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、低溫脆性斷裂
材(cai)(cai)(cai)料溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)低(di)(di)于(yu)其脆(cui)性轉變溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)時(shi)，其沖擊韌性急劇(ju)下降，造成脆(cui)性斷裂。操(cao)作溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)等(deng)于(yu)或低(di)(di)于(yu)-20℃時(shi)，按規范要(yao)求選用低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)材(cai)(cai)(cai)料是(shi)無(wu)疑的(de)。由于(yu)地區環境(jing)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的(de)影響(xiang)，或如液化氣體急劇(ju)汽化，管道金屬溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)可能等(deng)于(yu)或低(di)(di)于(yu)-20℃時(shi)。亦(yi)應按相當低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)材(cai)(cai)(cai)料選用，并(bing)要(yao)求按設計(ji)最低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)(wen)度(du)(du)做沖擊試驗。
二、高溫(wen)破壞
金屬(shu)材(cai)料在高溫下組織和性能(neng)惡化(hua)(hua)，常見的有蠕(ru)變、珠光體球化(hua)(hua)、石墨化(hua)(hua)、回(hui)火脆(cui)(cui)化(hua)(hua)等(deng)導致金屬(shu)材(cai)料弱化(hua)(hua)和脆(cui)(cui)化(hua)(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點(dian)）溫度(du)時，在恒應力(li)作(zuo)用下發生(sheng)應變，隨著時間的推移，應變增加，繼而(er)出現塑(su)性變形(xing)，以穩(wen)定蠕變發展到(dao)快速蠕變甚至(zhi)斷裂。蠕變失效形(xing)式有：過量(liang)變形(xing)，如爐管“鼓肚”；彈(dan)性應用松弛，如螺栓緊固力(li)降低、斷裂。
2. 碳鋼、珠光體(ti)耐熱鋼的珠光體(ti)球化
鋼(gang)的珠(zhu)光體中的片狀碳化(hua)物球(qiu)化(hua)的速度(du)和(he)程度(du)。主要決定于溫(wen)度(du)和(he)時(shi)(shi)間，碳鋼(gang)在溫(wen)度(du)為400℃完全(quan)球(qiu)化(hua)約需(xu)2x106h，510℃時(shi)(shi)則只需(xu)2.9x10th。球(qiu)化(hua)后的鋼(gang)材，室(shi)溫(wen)強(qiang)度(du)、高溫(wen)強(qiang)度(du)和(he)持久強(qiang)度(du)均降低。
3. 碳鋼和(he)碳鉬(mu)鋼的石墨化
碳鋼(gang)和(he)(he)0.5Mo鋼(gang)長(chang)期(qi)在高溫(wen)下工作(zuo)，組織(zhi)中過飽和(he)(he)碳原子發(fa)生遷移和(he)(he)聚集(ji)，轉化為石(shi)墨(mo)，使材料強度降低。石(shi)墨(mo)化最容(rong)易發(fa)生于(yu)焊接熱影響區。美(mei)國(guo)某電(dian)站，505℃的主蒸汽管(guan)道采用0.5Mo鋼(gang)管(guan)，在運行5年后斷裂，造成嚴重(zhong)損失(shi)。0.5Mo鋼(gang)在468℃溫(wen)度下長(chang)期(qi)工作(zuo)就有石(shi)墨(mo)化傾(qing)向，發(fa)生事故(gu)是(shi)遲早的事。
GB 150《壓力容(rong)器》強調“碳(tan)素鋼和碳(tan)錳鋼在高于425℃溫度下長期使用時，應考(kao)慮鋼中碳(tan)化(hua)物相的石墨化(hua)傾(qing)向(xiang)”。
4. 回火脆化(hua)
臨氫(qing)(qing)環境，鉻鉬鋼長期在375～575℃溫(wen)度下工作，可能出(chu)現(xian)可逆性回(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)，表現(xian)為脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉變溫(wen)度升高(gao)，如(ru)某2.25Cr1Mo鋼脫硫反(fan)應(ying)器(qi)在332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉變溫(wen)度由-37℃升至60℃。因而(er)，回(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)被認為是2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)性破壞的主要危險。為防止脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)斷，找到設備管道安全(quan)升（降）壓(ya)溫(wen)度是重要的。應(ying)指出(chu)的是：臨氫(qing)(qing)鉻鉬鋼脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)裂(lie)，常是回(hui)火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)和氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)共同作用的結果。金屬材(cai)料高(gao)溫(wen)破壞，還(huan)有如(ru)。相析出(chu)脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)、強(qiang)化(hua)(hua)(hua)合金析出(chu)相脆(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)都會致使基(ji)體弱(ruo)化(hua)(hua)(hua)導致破壞。
三、疲勞破壞
金屬材(cai)料(liao)在(zai)交變(bian)(bian)載荷或溫度周期(qi)變(bian)(bian)化的(de)(de)(de)情況下，出(chu)現變(bian)(bian)形損傷甚至斷裂(lie)的(de)(de)(de)現象。其危險(xian)性(xing)在(zai)于：沒(mei)有明(ming)顯的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形就突(tu)然斷裂(lie)。制氫裝(zhuang)置的(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓吸(xi)附操作，約每8min升降(jiang)壓一次，在(zai)設(she)計(ji)壽命(ming)期(qi)內(nei)，升降(jiang)壓循環次數超過百萬次，管道若不(bu)按(an)疲(pi)勞設(she)計(ji)考慮，疲(pi)勞破壞在(zai)所難免。某有機合(he)成廠，引進的(de)(de)(de)0.30萬噸(dun)／年(nian)合(he)成酒精裝(zhuang)置中(zhong)，乙烯(xi)罐高位放空管只因(yin)為(wei)供貨方(fang)未按(an)原(yuan)設(she)計(ji)要求設(she)防震拉筋(jin)，1981年(nian)管線焊縫處發生斷裂(lie)，乙烯(xi)噴出(chu)起(qi)火爆炸。事故(gu)分析(xi)發現：斷口上有兩個對稱的(de)(de)(de)疲(pi)勞區，疲(pi)勞擴展斷口面(mian)積占4／5，結論是疲(pi)勞破壞。
經過費用(yong)比較后，選用(yong)耐蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料(liao)（含復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)）或增加管道(dao)的腐(fu)蝕(shi)(shi)裕量；對(dui)管道(dao)壁厚實(shi)施在役檢測，或對(dui)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)行(xing)監控。復(fu)(fu)合材(cai)(cai)料(liao)有金屬復(fu)(fu)合和非金屬復(fu)(fu)合兩種(zhong)，都是以碳鋼(gang)管為基(ji)材(cai)(cai)，用(yong)機(ji)械(xie)方(fang)法將耐蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料(liao)復(fu)(fu)合于管道(dao)表面。前者最緊要的是復(fu)(fu)合界(jie)面結合剪切強度和結合率(lv)應符合要求；后者最緊要的是抗真(zhen)空性(xing)能(neng)。
