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
材料(liao)溫(wen)度(du)(du)低(di)于(yu)(yu)其脆(cui)性(xing)轉變溫(wen)度(du)(du)時，其沖擊韌性(xing)急劇下降，造成脆(cui)性(xing)斷裂。操作溫(wen)度(du)(du)等(deng)(deng)于(yu)(yu)或(huo)低(di)于(yu)(yu)-20℃時，按(an)(an)規范要(yao)求(qiu)選用低(di)溫(wen)材料(liao)是無疑的。由于(yu)(yu)地區環境溫(wen)度(du)(du)的影響(xiang)，或(huo)如液化氣體(ti)急劇汽化，管道金屬溫(wen)度(du)(du)可(ke)能等(deng)(deng)于(yu)(yu)或(huo)低(di)于(yu)(yu)-20℃時。亦應按(an)(an)相當低(di)溫(wen)材料(liao)選用，并要(yao)求(qiu)按(an)(an)設計最低(di)溫(wen)度(du)(du)做沖擊試驗(yan)。
二、高溫破壞
金(jin)(jin)屬材料在高溫下組織(zhi)和性能惡化，常見的有蠕變、珠光體球化、石墨化、回火脆(cui)化等導致金(jin)(jin)屬材料弱化和脆(cui)化。
1. 蠕變失效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在恒應力(li)作用下發(fa)生應變(bian)(bian)，隨著時間的推移(yi)，應變(bian)(bian)增(zeng)加，繼而出現塑性變(bian)(bian)形，以穩定蠕(ru)變(bian)(bian)發(fa)展到快速蠕(ru)變(bian)(bian)甚至斷(duan)裂(lie)。蠕(ru)變(bian)(bian)失效形式有：過量變(bian)(bian)形，如爐管“鼓肚(du)”；彈性應用松(song)弛，如螺栓緊固力(li)降低、斷(duan)裂(lie)。
2. 碳鋼、珠(zhu)光(guang)體耐熱(re)鋼的珠(zhu)光(guang)體球(qiu)化
鋼的珠(zhu)光體中的片狀碳(tan)化物球化的速度(du)(du)和程度(du)(du)。主要(yao)決定于(yu)溫度(du)(du)和時(shi)間，碳(tan)鋼在溫度(du)(du)為400℃完全球化約需(xu)2x106h，510℃時(shi)則(ze)只需(xu)2.9x10th。球化后的鋼材(cai)，室溫強度(du)(du)、高(gao)溫強度(du)(du)和持久(jiu)強度(du)(du)均(jun)降低(di)。
3. 碳鋼和碳鉬鋼的石(shi)墨(mo)化
碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)長(chang)期在(zai)高溫下工(gong)作(zuo)，組織中過飽和(he)碳(tan)原(yuan)子發生(sheng)遷移(yi)和(he)聚集，轉化為石(shi)墨，使材料強度降低。石(shi)墨化最容易發生(sheng)于(yu)焊(han)接熱影(ying)響(xiang)區。美(mei)國某電(dian)站，505℃的主蒸汽管道采用0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管，在(zai)運行5年后斷裂，造成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)468℃溫度下長(chang)期工(gong)作(zuo)就有石(shi)墨化傾向，發生(sheng)事故是遲(chi)早的事。
GB 150《壓力(li)容器》強調“碳素鋼(gang)和碳錳鋼(gang)在高于425℃溫度下長期使用時，應(ying)考慮鋼(gang)中碳化(hua)物相(xiang)的石墨化(hua)傾(qing)向(xiang)”。
4. 回火脆化
臨氫環(huan)境，鉻鉬(mu)鋼(gang)長期在(zai)375～575℃溫(wen)(wen)度下工作，可(ke)能出(chu)現可(ke)逆性(xing)回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)，表現為脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)轉變(bian)溫(wen)(wen)度升高，如某2.25Cr1Mo鋼(gang)脫(tuo)硫反應器在(zai)332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)轉變(bian)溫(wen)(wen)度由(you)-37℃升至60℃。因而，回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)被認為是(shi)(shi)2.25CrlMo鋼(gang)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)破壞(huai)(huai)的(de)(de)主(zhu)要危險(xian)。為防止脆(cui)(cui)(cui)斷，找到設備管道安(an)全升（降）壓溫(wen)(wen)度是(shi)(shi)重要的(de)(de)。應指(zhi)出(chu)的(de)(de)是(shi)(shi)：臨氫鉻鉬(mu)鋼(gang)脆(cui)(cui)(cui)裂，常(chang)是(shi)(shi)回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)和氫脆(cui)(cui)(cui)共(gong)同(tong)作用的(de)(de)結果。金(jin)(jin)屬材料高溫(wen)(wen)破壞(huai)(huai)，還有如。相析出(chu)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)、強化(hua)(hua)合(he)金(jin)(jin)析出(chu)相脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)都(dou)會致使基體弱化(hua)(hua)導(dao)致破壞(huai)(huai)。
三、疲勞破壞
金屬材料在(zai)(zai)交變(bian)(bian)載(zai)荷(he)或溫度周期變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)情況下，出現(xian)變(bian)(bian)形損傷(shang)甚至斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)(de)現(xian)象。其危險性(xing)在(zai)(zai)于：沒(mei)有(you)明顯的(de)(de)塑性(xing)變(bian)(bian)形就突然斷(duan)(duan)裂(lie)。制氫裝(zhuang)(zhuang)置的(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)吸(xi)附(fu)操作，約每8min升降(jiang)壓(ya)一次(ci)，在(zai)(zai)設(she)(she)計壽命期內(nei)，升降(jiang)壓(ya)循環次(ci)數超過百萬次(ci)，管(guan)道若不(bu)按(an)疲勞設(she)(she)計考(kao)慮，疲勞破壞在(zai)(zai)所難免(mian)。某(mou)有(you)機合(he)成廠，引進的(de)(de)0.30萬噸／年(nian)(nian)合(he)成酒精(jing)裝(zhuang)(zhuang)置中，乙(yi)(yi)烯(xi)罐高(gao)位放空管(guan)只因為(wei)供貨方(fang)未按(an)原設(she)(she)計要求設(she)(she)防震(zhen)拉筋，1981年(nian)(nian)管(guan)線焊(han)縫處發生斷(duan)(duan)裂(lie)，乙(yi)(yi)烯(xi)噴(pen)出起火爆炸。事故分析發現(xian)：斷(duan)(duan)口上有(you)兩個對稱的(de)(de)疲勞區，疲勞擴展斷(duan)(duan)口面積占4／5，結論(lun)是疲勞破壞。
經過費用(yong)比較后，選用(yong)耐蝕材料(liao)（含復合(he)材料(liao)）或增加管道的腐(fu)蝕裕量；對管道壁(bi)厚實施在役檢測，或對均勻腐(fu)蝕實行監控(kong)。復合(he)材料(liao)有(you)金(jin)屬(shu)復合(he)和(he)非金(jin)屬(shu)復合(he)兩種，都(dou)是(shi)以(yi)碳鋼(gang)管為(wei)基材，用(yong)機械方法將耐蝕材料(liao)復合(he)于(yu)管道表面。前者(zhe)最緊(jin)要(yao)的是(shi)復合(he)界面結(jie)合(he)剪切強度和(he)結(jie)合(he)率應符合(he)要(yao)求；后者(zhe)最緊(jin)要(yao)的是(shi)抗真(zhen)空(kong)性能。
