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(xing)斷裂
材(cai)(cai)料(liao)溫(wen)(wen)(wen)度(du)低(di)于(yu)其脆性(xing)轉變(bian)溫(wen)(wen)(wen)度(du)時，其沖(chong)擊韌性(xing)急劇(ju)下降，造(zao)成脆性(xing)斷裂。操(cao)作溫(wen)(wen)(wen)度(du)等(deng)于(yu)或低(di)于(yu)-20℃時，按(an)規范要求選用低(di)溫(wen)(wen)(wen)材(cai)(cai)料(liao)是無疑的(de)。由于(yu)地區環境溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)影響，或如液(ye)化氣(qi)體(ti)急劇(ju)汽(qi)化，管道金屬溫(wen)(wen)(wen)度(du)可能(neng)等(deng)于(yu)或低(di)于(yu)-20℃時。亦應按(an)相當(dang)低(di)溫(wen)(wen)(wen)材(cai)(cai)料(liao)選用，并要求按(an)設計最低(di)溫(wen)(wen)(wen)度(du)做沖(chong)擊試驗。
二、高溫破壞
金(jin)屬材料在(zai)高溫下(xia)組織和性能(neng)惡化(hua)(hua)，常見的(de)有蠕(ru)變(bian)、珠光體球(qiu)化(hua)(hua)、石墨化(hua)(hua)、回火(huo)脆化(hua)(hua)等導致金(jin)屬材料弱化(hua)(hua)和脆化(hua)(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時(shi)，在恒應力作(zuo)用下發生應變(bian)(bian)(bian)，隨著(zhu)時(shi)間(jian)的推(tui)移，應變(bian)(bian)(bian)增加(jia)，繼而出現塑性變(bian)(bian)(bian)形(xing)，以穩定蠕變(bian)(bian)(bian)發展到快速蠕變(bian)(bian)(bian)甚至斷裂。蠕變(bian)(bian)(bian)失效形(xing)式有(you)：過量變(bian)(bian)(bian)形(xing)，如(ru)爐管(guan)“鼓肚”；彈性應用松弛(chi)，如(ru)螺栓(shuan)緊固力降低(di)、斷裂。
2. 碳鋼(gang)、珠光體耐熱(re)鋼(gang)的珠光體球化
鋼(gang)的珠光體中的片狀(zhuang)碳(tan)(tan)化物球化的速度(du)(du)和程度(du)(du)。主要決定于溫度(du)(du)和時間，碳(tan)(tan)鋼(gang)在溫度(du)(du)為400℃完(wan)全(quan)球化約需(xu)2x106h，510℃時則只(zhi)需(xu)2.9x10th。球化后的鋼(gang)材(cai)，室溫強度(du)(du)、高溫強度(du)(du)和持久強度(du)(du)均降低(di)。
3. 碳鋼和(he)碳鉬鋼的石(shi)墨化
碳(tan)鋼(gang)和(he)(he)0.5Mo鋼(gang)長(chang)期(qi)在高(gao)溫下(xia)工作(zuo)(zuo)，組(zu)織中過飽和(he)(he)碳(tan)原子發生遷移和(he)(he)聚集(ji)，轉化為石(shi)墨，使材料強度(du)(du)降低。石(shi)墨化最容易(yi)發生于焊接熱影響區。美國某電站，505℃的(de)主蒸汽管(guan)道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)管(guan)，在運行(xing)5年后斷裂，造成嚴(yan)重損(sun)失。0.5Mo鋼(gang)在468℃溫度(du)(du)下(xia)長(chang)期(qi)工作(zuo)(zuo)就有石(shi)墨化傾向，發生事故(gu)是遲早的(de)事。
GB 150《壓力(li)容器(qi)》強調(diao)“碳素鋼(gang)和碳錳鋼(gang)在(zai)高(gao)于425℃溫度下長期使用時，應考慮鋼(gang)中碳化(hua)物相的石(shi)墨化(hua)傾向”。
4. 回火(huo)脆化
臨氫環(huan)境，鉻(ge)鉬鋼(gang)(gang)長(chang)期在375～575℃溫(wen)度下工作，可能出(chu)(chu)現(xian)可逆性(xing)回(hui)火脆(cui)(cui)化(hua)(hua)，表現(xian)為脆(cui)(cui)化(hua)(hua)轉變(bian)溫(wen)度升(sheng)高(gao)，如(ru)(ru)某2.25Cr1Mo鋼(gang)(gang)脫硫(liu)反應(ying)器在332～432℃運行30000h后(hou)，脆(cui)(cui)化(hua)(hua)轉變(bian)溫(wen)度由-37℃升(sheng)至60℃。因(yin)而，回(hui)火脆(cui)(cui)化(hua)(hua)被認為是(shi)2.25CrlMo鋼(gang)(gang)脆(cui)(cui)性(xing)破壞的(de)主(zhu)要危(wei)險。為防止脆(cui)(cui)斷，找到設備管道安全升(sheng)（降）壓溫(wen)度是(shi)重要的(de)。應(ying)指出(chu)(chu)的(de)是(shi)：臨氫鉻(ge)鉬鋼(gang)(gang)脆(cui)(cui)裂，常(chang)是(shi)回(hui)火脆(cui)(cui)化(hua)(hua)和氫脆(cui)(cui)共同作用的(de)結果。金屬材料高(gao)溫(wen)破壞，還有如(ru)(ru)。相(xiang)析(xi)出(chu)(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)、強化(hua)(hua)合(he)金析(xi)出(chu)(chu)相(xiang)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)都會(hui)致(zhi)使基體(ti)弱化(hua)(hua)導(dao)致(zhi)破壞。
三(san)、疲勞破壞
金屬材料在(zai)交變載荷或溫度周期變化的(de)情況下，出現(xian)變形損傷(shang)甚至(zhi)斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)現(xian)象。其(qi)危險性(xing)在(zai)于(yu)：沒(mei)有明顯(xian)的(de)塑(su)性(xing)變形就(jiu)突然(ran)斷(duan)(duan)裂(lie)。制氫(qing)裝置的(de)變壓吸附操作，約每(mei)8min升降壓一次(ci)，在(zai)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)壽(shou)命期內，升降壓循(xun)環次(ci)數超過百萬次(ci)，管(guan)道若(ruo)不按疲勞(lao)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)考(kao)慮(lv)，疲勞(lao)破壞在(zai)所難免。某有機合(he)成廠，引進的(de)0.30萬噸／年合(he)成酒精裝置中，乙烯(xi)罐高(gao)位放空管(guan)只因(yin)為(wei)供貨方未按原設(she)(she)(she)計(ji)(ji)要求設(she)(she)(she)防震(zhen)拉筋，1981年管(guan)線焊(han)縫處發生(sheng)斷(duan)(duan)裂(lie)，乙烯(xi)噴出起(qi)火(huo)爆炸。事故(gu)分析發現(xian)：斷(duan)(duan)口上有兩個對稱的(de)疲勞(lao)區，疲勞(lao)擴展斷(duan)(duan)口面積占4／5，結(jie)論是疲勞(lao)破壞。
經過費用(yong)(yong)比較(jiao)后(hou)，選用(yong)(yong)耐(nai)蝕(shi)材(cai)料（含復(fu)合(he)(he)材(cai)料）或(huo)增(zeng)加管道的(de)腐蝕(shi)裕量；對管道壁(bi)厚實(shi)施(shi)在(zai)役檢測，或(huo)對均勻腐蝕(shi)實(shi)行監控。復(fu)合(he)(he)材(cai)料有金屬復(fu)合(he)(he)和非金屬復(fu)合(he)(he)兩種(zhong)，都是(shi)(shi)以碳鋼(gang)管為基材(cai)，用(yong)(yong)機械方(fang)法將(jiang)耐(nai)蝕(shi)材(cai)料復(fu)合(he)(he)于管道表面。前者最緊要的(de)是(shi)(shi)復(fu)合(he)(he)界面結(jie)合(he)(he)剪切強(qiang)度和結(jie)合(he)(he)率應符合(he)(he)要求；后(hou)者最緊要的(de)是(shi)(shi)抗真空性能。
