進行科學的管道改造設計需要考慮以下幾個步驟：

現狀調研：首先需要對現有管道系統進行全面調研和評估，包括管道材質、尺寸、流量、壓力、使用年限等情況，以了解管道系統的現狀和存在的問題。

需求分析：明確管道系統改造的需求和目標，確定改造后的功能要求、性能指標和預算。

設計方案確定：根據現狀調研和需求分析，制定合理的管道改造設計方案，包括管道布局、材質選型、管道連接方式、防腐蝕措施等內容。

系統優化：在設計方案確定的基礎上，進行管道系統的優化設計，以確保系統的高效性、安全性和可靠性。

材料選擇：根據設計方案和系統優化結果，選擇適合的管道材料，包括管道本體材料、密封材料、防腐蝕材料等，確保管道系統的長期穩定運行。

施工實施：按照設計方案和材料選擇的要求，進行管道改造的施工實施，包括管道安裝、連接、測試等工作。

竣工驗收：對改造后的管道系統進行驗收，檢測其性能和安全性，確保改造效果符合設計要求。

運行維護：改造后的管道系統投入使用后，需要進行定期的運行維護，包括管道清洗、防腐蝕管理、泄漏檢測等工作，以保證管道系統的長期穩定運行。