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)性斷裂
材料(liao)(liao)溫(wen)度低(di)于(yu)其(qi)脆性(xing)(xing)轉(zhuan)變溫(wen)度時(shi)，其(qi)沖擊韌性(xing)(xing)急劇下降(jiang)，造成脆性(xing)(xing)斷裂。操作溫(wen)度等于(yu)或(huo)低(di)于(yu)-20℃時(shi)，按(an)規范要(yao)求(qiu)選(xuan)用低(di)溫(wen)材料(liao)(liao)是(shi)無疑(yi)的。由于(yu)地區環境溫(wen)度的影響，或(huo)如液化(hua)氣體急劇汽(qi)化(hua)，管道金屬溫(wen)度可能等于(yu)或(huo)低(di)于(yu)-20℃時(shi)。亦應按(an)相當(dang)低(di)溫(wen)材料(liao)(liao)選(xuan)用，并(bing)要(yao)求(qiu)按(an)設計最(zui)低(di)溫(wen)度做沖擊試(shi)驗(yan)。
二、高溫(wen)破壞
金(jin)屬材(cai)料在高溫(wen)下組織和性能惡化(hua)，常見的有蠕變、珠(zhu)光體(ti)球(qiu)化(hua)、石(shi)墨化(hua)、回火脆化(hua)等導致金(jin)屬材(cai)料弱化(hua)和脆化(hua)。
1. 蠕變失(shi)效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔(rong)點）溫度時(shi)，在恒應(ying)力(li)作用下發(fa)生(sheng)應(ying)變(bian)(bian)，隨著時(shi)間的推移，應(ying)變(bian)(bian)增加，繼(ji)而出現塑性變(bian)(bian)形(xing)(xing)，以(yi)穩定蠕(ru)變(bian)(bian)發(fa)展到快速蠕(ru)變(bian)(bian)甚(shen)至(zhi)斷裂(lie)。蠕(ru)變(bian)(bian)失效形(xing)(xing)式有：過量變(bian)(bian)形(xing)(xing)，如爐管(guan)“鼓肚”；彈性應(ying)用松弛，如螺(luo)栓緊固力(li)降低、斷裂(lie)。
2. 碳鋼、珠(zhu)光(guang)體耐熱鋼的珠(zhu)光(guang)體球化(hua)
鋼的(de)珠(zhu)光體中的(de)片(pian)狀碳(tan)化(hua)物球(qiu)化(hua)的(de)速度(du)和(he)程度(du)。主要決(jue)定于溫(wen)度(du)和(he)時間，碳(tan)鋼在溫(wen)度(du)為400℃完全球(qiu)化(hua)約需2x106h，510℃時則只需2.9x10th。球(qiu)化(hua)后的(de)鋼材，室溫(wen)強度(du)、高溫(wen)強度(du)和(he)持(chi)久(jiu)強度(du)均降低。
3. 碳(tan)鋼和碳(tan)鉬鋼的石墨(mo)化
碳(tan)鋼和(he)0.5Mo鋼長期在(zai)高溫下工作，組織中過飽和(he)碳(tan)原子發(fa)生遷移和(he)聚集(ji)，轉(zhuan)化為石(shi)(shi)墨，使材(cai)料強度降低。石(shi)(shi)墨化最容易發(fa)生于焊接熱影響(xiang)區(qu)。美國某電站(zhan)，505℃的主蒸汽管道采用0.5Mo鋼管，在(zai)運行5年后斷裂，造成(cheng)嚴重損失。0.5Mo鋼在(zai)468℃溫度下長期工作就有石(shi)(shi)墨化傾向，發(fa)生事故是遲(chi)早的事。
GB 150《壓力(li)容器(qi)》強調(diao)“碳(tan)(tan)素(su)鋼和(he)碳(tan)(tan)錳鋼在高于425℃溫度下長(chang)期使用(yong)時(shi)，應考(kao)慮鋼中碳(tan)(tan)化物相的石墨化傾向”。
4. 回(hui)火脆(cui)化
臨氫環境(jing)，鉻(ge)鉬鋼(gang)長期在375～575℃溫(wen)度下工作，可能出(chu)現(xian)可逆性回火(huo)脆(cui)(cui)化，表現(xian)為脆(cui)(cui)化轉變(bian)溫(wen)度升高，如(ru)某2.25Cr1Mo鋼(gang)脫(tuo)硫反應(ying)器在332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)化轉變(bian)溫(wen)度由-37℃升至60℃。因(yin)而，回火(huo)脆(cui)(cui)化被(bei)認為是2.25CrlMo鋼(gang)脆(cui)(cui)性破(po)壞的(de)主(zhu)要(yao)危險。為防止脆(cui)(cui)斷，找到設備管道安全升（降）壓(ya)溫(wen)度是重(zhong)要(yao)的(de)。應(ying)指出(chu)的(de)是：臨氫鉻(ge)鉬鋼(gang)脆(cui)(cui)裂(lie)，常是回火(huo)脆(cui)(cui)化和(he)氫脆(cui)(cui)共同作用的(de)結果。金屬材料高溫(wen)破(po)壞，還有如(ru)。相析出(chu)脆(cui)(cui)化、強化合金析出(chu)相脆(cui)(cui)化都會致使基體(ti)弱化導致破(po)壞。
三、疲勞破壞(huai)
金屬材料在(zai)交(jiao)變(bian)(bian)載(zai)荷(he)或溫(wen)度周(zhou)期變(bian)(bian)化的情(qing)況下(xia)，出現(xian)變(bian)(bian)形(xing)損傷甚至斷(duan)(duan)裂(lie)的現(xian)象。其(qi)危險(xian)性(xing)在(zai)于：沒有明(ming)顯的塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing)就(jiu)突然(ran)斷(duan)(duan)裂(lie)。制氫裝置(zhi)的變(bian)(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)操作，約每(mei)8min升(sheng)降(jiang)壓(ya)一次(ci)(ci)，在(zai)設計壽命期內，升(sheng)降(jiang)壓(ya)循環次(ci)(ci)數超(chao)過百萬次(ci)(ci)，管(guan)道若不按疲勞(lao)(lao)設計考(kao)慮，疲勞(lao)(lao)破(po)壞在(zai)所難免。某有機合成廠，引(yin)進的0.30萬噸(dun)／年合成酒精裝置(zhi)中，乙烯(xi)罐高位(wei)放空管(guan)只因為供貨方(fang)未按原設計要求設防震(zhen)拉筋，1981年管(guan)線焊縫處(chu)發(fa)生斷(duan)(duan)裂(lie)，乙烯(xi)噴出起(qi)火爆(bao)炸(zha)。事(shi)故分析發(fa)現(xian)：斷(duan)(duan)口上有兩個對稱的疲勞(lao)(lao)區，疲勞(lao)(lao)擴展斷(duan)(duan)口面積(ji)占4／5，結論是(shi)疲勞(lao)(lao)破(po)壞。
經過費用(yong)比(bi)較(jiao)后，選用(yong)耐蝕(shi)(shi)材料(liao)（含復(fu)(fu)合材料(liao)）或增加管(guan)道的腐(fu)蝕(shi)(shi)裕量(liang)；對(dui)管(guan)道壁厚實施在役檢測(ce)，或對(dui)均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)實行監控。復(fu)(fu)合材料(liao)有(you)金屬(shu)(shu)復(fu)(fu)合和(he)非金屬(shu)(shu)復(fu)(fu)合兩種，都是以(yi)碳鋼管(guan)為基(ji)材，用(yong)機械方法將耐蝕(shi)(shi)材料(liao)復(fu)(fu)合于管(guan)道表面。前(qian)者最緊要的是復(fu)(fu)合界面結合剪切(qie)強度(du)和(he)結合率應符(fu)合要求；后者最緊要的是抗真空性能。
