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)確選材和設計
材料的品種很(hen)多，不(bu)同(tong)(tong)材料在(zai)不(bu)同(tong)(tong)環(huan)境(jing)中(zhong)有不(bu)同(tong)(tong)的腐蝕速度，有些腐蝕率很(hen)高(gao)，根本不(bu)能應用。選材者對某一特定(ding)環(huan)境(jing)選擇腐蝕率低、價格較合(he)適、物理(li)力(li)學(xue)性能等又適合(he)設計要(yao)求的材料，是(shi)常用的、簡便而行之有效(xiao)的控制腐蝕的方法(fa)。
①. 對于全(quan)面腐(fu)蝕的腐(fu)蝕裕度的確定(ding)
如果所選取的(de)材料在管道使用的(de)介(jie)質(zhi)中(zhong)只產(chan)生全面腐蝕(shi)，那么(me)在設(she)(she)計(ji)時一般把腐蝕(shi)與強度問題(ti)分開處(chu)理，即首先是(shi)進(jin)行材料力學(xue)的(de)強度設(she)(she)計(ji)，計(ji)算出管道壁(bi)厚(hou)，然后再(zai)按照資料提供(gong)的(de)年均(jun)腐蝕(shi)速率（也(ye)可(ke)來(lai)自腐蝕(shi)試驗(yan)的(de)結果或(huo)經驗(yan)），乘以預期(qi)的(de)工作年限，得到一個(ge)附加的(de)壁(bi)厚(hou)，即“腐蝕(shi)裕度”，加到原有的(de)壁(bi)厚(hou)上去。
②. 對(dui)應(ying)力腐蝕破裂的考慮
設計時(shi)，應(ying)盡量避免使用(yong)會產(chan)生(sheng)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂的金屬(shu)。但(dan)在(zai)實際生(sheng)產(chan)中(zhong)難(nan)以避免，因(yin)此應(ying)設法消除(chu)殘余應(ying)力(li)，以防止應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂的發生(sheng)。殘余應(ying)力(li)主要來自冷加工(gong)和(he)焊接(jie)。因(yin)此，對(dui)在(zai)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂敏(min)感介質中(zhong)應(ying)用(yong)的金屬(shu)材料，可用(yong)熱加工(gong)成形代替(ti)冷加工(gong)成形、采取熱處(chu)理等方法來消除(chu)焊接(jie)殘余應(ying)力(li)。
2. 調整腐蝕環境
如果能消(xiao)除(chu)環境中(zhong)引(yin)起(qi)腐(fu)蝕(shi)的(de)各(ge)種因素，腐(fu)蝕(shi)就(jiu)會中(zhong)止(zhi)或減緩(huan)，但(dan)是多(duo)數環境是無法控制的(de)，如大氣和(he)土壤中(zhong)的(de)水分、海水中(zhong)的(de)氧等都(dou)不可(ke)能除(chu)去(qu)(qu)，化工生產流程(cheng)也不可(ke)能任意變動(dong)，但(dan)是有些局部環境可(ke)以調整，例如鍋爐進水先去(qu)(qu)氧（加入脫氧劑(ji)亞硫酸鈉和(he)胼等），可(ke)保護鍋爐管免受腐(fu)蝕(shi)。
3. 加入(ru)緩蝕劑(ji)
在腐蝕(shi)(shi)性介質中，加入少量(liang)的(de)一(yi)種或(huo)幾種物(wu)質，能(neng)使金(jin)屬的(de)腐蝕(shi)(shi)速(su)度大(da)大(da)降(jiang)低，這種物(wu)質或(huo)復合物(wu)質就稱為(wei)緩蝕(shi)(shi)劑。這種保護(hu)(hu)金(jin)屬的(de)方法通(tong)稱為(wei)緩蝕(shi)(shi)劑保護(hu)(hu)技術。
對于金(jin)屬管道來說，緩蝕(shi)劑保(bao)護技(ji)術屬工藝性防(fang)(fang)腐方法(fa)，緩蝕(shi)利的(de)(de)添(tian)加是(shi)通過工藝操作來實現(xian)的(de)(de)。緩蝕(shi)劑的(de)(de)防(fang)(fang)腐機理一般認(ren)為是(shi)在金(jin)屬表面(mian)上(shang)生成(cheng)了連續(xu)的(de)(de)起隔離作用的(de)(de)吸(xi)附層保(bao)護膜(mo)，從而降(jiang)低金(jin)屬的(de)(de)腐蝕(shi)速度。工業上(shang)采用緩蝕(shi)劑保(bao)護金(jin)屬管道的(de)(de)事(shi)例有：石油和天然氣（特(te)別(bie)是(shi)高含硫(liu)的(de)(de)）的(de)(de)采、集(ji)輸系(xi)(xi)(xi)統；煉油裝(zhuang)置的(de)(de)常減壓(ya)系(xi)(xi)(xi)統；乙烯裂解裝(zhuang)置的(de)(de)工藝水(shui)系(xi)(xi)(xi)統；合成(cheng)氨苯菲爾(er)法(fa)脫碳系(xi)(xi)(xi)統；工業冷卻水(shui)系(xi)(xi)(xi)統等。
通常緩(huan)(huan)蝕劑有多種(zhong)分類方法，按緩(huan)(huan)蝕劑的(de)化(hua)學組成分類可分為無機緩(huan)(huan)蝕劑和有機緩(huan)(huan)蝕劑，如圖16.103所示。
4. 陰(yin)極保護
腐蝕電(dian)(dian)池中(zhong)的(de)陰極(ji)是接受電(dian)(dian)子產生(sheng)還原(yuan)反應(ying)(ying)的(de)電(dian)(dian)極(ji)，只有(you)(you)陽(yang)極(ji)才發生(sheng)腐蝕。利用(yong)這個原(yuan)理，可以從外部導入陰極(ji)電(dian)(dian)流至需要保護的(de)設備上，使管(guan)道(dao)全部表面(mian)都成為陰極(ji)。陰極(ji)保護廣泛用(yong)于(yu)長(chang)輸管(guan)道(dao)、埋地管(guan)道(dao)、海水(shui)中(zhong)的(de)管(guan)道(dao)等。為了減少電(dian)(dian)流輸入，延長(chang)使用(yong)壽命(ming)，一(yi)般和涂料聯合(he)應(ying)(ying)用(yong)，是一(yi)種經(jing)濟(ji)簡便、行之(zhi)有(you)(you)效(xiao)的(de)防(fang)腐蝕方法。
管道的強制電流陰(yin)極保護系(xi)統見圖(tu)16.104。
各種陰極保護的優缺點見表16.163。
5. 陽極保護
以(yi)(yi)管道作為(wei)陽(yang)(yang)極(ji)，從外部(bu)通入(ru)電(dian)(dian)流，一般將加速(su)腐(fu)(fu)蝕，腐(fu)(fu)蝕電(dian)(dian)流隨(sui)陽(yang)(yang)極(ji)極(ji)化(hua)而增(zeng)大。但是對可(ke)以(yi)(yi)鈍化(hua)的(de)(de)金(jin)屬則會出現另一情況，當電(dian)(dian)位(wei)隨(sui)電(dian)(dian)流上(shang)升，達到致鈍電(dian)(dian)位(wei)后，腐(fu)(fu)蝕電(dian)(dian)流急速(su)下降，以(yi)(yi)后隨(sui)電(dian)(dian)位(wei)上(shang)升，電(dian)(dian)流不變，直到過鈍區(qu)為(wei)止。利用(yong)這(zhe)個原理(li)Edleanu 首先提出陽(yang)(yang)極(ji)保護的(de)(de)概念，以(yi)(yi)需要(yao)保護的(de)(de)設備(bei)為(wei)陽(yang)(yang)極(ji)，導(dao)入(ru)電(dian)(dian)流，使電(dian)(dian)位(wei)保持(chi)在(zai)鈍化(hua)區(qu)的(de)(de)中段（以(yi)(yi)免波動時(shi)進(jin)入(ru)活化(hua)區(qu)），腐(fu)(fu)蝕率可(ke)保持(chi)很低(di)值，通入(ru)的(de)(de)電(dian)(dian)流就表示(shi)設備(bei)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速(su)度。這(zhe)種(zhong)方法需要(yao)一臺恒電(dian)(dian)位(wei)儀，用(yong)以(yi)(yi)控制設備(bei)的(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)。因(yin)為(wei)它只適用(yong)于(yu)接觸鈍化(hua)溶液的(de)(de)可(ke)鈍化(hua)金(jin)屬，所以(yi)(yi)用(yong)途受限制。工(gong)業上(shang)已用(yong)于(yu)處理(li)硫酸(suan)、磷(lin)酸(suan)、碳酸(suan)氫銨(an)生產液、硝銨(an)混肥等的(de)(de)不銹鋼(gang)或(huo)碳鋼(gang)制的(de)(de)各(ge)種(zhong)管道設備(bei)。
6. 合金化
在基體金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入(ru)(ru)能(neng)促進鈍化(hua)(hua)(hua)的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)(cheng)分，當加(jia)入(ru)(ru)量達(da)到(dao)(dao)一定比例后，便得(de)(de)到(dao)(dao)耐(nai)(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)優良(liang)的(de)材料(liao)。如鐵中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入(ru)(ru)鉻(ge)，當含鉻(ge)量達(da)12％以(yi)上時(shi)，就成(cheng)(cheng)為(wei)不(bu)銹鋼，在氧化(hua)(hua)(hua)環(huan)境中(zhong)(zhong)(zhong)由(you)于表面生成(cheng)(cheng)鈍化(hua)(hua)(hua)膜，有(you)(you)(you)很高(gao)的(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。鉻(ge)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)入(ru)(ru)鎳(nie)(nie)，可擴(kuo)大鈍化(hua)(hua)(hua)范(fan)圍(wei)，還可提高(gao)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)。鎳(nie)(nie)銅合(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)鎳(nie)(nie)大于30％～40％時(shi)，可得(de)(de)到(dao)(dao)含鎳(nie)(nie)10％～30％的(de)銅鎳(nie)(nie)合(he)(he)金(jin)(jin)和(he)蒙乃(nai)爾合(he)(he)金(jin)(jin)，它們比純銅和(he)純鎳(nie)(nie)的(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)在一些(xie)環(huan)境中(zhong)(zhong)(zhong)都更優越些(xie)。鎳(nie)(nie)合(he)(he)金(jin)(jin)是有(you)(you)(you)名的(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)蝕(shi)材料(liao)，如鎳(nie)(nie)鑄鐵有(you)(you)(you)優良(liang)的(de)耐(nai)(nai)(nai)(nai)堿性(xing)(xing)(xing)，鎳(nie)(nie)鉬合(he)(he)金(jin)(jin)是少數能(neng)耐(nai)(nai)(nai)(nai)高(gao)溫(wen)非(fei)氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)酸（如鹽酸）的(de)合(he)(he)金(jin)(jin)。鎳(nie)(nie)鉬鉻(ge)鐵合(he)(he)金(jin)(jin)能(neng)耐(nai)(nai)(nai)(nai)高(gao)溫(wen)氧化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)(xing)酸、次氯(lv)酸鹽、海水(shui)等，比一般不(bu)銹鋼更好。
7. 表(biao)面處理
金屬(shu)在(zai)接觸(chu)使用環(huan)境之前先用鈍(dun)化劑(ji)或成膜(mo)劑(ji)（鉻(ge)酸(suan)鹽(yan)、磷酸(suan)鹽(yan)、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)和亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)混合液等）處(chu)理，表面(mian)生(sheng)成穩(wen)定(ding)密實的(de)(de)鈍(dun)化膜(mo)，耐蝕(shi)(shi)性大(da)大(da)增(zeng)加(jia)。它與緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)防護法的(de)(de)不(bu)同之處(chu)，在(zai)于它在(zai)以(yi)(yi)后的(de)(de)使用環(huan)境中(zhong)（如(ru)大(da)氣、水）不(bu)需要再加(jia)入緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)，鋁經過陽極處(chu)理，表面(mian)可以(yi)(yi)生(sheng)成比在(zai)大(da)氣中(zhong)生(sheng)成的(de)(de)更為密實的(de)(de)膜(mo)。這類膜(mo)在(zai)溫(wen)和的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)環(huan)境（如(ru)大(da)氣和水）中(zhong)有優良的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)能力。鋼(gang)鐵部(bu)件表面(mian)發藍也(ye)是一(yi)個廣為應用的(de)(de)例子(zi)。
8. 金(jin)屬鍍層和包覆層
在(zai)鋼鐵表層(ceng)(ceng)(ceng)上可用(yong)(yong)(yong)一薄(bo)層(ceng)(ceng)(ceng)更(geng)耐(nai)蝕的金(jin)(jin)(jin)屬(shu)（如鉻(ge)、鎳(nie)(nie)、鉛等(deng)）保護(hu)。常用(yong)(yong)(yong)的方法(fa)是(shi)電鍍(du)(du)(du)，一般鍍(du)(du)(du)2～3層(ceng)(ceng)(ceng)，只有幾十微(wei)米厚，因(yin)而不可避免地存在(zai)微(wei)孔(kong)，溶液可滲(shen)人微(wei)孔(kong)，將構(gou)成(cheng)鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)-底層(ceng)(ceng)(ceng)腐蝕電池。鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)如為(wei)貴金(jin)(jin)(jin)屬(shu)（金(jin)(jin)(jin)、銀等(deng)）或易(yi)鈍化金(jin)(jin)(jin)屬(shu)（鉻(ge)、鈦）以及鎳(nie)(nie)、鉛等(deng)時，由于(yu)電位比鐵高(gao)，將成(cheng)為(wei)陰(yin)極，會加速底層(ceng)(ceng)(ceng)鐵腐蝕。因(yin)此這類鍍(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)不適于(yu)強腐蝕環(huan)境(jing)（如酸），但可用(yong)(yong)(yong)于(yu)大(da)氣(qi)、水等(deng)環(huan)境(jing)。除了電鍍(du)(du)(du)外，還常用(yong)(yong)(yong)熱浸鍍(du)(du)(du)（熔融浸鍍(du)(du)(du)）、火(huo)焰噴(pen)鍍(du)(du)(du)、蒸氣(qi)鍍(du)(du)(du)和整體金(jin)(jin)(jin)屬(shu)薄(bo)板包鍍(du)(du)(du)。后者(zhe)因(yin)無微(wei)孔(kong)，耐(nai)蝕性強，壽命也更(geng)長，但價格高(gao)些。
9. 涂漆
用有機涂料(liao)保護大氣中的金屬結構，是(shi)(shi)最(zui)廣(guang)泛使(shi)用的防腐(fu)手段。各類油(you)漆(qi)、清漆(qi)等都屬這一(yi)類，主要是(shi)(shi)由合成樹脂(zhi)、植(zhi)物油(you)、橡膠漿液、溶劑、助干劑、顏料(liao)、填料(liao)等配制而成。品種極多(duo)(duo)，過(guo)去以植(zhi)物油(you)為主的油(you)漆(qi)現在(zai)多(duo)(duo)為合成樹脂(zhi)漆(qi)所替代。
10. 襯(chen)里(li)
一般為(wei)整片材料(liao)，適用(yong)于和強(qiang)腐蝕介質接觸的管道內(nei)部，如鹽酸(suan)、稀硫酸(suan)的儲槽(cao)用(yong)橡膠(jiao)或塑料(liao)襯(chen)里(li)、儲放硝酸(suan)的儲槽(cao)用(yong)不銹鋼薄板襯(chen)里(li)等。耐(nai)(nai)酸(suan)磚(zhuan)（硅磚(zhuan)）也廣泛(fan)用(yong)于襯(chen)里(li)，它耐(nai)(nai)強(qiang)酸(suan)；耐(nai)(nai)火磚(zhuan)襯(chen)里(li)則可起隔(ge)熱(re)作(zuo)用(yong)。搪(tang)瓷實際上(shang)是一種玻(bo)璃襯(chen)里(li)，工(gong)業(ye)上(shang)稱(cheng)為(wei)搪(tang)瓷玻(bo)璃，它的耐(nai)(nai)酸(suan)性強(qiang)，廣泛(fan)用(yong)于食品、醫藥等工(gong)業(ye)。
11. 調整管道布置減少腐蝕(shi)
在(zai)(zai)設計(ji)時，為避(bi)(bi)免(mian)(mian)不(bu)合(he)適的(de)流(liu)(liu)(liu)動狀(zhuang)態(tai)對(dui)(dui)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)造(zao)成(cheng)磨損腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，通常(chang)要求流(liu)(liu)(liu)動狀(zhuang)態(tai)均勻(yun)，為避(bi)(bi)免(mian)(mian)流(liu)(liu)(liu)體(ti)通路斷面(mian)的(de)急劇變(bian)化(hua)(hua)、不(bu)連(lian)續變(bian)化(hua)(hua)以(yi)及(ji)流(liu)(liu)(liu)動方向的(de)急劇變(bian)化(hua)(hua)，應(ying)盡(jin)量抑制流(liu)(liu)(liu)速差和壓力降，以(yi)免(mian)(mian)引起湍流(liu)(liu)(liu)和渦流(liu)(liu)(liu)。管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)在(zai)(zai)轉彎及(ji)三通處以(yi)及(ji)孔板流(liu)(liu)(liu)量計(ji)的(de)安放位置處都應(ying)進(jin)行合(he)理設計(ji)，盡(jin)量減(jian)少(shao)流(liu)(liu)(liu)體(ti)中(zhong)固體(ti)顆粒(li)的(de)夾帶。圖(tu)16.105（c）左圖(tu)是鋼(gang)支柱未(wei)(wei)保溫(wen)造(zao)成(cheng)的(de)冷凝(ning)液(ye)(ye)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。對(dui)(dui)策(ce)是將(jiang)鋼(gang)支架一(yi)(yi)(yi)起保溫(wen)，避(bi)(bi)免(mian)(mian)形成(cheng)冷凝(ning)液(ye)(ye)，見(jian)圖(tu)16.105（c）右圖(tu)。圖(tu)16.105（d）中(zhong)螺(luo)栓(shuan)(shuan)不(bu)要設置在(zai)(zai)垂直方向的(de)最下(xia)方，以(yi)避(bi)(bi)免(mian)(mian)凝(ning)結水腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)螺(luo)栓(shuan)(shuan)。管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)設計(ji)時，對(dui)(dui)于(yu)用在(zai)(zai)電(dian)(dian)解質溶液(ye)(ye)中(zhong)的(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)，應(ying)盡(jin)可能(neng)避(bi)(bi)免(mian)(mian)異種金屬（電(dian)(dian)位差超過(guo)50mV），管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)直接(jie)組(zu)焊(han)(han)(han)，否則會造(zao)成(cheng)電(dian)(dian)偶腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)，即在(zai)(zai)電(dian)(dian)位較負的(de)金屬側發生(sheng)宏觀電(dian)(dian)池腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。如必須(xu)采(cai)用不(bu)同金屬管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)組(zu)合(he)時，則在(zai)(zai)設計(ji)中(zhong)要采(cai)取(qu)絕緣措施，見(jian)圖(tu)16.106（a）。管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)單面(mian)焊(han)(han)(han)接(jie)時焊(han)(han)(han)縫必須(xu)滿(man)焊(han)(han)(han)和焊(han)(han)(han)透(tou)，未(wei)(wei)焊(han)(han)(han)透(tou)不(bu)但(dan)影響(xiang)強(qiang)度，也因在(zai)(zai)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)內壁(bi)造(zao)成(cheng)縫隙(xi)見(jian)圖(tu)16.106（b），而引起縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。管(guan)(guan)(guan)(guan)法蘭(lan)對(dui)(dui)接(jie)時，墊片的(de)內徑(jing)要盡(jin)量和管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)內徑(jing)相一(yi)(yi)(yi)致(zhi)，見(jian)圖(tu)16.106（c）。墊片材料也會對(dui)(dui)縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)造(zao)成(cheng)影響(xiang)，一(yi)(yi)(yi)些纖維類的(de)材料，由于(yu)能(neng)滲入電(dian)(dian)解質溶液(ye)(ye)而引起縫隙(xi)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)。
工(gong)程應用：避免配(pei)管(guan)設(she)計死端腐蝕(shi)
筆者在(zai)某中東國家參與負責(ze)設計(ji)某裝置項目，在(zai)管道布置設計(ji)時(shi)，出現了(le)如圖(tu)16.107所示的(de)A段(duan)死端（有(you)的(de)資料上稱為：Dead Leg），按照這個國家的(de)配(pei)管設計(ji)規范要求，通常A段(duan)的(de)死端不超過1m，如果超過了(le)1m，流體(ti)在(zai)A段(duan)會產生腐蝕(shi)環(huan)境。
