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(she)計

  材料的品(pin)種很多，不同材料在不同環境(jing)(jing)中有(you)不同的腐蝕(shi)(shi)速度，有(you)些腐蝕(shi)(shi)率很高(gao)，根本不能(neng)(neng)應用(yong)。選(xuan)材者對某一特定環境(jing)(jing)選(xuan)擇腐蝕(shi)(shi)率低、價格較合(he)適(shi)、物理力學(xue)性能(neng)(neng)等又適(shi)合(he)設計要求的材料，是常用(yong)的、簡便而(er)行之有(you)效(xiao)的控(kong)制腐蝕(shi)(shi)的方法。

  ①. 對于全面腐(fu)蝕(shi)的(de)腐(fu)蝕(shi)裕度的(de)確定

     如果所選取的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)在管(guan)(guan)道使用的(de)(de)(de)介(jie)質中只產生全面腐蝕，那么在設計(ji)(ji)時一般把腐蝕與強度(du)問題分(fen)開(kai)處(chu)理，即首先是進行(xing)材(cai)料(liao)(liao)力(li)學的(de)(de)(de)強度(du)設計(ji)(ji)，計(ji)(ji)算出管(guan)(guan)道壁(bi)厚(hou)(hou)，然后(hou)再按(an)照(zhao)資料(liao)(liao)提供的(de)(de)(de)年均腐蝕速率（也可(ke)來自腐蝕試驗的(de)(de)(de)結果或經驗），乘(cheng)以預期的(de)(de)(de)工作年限，得到一個附加的(de)(de)(de)壁(bi)厚(hou)(hou)，即“腐蝕裕度(du)”，加到原有的(de)(de)(de)壁(bi)厚(hou)(hou)上去。

  ②. 對應力腐蝕破(po)裂(lie)的(de)考慮

     設(she)計時，應(ying)(ying)盡量避免使用會(hui)產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕破裂的金屬(shu)。但在實際(ji)生(sheng)產(chan)中難以避免，因此應(ying)(ying)設(she)法消除(chu)殘(can)余(yu)(yu)應(ying)(ying)力，以防(fang)止應(ying)(ying)力腐(fu)蝕破裂的發生(sheng)。殘(can)余(yu)(yu)應(ying)(ying)力主要來(lai)自冷加(jia)工(gong)(gong)和焊接。因此，對(dui)在應(ying)(ying)力腐(fu)蝕破裂敏感(gan)介質中應(ying)(ying)用的金屬(shu)材(cai)料，可用熱(re)加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)形(xing)代(dai)替冷加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)形(xing)、采取(qu)熱(re)處(chu)理等方法來(lai)消除(chu)焊接殘(can)余(yu)(yu)應(ying)(ying)力。

2. 調(diao)整(zheng)腐蝕(shi)環境(jing)

   如果(guo)能(neng)消(xiao)除環(huan)境中(zhong)引起腐(fu)蝕(shi)的(de)各種(zhong)因素，腐(fu)蝕(shi)就會中(zhong)止或(huo)減緩(huan)，但(dan)是(shi)多數(shu)環(huan)境是(shi)無(wu)法控制(zhi)的(de)，如大(da)氣(qi)和(he)土壤中(zhong)的(de)水分、海(hai)水中(zhong)的(de)氧(yang)等都不可能(neng)除去(qu)，化工生產(chan)流程也(ye)不可能(neng)任意變動，但(dan)是(shi)有些局(ju)部環(huan)境可以(yi)調整，例如鍋(guo)爐(lu)進水先去(qu)氧(yang)（加入脫氧(yang)劑(ji)亞硫酸鈉和(he)胼等），可保(bao)護鍋(guo)爐(lu)管免受(shou)腐(fu)蝕(shi)。

3. 加入緩蝕(shi)劑

   在(zai)腐(fu)(fu)蝕性介質中(zhong)，加入少量的(de)一種(zhong)或(huo)(huo)幾種(zhong)物(wu)質，能使金(jin)屬的(de)腐(fu)(fu)蝕速度大(da)大(da)降低，這(zhe)種(zhong)物(wu)質或(huo)(huo)復合物(wu)質就稱為緩蝕劑。這(zhe)種(zhong)保(bao)護金(jin)屬的(de)方法通(tong)稱為緩蝕劑保(bao)護技術。

   對(dui)于金(jin)屬(shu)(shu)管道來說，緩蝕(shi)(shi)劑保(bao)護(hu)技術屬(shu)(shu)工(gong)藝(yi)(yi)性防腐方法，緩蝕(shi)(shi)利(li)的(de)(de)(de)添加是(shi)通過工(gong)藝(yi)(yi)操作來實現的(de)(de)(de)。緩蝕(shi)(shi)劑的(de)(de)(de)防腐機理一般認為是(shi)在金(jin)屬(shu)(shu)表面上生成了連續的(de)(de)(de)起(qi)隔(ge)離(li)作用的(de)(de)(de)吸附層保(bao)護(hu)膜，從而(er)降低(di)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)速度。工(gong)業(ye)上采用緩蝕(shi)(shi)劑保(bao)護(hu)金(jin)屬(shu)(shu)管道的(de)(de)(de)事(shi)例有(you)：石油和天然氣(qi)（特別是(shi)高含硫(liu)的(de)(de)(de)）的(de)(de)(de)采、集輸(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(lie)解裝置的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)水(shui)(shui)系統(tong)(tong)；合成氨苯菲爾法脫碳系統(tong)(tong)；工(gong)業(ye)冷卻水(shui)(shui)系統(tong)(tong)等。

   通常緩(huan)蝕(shi)劑有多(duo)種分(fen)類方法，按緩(huan)蝕(shi)劑的化學組(zu)成分(fen)類可分(fen)為無(wu)機(ji)緩(huan)蝕(shi)劑和(he)有機(ji)緩(huan)蝕(shi)劑，如圖16.103所示。

4. 陰極(ji)保(bao)護

   腐蝕電池中的(de)(de)陰(yin)極(ji)是(shi)接受電子產生(sheng)(sheng)還原反應的(de)(de)電極(ji)，只(zhi)有(you)陽極(ji)才(cai)發(fa)生(sheng)(sheng)腐蝕。利(li)用(yong)這(zhe)個(ge)原理(li)，可以(yi)從外部導入(ru)陰(yin)極(ji)電流至需要保(bao)護的(de)(de)設備上，使(shi)管道(dao)全部表面都成為陰(yin)極(ji)。陰(yin)極(ji)保(bao)護廣泛用(yong)于長輸管道(dao)、埋地管道(dao)、海水中的(de)(de)管道(dao)等。為了減少電流輸入(ru)，延長使(shi)用(yong)壽命，一般和涂料聯合(he)應用(yong)，是(shi)一種經濟簡便、行(xing)之(zhi)有(you)效的(de)(de)防腐蝕方法。

   管道的強制電流陰(yin)極保護系統見圖16.104。

   各種(zhong)陰極保護的優缺(que)點見表(biao)16.163。

5. 陽(yang)極保護

   以管(guan)道作為陽極，從外(wai)部通入電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，一(yi)(yi)(yi)般將加速腐(fu)蝕(shi)，腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)隨陽極極化而增大。但是對可(ke)(ke)以鈍化的(de)金屬(shu)則會出(chu)現另一(yi)(yi)(yi)情況，當電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)隨電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)上升，達(da)到致鈍電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)后，腐(fu)蝕(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)急速下降(jiang)，以后隨電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)上升，電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)不(bu)變，直到過鈍區為止。利用(yong)這個原理Edleanu 首先(xian)提出(chu)陽極保(bao)(bao)護的(de)概(gai)念，以需(xu)(xu)要保(bao)(bao)護的(de)設(she)備為陽極，導入電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)，使電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)保(bao)(bao)持在鈍化區的(de)中段（以免波動(dong)時進入活化區），腐(fu)蝕(shi)率可(ke)(ke)保(bao)(bao)持很低值，通入的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)就表示設(she)備的(de)腐(fu)蝕(shi)速度(du)。這種(zhong)方法需(xu)(xu)要一(yi)(yi)(yi)臺恒電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)儀，用(yong)以控制(zhi)設(she)備的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)。因為它只適用(yong)于接觸鈍化溶液(ye)的(de)可(ke)(ke)鈍化金屬(shu)，所以用(yong)途受限制(zhi)。工業上已(yi)用(yong)于處理硫酸、磷(lin)酸、碳(tan)酸氫銨生產液(ye)、硝銨混(hun)肥等的(de)不(bu)銹(xiu)鋼或(huo)碳(tan)鋼制(zhi)的(de)各種(zhong)管(guan)道設(she)備。

6. 合金化

   在(zai)基體金(jin)屬中(zhong)(zhong)加入(ru)能促進鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)的(de)合(he)金(jin)成分(fen)，當加入(ru)量達到(dao)(dao)一定比(bi)例后，便得到(dao)(dao)耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)優(you)良的(de)材料。如鐵中(zhong)(zhong)加入(ru)鉻(ge)(ge)，當含鉻(ge)(ge)量達12％以上時，就成為不銹鋼，在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)環(huan)境中(zhong)(zhong)由于表面生成鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)膜，有(you)很高的(de)耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)。鉻(ge)(ge)鋼中(zhong)(zhong)加入(ru)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)，可擴大鈍(dun)(dun)化(hua)(hua)范圍，還可提高力(li)學性(xing)能。鎳(nie)(nie)(nie)(nie)銅(tong)合(he)金(jin)中(zhong)(zhong)的(de)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)大于30％～40％時，可得到(dao)(dao)含鎳(nie)(nie)(nie)(nie)10％～30％的(de)銅(tong)鎳(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)金(jin)和蒙乃爾合(he)金(jin)，它們比(bi)純銅(tong)和純鎳(nie)(nie)(nie)(nie)的(de)耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)在(zai)一些環(huan)境中(zhong)(zhong)都更優(you)越些。鎳(nie)(nie)(nie)(nie)合(he)金(jin)是(shi)有(you)名(ming)的(de)耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)材料，如鎳(nie)(nie)(nie)(nie)鑄鐵有(you)優(you)良的(de)耐(nai)(nai)(nai)堿(jian)性(xing)，鎳(nie)(nie)(nie)(nie)鉬(mu)合(he)金(jin)是(shi)少數(shu)能耐(nai)(nai)(nai)高溫非(fei)氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)（如鹽酸(suan)）的(de)合(he)金(jin)。鎳(nie)(nie)(nie)(nie)鉬(mu)鉻(ge)(ge)鐵合(he)金(jin)能耐(nai)(nai)(nai)高溫氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)、次氯酸(suan)鹽、海(hai)水等(deng)，比(bi)一般(ban)不銹鋼更好(hao)。

7. 表面處(chu)理

   金屬(shu)在(zai)接觸(chu)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)之前先用(yong)鈍化劑(ji)或成(cheng)膜劑(ji)（鉻酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽混(hun)合液等）處(chu)(chu)理，表(biao)面生成(cheng)穩定(ding)密實的(de)(de)(de)鈍化膜，耐(nai)蝕(shi)性大(da)大(da)增(zeng)加。它與緩(huan)蝕(shi)劑(ji)防(fang)護法的(de)(de)(de)不同之處(chu)(chu)，在(zai)于它在(zai)以后的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)中（如大(da)氣、水(shui)）不需要(yao)再加入緩(huan)蝕(shi)劑(ji)，鋁經過(guo)陽極處(chu)(chu)理，表(biao)面可以生成(cheng)比(bi)在(zai)大(da)氣中生成(cheng)的(de)(de)(de)更為密實的(de)(de)(de)膜。這類膜在(zai)溫和的(de)(de)(de)腐蝕(shi)環(huan)境(jing)（如大(da)氣和水(shui)）中有優良的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)能力。鋼鐵部件(jian)表(biao)面發藍(lan)也(ye)是(shi)一(yi)個廣為應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)例子(zi)。

8. 金屬鍍層和包覆層

   在(zai)鋼(gang)鐵(tie)表層(ceng)上可(ke)用一薄層(ceng)更(geng)(geng)耐蝕(shi)的(de)金(jin)(jin)屬(shu)（如(ru)鉻、鎳(nie)、鉛等）保護。常(chang)用的(de)方法是(shi)電鍍(du)(du)，一般鍍(du)(du)2～3層(ceng)，只有幾(ji)十(shi)微米(mi)厚，因(yin)而不可(ke)避(bi)免地(di)存在(zai)微孔，溶液可(ke)滲(shen)人微孔，將(jiang)構成(cheng)鍍(du)(du)層(ceng)-底層(ceng)腐(fu)蝕(shi)電池。鍍(du)(du)層(ceng)如(ru)為貴金(jin)(jin)屬(shu)（金(jin)(jin)、銀等）或(huo)易鈍化金(jin)(jin)屬(shu)（鉻、鈦）以(yi)及鎳(nie)、鉛等時，由于(yu)(yu)電位(wei)比鐵(tie)高，將(jiang)成(cheng)為陰極，會(hui)加(jia)速底層(ceng)鐵(tie)腐(fu)蝕(shi)。因(yin)此(ci)這類鍍(du)(du)層(ceng)不適于(yu)(yu)強腐(fu)蝕(shi)環(huan)境（如(ru)酸(suan)），但(dan)可(ke)用于(yu)(yu)大氣、水(shui)等環(huan)境。除了電鍍(du)(du)外(wai)，還常(chang)用熱(re)浸(jin)鍍(du)(du)（熔融浸(jin)鍍(du)(du)）、火焰(yan)噴鍍(du)(du)、蒸氣鍍(du)(du)和整體(ti)金(jin)(jin)屬(shu)薄板包鍍(du)(du)。后者因(yin)無微孔，耐蝕(shi)性強，壽命也更(geng)(geng)長，但(dan)價格高些。

9. 涂漆

   用(yong)有(you)機涂料保護大氣中的金屬(shu)結構，是最廣泛使用(yong)的防腐手(shou)段。各類油(you)(you)(you)漆、清漆等都屬(shu)這一類，主要(yao)是由合成樹脂、植(zhi)(zhi)物油(you)(you)(you)、橡膠漿液、溶劑、助干劑、顏料、填料等配制而成。品種極(ji)多(duo)，過(guo)去以植(zhi)(zhi)物油(you)(you)(you)為主的油(you)(you)(you)漆現在多(duo)為合成樹脂漆所替代。

10. 襯里(li)

   一般為(wei)整片(pian)材料，適(shi)用(yong)于(yu)和強(qiang)腐蝕介質(zhi)接觸的(de)管(guan)道內(nei)部，如鹽(yan)酸(suan)、稀硫酸(suan)的(de)儲槽用(yong)橡(xiang)膠(jiao)或塑料襯(chen)里(li)、儲放硝酸(suan)的(de)儲槽用(yong)不銹鋼薄板襯(chen)里(li)等。耐(nai)酸(suan)磚(zhuan)（硅(gui)磚(zhuan)）也(ye)廣泛用(yong)于(yu)襯(chen)里(li)，它(ta)耐(nai)強(qiang)酸(suan)；耐(nai)火磚(zhuan)襯(chen)里(li)則可起隔(ge)熱作用(yong)。搪瓷實際(ji)上(shang)是一種玻(bo)璃襯(chen)里(li)，工業上(shang)稱為(wei)搪瓷玻(bo)璃，它(ta)的(de)耐(nai)酸(suan)性強(qiang)，廣泛用(yong)于(yu)食品、醫藥等工業。

11. 調(diao)整(zheng)管道(dao)布置減少(shao)腐蝕

   在(zai)(zai)(zai)設(she)計(ji)時(shi)，為避免(mian)不(bu)(bu)(bu)合適的(de)(de)流(liu)(liu)動(dong)狀態(tai)對管(guan)道(dao)(dao)造(zao)(zao)成磨損(sun)腐(fu)蝕，通(tong)常要(yao)求(qiu)流(liu)(liu)動(dong)狀態(tai)均(jun)勻，為避免(mian)流(liu)(liu)體通(tong)路(lu)斷面的(de)(de)急劇(ju)(ju)變(bian)化、不(bu)(bu)(bu)連續(xu)變(bian)化以及流(liu)(liu)動(dong)方(fang)向的(de)(de)急劇(ju)(ju)變(bian)化，應(ying)盡量(liang)(liang)抑制(zhi)流(liu)(liu)速差和壓力(li)降，以免(mian)引起(qi)湍流(liu)(liu)和渦(wo)流(liu)(liu)。管(guan)道(dao)(dao)在(zai)(zai)(zai)轉(zhuan)彎及三通(tong)處以及孔板(ban)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計(ji)的(de)(de)安放位置處都應(ying)進行合理設(she)計(ji)，盡量(liang)(liang)減(jian)少流(liu)(liu)體中固體顆粒的(de)(de)夾(jia)帶(dai)。圖(tu)(tu)16.105（c）左圖(tu)(tu)是鋼支柱未(wei)保溫造(zao)(zao)成的(de)(de)冷凝液腐(fu)蝕。對策是將鋼支架一(yi)起(qi)保溫，避免(mian)形(xing)成冷凝液，見圖(tu)(tu)16.105（c）右圖(tu)(tu)。圖(tu)(tu)16.105（d）中螺栓不(bu)(bu)(bu)要(yao)設(she)置在(zai)(zai)(zai)垂直方(fang)向的(de)(de)最下方(fang)，以避免(mian)凝結(jie)水腐(fu)蝕螺栓。管(guan)道(dao)(dao)設(she)計(ji)時(shi)，對于用在(zai)(zai)(zai)電(dian)解(jie)質溶(rong)液中的(de)(de)管(guan)道(dao)(dao)，應(ying)盡可能(neng)避免(mian)異種金(jin)屬（電(dian)位差超過(guo)50mV），管(guan)道(dao)(dao)直接組焊(han)(han)，否則會(hui)造(zao)(zao)成電(dian)偶腐(fu)蝕，即在(zai)(zai)(zai)電(dian)位較負的(de)(de)金(jin)屬側發生宏觀電(dian)池腐(fu)蝕。如必(bi)須(xu)(xu)采用不(bu)(bu)(bu)同金(jin)屬管(guan)道(dao)(dao)組合時(shi)，則在(zai)(zai)(zai)設(she)計(ji)中要(yao)采取絕緣(yuan)措施(shi)，見圖(tu)(tu)16.106（a）。管(guan)道(dao)(dao)單面焊(han)(han)接時(shi)焊(han)(han)縫(feng)必(bi)須(xu)(xu)滿焊(han)(han)和焊(han)(han)透(tou)，未(wei)焊(han)(han)透(tou)不(bu)(bu)(bu)但(dan)影響強度，也因在(zai)(zai)(zai)管(guan)道(dao)(dao)內(nei)壁造(zao)(zao)成縫(feng)隙見圖(tu)(tu)16.106（b），而引起(qi)縫(feng)隙腐(fu)蝕。管(guan)法蘭對接時(shi)，墊片的(de)(de)內(nei)徑要(yao)盡量(liang)(liang)和管(guan)道(dao)(dao)的(de)(de)內(nei)徑相一(yi)致，見圖(tu)(tu)16.106（c）。墊片材料(liao)也會(hui)對縫(feng)隙腐(fu)蝕造(zao)(zao)成影響，一(yi)些纖維類的(de)(de)材料(liao)，由于能(neng)滲(shen)入電(dian)解(jie)質溶(rong)液而引起(qi)縫(feng)隙腐(fu)蝕。

工程應用(yong)：避免配(pei)管設計死(si)端腐蝕

   筆者(zhe)在(zai)某中東國家參與負(fu)責設(she)計(ji)(ji)(ji)某裝置項目，在(zai)管道布置設(she)計(ji)(ji)(ji)時(shi)，出現了(le)如圖(tu)16.107所(suo)示的(de)A段死端（有的(de)資料上稱為(wei)：Dead Leg），按照(zhao)這(zhe)個(ge)國家的(de)配管設(she)計(ji)(ji)(ji)規(gui)范要求(qiu)，通常(chang)A段的(de)死端不(bu)超過(guo)1m，如果超過(guo)了(le)1m，流體在(zai)A段會產生(sheng)腐(fu)蝕環境。