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(que)選(xuan)材和設計
材(cai)料的(de)品種很多(duo)，不(bu)同材(cai)料在不(bu)同環境(jing)中有不(bu)同的(de)腐(fu)蝕速度，有些腐(fu)蝕率很高，根(gen)本不(bu)能應(ying)用。選材(cai)者(zhe)對某一特定環境(jing)選擇腐(fu)蝕率低、價格較合適、物理力學性(xing)能等又適合設計要(yao)求的(de)材(cai)料，是常用的(de)、簡便而行之(zhi)有效的(de)控制腐(fu)蝕的(de)方法。
①. 對于全面腐蝕(shi)的腐蝕(shi)裕度的確(que)定
如(ru)果(guo)所選取的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)在(zai)管道(dao)使用的(de)介質中只(zhi)產生全面腐蝕(shi)，那(nei)么在(zai)設(she)(she)計時(shi)一般把腐蝕(shi)與強度問(wen)題分開處理，即首先是進(jin)行材(cai)料(liao)(liao)(liao)力學的(de)強度設(she)(she)計，計算出(chu)管道(dao)壁(bi)厚(hou)，然后再按照資料(liao)(liao)(liao)提(ti)供的(de)年均腐蝕(shi)速率（也可來自腐蝕(shi)試驗的(de)結果(guo)或經(jing)驗），乘以預期的(de)工作年限，得到(dao)一個附加的(de)壁(bi)厚(hou)，即“腐蝕(shi)裕度”，加到(dao)原有的(de)壁(bi)厚(hou)上去。
②. 對應(ying)力腐蝕(shi)破裂的考(kao)慮
設(she)(she)計(ji)時，應盡量避免使用會產(chan)(chan)生(sheng)應力(li)腐(fu)(fu)蝕破裂(lie)的(de)(de)金屬。但在實際生(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)難以避免，因(yin)此應設(she)(she)法(fa)消除殘余(yu)應力(li)，以防止應力(li)腐(fu)(fu)蝕破裂(lie)的(de)(de)發(fa)生(sheng)。殘余(yu)應力(li)主要(yao)來自冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)(gong)和焊接。因(yin)此，對在應力(li)腐(fu)(fu)蝕破裂(lie)敏感介(jie)質中(zhong)應用的(de)(de)金屬材料，可用熱加(jia)工(gong)(gong)成形(xing)代替冷(leng)(leng)加(jia)工(gong)(gong)成形(xing)、采取熱處理等方法(fa)來消除焊接殘余(yu)應力(li)。
2. 調整(zheng)腐蝕(shi)環境
如果(guo)能消(xiao)除環(huan)境(jing)中引(yin)起腐蝕的各種(zhong)因素，腐蝕就(jiu)會中止或(huo)減緩，但(dan)是多(duo)數(shu)環(huan)境(jing)是無法(fa)控制的，如大氣和(he)土壤中的水(shui)分、海水(shui)中的氧等都不可(ke)能除去(qu)，化工生(sheng)產(chan)流程(cheng)也不可(ke)能任意變動，但(dan)是有些局部環(huan)境(jing)可(ke)以調整，例(li)如鍋(guo)爐進水(shui)先去(qu)氧（加入脫氧劑亞硫酸鈉和(he)胼(pian)等），可(ke)保護鍋(guo)爐管免受(shou)腐蝕。
3. 加入緩蝕劑
在腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)介質中，加入少量的(de)一種(zhong)或幾種(zhong)物(wu)質，能(neng)使金屬(shu)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)大大降低，這(zhe)種(zhong)物(wu)質或復合(he)物(wu)質就稱為緩蝕(shi)(shi)劑(ji)。這(zhe)種(zhong)保護(hu)金屬(shu)的(de)方(fang)法通(tong)稱為緩蝕(shi)(shi)劑(ji)保護(hu)技術。
對于(yu)金(jin)屬管(guan)道來(lai)說，緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)保護(hu)技(ji)術(shu)屬工(gong)藝(yi)(yi)性(xing)防腐(fu)方(fang)法，緩(huan)蝕(shi)(shi)利的(de)(de)(de)(de)(de)添加是通過工(gong)藝(yi)(yi)操作(zuo)來(lai)實現的(de)(de)(de)(de)(de)。緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)防腐(fu)機(ji)理一般認為是在金(jin)屬表面上生成(cheng)了連續的(de)(de)(de)(de)(de)起隔離作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)吸附層保護(hu)膜(mo)，從而降低金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)速度(du)。工(gong)業(ye)上采(cai)用(yong)緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)保護(hu)金(jin)屬管(guan)道的(de)(de)(de)(de)(de)事例(li)有(you)：石油(you)(you)和天然氣(qi)（特別是高含硫的(de)(de)(de)(de)(de)）的(de)(de)(de)(de)(de)采(cai)、集輸(shu)系(xi)統(tong)；煉(lian)油(you)(you)裝置的(de)(de)(de)(de)(de)常減(jian)壓系(xi)統(tong)；乙烯裂解裝置的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)水(shui)系(xi)統(tong)；合成(cheng)氨(an)苯菲爾(er)法脫碳系(xi)統(tong)；工(gong)業(ye)冷卻(que)水(shui)系(xi)統(tong)等。
通常緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)有多種分類(lei)方法，按緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)的化學組成(cheng)分類(lei)可分為無機(ji)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)和有機(ji)緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)，如圖(tu)16.103所(suo)示。
4. 陰(yin)極保(bao)護
腐蝕電池中(zhong)的陰極(ji)是接受(shou)電子產(chan)生還(huan)原(yuan)反應的電極(ji)，只有(you)陽極(ji)才發生腐蝕。利用(yong)這個原(yuan)理，可以(yi)從外部(bu)導入陰極(ji)電流至需要(yao)保護的設備(bei)上，使(shi)管(guan)道(dao)全部(bu)表面(mian)都成為陰極(ji)。陰極(ji)保護廣泛用(yong)于長(chang)輸管(guan)道(dao)、埋地管(guan)道(dao)、海水(shui)中(zhong)的管(guan)道(dao)等(deng)。為了減少(shao)電流輸入，延(yan)長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)命，一般和(he)涂(tu)料聯(lian)合應用(yong)，是一種(zhong)經濟簡便(bian)、行之有(you)效的防腐蝕方(fang)法。
管道(dao)的(de)強制電流(liu)陰(yin)極(ji)保(bao)護系統見圖16.104。
各種(zhong)陰極(ji)保護的優(you)缺點見(jian)表(biao)16.163。
5. 陽極保(bao)護
以管(guan)(guan)道(dao)作為陽(yang)極(ji)(ji)(ji)，從外部通(tong)入電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，一般將加(jia)速(su)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)隨(sui)陽(yang)極(ji)(ji)(ji)極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)而增大。但是對可以鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)金(jin)屬則會出現(xian)另一情況，當電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)隨(sui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)上升(sheng)(sheng)，達到致鈍(dun)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)后(hou)，腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)急速(su)下(xia)降(jiang)，以后(hou)隨(sui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上升(sheng)(sheng)，電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)不變，直到過鈍(dun)區為止。利用這個原理Edleanu 首先提出陽(yang)極(ji)(ji)(ji)保護(hu)的(de)概念，以需(xu)要保護(hu)的(de)設備(bei)為陽(yang)極(ji)(ji)(ji)，導(dao)入電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)，使電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)保持(chi)在鈍(dun)化(hua)(hua)區的(de)中段（以免波(bo)動(dong)時(shi)進入活化(hua)(hua)區），腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率可保持(chi)很低值，通(tong)入的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)就表示設備(bei)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度。這種方法需(xu)要一臺恒電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)儀，用以控制設備(bei)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)。因為它只適(shi)用于接觸鈍(dun)化(hua)(hua)溶液的(de)可鈍(dun)化(hua)(hua)金(jin)屬，所以用途(tu)受限制。工(gong)業(ye)上已用于處理硫酸、磷酸、碳酸氫銨生產液、硝銨混肥等的(de)不銹鋼或碳鋼制的(de)各(ge)種管(guan)(guan)道(dao)設備(bei)。
6. 合金化
在(zai)基體金(jin)(jin)屬中加入(ru)(ru)能(neng)促進鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)合(he)金(jin)(jin)成(cheng)分(fen)，當加入(ru)(ru)量達(da)到一定比(bi)例后，便得(de)(de)到耐(nai)蝕性(xing)優(you)良的(de)材(cai)(cai)料(liao)。如鐵(tie)(tie)中加入(ru)(ru)鉻(ge)，當含鉻(ge)量達(da)12％以(yi)上時(shi)，就成(cheng)為不銹(xiu)鋼(gang)，在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)環境中由于(yu)表面(mian)生成(cheng)鈍(dun)化(hua)(hua)膜，有(you)很高(gao)的(de)耐(nai)蝕性(xing)。鉻(ge)鋼(gang)中加入(ru)(ru)鎳(nie)(nie)，可(ke)擴(kuo)大(da)鈍(dun)化(hua)(hua)范圍，還可(ke)提(ti)高(gao)力學性(xing)能(neng)。鎳(nie)(nie)銅合(he)金(jin)(jin)中的(de)鎳(nie)(nie)大(da)于(yu)30％～40％時(shi)，可(ke)得(de)(de)到含鎳(nie)(nie)10％～30％的(de)銅鎳(nie)(nie)合(he)金(jin)(jin)和(he)蒙(meng)乃爾合(he)金(jin)(jin)，它們比(bi)純(chun)銅和(he)純(chun)鎳(nie)(nie)的(de)耐(nai)蝕性(xing)在(zai)一些環境中都更(geng)優(you)越些。鎳(nie)(nie)合(he)金(jin)(jin)是(shi)有(you)名(ming)的(de)耐(nai)蝕材(cai)(cai)料(liao)，如鎳(nie)(nie)鑄鐵(tie)(tie)有(you)優(you)良的(de)耐(nai)堿性(xing)，鎳(nie)(nie)鉬(mu)合(he)金(jin)(jin)是(shi)少(shao)數能(neng)耐(nai)高(gao)溫(wen)非氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)（如鹽(yan)(yan)酸(suan)）的(de)合(he)金(jin)(jin)。鎳(nie)(nie)鉬(mu)鉻(ge)鐵(tie)(tie)合(he)金(jin)(jin)能(neng)耐(nai)高(gao)溫(wen)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)、次(ci)氯酸(suan)鹽(yan)(yan)、海水(shui)等，比(bi)一般不銹(xiu)鋼(gang)更(geng)好。
7. 表面(mian)處理
金屬在(zai)接觸使用(yong)環(huan)(huan)(huan)境(jing)之前先用(yong)鈍(dun)化(hua)劑(ji)或(huo)成膜劑(ji)（鉻酸(suan)(suan)鹽、磷酸(suan)(suan)鹽、硝酸(suan)(suan)鹽和(he)亞硝酸(suan)(suan)鹽混合液等）處理(li)，表(biao)面(mian)生(sheng)(sheng)成穩定密實的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜，耐蝕(shi)性大大增(zeng)加。它(ta)與緩(huan)蝕(shi)劑(ji)防護(hu)法的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)之處，在(zai)于它(ta)在(zai)以(yi)后的(de)(de)(de)使用(yong)環(huan)(huan)(huan)境(jing)中（如大氣、水）不(bu)需要再(zai)加入緩(huan)蝕(shi)劑(ji)，鋁經過陽極(ji)處理(li)，表(biao)面(mian)可以(yi)生(sheng)(sheng)成比在(zai)大氣中生(sheng)(sheng)成的(de)(de)(de)更為(wei)(wei)密實的(de)(de)(de)膜。這類膜在(zai)溫和(he)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)環(huan)(huan)(huan)境(jing)（如大氣和(he)水）中有(you)優良的(de)(de)(de)耐蝕(shi)能力(li)。鋼鐵部(bu)件(jian)表(biao)面(mian)發(fa)藍也是一個廣為(wei)(wei)應用(yong)的(de)(de)(de)例子(zi)。
8. 金屬鍍層(ceng)和包覆層(ceng)
在鋼鐵表層(ceng)(ceng)上(shang)可用一(yi)薄(bo)層(ceng)(ceng)更(geng)(geng)耐蝕的金屬(shu)（如(ru)(ru)鉻(ge)、鎳(nie)、鉛(qian)等(deng)(deng)(deng)）保護(hu)。常用的方法是電鍍(du)(du)，一(yi)般鍍(du)(du)2～3層(ceng)(ceng)，只有幾十微米厚，因(yin)而不可避免地存在微孔(kong)，溶(rong)液可滲人微孔(kong)，將(jiang)構成(cheng)鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)-底層(ceng)(ceng)腐蝕電池。鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)如(ru)(ru)為貴(gui)金屬(shu)（金、銀等(deng)(deng)(deng)）或易(yi)鈍(dun)化金屬(shu)（鉻(ge)、鈦(tai)）以及(ji)鎳(nie)、鉛(qian)等(deng)(deng)(deng)時，由(you)于(yu)電位比鐵高(gao)，將(jiang)成(cheng)為陰極，會加速底層(ceng)(ceng)鐵腐蝕。因(yin)此這類鍍(du)(du)層(ceng)(ceng)不適于(yu)強腐蝕環境(jing)（如(ru)(ru)酸），但可用于(yu)大氣(qi)、水(shui)等(deng)(deng)(deng)環境(jing)。除了電鍍(du)(du)外，還常用熱浸鍍(du)(du)（熔融(rong)浸鍍(du)(du)）、火焰噴鍍(du)(du)、蒸氣(qi)鍍(du)(du)和整(zheng)體(ti)金屬(shu)薄(bo)板包鍍(du)(du)。后者因(yin)無微孔(kong)，耐蝕性(xing)強，壽命也更(geng)(geng)長，但價格高(gao)些。
9. 涂漆
用有機涂料保(bao)護大氣中(zhong)的(de)(de)金(jin)屬結構，是(shi)最廣泛使用的(de)(de)防腐手段(duan)。各類油漆(qi)、清漆(qi)等都屬這一(yi)類，主要是(shi)由(you)合(he)成(cheng)樹脂、植(zhi)物(wu)油、橡膠漿液、溶劑(ji)、助干劑(ji)、顏料、填料等配制而成(cheng)。品種(zhong)極多(duo)(duo)，過去以(yi)植(zhi)物(wu)油為(wei)主的(de)(de)油漆(qi)現在多(duo)(duo)為(wei)合(he)成(cheng)樹脂漆(qi)所替代。
10. 襯里(li)
一(yi)般(ban)為(wei)整片(pian)材料(liao)(liao)，適(shi)用于和強腐蝕介質接觸的(de)管道(dao)內部，如鹽酸(suan)、稀硫(liu)酸(suan)的(de)儲(chu)槽(cao)用橡膠(jiao)或(huo)塑料(liao)(liao)襯里(li)(li)、儲(chu)放硝(xiao)酸(suan)的(de)儲(chu)槽(cao)用不銹鋼薄板襯里(li)(li)等。耐(nai)酸(suan)磚（硅磚）也(ye)廣泛用于襯里(li)(li)，它耐(nai)強酸(suan)；耐(nai)火磚襯里(li)(li)則可起隔(ge)熱(re)作用。搪(tang)瓷實(shi)際上是一(yi)種(zhong)玻璃(li)襯里(li)(li)，工業上稱為(wei)搪(tang)瓷玻璃(li)，它的(de)耐(nai)酸(suan)性(xing)強，廣泛用于食品、醫藥等工業。
11. 調(diao)整管道布置減(jian)少腐蝕
在(zai)設計(ji)(ji)時(shi)，為(wei)避免(mian)不(bu)合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)流動狀態對管道(dao)(dao)(dao)造(zao)成(cheng)磨損腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，通(tong)(tong)常要(yao)求(qiu)流動狀態均勻，為(wei)避免(mian)流體(ti)(ti)通(tong)(tong)路斷面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)急劇(ju)變化、不(bu)連續(xu)變化以(yi)(yi)及(ji)流動方(fang)(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)急劇(ju)變化，應盡(jin)量(liang)抑制流速(su)差和壓力降(jiang)，以(yi)(yi)免(mian)引(yin)起(qi)(qi)湍流和渦流。管道(dao)(dao)(dao)在(zai)轉(zhuan)彎及(ji)三通(tong)(tong)處以(yi)(yi)及(ji)孔(kong)板流量(liang)計(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)安放位(wei)置(zhi)處都應進行合(he)理設計(ji)(ji)，盡(jin)量(liang)減(jian)少流體(ti)(ti)中固體(ti)(ti)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)夾帶(dai)。圖16.105（c）左圖是(shi)鋼支柱未(wei)保溫(wen)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)冷凝液(ye)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。對策是(shi)將(jiang)鋼支架一起(qi)(qi)保溫(wen)，避免(mian)形成(cheng)冷凝液(ye)，見(jian)圖16.105（c）右圖。圖16.105（d）中螺栓不(bu)要(yao)設置(zhi)在(zai)垂(chui)直(zhi)方(fang)(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)最下方(fang)(fang)，以(yi)(yi)避免(mian)凝結水腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)螺栓。管道(dao)(dao)(dao)設計(ji)(ji)時(shi)，對于用在(zai)電(dian)(dian)解質(zhi)溶液(ye)中的(de)(de)(de)(de)(de)管道(dao)(dao)(dao)，應盡(jin)可能避免(mian)異種金屬(shu)（電(dian)(dian)位(wei)差超過(guo)50mV），管道(dao)(dao)(dao)直(zhi)接組焊(han)(han)，否則(ze)會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)(dian)偶(ou)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)，即在(zai)電(dian)(dian)位(wei)較負的(de)(de)(de)(de)(de)金屬(shu)側發生宏觀電(dian)(dian)池腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。如(ru)必須采用不(bu)同金屬(shu)管道(dao)(dao)(dao)組合(he)時(shi)，則(ze)在(zai)設計(ji)(ji)中要(yao)采取絕緣措施，見(jian)圖16.106（a）。管道(dao)(dao)(dao)單(dan)面(mian)焊(han)(han)接時(shi)焊(han)(han)縫必須滿焊(han)(han)和焊(han)(han)透(tou)，未(wei)焊(han)(han)透(tou)不(bu)但影響強度，也因在(zai)管道(dao)(dao)(dao)內壁造(zao)成(cheng)縫隙見(jian)圖16.106（b），而引(yin)起(qi)(qi)縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。管法蘭對接時(shi)，墊片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)內徑(jing)要(yao)盡(jin)量(liang)和管道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)內徑(jing)相(xiang)一致(zhi)，見(jian)圖16.106（c）。墊片(pian)材料也會(hui)對縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)造(zao)成(cheng)影響，一些纖(xian)維類的(de)(de)(de)(de)(de)材料，由于能滲入電(dian)(dian)解質(zhi)溶液(ye)而引(yin)起(qi)(qi)縫隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
工程應用：避免配管設計死端腐蝕
筆者(zhe)在(zai)某(mou)中東國(guo)家參(can)與負責設(she)計(ji)某(mou)裝置項目，在(zai)管道布置設(she)計(ji)時(shi)，出現(xian)了(le)如圖16.107所(suo)示的(de)(de)A段(duan)死端(duan)（有的(de)(de)資料上(shang)稱(cheng)為：Dead Leg），按照這個(ge)國(guo)家的(de)(de)配管設(she)計(ji)規范要求，通常A段(duan)的(de)(de)死端(duan)不超(chao)過1m，如果超(chao)過了(le)1m，流體在(zai)A段(duan)會產生(sheng)腐蝕環(huan)境(jing)。
