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(xing)斷(duan)裂
材(cai)料(liao)(liao)溫度(du)低(di)(di)于(yu)(yu)其脆性(xing)轉變(bian)溫度(du)時，其沖擊韌(ren)性(xing)急劇下降，造(zao)成脆性(xing)斷裂。操作溫度(du)等(deng)于(yu)(yu)或低(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時，按(an)規范(fan)要(yao)求(qiu)選用低(di)(di)溫材(cai)料(liao)(liao)是無疑(yi)的。由于(yu)(yu)地(di)區環境溫度(du)的影響(xiang)，或如(ru)液化氣體(ti)急劇汽化，管道金(jin)屬溫度(du)可能等(deng)于(yu)(yu)或低(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時。亦應(ying)按(an)相(xiang)當(dang)低(di)(di)溫材(cai)料(liao)(liao)選用，并要(yao)求(qiu)按(an)設計最低(di)(di)溫度(du)做沖擊試驗。
二、高(gao)溫破壞
金屬材(cai)料(liao)在高溫下組織和性能惡化(hua)(hua)(hua)，常(chang)見(jian)的(de)有蠕變、珠光體球(qiu)化(hua)(hua)(hua)、石墨化(hua)(hua)(hua)、回火脆(cui)化(hua)(hua)(hua)等導(dao)致金屬材(cai)料(liao)弱化(hua)(hua)(hua)和脆(cui)化(hua)(hua)(hua)。
1. 蠕(ru)變失效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點(dian)）溫(wen)度(du)時，在恒應力作用下發生應變(bian)(bian)，隨著時間的推移，應變(bian)(bian)增(zeng)加，繼而出現(xian)塑性變(bian)(bian)形，以穩定蠕(ru)變(bian)(bian)發展(zhan)到快速蠕(ru)變(bian)(bian)甚至斷裂(lie)。蠕(ru)變(bian)(bian)失(shi)效形式有：過量變(bian)(bian)形，如(ru)爐(lu)管“鼓(gu)肚”；彈性應用松弛，如(ru)螺栓緊固力降低、斷裂(lie)。
2. 碳鋼、珠(zhu)光(guang)體耐熱鋼的珠(zhu)光(guang)體球化
鋼(gang)的珠光體中的片狀碳化(hua)(hua)物球化(hua)(hua)的速度(du)(du)(du)和(he)程度(du)(du)(du)。主要決定于溫(wen)度(du)(du)(du)和(he)時(shi)間，碳鋼(gang)在溫(wen)度(du)(du)(du)為400℃完全球化(hua)(hua)約(yue)需2x106h，510℃時(shi)則只(zhi)需2.9x10th。球化(hua)(hua)后的鋼(gang)材(cai)，室(shi)溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)、高溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和(he)持(chi)久強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)均降(jiang)低。
3. 碳鋼(gang)(gang)和碳鉬(mu)鋼(gang)(gang)的石(shi)墨(mo)化
碳鋼(gang)和0.5Mo鋼(gang)長(chang)期(qi)在高溫下工作，組織中過飽和碳原子發生遷移和聚集(ji)，轉(zhuan)化為(wei)石(shi)(shi)墨(mo)，使材(cai)料強度降低(di)。石(shi)(shi)墨(mo)化最容易(yi)發生于焊接熱影響區。美(mei)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(lie)，造成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)在468℃溫度下長(chang)期(qi)工作就有石(shi)(shi)墨(mo)化傾(qing)向(xiang)，發生事故(gu)是遲早(zao)的(de)事。
GB 150《壓力(li)容器》強調“碳(tan)(tan)素鋼(gang)和碳(tan)(tan)錳(meng)鋼(gang)在(zai)高(gao)于425℃溫度下長(chang)期使用時(shi)，應考(kao)慮鋼(gang)中碳(tan)(tan)化(hua)物相的石墨化(hua)傾向”。
4. 回火脆化(hua)
臨氫環境，鉻(ge)鉬(mu)(mu)鋼長期在375～575℃溫度(du)下工作，可能出(chu)現可逆性(xing)(xing)回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)，表(biao)現為(wei)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉變溫度(du)升高，如某2.25Cr1Mo鋼脫(tuo)硫反(fan)應器在332～432℃運行(xing)30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉變溫度(du)由-37℃升至60℃。因(yin)而(er)，回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)被認為(wei)是(shi)(shi)(shi)2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)破壞(huai)的(de)主要危(wei)險。為(wei)防止脆(cui)(cui)(cui)斷，找到(dao)設備管(guan)道(dao)安全(quan)升（降）壓溫度(du)是(shi)(shi)(shi)重要的(de)。應指出(chu)的(de)是(shi)(shi)(shi)：臨氫鉻(ge)鉬(mu)(mu)鋼脆(cui)(cui)(cui)裂，常是(shi)(shi)(shi)回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)和氫脆(cui)(cui)(cui)共(gong)同作用的(de)結果(guo)。金屬材料高溫破壞(huai)，還有如。相析(xi)出(chu)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)、強化(hua)合(he)金析(xi)出(chu)相脆(cui)(cui)(cui)化(hua)都會致使基體(ti)弱化(hua)導致破壞(huai)。
三、疲勞破(po)壞
金(jin)屬材料在交變(bian)載荷(he)或溫度周(zhou)期變(bian)化的(de)(de)(de)情況下，出現(xian)變(bian)形(xing)損傷甚至斷(duan)裂的(de)(de)(de)現(xian)象。其危險性在于：沒有明顯的(de)(de)(de)塑(su)性變(bian)形(xing)就突(tu)然斷(duan)裂。制氫裝置(zhi)的(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)吸附操作，約每8min升(sheng)(sheng)降壓(ya)一(yi)次，在設計壽命期內，升(sheng)(sheng)降壓(ya)循環(huan)次數(shu)超過(guo)百萬次，管(guan)道若不按疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)設計考慮(lv)，疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)破(po)壞在所難免。某有機合成廠，引進的(de)(de)(de)0.30萬噸(dun)／年合成酒精(jing)裝置(zhi)中，乙烯罐高位放空管(guan)只因為供貨(huo)方未按原(yuan)設計要求設防震拉(la)筋(jin)，1981年管(guan)線焊縫(feng)處發(fa)生(sheng)斷(duan)裂，乙烯噴出起火爆炸。事故分(fen)析(xi)發(fa)現(xian)：斷(duan)口(kou)上有兩個(ge)對稱(cheng)的(de)(de)(de)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)區，疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)擴展斷(duan)口(kou)面積(ji)占4／5，結論是疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)破(po)壞。
經過費用比較(jiao)后，選(xuan)用耐蝕材料（含復(fu)(fu)合(he)材料）或(huo)增加管(guan)(guan)道(dao)的(de)腐(fu)蝕裕量；對(dui)(dui)管(guan)(guan)道(dao)壁厚實施在役(yi)檢測，或(huo)對(dui)(dui)均勻腐(fu)蝕實行監控(kong)。復(fu)(fu)合(he)材料有金屬復(fu)(fu)合(he)和非(fei)金屬復(fu)(fu)合(he)兩種，都是以碳(tan)鋼管(guan)(guan)為基(ji)材，用機械方法將(jiang)耐蝕材料復(fu)(fu)合(he)于(yu)管(guan)(guan)道(dao)表面(mian)。前(qian)者(zhe)最緊要的(de)是復(fu)(fu)合(he)界面(mian)結合(he)剪切強度(du)和結合(he)率(lv)應符合(he)要求；后者(zhe)最緊要的(de)是抗(kang)真空性能。
