石油化工裝置安全生產形勢嚴峻，全球工業火災爆炸的頻率和經濟損失，一直呈增長趨勢。據資料統計：石油化工裝置事故占近60％，統計事故中35％是由于管道系統引發的，這足以引起人們對管道安全屏障作用的關注。管道器材防護失效造成泄漏的原因，不外乎機械破壞、腐蝕和密封失效，這正是管道設計安全的要害，了解并處理好這些問題是管道設計者的責任。
一、低溫脆(cui)性斷(duan)裂(lie)
材料(liao)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)低于(yu)(yu)其脆性(xing)轉變溫(wen)度(du)(du)(du)(du)時(shi)，其沖(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)急(ji)劇下降，造(zao)成脆性(xing)斷(duan)裂。操作(zuo)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)等(deng)(deng)于(yu)(yu)或(huo)低于(yu)(yu)-20℃時(shi)，按(an)規范(fan)要求(qiu)選(xuan)用低溫(wen)材料(liao)是無疑的(de)(de)。由于(yu)(yu)地區環(huan)境溫(wen)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)影響，或(huo)如液(ye)化氣體(ti)急(ji)劇汽化，管道金屬(shu)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)可能等(deng)(deng)于(yu)(yu)或(huo)低于(yu)(yu)-20℃時(shi)。亦應按(an)相當(dang)低溫(wen)材料(liao)選(xuan)用，并要求(qiu)按(an)設計最(zui)低溫(wen)度(du)(du)(du)(du)做沖(chong)擊(ji)(ji)試驗。
二、高溫(wen)破壞
金屬材(cai)料(liao)在(zai)高溫(wen)下組織和(he)性(xing)能(neng)惡化(hua)，常(chang)見(jian)的(de)有蠕變、珠光體球(qiu)化(hua)、石墨化(hua)、回火脆(cui)化(hua)等(deng)導致金屬材(cai)料(liao)弱(ruo)化(hua)和(he)脆(cui)化(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度(du)時，在恒應力(li)作用下(xia)發(fa)生(sheng)應變，隨(sui)著(zhu)時間的(de)推移，應變增加，繼而出現塑性變形，以(yi)穩定蠕變發(fa)展到快(kuai)速(su)蠕變甚至(zhi)斷(duan)裂。蠕變失效(xiao)形式有：過量變形，如(ru)爐(lu)管“鼓(gu)肚”；彈性應用松弛，如(ru)螺栓緊固力(li)降低、斷(duan)裂。
2. 碳(tan)鋼、珠光(guang)體耐熱鋼的珠光(guang)體球化(hua)
鋼的(de)珠(zhu)光體中的(de)片狀碳(tan)化物球化的(de)速度(du)(du)(du)和程度(du)(du)(du)。主(zhu)要決定于溫(wen)度(du)(du)(du)和時間(jian)，碳(tan)鋼在溫(wen)度(du)(du)(du)為400℃完(wan)全球化約需2x106h，510℃時則只需2.9x10th。球化后(hou)的(de)鋼材，室(shi)溫(wen)強度(du)(du)(du)、高溫(wen)強度(du)(du)(du)和持久強度(du)(du)(du)均(jun)降低。
3. 碳(tan)鋼(gang)和碳(tan)鉬鋼(gang)的石墨化
碳鋼和0.5Mo鋼長(chang)期在高溫(wen)下工作，組織中(zhong)過飽和碳原子發(fa)生遷移和聚(ju)集，轉化(hua)為(wei)石墨，使(shi)材料(liao)強度降(jiang)低(di)。石墨化(hua)最容易發(fa)生于(yu)焊(han)接(jie)熱(re)影響區。美國某電站，505℃的(de)主蒸汽管(guan)道采用0.5Mo鋼管(guan)，在運行(xing)5年后(hou)斷裂，造成嚴(yan)重損失(shi)。0.5Mo鋼在468℃溫(wen)度下長(chang)期工作就有石墨化(hua)傾向，發(fa)生事故是(shi)遲早的(de)事。
GB 150《壓力容器》強調“碳(tan)素鋼(gang)(gang)和碳(tan)錳(meng)鋼(gang)(gang)在高(gao)于425℃溫度下(xia)長期使用時，應(ying)考慮鋼(gang)(gang)中(zhong)碳(tan)化物相的石(shi)墨化傾向”。
4. 回火脆(cui)化
臨(lin)氫環境，鉻鉬(mu)鋼長期在(zai)375～575℃溫(wen)度下工(gong)作，可能出(chu)(chu)(chu)現可逆性(xing)回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)，表現為脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉變(bian)溫(wen)度升(sheng)高，如某2.25Cr1Mo鋼脫硫反應器在(zai)332～432℃運(yun)行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉變(bian)溫(wen)度由(you)-37℃升(sheng)至60℃。因而(er)，回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)被(bei)認為是(shi)2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)性(xing)破(po)壞(huai)的(de)主要危(wei)險。為防(fang)止脆(cui)(cui)(cui)斷，找到(dao)設備管道安全升(sheng)（降(jiang)）壓溫(wen)度是(shi)重(zhong)要的(de)。應指出(chu)(chu)(chu)的(de)是(shi)：臨(lin)氫鉻鉬(mu)鋼脆(cui)(cui)(cui)裂，常是(shi)回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)和氫脆(cui)(cui)(cui)共(gong)同(tong)作用的(de)結果。金屬材料高溫(wen)破(po)壞(huai)，還有如。相析出(chu)(chu)(chu)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)、強化(hua)合金析出(chu)(chu)(chu)相脆(cui)(cui)(cui)化(hua)都會致使(shi)基體弱化(hua)導致破(po)壞(huai)。
三(san)、疲勞(lao)破(po)壞
金屬(shu)材料在(zai)交變載荷或溫度周期變化的(de)情況下，出現變形損(sun)傷甚至斷(duan)(duan)裂的(de)現象。其危險性在(zai)于：沒有(you)明顯的(de)塑性變形就突然斷(duan)(duan)裂。制氫裝置的(de)變壓吸附操作，約每8min升降(jiang)壓一次(ci)，在(zai)設(she)(she)計壽命期內，升降(jiang)壓循環次(ci)數超過百(bai)萬次(ci)，管道若不(bu)按(an)疲(pi)(pi)勞設(she)(she)計考(kao)慮，疲(pi)(pi)勞破(po)壞(huai)在(zai)所難免。某有(you)機(ji)合(he)成廠，引進的(de)0.30萬噸／年合(he)成酒精裝置中，乙烯罐高位放空管只因為供(gong)貨方未按(an)原設(she)(she)計要求設(she)(she)防震拉筋，1981年管線焊縫(feng)處發(fa)生斷(duan)(duan)裂，乙烯噴出起火(huo)爆(bao)炸。事故分析發(fa)現：斷(duan)(duan)口(kou)上有(you)兩個對稱的(de)疲(pi)(pi)勞區，疲(pi)(pi)勞擴展斷(duan)(duan)口(kou)面(mian)積占(zhan)4／5，結(jie)論是疲(pi)(pi)勞破(po)壞(huai)。
經過費用比(bi)較后，選用耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)（含復(fu)(fu)(fu)合(he)材(cai)料(liao)）或(huo)增(zeng)加管(guan)道的腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)裕量(liang)；對(dui)管(guan)道壁(bi)厚(hou)實(shi)施在(zai)役檢測，或(huo)對(dui)均勻腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)實(shi)行監控。復(fu)(fu)(fu)合(he)材(cai)料(liao)有金屬復(fu)(fu)(fu)合(he)和非金屬復(fu)(fu)(fu)合(he)兩種，都是(shi)以碳(tan)鋼(gang)管(guan)為基材(cai)，用機械方法(fa)將耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)復(fu)(fu)(fu)合(he)于管(guan)道表(biao)面。前(qian)者(zhe)最緊要(yao)的是(shi)復(fu)(fu)(fu)合(he)界面結(jie)合(he)剪切強度和結(jie)合(he)率應符合(he)要(yao)求；后者(zhe)最緊要(yao)的是(shi)抗真空性能。
