)不(bu)(bu)要(yao)(yao)(yao)設(she)(she)置(zhi)在垂直(zhi)方向的(de)(de)(de)最下方，以避(bi)免凝結水腐(fu)(fu)蝕(shi)螺栓(shuan)。管(guan)(guan)(guan)道(dao)設(she)(she)計(ji)(ji)時(shi)，對于用(yong)在電(dian)解質溶液中的(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)道(dao)，應盡(jin)可能避(bi)免異種金(jin)屬(shu)（電(dian)位(wei)(wei)差(cha)超過50mV），管(guan)(guan)(guan)道(dao)直(zhi)接組(zu)焊(han)，否則會造成電(dian)偶腐(fu)(fu)蝕(shi)，即在電(dian)位(wei)(wei)較負的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)側發生宏(hong)觀(guan)電(dian)池腐(fu)(fu)蝕(shi)。如必(bi)須采用(yong)不(bu)(bu)同(tong)金(jin)屬(shu)管(guan)(guan)(guan)道(dao)組(zu)合時(shi)，則在設(she)(she)計(ji)(ji)中要(yao)(yao)(yao)采取(qu)絕(jue)緣(yuan)措(cuo)施，見(jian)(jian)(jian)(jian)圖(tu)16.106（a）。管(guan)(guan)(guan)道(dao)單面焊(han)接時(shi)焊(han)縫(feng)必(bi)須滿焊(han)和(he)焊(han)透，未焊(han)透不(bu)(bu)但(dan)影響(xiang)強度(du)，也因在管(guan)(guan)(guan)道(dao)內壁造成縫(feng)隙見(jian)(jian)(jian)(jian)圖(tu)16.106（b），而(er)引起(qi)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)。管(guan)(guan)(guan)法蘭對接時(shi)，墊片的(de)(de)(de)內徑(jing)要(yao)(yao)(yao)盡(jin)量和(he)管(guan)(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)內徑(jing)相一致，見(jian)(jian)(jian)(jian)圖(tu)16.106（c）。墊片材料(liao)也會對縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)造成影響(xiang)，一些纖維類的(de)(de)(de)材料(liao)，由于能滲入(ru)電(dian)解質溶液而(er)引起(qi)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)。
工程應用：避免(mian)配管設計死端腐蝕
筆者在(zai)某中東國家參與負責設計(ji)某裝置項目，在(zai)管道布置設計(ji)時，出現了如圖16.107所示的A段死端(duan)（有的資料上稱為：Dead Leg），按照這個(ge)國家的配管設計(ji)規范要(yao)求，通常A段的死端(duan)不(bu)超(chao)過1m，如果(guo)超(chao)過了1m，流體在(zai)A段會產生腐(fu)蝕環境。
