在設計時,為避免不合適的流動狀態對管道造成磨損腐蝕,通常要求流動狀態均勻,為避免流體通路斷面的急劇變化、不連續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都應進行合理設計,盡量減少流體中固體顆粒的夾帶,見圖8.2.5。
在管道布置設計時,盡量避免造成容易腐蝕的環境。見圖8.2.6所示,通常A段的死端不超過1m,如果超過了1m,流體在A段會產生腐蝕環境(有的資料上稱為:Dead Leg)。
1. 配管布置設計一般防腐蝕要求:
①. 減小焊接時產生的熱應力和殘余應力。
②. 減小溶液的停滯和積聚。
③. 減小局部過熱。
④. 減小溶液對器壁的沖擊速度。
⑤. 減少彎頭,增大曲率半徑,減少死角。
⑥. 減小應力集中等。
⑦. 增大彎管的曲率半徑。
⑧. 增大變徑管的過渡區段。
⑨. 分支管與主管焊接點應減小應力集中。
⑩. 管道焊接不留縫隙,以消除可能產生的縫隙腐蝕。
?. 管道低洼處設排液閥。
?. 清管排污。
2. 管卡
管道與管卡之間可使用襯墊、絕緣膠等進行絕緣,以防止其間可能產生的接觸腐蝕和縫隙腐蝕。
3. 儲罐和容器配管布置設計一般防腐蝕要求
罐頂采用有利于排液的形狀和結構。儲液容器的內部應設計成流線型,以便能方便和完全地排液。罐底應向著排出口方向傾斜,以防儲罐排空后積存液體。加熱器或加熱盤管的位置應盡可能設在容器的中心。進口管應向著容器中心。防止底座與儲罐之間的縫隙腐蝕。保溫罐應密封,防止液體、濕氣滲入。采用合適的通風口結構,防止過量的空氣攜帶到水管線系統中去。在罐的入口處設堰板排去液流中夾帶的空氣。在飛濺區不要設水平支撐等。
4. 電偶腐蝕的防止
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生宏觀電池腐蝕。如必須采用不同金屬管道組合,則在設計中要采取絕緣措施,見圖8.2.7。
5. 縫隙腐蝕的防止
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,也因在管道內壁造成縫隙(如圖8.2.8所示),而引起縫隙腐蝕。
管法蘭對接時,墊片的內徑要盡量和管道的內徑相一致,見圖8.2.9。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。
6. 避免熱電池腐蝕和冷凝液腐蝕
由于管道保溫不均勻,散熱條件不同,在構料不同部位之間造成溫差而引起“熱電池腐蝕”。圖8.2.10是一個工業管道支承的例子。
保溫層的局部破損,雨水滲入保溫層里面,使管道內的熱氣體與冷金屬表面相接觸,從而形成冷凝液-對于化工廠常常是腐蝕性溶液,造成內壁冷卻面的冷凝液腐蝕。圖8.2.11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8.2.12,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。