配管設計管道器材控制腐蝕的方法主要有以下幾種：
1. 正(zheng)確選材(cai)和設計
材料(liao)(liao)的品種(zhong)很多，不(bu)同材料(liao)(liao)在不(bu)同環境中有(you)(you)不(bu)同的腐(fu)蝕(shi)(shi)速度，有(you)(you)些(xie)腐(fu)蝕(shi)(shi)率(lv)很高，根本不(bu)能(neng)應用。選材者對某一特定(ding)環境選擇腐(fu)蝕(shi)(shi)率(lv)低(di)、價(jia)格較合適、物理力學性能(neng)等又(you)適合設計要求的材料(liao)(liao)，是常(chang)用的、簡便而(er)行之有(you)(you)效的控制腐(fu)蝕(shi)(shi)的方法。
①. 對(dui)于(yu)全(quan)面腐(fu)蝕(shi)的腐(fu)蝕(shi)裕度的確定(ding)
如(ru)果所選取的(de)(de)材料(liao)在(zai)(zai)管(guan)道使用的(de)(de)介(jie)質中只(zhi)產生全面腐(fu)(fu)蝕(shi)，那么在(zai)(zai)設計(ji)(ji)時(shi)一般把腐(fu)(fu)蝕(shi)與強(qiang)度(du)問題分開處(chu)理，即(ji)首先是進行材料(liao)力學(xue)的(de)(de)強(qiang)度(du)設計(ji)(ji)，計(ji)(ji)算出管(guan)道壁厚，然(ran)后再按(an)照資料(liao)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)結果或經驗），乘以(yi)預期的(de)(de)工(gong)作年限(xian)，得到一個(ge)附加的(de)(de)壁厚，即(ji)“腐(fu)(fu)蝕(shi)裕(yu)度(du)”，加到原有的(de)(de)壁厚上去。
②. 對應力腐蝕破裂(lie)的考慮
設計(ji)時，應(ying)(ying)(ying)盡量(liang)避(bi)免(mian)使用(yong)會產生應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕破(po)裂的(de)金屬(shu)。但在實(shi)際生產中難(nan)以(yi)避(bi)免(mian)，因此應(ying)(ying)(ying)設法消除殘余(yu)(yu)應(ying)(ying)(ying)力，以(yi)防止應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕破(po)裂的(de)發(fa)生。殘余(yu)(yu)應(ying)(ying)(ying)力主要來自冷加(jia)(jia)工和焊(han)接。因此，對在應(ying)(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕破(po)裂敏感介質中應(ying)(ying)(ying)用(yong)的(de)金屬(shu)材料，可用(yong)熱加(jia)(jia)工成形(xing)代替冷加(jia)(jia)工成形(xing)、采取熱處理等(deng)方法來消除焊(han)接殘余(yu)(yu)應(ying)(ying)(ying)力。
2. 調整(zheng)腐蝕(shi)環境
如(ru)果能消(xiao)除環(huan)境(jing)(jing)中引起腐蝕的(de)(de)各種(zhong)因素，腐蝕就(jiu)會(hui)中止或減緩(huan)，但(dan)(dan)是多(duo)數環(huan)境(jing)(jing)是無法控制的(de)(de)，如(ru)大氣(qi)和土壤中的(de)(de)水(shui)分、海水(shui)中的(de)(de)氧等都不可(ke)(ke)能除去(qu)，化工生產流(liu)程也(ye)不可(ke)(ke)能任意變動(dong)，但(dan)(dan)是有(you)些局(ju)部環(huan)境(jing)(jing)可(ke)(ke)以調整(zheng)，例如(ru)鍋爐進水(shui)先去(qu)氧（加入脫氧劑(ji)亞(ya)硫酸鈉(na)和胼等），可(ke)(ke)保護鍋爐管免受腐蝕。
3. 加入緩(huan)蝕劑(ji)
在腐蝕(shi)性介(jie)質中，加入少量(liang)的一種(zhong)或幾種(zhong)物(wu)質，能使金屬的腐蝕(shi)速度大大降(jiang)低，這種(zhong)物(wu)質或復合物(wu)質就稱(cheng)為(wei)(wei)緩蝕(shi)劑(ji)。這種(zhong)保(bao)護(hu)金屬的方法(fa)通稱(cheng)為(wei)(wei)緩蝕(shi)劑(ji)保(bao)護(hu)技術。
對于金(jin)屬管(guan)道來說，緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)保(bao)護(hu)技術(shu)屬工(gong)藝(yi)性防腐(fu)方(fang)法，緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)利的(de)(de)(de)添加是通過工(gong)藝(yi)操(cao)作來實現的(de)(de)(de)。緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)防腐(fu)機(ji)理(li)一般(ban)認為是在金(jin)屬表(biao)面上生成了(le)連續(xu)的(de)(de)(de)起(qi)隔離作用(yong)的(de)(de)(de)吸附(fu)層保(bao)護(hu)膜，從(cong)而降低(di)金(jin)屬的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速度。工(gong)業上采(cai)用(yong)緩(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)保(bao)護(hu)金(jin)屬管(guan)道的(de)(de)(de)事例有(you)：石(shi)油和天然氣（特(te)別(bie)是高含硫的(de)(de)(de)）的(de)(de)(de)采(cai)、集(ji)輸(shu)系統(tong)(tong)；煉(lian)油裝置的(de)(de)(de)常減(jian)壓系統(tong)(tong)；乙烯裂解裝置的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)水(shui)系統(tong)(tong)；合成氨(an)苯菲(fei)爾法脫碳系統(tong)(tong)；工(gong)業冷卻水(shui)系統(tong)(tong)等。
通常緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)有多種分(fen)(fen)類(lei)方法(fa)，按緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)的化學組成分(fen)(fen)類(lei)可分(fen)(fen)為無機緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)和有機緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)，如圖16.103所示。
4. 陰極保護(hu)
腐蝕電(dian)(dian)(dian)池中(zhong)的(de)(de)陰極(ji)是接受電(dian)(dian)(dian)子產生(sheng)還原反(fan)應的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)，只(zhi)有陽極(ji)才發生(sheng)腐蝕。利用這(zhe)個(ge)原理(li)，可以(yi)從外部(bu)導入陰極(ji)電(dian)(dian)(dian)流(liu)至需要保(bao)護(hu)的(de)(de)設(she)備上，使管道全部(bu)表面都成為陰極(ji)。陰極(ji)保(bao)護(hu)廣泛(fan)用于長輸管道、埋地管道、海水中(zhong)的(de)(de)管道等。為了減(jian)少電(dian)(dian)(dian)流(liu)輸入，延(yan)長使用壽命(ming)，一般和涂料聯合應用，是一種經濟簡便、行之(zhi)有效的(de)(de)防(fang)腐蝕方法。
管道的強制電流陰極保(bao)護系統見圖16.104。
各種陰極保護的優缺點見表16.163。
5. 陽極保護
以(yi)管(guan)(guan)道(dao)作(zuo)為(wei)陽(yang)極(ji)(ji)，從外部通入電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，一般(ban)將(jiang)加速腐(fu)(fu)蝕(shi)，腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)隨陽(yang)極(ji)(ji)極(ji)(ji)化(hua)(hua)而(er)增大(da)。但是對(dui)可(ke)以(yi)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬則會出現另一情況，當電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)隨電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)上(shang)升，達(da)到(dao)致鈍(dun)(dun)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)后，腐(fu)(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)急速下降，以(yi)后隨電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上(shang)升，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)不變，直到(dao)過鈍(dun)(dun)區為(wei)止。利用這個原理Edleanu 首先(xian)提(ti)出陽(yang)極(ji)(ji)保護的(de)(de)(de)(de)概念，以(yi)需(xu)要保護的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)為(wei)陽(yang)極(ji)(ji)，導入電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，使電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)保持在鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)區的(de)(de)(de)(de)中段（以(yi)免波動時進入活化(hua)(hua)區），腐(fu)(fu)蝕(shi)率可(ke)保持很低值(zhi)，通入的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)就表示設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)速度。這種(zhong)方法需(xu)要一臺恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)儀，用以(yi)控制(zhi)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)。因(yin)為(wei)它(ta)只適用于接(jie)觸鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)溶液的(de)(de)(de)(de)可(ke)鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)金(jin)屬，所以(yi)用途受(shou)限制(zhi)。工業上(shang)已用于處(chu)理硫酸(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)、碳酸(suan)(suan)氫(qing)銨(an)生產液、硝銨(an)混(hun)肥(fei)等的(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼或碳鋼制(zhi)的(de)(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)管(guan)(guan)道(dao)設(she)(she)備(bei)。
6. 合金化
在基體金(jin)屬中(zhong)加(jia)入(ru)能促進鈍(dun)化(hua)的(de)合(he)金(jin)成分，當加(jia)入(ru)量達(da)到(dao)一(yi)定比例后(hou)，便得到(dao)耐(nai)蝕性(xing)優良(liang)的(de)材料(liao)。如(ru)鐵(tie)(tie)中(zhong)加(jia)入(ru)鉻(ge)(ge)，當含鉻(ge)(ge)量達(da)12％以上時，就成為不銹鋼(gang)，在氧(yang)化(hua)環境(jing)中(zhong)由(you)于(yu)表(biao)面生成鈍(dun)化(hua)膜(mo)，有很高(gao)的(de)耐(nai)蝕性(xing)。鉻(ge)(ge)鋼(gang)中(zhong)加(jia)入(ru)鎳(nie)，可(ke)擴大(da)鈍(dun)化(hua)范圍，還(huan)可(ke)提高(gao)力學(xue)性(xing)能。鎳(nie)銅(tong)合(he)金(jin)中(zhong)的(de)鎳(nie)大(da)于(yu)30％～40％時，可(ke)得到(dao)含鎳(nie)10％～30％的(de)銅(tong)鎳(nie)合(he)金(jin)和蒙乃爾合(he)金(jin)，它們(men)比純銅(tong)和純鎳(nie)的(de)耐(nai)蝕性(xing)在一(yi)些環境(jing)中(zhong)都更優越些。鎳(nie)合(he)金(jin)是(shi)有名的(de)耐(nai)蝕材料(liao)，如(ru)鎳(nie)鑄鐵(tie)(tie)有優良(liang)的(de)耐(nai)堿性(xing)，鎳(nie)鉬合(he)金(jin)是(shi)少數能耐(nai)高(gao)溫非氧(yang)化(hua)性(xing)酸(suan)（如(ru)鹽酸(suan)）的(de)合(he)金(jin)。鎳(nie)鉬鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)能耐(nai)高(gao)溫氧(yang)化(hua)性(xing)酸(suan)、次氯酸(suan)鹽、海水等，比一(yi)般不銹鋼(gang)更好。
7. 表面處理
金屬在接觸(chu)使用(yong)(yong)環(huan)境(jing)之(zhi)前(qian)先(xian)用(yong)(yong)鈍化(hua)劑或成(cheng)(cheng)膜劑（鉻酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)、磷酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)、硝酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)和亞硝酸(suan)(suan)鹽(yan)(yan)混合液(ye)等）處(chu)理(li)，表面(mian)(mian)生(sheng)成(cheng)(cheng)穩定密實(shi)的(de)(de)鈍化(hua)膜，耐蝕性大大增(zeng)加。它與(yu)緩蝕劑防護法的(de)(de)不同之(zhi)處(chu)，在于(yu)它在以后(hou)的(de)(de)使用(yong)(yong)環(huan)境(jing)中（如(ru)大氣、水）不需要再加入(ru)緩蝕劑，鋁經過陽極處(chu)理(li)，表面(mian)(mian)可(ke)以生(sheng)成(cheng)(cheng)比在大氣中生(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)更為(wei)密實(shi)的(de)(de)膜。這(zhe)類膜在溫(wen)和的(de)(de)腐蝕環(huan)境(jing)（如(ru)大氣和水）中有(you)優良(liang)的(de)(de)耐蝕能(neng)力。鋼鐵(tie)部件表面(mian)(mian)發(fa)藍也是(shi)一(yi)個(ge)廣為(wei)應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)例子。
8. 金屬鍍(du)層和包覆層
在鋼(gang)鐵表層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上可(ke)(ke)用一薄(bo)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)更(geng)耐(nai)蝕(shi)(shi)的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)（如鉻、鎳、鉛等(deng)）保護(hu)。常用的方法是電鍍(du)(du)，一般鍍(du)(du)2～3層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，只(zhi)有幾(ji)十微米(mi)厚，因(yin)而不(bu)可(ke)(ke)避免地(di)存在微孔，溶(rong)液可(ke)(ke)滲人微孔，將(jiang)構(gou)成鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)-底(di)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)腐蝕(shi)(shi)電池。鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)如為(wei)貴金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)（金(jin)(jin)(jin)、銀等(deng)）或易鈍化金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)（鉻、鈦）以及鎳、鉛等(deng)時，由(you)于電位比鐵高，將(jiang)成為(wei)陰極，會加速底(di)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鐵腐蝕(shi)(shi)。因(yin)此這類鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)適于強腐蝕(shi)(shi)環境(jing)（如酸），但可(ke)(ke)用于大氣、水(shui)等(deng)環境(jing)。除了電鍍(du)(du)外(wai)，還(huan)常用熱浸鍍(du)(du)（熔融浸鍍(du)(du)）、火(huo)焰噴鍍(du)(du)、蒸氣鍍(du)(du)和整體金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)薄(bo)板包鍍(du)(du)。后者因(yin)無微孔，耐(nai)蝕(shi)(shi)性強，壽命也(ye)更(geng)長，但價格高些。
9. 涂(tu)漆
用(yong)有(you)機涂(tu)料保護(hu)大(da)氣中(zhong)的金屬結(jie)構，是(shi)最廣泛使用(yong)的防腐手段。各類油漆、清漆等都屬這一類，主(zhu)要是(shi)由合成(cheng)樹脂(zhi)、植物油、橡(xiang)膠(jiao)漿液、溶(rong)劑、助干劑、顏料、填料等配制而成(cheng)。品種極(ji)多，過去以植物油為主(zhu)的油漆現在多為合成(cheng)樹脂(zhi)漆所替代。
10. 襯(chen)里
一般為(wei)整片材料，適用于和強腐蝕介質接觸(chu)的(de)管道內部，如鹽酸、稀硫酸的(de)儲(chu)(chu)槽(cao)用橡膠或塑料襯(chen)里(li)、儲(chu)(chu)放硝(xiao)酸的(de)儲(chu)(chu)槽(cao)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)薄(bo)板(ban)襯(chen)里(li)等。耐酸磚(zhuan)（硅磚(zhuan)）也(ye)廣泛(fan)用于襯(chen)里(li)，它(ta)耐強酸；耐火磚(zhuan)襯(chen)里(li)則可(ke)起(qi)隔熱作用。搪瓷實際上是一種(zhong)玻璃襯(chen)里(li)，工業上稱為(wei)搪瓷玻璃，它(ta)的(de)耐酸性強，廣泛(fan)用于食(shi)品、醫(yi)藥等工業。
11. 調(diao)整管道布(bu)置(zhi)減少(shao)腐蝕
在(zai)設(she)(she)計(ji)時(shi)，為(wei)避免(mian)不(bu)合(he)適的(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)(liu)動狀態(tai)對(dui)管(guan)道(dao)(dao)造(zao)(zao)成磨損腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，通(tong)(tong)常要(yao)(yao)(yao)求流(liu)(liu)(liu)(liu)動狀態(tai)均(jun)勻，為(wei)避免(mian)流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)通(tong)(tong)路(lu)斷面的(de)(de)(de)急劇變化(hua)、不(bu)連(lian)續變化(hua)以及(ji)流(liu)(liu)(liu)(liu)動方(fang)向的(de)(de)(de)急劇變化(hua)，應(ying)盡(jin)量(liang)抑制流(liu)(liu)(liu)(liu)速差和壓力降，以免(mian)引(yin)(yin)起(qi)湍流(liu)(liu)(liu)(liu)和渦(wo)流(liu)(liu)(liu)(liu)。管(guan)道(dao)(dao)在(zai)轉彎及(ji)三通(tong)(tong)處(chu)以及(ji)孔板流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)計(ji)的(de)(de)(de)安放位(wei)置處(chu)都(dou)應(ying)進行合(he)理設(she)(she)計(ji)，盡(jin)量(liang)減少流(liu)(liu)(liu)(liu)體(ti)中(zhong)固(gu)體(ti)顆(ke)粒的(de)(de)(de)夾帶。圖(tu)(tu)(tu)16.105（c）左圖(tu)(tu)(tu)是(shi)鋼(gang)(gang)支(zhi)柱未保溫造(zao)(zao)成的(de)(de)(de)冷凝(ning)液(ye)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。對(dui)策是(shi)將(jiang)鋼(gang)(gang)支(zhi)架(jia)一(yi)起(qi)保溫，避免(mian)形(xing)成冷凝(ning)液(ye)，見圖(tu)(tu)(tu)16.105（c）右(you)圖(tu)(tu)(tu)。圖(tu)(tu)(tu)16.105（d）中(zhong)螺栓不(bu)要(yao)(yao)(yao)設(she)(she)置在(zai)垂直(zhi)方(fang)向的(de)(de)(de)最下方(fang)，以避免(mian)凝(ning)結水腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)螺栓。管(guan)道(dao)(dao)設(she)(she)計(ji)時(shi)，對(dui)于用在(zai)電(dian)解質溶(rong)液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)，應(ying)盡(jin)可能避免(mian)異種金(jin)屬（電(dian)位(wei)差超過50mV），管(guan)道(dao)(dao)直(zhi)接組焊(han)，否則會(hui)造(zao)(zao)成電(dian)偶腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，即(ji)在(zai)電(dian)位(wei)較(jiao)負的(de)(de)(de)金(jin)屬側發(fa)生(sheng)宏觀電(dian)池腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。如(ru)必須(xu)(xu)采用不(bu)同金(jin)屬管(guan)道(dao)(dao)組合(he)時(shi)，則在(zai)設(she)(she)計(ji)中(zhong)要(yao)(yao)(yao)采取絕緣措施，見圖(tu)(tu)(tu)16.106（a）。管(guan)道(dao)(dao)單面焊(han)接時(shi)焊(han)縫(feng)(feng)必須(xu)(xu)滿焊(han)和焊(han)透，未焊(han)透不(bu)但影(ying)響強度，也因在(zai)管(guan)道(dao)(dao)內(nei)壁造(zao)(zao)成縫(feng)(feng)隙(xi)見圖(tu)(tu)(tu)16.106（b），而引(yin)(yin)起(qi)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。管(guan)法蘭對(dui)接時(shi)，墊片的(de)(de)(de)內(nei)徑要(yao)(yao)(yao)盡(jin)量(liang)和管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)(de)內(nei)徑相一(yi)致，見圖(tu)(tu)(tu)16.106（c）。墊片材(cai)料也會(hui)對(dui)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)造(zao)(zao)成影(ying)響，一(yi)些(xie)纖維類的(de)(de)(de)材(cai)料，由(you)于能滲入電(dian)解質溶(rong)液(ye)而引(yin)(yin)起(qi)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。
工程應用(yong)：避(bi)免配管設計死(si)端腐(fu)蝕
筆者在某(mou)中東(dong)國(guo)家參與負(fu)責設計某(mou)裝置項目，在管道布(bu)置設計時，出(chu)現(xian)了(le)如圖16.107所示的(de)A段死端（有的(de)資料(liao)上(shang)稱為(wei)：Dead Leg），按照(zhao)這個(ge)國(guo)家的(de)配管設計規范要(yao)求，通常(chang)A段的(de)死端不超過(guo)1m，如果超過(guo)了(le)1m，流體在A段會產生腐(fu)蝕(shi)環境。
