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

  材料的品種很多，不同材料在不同環(huán)境中有不同的腐蝕速度，有些腐蝕率很高，根本不能應用。選材者對某一特定環(huán)境選擇腐蝕率低、價格較合適、物理力學性能等又適合設計要求的材料，是常用的、簡便而行之有效的控制腐蝕的方法。

  ①. 對于全面腐蝕的腐蝕裕度的確定

     如果所選取的材料在管道使用的介質中只產(chǎn)生全面腐蝕，那么在設計時一般把腐蝕與強度問題分開處理，即首先是進行材料力學的強度設計，計算出管道壁厚，然后再按照資料提供的年均腐蝕速率（也可來自腐蝕試驗的結果或經(jīng)驗），乘以預期的工作年限，得到一個附加的壁厚，即“腐蝕裕度”，加到原有的壁厚上去。

  ②. 對應力腐蝕破裂的考慮

     設計時，應盡量避免使用會產(chǎn)生應力腐蝕破裂的金屬。但在實際生產(chǎn)中難以避免，因此應設法消除殘余應力，以防止應力腐蝕破裂的發(fā)生。殘余應力主要來自冷加工和焊接。因此，對在應力腐蝕破裂敏感介質中應用的金屬材料，可用熱加工成形代替冷加工成形、采取熱處理等方法來消除焊接殘余應力。

2. 調整腐蝕環(huán)境

   如果能消除環(huán)境中引起腐蝕的各種因素，腐蝕就會中止或減緩，但是多數(shù)環(huán)境是無法控制的，如大氣和土壤中的水分、海水中的氧等都不可能除去，化工生產(chǎn)流程也不可能任意變動，但是有些局部環(huán)境可以調整，例如鍋爐進水先去氧（加入脫氧劑亞硫酸鈉和胼等），可保護鍋爐管免受腐蝕。

3. 加入緩蝕劑

   在腐蝕性介質中，加入少量的一種或幾種物質，能使金屬的腐蝕速度大大降低，這種物質或復合物質就稱為緩蝕劑。這種保護金屬的方法通稱為緩蝕劑保護技術。

   對于金屬管道來說，緩蝕劑保護技術屬工藝性防腐方法，緩蝕利的添加是通過工藝操作來實現(xiàn)的。緩蝕劑的防腐機理一般認為是在金屬表面上生成了連續(xù)的起隔離作用的吸附層保護膜，從而降低金屬的腐蝕速度。工業(yè)上采用緩蝕劑保護金屬管道的事例有：石油和天然氣（特別是高含硫的）的采、集輸系統(tǒng)；煉油裝置的常減壓系統(tǒng)；乙烯裂解裝置的工藝水系統(tǒng)；合成氨苯菲爾法脫碳系統(tǒng)；工業(yè)冷卻水系統(tǒng)等。

   通常緩蝕劑有多種分類方法，按緩蝕劑的化學組成分類可分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑，如圖16.103所示。

4. 陰極保護

   腐蝕電池中的陰極是接受電子產(chǎn)生還原反應的電極，只有陽極才發(fā)生腐蝕。利用這個原理，可以從外部導入陰極電流至需要保護的設備上，使管道全部表面都成為陰極。陰極保護廣泛用于長輸管道、埋地管道、海水中的管道等。為了減少電流輸入，延長使用壽命，一般和涂料聯(lián)合應用，是一種經(jīng)濟簡便、行之有效的防腐蝕方法。

   管道的強制電流陰極保護系統(tǒng)見圖16.104。

   各種陰極保護的優(yōu)缺點見表16.163。

5. 陽極保護

   以管道作為陽極，從外部通入電流，一般將加速腐蝕，腐蝕電流隨陽極極化而增大。但是對可以鈍化的金屬則會出現(xiàn)另一情況，當電位隨電流上升，達到致鈍電位后，腐蝕電流急速下降，以后隨電位上升，電流不變，直到過鈍區(qū)為止。利用這個原理Edleanu 首先提出陽極保護的概念，以需要保護的設備為陽極，導入電流，使電位保持在鈍化區(qū)的中段（以免波動時進入活化區(qū)），腐蝕率可保持很低值，通入的電流就表示設備的腐蝕速度。這種方法需要一臺恒電位儀，用以控制設備的電位。因為它只適用于接觸鈍化溶液的可鈍化金屬，所以用途受限制。工業(yè)上已用于處理硫酸、磷酸、碳酸氫銨生產(chǎn)液、硝銨混肥等的不銹鋼或碳鋼制的各種管道設備。

6. 合金化

   在基體金屬中加入能促進鈍化的合金成分，當加入量達到一定比例后，便得到耐蝕性優(yōu)良的材料。如鐵中加入鉻，當含鉻量達12％以上時，就成為不銹鋼，在氧化環(huán)境中由于表面生成鈍化膜，有很高的耐蝕性。鉻鋼中加入鎳，可擴大鈍化范圍，還可提高力學性能。鎳銅合金中的鎳大于30％～40％時，可得到含鎳10％～30％的銅鎳合金和蒙乃爾合金，它們比純銅和純鎳的耐蝕性在一些環(huán)境中都更優(yōu)越些。鎳合金是有名的耐蝕材料，如鎳鑄鐵有優(yōu)良的耐堿性，鎳鉬合金是少數(shù)能耐高溫非氧化性酸（如鹽酸）的合金。鎳鉬鉻鐵合金能耐高溫氧化性酸、次氯酸鹽、海水等，比一般不銹鋼更好。

7. 表面處理

   金屬在接觸使用環(huán)境之前先用鈍化劑或成膜劑（鉻酸鹽、磷酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽混合液等）處理，表面生成穩(wěn)定密實的鈍化膜，耐蝕性大大增加。它與緩蝕劑防護法的不同之處，在于它在以后的使用環(huán)境中（如大氣、水）不需要再加入緩蝕劑，鋁經(jīng)過陽極處理，表面可以生成比在大氣中生成的更為密實的膜。這類膜在溫和的腐蝕環(huán)境（如大氣和水）中有優(yōu)良的耐蝕能力。鋼鐵部件表面發(fā)藍也是一個廣為應用的例子。

8. 金屬鍍層和包覆層

   在鋼鐵表層上可用一薄層更耐蝕的金屬（如鉻、鎳、鉛等）保護。常用的方法是電鍍，一般鍍2～3層，只有幾十微米厚，因而不可避免地存在微孔，溶液可滲人微孔，將構成鍍層-底層腐蝕電池。鍍層如為貴金屬（金、銀等）或易鈍化金屬（鉻、鈦）以及鎳、鉛等時，由于電位比鐵高，將成為陰極，會加速底層鐵腐蝕。因此這類鍍層不適于強腐蝕環(huán)境（如酸），但可用于大氣、水等環(huán)境。除了電鍍外，還常用熱浸鍍（熔融浸鍍）、火焰噴鍍、蒸氣鍍和整體金屬薄板包鍍。后者因無微孔，耐蝕性強，壽命也更長，但價格高些。

9. 涂漆

   用有機涂料保護大氣中的金屬結構，是最廣泛使用的防腐手段。各類油漆、清漆等都屬這一類，主要是由合成樹脂、植物油、橡膠漿液、溶劑、助干劑、顏料、填料等配制而成。品種極多，過去以植物油為主的油漆現(xiàn)在多為合成樹脂漆所替代。

10. 襯里

   一般為整片材料，適用于和強腐蝕介質接觸的管道內(nèi)部，如鹽酸、稀硫酸的儲槽用橡膠或塑料襯里、儲放硝酸的儲槽用不銹鋼薄板襯里等。耐酸磚（硅磚）也廣泛用于襯里，它耐強酸；耐火磚襯里則可起隔熱作用。搪瓷實際上是一種玻璃襯里，工業(yè)上稱為搪瓷玻璃，它的耐酸性強，廣泛用于食品、醫(yī)藥等工業(yè)。

11. 調整管道布置減少腐蝕

   在設計時，為避免不合適的流動狀態(tài)對管道造成磨損腐蝕，通常要求流動狀態(tài)均勻，為避免流體通路斷面的急劇變化、不連續(xù)變化以及流動方向的急劇變化，應盡量抑制流速差和壓力降，以免引起湍流和渦流。管道在轉彎及三通處以及孔板流量計的安放位置處都應進行合理設計，盡量減少流體中固體顆粒的夾帶。圖16.105（c）左圖是鋼支柱未保溫造成的冷凝液腐蝕。對策是將鋼支架一起保溫，避免形成冷凝液，見圖16.105（c）右圖。圖16.105（d）中螺栓不要設置在垂直方向的最下方，以避免凝結水腐蝕螺栓。管道設計時，對于用在電解質溶液中的管道，應盡可能避免異種金屬（電位差超過50mV），管道直接組焊，否則會造成電偶腐蝕，即在電位較負的金屬側發(fā)生宏觀電池腐蝕。如必須采用不同金屬管道組合時，則在設計中要采取絕緣措施，見圖16.106（a）。管道單面焊接時焊縫必須滿焊和焊透，未焊透不但影響強度，也因在管道內(nèi)壁造成縫隙見圖16.106（b），而引起縫隙腐蝕。管法蘭對接時，墊片的內(nèi)徑要盡量和管道的內(nèi)徑相一致，見圖16.106（c）。墊片材料也會對縫隙腐蝕造成影響，一些纖維類的材料，由于能滲入電解質溶液而引起縫隙腐蝕。

工程應用：避免配管設計死端腐蝕

   筆者在某中東國家參與負責設計某裝置項目，在管道布置設計時，出現(xiàn)了如圖16.107所示的A段死端（有的資料上稱為：Dead Leg），按照這個國家的配管設計規(guī)范要求，通常A段的死端不超過1m，如果超過了1m，流體在A段會產(chǎn)生腐蝕環(huán)境。