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(di)溫脆(cui)性斷裂
材(cai)料溫(wen)度(du)低(di)(di)于(yu)(yu)其脆性(xing)轉變溫(wen)度(du)時，其沖(chong)擊韌性(xing)急(ji)劇(ju)下降，造成脆性(xing)斷裂(lie)。操作溫(wen)度(du)等于(yu)(yu)或(huo)(huo)低(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時，按(an)規范要求選(xuan)用低(di)(di)溫(wen)材(cai)料是無疑的。由于(yu)(yu)地(di)區(qu)環(huan)境溫(wen)度(du)的影響，或(huo)(huo)如液化(hua)氣體急(ji)劇(ju)汽(qi)化(hua)，管道金(jin)屬溫(wen)度(du)可能(neng)等于(yu)(yu)或(huo)(huo)低(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時。亦應(ying)按(an)相當低(di)(di)溫(wen)材(cai)料選(xuan)用，并要求按(an)設(she)計最(zui)低(di)(di)溫(wen)度(du)做沖(chong)擊試驗。
二、高(gao)溫破壞
金屬材(cai)料在高溫(wen)下(xia)組(zu)織和(he)性(xing)能(neng)惡(e)化(hua)，常見的(de)有蠕變、珠光體球化(hua)、石墨(mo)化(hua)、回火脆化(hua)等導致金屬材(cai)料弱化(hua)和(he)脆化(hua)。
1. 蠕變失效(xiao)
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫(wen)度時，在恒應(ying)(ying)力作用下(xia)發生應(ying)(ying)變(bian)，隨著(zhu)時間的推移，應(ying)(ying)變(bian)增加(jia)，繼(ji)而(er)出(chu)現(xian)塑性變(bian)形，以穩定(ding)蠕(ru)變(bian)發展到快速蠕(ru)變(bian)甚至斷裂。蠕(ru)變(bian)失效形式有：過量變(bian)形，如(ru)爐管“鼓肚(du)”；彈性應(ying)(ying)用松弛，如(ru)螺(luo)栓緊(jin)固力降低、斷裂。
2. 碳(tan)鋼(gang)、珠光體(ti)耐熱鋼(gang)的珠光體(ti)球化(hua)
鋼的珠光體中的片狀碳化(hua)物(wu)球(qiu)化(hua)的速(su)度(du)(du)和(he)(he)程度(du)(du)。主(zhu)要(yao)決定于溫度(du)(du)和(he)(he)時間，碳鋼在溫度(du)(du)為400℃完(wan)全(quan)球(qiu)化(hua)約(yue)需2x106h，510℃時則(ze)只需2.9x10th。球(qiu)化(hua)后(hou)的鋼材，室溫強(qiang)(qiang)度(du)(du)、高溫強(qiang)(qiang)度(du)(du)和(he)(he)持(chi)久強(qiang)(qiang)度(du)(du)均降低。
3. 碳鋼和(he)碳鉬鋼的(de)石墨(mo)化
碳鋼(gang)(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)長期(qi)在(zai)高溫下工(gong)作，組織中過飽和碳原子發(fa)生(sheng)(sheng)遷移和聚集(ji)，轉化為(wei)石(shi)墨(mo)，使材(cai)料(liao)強度(du)降低。石(shi)墨(mo)化最容(rong)易發(fa)生(sheng)(sheng)于焊接熱影響區。美國某電站(zhan)，505℃的(de)主(zhu)蒸汽(qi)管道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管，在(zai)運行(xing)5年后斷裂，造成嚴(yan)重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)468℃溫度(du)下長期(qi)工(gong)作就有石(shi)墨(mo)化傾(qing)向，發(fa)生(sheng)(sheng)事(shi)故是(shi)遲早的(de)事(shi)。
GB 150《壓力容器》強調“碳素鋼和(he)碳錳鋼在高于425℃溫度下長期使(shi)用時，應(ying)考(kao)慮鋼中碳化物相的石墨化傾向”。
4. 回(hui)火(huo)脆(cui)化
臨氫(qing)環境，鉻鉬(mu)鋼長期在(zai)375～575℃溫(wen)度(du)下(xia)工作(zuo)，可能(neng)出現可逆性(xing)回火脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)，表現為脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)轉變溫(wen)度(du)升高(gao)，如某2.25Cr1Mo鋼脫硫反應器(qi)在(zai)332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)轉變溫(wen)度(du)由(you)-37℃升至60℃。因而，回火脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)被認為是2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)(cui)性(xing)破(po)壞的主要危險(xian)。為防止脆(cui)(cui)(cui)(cui)斷，找到設(she)備(bei)管道安全升（降(jiang)）壓溫(wen)度(du)是重要的。應指出的是：臨氫(qing)鉻鉬(mu)鋼脆(cui)(cui)(cui)(cui)裂，常是回火脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)和氫(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)共同作(zuo)用的結果。金屬材(cai)料高(gao)溫(wen)破(po)壞，還(huan)有如。相析出脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)、強(qiang)化(hua)(hua)合金析出相脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)都會致使基體弱化(hua)(hua)導致破(po)壞。
三(san)、疲勞破壞
金屬(shu)材料在(zai)交變載荷(he)或溫度周期變化的情況下，出現(xian)變形損傷甚至斷裂(lie)(lie)的現(xian)象。其危險性在(zai)于：沒有明顯的塑性變形就突然斷裂(lie)(lie)。制氫裝置的變壓吸(xi)附(fu)操(cao)作(zuo)，約(yue)每8min升降(jiang)壓一(yi)次，在(zai)設(she)(she)(she)計(ji)壽命期內，升降(jiang)壓循環次數超過(guo)百萬次，管(guan)道若不(bu)按疲勞(lao)設(she)(she)(she)計(ji)考慮，疲勞(lao)破壞在(zai)所難免(mian)。某有機合成廠(chang)，引進的0.30萬噸／年合成酒精裝置中，乙烯(xi)(xi)罐高位(wei)放(fang)空管(guan)只因為供貨(huo)方未按原設(she)(she)(she)計(ji)要求(qiu)設(she)(she)(she)防震拉筋，1981年管(guan)線焊縫處發生斷裂(lie)(lie)，乙烯(xi)(xi)噴出起火爆炸。事故分析發現(xian)：斷口上(shang)有兩個對(dui)稱的疲勞(lao)區，疲勞(lao)擴展斷口面積占4／5，結論是疲勞(lao)破壞。
經過費用(yong)(yong)比較后，選(xuan)用(yong)(yong)耐蝕材(cai)(cai)料(liao)(liao)（含復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)）或(huo)增加管道(dao)的腐蝕裕量(liang)；對管道(dao)壁厚實(shi)施在(zai)役檢測，或(huo)對均勻腐蝕實(shi)行監控(kong)。復(fu)合材(cai)(cai)料(liao)(liao)有金(jin)屬(shu)復(fu)合和非(fei)金(jin)屬(shu)復(fu)合兩種(zhong)，都是以(yi)碳鋼管為基材(cai)(cai)，用(yong)(yong)機械方法將耐蝕材(cai)(cai)料(liao)(liao)復(fu)合于(yu)管道(dao)表面。前者最緊要(yao)的是復(fu)合界面結合剪切(qie)強度和結合率應符合要(yao)求；后者最緊要(yao)的是抗(kang)真(zhen)空性(xing)能。
