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)料的(de)品種很多，不同(tong)(tong)材(cai)料在不同(tong)(tong)環境中有(you)不同(tong)(tong)的(de)腐(fu)蝕速度(du)，有(you)些腐(fu)蝕率很高，根本(ben)不能(neng)應用。選材(cai)者對某一(yi)特定環境選擇腐(fu)蝕率低、價格較合(he)適、物理力學性能(neng)等又(you)適合(he)設計要求的(de)材(cai)料，是常用的(de)、簡便而行之(zhi)有(you)效的(de)控制腐(fu)蝕的(de)方法。
①. 對(dui)于全面腐(fu)蝕的(de)(de)腐(fu)蝕裕度的(de)(de)確(que)定
如果所選(xuan)取的材料在(zai)管(guan)道使用(yong)的介質中(zhong)只產生全面(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)，那么在(zai)設計(ji)時一般(ban)把腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)與強度(du)問題(ti)分(fen)開(kai)處理，即首先是進(jin)行(xing)材料力學的強度(du)設計(ji)，計(ji)算出(chu)管(guan)道壁(bi)(bi)厚(hou)，然后再按照資料提供的年均腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)率（也可來(lai)自腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)試(shi)驗的結(jie)果或經驗），乘(cheng)以預期(qi)的工作年限，得到(dao)一個附加(jia)的壁(bi)(bi)厚(hou)，即“腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)裕度(du)”，加(jia)到(dao)原有(you)的壁(bi)(bi)厚(hou)上(shang)去。
②. 對(dui)應力腐(fu)蝕(shi)破裂的考慮
設(she)(she)計時(shi)，應(ying)(ying)盡(jin)量避免使用會產(chan)生應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂的(de)金屬(shu)。但(dan)在實際生產(chan)中難以避免，因此(ci)應(ying)(ying)設(she)(she)法消除殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)，以防(fang)止應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂的(de)發生。殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)主要來(lai)自冷(leng)加(jia)工和焊(han)接(jie)。因此(ci)，對在應(ying)(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi)破(po)裂敏感介質中應(ying)(ying)用的(de)金屬(shu)材料，可用熱加(jia)工成(cheng)形代(dai)替冷(leng)加(jia)工成(cheng)形、采取熱處理等方法來(lai)消除焊(han)接(jie)殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)。
2. 調整(zheng)腐蝕環境(jing)
如果能消除(chu)環(huan)境中(zhong)引起腐(fu)蝕的(de)各種因素，腐(fu)蝕就會中(zhong)止或(huo)減(jian)緩，但是(shi)多數(shu)環(huan)境是(shi)無法控制的(de)，如大氣(qi)和土壤中(zhong)的(de)水(shui)分(fen)、海水(shui)中(zhong)的(de)氧等都不可能除(chu)去(qu)，化(hua)工生產流程也不可能任意變動，但是(shi)有些(xie)局部環(huan)境可以調整，例如鍋爐進水(shui)先去(qu)氧（加入脫氧劑亞硫(liu)酸鈉和胼等），可保護鍋爐管免受腐(fu)蝕。
3. 加(jia)入(ru)緩(huan)蝕劑
在腐蝕性介質中，加入少量的一種(zhong)(zhong)或幾種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)質，能(neng)使金(jin)屬(shu)的腐蝕速度大(da)(da)大(da)(da)降低，這種(zhong)(zhong)物(wu)(wu)質或復合物(wu)(wu)質就稱為緩蝕劑(ji)。這種(zhong)(zhong)保護金(jin)屬(shu)的方法通稱為緩蝕劑(ji)保護技術。
對(dui)于金(jin)(jin)屬(shu)管道(dao)來說，緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)保護技術屬(shu)工藝(yi)性防腐(fu)(fu)方法(fa)，緩蝕(shi)(shi)(shi)利的添(tian)加是(shi)通(tong)過工藝(yi)操作來實(shi)現的。緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)的防腐(fu)(fu)機理一般認為是(shi)在金(jin)(jin)屬(shu)表面(mian)上生成(cheng)了(le)連續的起隔離作用(yong)的吸附層保護膜，從而降低金(jin)(jin)屬(shu)的腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速(su)度。工業上采用(yong)緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)保護金(jin)(jin)屬(shu)管道(dao)的事例有：石(shi)油和天然氣（特別(bie)是(shi)高含硫的）的采、集輸系(xi)統；煉油裝置的常減壓系(xi)統；乙烯裂解(jie)裝置的工藝(yi)水(shui)系(xi)統；合(he)成(cheng)氨苯(ben)菲爾(er)法(fa)脫碳系(xi)統；工業冷(leng)卻水(shui)系(xi)統等。
通(tong)常緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)有(you)多種分(fen)類方法(fa)，按緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)的化學組成分(fen)類可分(fen)為無機緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)和有(you)機緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)，如(ru)圖16.103所示。
4. 陰極(ji)保護(hu)
腐蝕(shi)電(dian)池中的(de)陰(yin)極(ji)是接(jie)受電(dian)子產(chan)生還原反應的(de)電(dian)極(ji)，只有(you)陽極(ji)才發生腐蝕(shi)。利用這個原理，可(ke)以從外(wai)部導入陰(yin)極(ji)電(dian)流(liu)至需要保護(hu)的(de)設備上，使管道全部表(biao)面都成為(wei)陰(yin)極(ji)。陰(yin)極(ji)保護(hu)廣泛(fan)用于長輸管道、埋地(di)管道、海水中的(de)管道等(deng)。為(wei)了減(jian)少電(dian)流(liu)輸入，延長使用壽命，一般(ban)和涂料(liao)聯合應用，是一種經濟簡便、行之有(you)效(xiao)的(de)防腐蝕(shi)方法。
管道的(de)強制電流(liu)陰(yin)極保護系(xi)統見(jian)圖16.104。
各種陰極保護的(de)優缺點見表(biao)16.163。
5. 陽極保護
以(yi)(yi)管(guan)道(dao)(dao)作為(wei)(wei)陽極(ji)(ji)，從外(wai)部通入電(dian)流，一(yi)般將加速腐(fu)(fu)蝕，腐(fu)(fu)蝕電(dian)流隨陽極(ji)(ji)極(ji)(ji)化而增大。但是對可(ke)(ke)以(yi)(yi)鈍化的(de)(de)(de)(de)(de)金屬則會(hui)出(chu)現另一(yi)情況，當電(dian)位隨電(dian)流上升(sheng)，達到致鈍電(dian)位后(hou)，腐(fu)(fu)蝕電(dian)流急速下降，以(yi)(yi)后(hou)隨電(dian)位上升(sheng)，電(dian)流不(bu)變，直(zhi)到過鈍區(qu)為(wei)(wei)止。利用這(zhe)個原理(li)Edleanu 首(shou)先提出(chu)陽極(ji)(ji)保護的(de)(de)(de)(de)(de)概念，以(yi)(yi)需要保護的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)備為(wei)(wei)陽極(ji)(ji)，導入電(dian)流，使電(dian)位保持在鈍化區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)中段（以(yi)(yi)免波動時進入活化區(qu)），腐(fu)(fu)蝕率可(ke)(ke)保持很低值，通入的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)流就表示設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕速度。這(zhe)種方法需要一(yi)臺恒電(dian)位儀(yi)，用以(yi)(yi)控(kong)制設(she)備的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)位。因為(wei)(wei)它(ta)只適用于接觸(chu)鈍化溶液的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)鈍化金屬，所(suo)以(yi)(yi)用途(tu)受限制。工(gong)業上已用于處理(li)硫酸、磷酸、碳(tan)酸氫銨生產液、硝(xiao)銨混肥(fei)等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)或(huo)碳(tan)鋼(gang)(gang)制的(de)(de)(de)(de)(de)各種管(guan)道(dao)(dao)設(she)備。
6. 合金(jin)化
在基體金(jin)(jin)屬中(zhong)(zhong)加入(ru)(ru)能促進鈍(dun)化(hua)(hua)的(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)(cheng)分(fen)，當加入(ru)(ru)量達到(dao)(dao)一定比(bi)例后，便得(de)到(dao)(dao)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)優良的(de)(de)材料。如鐵(tie)中(zhong)(zhong)加入(ru)(ru)鉻(ge)(ge)，當含(han)鉻(ge)(ge)量達12％以上時(shi)，就成(cheng)(cheng)為不(bu)銹鋼，在氧化(hua)(hua)環(huan)境中(zhong)(zhong)由于(yu)表面(mian)生成(cheng)(cheng)鈍(dun)化(hua)(hua)膜，有(you)很高(gao)的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。鉻(ge)(ge)鋼中(zhong)(zhong)加入(ru)(ru)鎳(nie)，可(ke)擴大(da)(da)鈍(dun)化(hua)(hua)范(fan)圍，還可(ke)提高(gao)力學性(xing)(xing)能。鎳(nie)銅合(he)(he)(he)金(jin)(jin)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鎳(nie)大(da)(da)于(yu)30％～40％時(shi)，可(ke)得(de)到(dao)(dao)含(han)鎳(nie)10％～30％的(de)(de)銅鎳(nie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)和蒙(meng)乃爾合(he)(he)(he)金(jin)(jin)，它們(men)比(bi)純(chun)銅和純(chun)鎳(nie)的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)在一些環(huan)境中(zhong)(zhong)都(dou)更優越些。鎳(nie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)有(you)名的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)材料，如鎳(nie)鑄鐵(tie)有(you)優良的(de)(de)耐(nai)(nai)堿性(xing)(xing)，鎳(nie)鉬(mu)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)是(shi)少數能耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)非氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)酸(suan)（如鹽酸(suan)）的(de)(de)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)。鎳(nie)鉬(mu)鉻(ge)(ge)鐵(tie)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)能耐(nai)(nai)高(gao)溫(wen)氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)酸(suan)、次氯酸(suan)鹽、海水等，比(bi)一般不(bu)銹鋼更好。
7. 表面(mian)處理
金屬在接(jie)觸使(shi)用(yong)環(huan)(huan)境(jing)之(zhi)前先用(yong)鈍化(hua)劑或成(cheng)膜(mo)劑（鉻酸(suan)鹽、磷酸(suan)鹽、硝酸(suan)鹽和亞硝酸(suan)鹽混(hun)合液(ye)等）處(chu)(chu)理(li)，表(biao)(biao)(biao)面生(sheng)成(cheng)穩定(ding)密實的(de)(de)(de)鈍化(hua)膜(mo)，耐(nai)蝕性大(da)大(da)增加。它與緩蝕劑防護法的(de)(de)(de)不同之(zhi)處(chu)(chu)，在于它在以后的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)環(huan)(huan)境(jing)中(zhong)（如大(da)氣、水）不需要再加入(ru)緩蝕劑，鋁經過陽極處(chu)(chu)理(li)，表(biao)(biao)(biao)面可以生(sheng)成(cheng)比在大(da)氣中(zhong)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)(de)更為(wei)密實的(de)(de)(de)膜(mo)。這類膜(mo)在溫和的(de)(de)(de)腐蝕環(huan)(huan)境(jing)（如大(da)氣和水）中(zhong)有優良(liang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕能力。鋼(gang)鐵部件(jian)表(biao)(biao)(biao)面發藍也是一個廣為(wei)應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)例子。
8. 金屬鍍層(ceng)和包(bao)覆(fu)層(ceng)
在(zai)鋼(gang)鐵表層上(shang)可用一(yi)薄層更耐(nai)蝕的金(jin)屬(shu)(shu)（如(ru)鉻(ge)、鎳、鉛等(deng)(deng)）保護。常(chang)用的方法是電(dian)(dian)鍍(du)(du)(du)(du)，一(yi)般鍍(du)(du)(du)(du)2～3層，只(zhi)有幾十微(wei)米(mi)厚，因而不(bu)可避免地(di)存(cun)在(zai)微(wei)孔，溶液可滲人微(wei)孔，將構成鍍(du)(du)(du)(du)層-底(di)層腐蝕電(dian)(dian)池(chi)。鍍(du)(du)(du)(du)層如(ru)為(wei)貴金(jin)屬(shu)(shu)（金(jin)、銀(yin)等(deng)(deng)）或易鈍化金(jin)屬(shu)(shu)（鉻(ge)、鈦(tai)）以(yi)及鎳、鉛等(deng)(deng)時，由于(yu)電(dian)(dian)位比鐵高，將成為(wei)陰(yin)極，會加速底(di)層鐵腐蝕。因此這(zhe)類鍍(du)(du)(du)(du)層不(bu)適(shi)于(yu)強腐蝕環(huan)境（如(ru)酸），但(dan)可用于(yu)大氣、水等(deng)(deng)環(huan)境。除了(le)電(dian)(dian)鍍(du)(du)(du)(du)外，還(huan)常(chang)用熱浸(jin)鍍(du)(du)(du)(du)（熔融浸(jin)鍍(du)(du)(du)(du)）、火(huo)焰(yan)噴(pen)鍍(du)(du)(du)(du)、蒸氣鍍(du)(du)(du)(du)和整體金(jin)屬(shu)(shu)薄板包鍍(du)(du)(du)(du)。后者因無微(wei)孔，耐(nai)蝕性強，壽命也更長，但(dan)價格高些。
9. 涂漆(qi)
用(yong)有機(ji)涂(tu)料保護大氣中的(de)金屬結構，是(shi)最廣泛使(shi)用(yong)的(de)防(fang)腐手段(duan)。各(ge)類油(you)漆、清漆等都屬這一類，主(zhu)要是(shi)由合成樹脂、植(zhi)物(wu)油(you)、橡膠漿液、溶劑、助干劑、顏(yan)料、填料等配制(zhi)而成。品種極多，過(guo)去以植(zhi)物(wu)油(you)為主(zhu)的(de)油(you)漆現在多為合成樹脂漆所(suo)替代。
10. 襯里
一(yi)般為整片材料(liao)，適用(yong)(yong)于和(he)強腐蝕介質接觸(chu)的(de)管道內部，如鹽酸(suan)、稀(xi)硫酸(suan)的(de)儲槽用(yong)(yong)橡膠或(huo)塑料(liao)襯(chen)里(li)、儲放硝酸(suan)的(de)儲槽用(yong)(yong)不(bu)銹鋼薄板襯(chen)里(li)等。耐酸(suan)磚（硅磚）也廣泛用(yong)(yong)于襯(chen)里(li)，它耐強酸(suan)；耐火磚襯(chen)里(li)則(ze)可起隔熱(re)作(zuo)用(yong)(yong)。搪瓷實際上是一(yi)種玻璃襯(chen)里(li)，工(gong)業上稱為搪瓷玻璃，它的(de)耐酸(suan)性強，廣泛用(yong)(yong)于食品、醫(yi)藥等工(gong)業。
11. 調整管道(dao)布置減少腐蝕
在設計時(shi)，為避(bi)(bi)免不(bu)合(he)適的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)(liu)動(dong)狀態(tai)對(dui)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)造(zao)成(cheng)磨損腐(fu)蝕，通常要(yao)(yao)(yao)(yao)求流(liu)(liu)(liu)動(dong)狀態(tai)均勻，為避(bi)(bi)免流(liu)(liu)(liu)體(ti)通路斷面(mian)的(de)(de)(de)(de)急(ji)劇變(bian)化、不(bu)連續變(bian)化以及(ji)流(liu)(liu)(liu)動(dong)方向的(de)(de)(de)(de)急(ji)劇變(bian)化，應(ying)盡量(liang)抑制(zhi)流(liu)(liu)(liu)速差和壓力降，以免引起(qi)(qi)湍流(liu)(liu)(liu)和渦流(liu)(liu)(liu)。管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)在轉彎及(ji)三通處以及(ji)孔板流(liu)(liu)(liu)量(liang)計的(de)(de)(de)(de)安放位置處都應(ying)進(jin)行合(he)理設計，盡量(liang)減少流(liu)(liu)(liu)體(ti)中(zhong)(zhong)固體(ti)顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)夾帶。圖(tu)16.105（c）左(zuo)圖(tu)是鋼支(zhi)柱未保(bao)溫(wen)(wen)造(zao)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)冷凝液(ye)(ye)腐(fu)蝕。對(dui)策是將鋼支(zhi)架(jia)一(yi)起(qi)(qi)保(bao)溫(wen)(wen)，避(bi)(bi)免形成(cheng)冷凝液(ye)(ye)，見(jian)(jian)圖(tu)16.105（c）右圖(tu)。圖(tu)16.105（d）中(zhong)(zhong)螺(luo)栓(shuan)不(bu)要(yao)(yao)(yao)(yao)設置在垂直(zhi)方向的(de)(de)(de)(de)最下方，以避(bi)(bi)免凝結水腐(fu)蝕螺(luo)栓(shuan)。管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)設計時(shi)，對(dui)于(yu)用在電(dian)(dian)解質溶液(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)，應(ying)盡可能(neng)(neng)避(bi)(bi)免異種金屬（電(dian)(dian)位差超過50mV），管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)直(zhi)接組焊(han)(han)(han)，否則(ze)會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)(dian)偶(ou)腐(fu)蝕，即在電(dian)(dian)位較負的(de)(de)(de)(de)金屬側(ce)發生宏觀電(dian)(dian)池腐(fu)蝕。如(ru)必(bi)須(xu)采用不(bu)同金屬管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)組合(he)時(shi)，則(ze)在設計中(zhong)(zhong)要(yao)(yao)(yao)(yao)采取絕緣措施，見(jian)(jian)圖(tu)16.106（a）。管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)單(dan)面(mian)焊(han)(han)(han)接時(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)必(bi)須(xu)滿焊(han)(han)(han)和焊(han)(han)(han)透(tou)，未焊(han)(han)(han)透(tou)不(bu)但影(ying)響強度，也因在管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)內壁造(zao)成(cheng)縫(feng)隙(xi)見(jian)(jian)圖(tu)16.106（b），而引起(qi)(qi)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕。管(guan)(guan)法蘭對(dui)接時(shi)，墊片的(de)(de)(de)(de)內徑(jing)要(yao)(yao)(yao)(yao)盡量(liang)和管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)內徑(jing)相一(yi)致，見(jian)(jian)圖(tu)16.106（c）。墊片材料也會(hui)對(dui)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕造(zao)成(cheng)影(ying)響，一(yi)些(xie)纖維類的(de)(de)(de)(de)材料，由于(yu)能(neng)(neng)滲入(ru)電(dian)(dian)解質溶液(ye)(ye)而引起(qi)(qi)縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕。
工程(cheng)應用(yong)：避免配管設計死端腐蝕
筆者在(zai)某中東國(guo)家參與(yu)負責設(she)計某裝置(zhi)項目，在(zai)管道布(bu)置(zhi)設(she)計時，出(chu)現了如圖(tu)16.107所示的(de)A段(duan)死(si)端（有(you)的(de)資料上稱為(wei)：Dead Leg），按(an)照這(zhe)個國(guo)家的(de)配管設(she)計規范要求，通常(chang)A段(duan)的(de)死(si)端不超(chao)過(guo)1m，如果(guo)超(chao)過(guo)了1m，流(liu)體(ti)在(zai)A段(duan)會產生腐蝕環境。
