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(lie)
材(cai)料溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)低(di)于其脆性(xing)轉(zhuan)變溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)時，其沖擊韌性(xing)急劇(ju)(ju)下降，造成脆性(xing)斷裂。操(cao)作(zuo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)等于或(huo)低(di)于-20℃時，按規(gui)范要(yao)求選用低(di)溫(wen)(wen)(wen)材(cai)料是無(wu)疑的。由(you)于地(di)區環境溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)的影(ying)響，或(huo)如液(ye)化氣體急劇(ju)(ju)汽化，管(guan)道金屬溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)可能等于或(huo)低(di)于-20℃時。亦應按相當低(di)溫(wen)(wen)(wen)材(cai)料選用，并要(yao)求按設計最(zui)低(di)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)做沖擊試(shi)驗。
二、高溫(wen)破(po)壞
金屬材(cai)料在高溫下(xia)組織和(he)性(xing)能惡(e)化，常(chang)見的(de)有蠕變(bian)、珠(zhu)光體球(qiu)化、石墨化、回火脆化等導致金屬材(cai)料弱(ruo)化和(he)脆化。
1. 蠕變失效
金屬(shu)材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在恒(heng)應(ying)力(li)作用(yong)下(xia)發生應(ying)變(bian)(bian)，隨著時間的推移，應(ying)變(bian)(bian)增加，繼而(er)出(chu)現塑性變(bian)(bian)形，以穩定蠕變(bian)(bian)發展(zhan)到(dao)快速蠕變(bian)(bian)甚至斷裂(lie)。蠕變(bian)(bian)失效形式有：過量變(bian)(bian)形，如爐管“鼓(gu)肚”；彈性應(ying)用(yong)松弛，如螺(luo)栓緊(jin)固(gu)力(li)降低(di)、斷裂(lie)。
2. 碳鋼、珠光體(ti)耐(nai)熱鋼的珠光體(ti)球化
鋼的珠光體(ti)中(zhong)的片狀碳(tan)化(hua)物球化(hua)的速度(du)(du)和程度(du)(du)。主要決定于溫(wen)度(du)(du)和時(shi)間，碳(tan)鋼在溫(wen)度(du)(du)為400℃完全球化(hua)約需2x106h，510℃時(shi)則只需2.9x10th。球化(hua)后(hou)的鋼材，室溫(wen)強(qiang)度(du)(du)、高溫(wen)強(qiang)度(du)(du)和持久(jiu)強(qiang)度(du)(du)均降低。
3. 碳鋼(gang)和碳鉬鋼(gang)的石墨化
碳鋼(gang)(gang)和(he)0.5Mo鋼(gang)(gang)長期在(zai)高溫(wen)下(xia)工(gong)作，組(zu)織中過飽和(he)碳原子發生遷移和(he)聚集(ji)，轉(zhuan)化為石(shi)墨(mo)，使材料強度(du)降低。石(shi)墨(mo)化最容易(yi)發生于焊接熱影響(xiang)區。美國某(mou)電站，505℃的主(zhu)蒸汽管(guan)道(dao)采用0.5Mo鋼(gang)(gang)管(guan)，在(zai)運行5年后斷裂，造成嚴重(zhong)損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)在(zai)468℃溫(wen)度(du)下(xia)長期工(gong)作就有石(shi)墨(mo)化傾向，發生事(shi)故是遲(chi)早的事(shi)。
GB 150《壓力(li)容器(qi)》強調“碳(tan)素鋼(gang)和碳(tan)錳(meng)鋼(gang)在高于425℃溫(wen)度下長期使用時，應考慮(lv)鋼(gang)中(zhong)碳(tan)化(hua)物相的石墨化(hua)傾(qing)向”。
4. 回火脆化
臨氫(qing)環境，鉻鉬(mu)鋼(gang)長(chang)期在375～575℃溫(wen)(wen)(wen)度(du)下工作，可能(neng)出(chu)現可逆(ni)性(xing)回火(huo)脆(cui)(cui)化(hua)，表現為脆(cui)(cui)化(hua)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，如(ru)某2.25Cr1Mo鋼(gang)脫(tuo)硫(liu)反應器在332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)化(hua)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)由-37℃升(sheng)至(zhi)60℃。因而，回火(huo)脆(cui)(cui)化(hua)被認為是2.25CrlMo鋼(gang)脆(cui)(cui)性(xing)破壞的主要(yao)危險。為防止脆(cui)(cui)斷，找到(dao)設備管道安全升(sheng)（降）壓溫(wen)(wen)(wen)度(du)是重要(yao)的。應指出(chu)的是：臨氫(qing)鉻鉬(mu)鋼(gang)脆(cui)(cui)裂，常是回火(huo)脆(cui)(cui)化(hua)和氫(qing)脆(cui)(cui)共同作用的結果。金(jin)屬(shu)材(cai)料高(gao)溫(wen)(wen)(wen)破壞，還有如(ru)。相(xiang)(xiang)析(xi)出(chu)脆(cui)(cui)化(hua)、強化(hua)合金(jin)析(xi)出(chu)相(xiang)(xiang)脆(cui)(cui)化(hua)都會致(zhi)使基體弱(ruo)化(hua)導致(zhi)破壞。
三(san)、疲勞(lao)破壞
金屬材料在(zai)交變(bian)載荷或溫度周期變(bian)化的情況下，出(chu)現(xian)變(bian)形(xing)(xing)損(sun)傷甚至斷(duan)裂(lie)的現(xian)象(xiang)。其(qi)危險性在(zai)于：沒有(you)明顯的塑性變(bian)形(xing)(xing)就突然(ran)斷(duan)裂(lie)。制(zhi)氫裝置(zhi)(zhi)的變(bian)壓吸(xi)附操作(zuo)，約每8min升降(jiang)壓一次，在(zai)設(she)計壽命期內(nei)，升降(jiang)壓循環(huan)次數超過(guo)百(bai)萬(wan)次，管(guan)(guan)道若(ruo)不按(an)(an)疲(pi)(pi)(pi)勞設(she)計考慮，疲(pi)(pi)(pi)勞破壞(huai)在(zai)所難免。某有(you)機合(he)成(cheng)廠，引進(jin)的0.30萬(wan)噸／年合(he)成(cheng)酒精裝置(zhi)(zhi)中，乙(yi)烯(xi)罐高位放(fang)空管(guan)(guan)只因為供(gong)貨方未按(an)(an)原設(she)計要求(qiu)設(she)防(fang)震拉筋，1981年管(guan)(guan)線焊縫處發(fa)生(sheng)斷(duan)裂(lie)，乙(yi)烯(xi)噴出(chu)起火爆炸。事(shi)故分析(xi)發(fa)現(xian)：斷(duan)口上有(you)兩個對稱的疲(pi)(pi)(pi)勞區(qu)，疲(pi)(pi)(pi)勞擴展(zhan)斷(duan)口面積占4／5，結論是疲(pi)(pi)(pi)勞破壞(huai)。
經過費用比(bi)較后(hou)，選用耐蝕(shi)材(cai)料(liao)（含復(fu)合(he)(he)材(cai)料(liao)）或(huo)增加管(guan)(guan)道的腐蝕(shi)裕(yu)量；對管(guan)(guan)道壁厚實(shi)施在役檢測(ce)，或(huo)對均(jun)勻腐蝕(shi)實(shi)行監控(kong)。復(fu)合(he)(he)材(cai)料(liao)有金屬復(fu)合(he)(he)和(he)非金屬復(fu)合(he)(he)兩種，都是(shi)以(yi)碳(tan)鋼管(guan)(guan)為基材(cai)，用機械方法將耐蝕(shi)材(cai)料(liao)復(fu)合(he)(he)于管(guan)(guan)道表面。前者(zhe)最(zui)緊要的是(shi)復(fu)合(he)(he)界面結(jie)合(he)(he)剪切強度和(he)結(jie)合(he)(he)率應符合(he)(he)要求；后(hou)者(zhe)最(zui)緊要的是(shi)抗(kang)真空性能。
