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(yi)、低溫脆性(xing)斷裂
材料溫(wen)(wen)(wen)度(du)低(di)于其脆性(xing)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)時，其沖(chong)擊(ji)韌性(xing)急(ji)劇下(xia)降，造成脆性(xing)斷裂。操作溫(wen)(wen)(wen)度(du)等于或低(di)于-20℃時，按規范(fan)要求選用(yong)低(di)溫(wen)(wen)(wen)材料是無(wu)疑的(de)。由于地區環境溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)影響，或如(ru)液化(hua)氣(qi)體急(ji)劇汽(qi)化(hua)，管道金屬(shu)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可能(neng)等于或低(di)于-20℃時。亦應按相當低(di)溫(wen)(wen)(wen)材料選用(yong)，并(bing)要求按設計最低(di)溫(wen)(wen)(wen)度(du)做沖(chong)擊(ji)試驗。
二、高溫破壞
金屬材(cai)料在高溫下(xia)組織(zhi)和性(xing)能惡(e)化，常(chang)見(jian)的有(you)蠕變、珠光體球化、石墨化、回火脆化等導致金屬材(cai)料弱化和脆化。
1. 蠕變失效(xiao)
金屬(shu)材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時(shi)(shi)，在恒應力作用下(xia)發生應變(bian)，隨著時(shi)(shi)間的推(tui)移，應變(bian)增加(jia)，繼(ji)而出現塑(su)性變(bian)形(xing)，以穩定蠕變(bian)發展(zhan)到快速蠕變(bian)甚(shen)至斷裂(lie)。蠕變(bian)失效形(xing)式有：過(guo)量變(bian)形(xing)，如爐(lu)管(guan)“鼓肚”；彈性應用松弛，如螺(luo)栓緊固力降低、斷裂(lie)。
2. 碳(tan)鋼、珠光(guang)(guang)體(ti)耐熱鋼的(de)珠光(guang)(guang)體(ti)球化
鋼(gang)的(de)珠(zhu)光體(ti)中的(de)片(pian)狀碳(tan)化物(wu)球(qiu)(qiu)化的(de)速(su)度(du)(du)和(he)程度(du)(du)。主要決(jue)定于(yu)溫度(du)(du)和(he)時間，碳(tan)鋼(gang)在溫度(du)(du)為400℃完全球(qiu)(qiu)化約需(xu)2x106h，510℃時則只需(xu)2.9x10th。球(qiu)(qiu)化后的(de)鋼(gang)材(cai)，室溫強(qiang)度(du)(du)、高溫強(qiang)度(du)(du)和(he)持久強(qiang)度(du)(du)均降低。
3. 碳鋼和碳鉬(mu)鋼的(de)石墨(mo)化
碳(tan)鋼(gang)和0.5Mo鋼(gang)長(chang)期在高溫下(xia)工(gong)(gong)作，組織中過飽和碳(tan)原子(zi)發(fa)生遷移(yi)和聚集，轉化為石(shi)墨，使(shi)材料(liao)強度降低。石(shi)墨化最容易(yi)發(fa)生于焊接熱影響區。美(mei)國(guo)某電站，505℃的(de)(de)主蒸汽管道采用0.5Mo鋼(gang)管，在運行5年后斷裂，造成(cheng)嚴(yan)重損失。0.5Mo鋼(gang)在468℃溫度下(xia)長(chang)期工(gong)(gong)作就有石(shi)墨化傾向，發(fa)生事故(gu)是遲早的(de)(de)事。
GB 150《壓力容器》強調“碳(tan)素(su)鋼(gang)和碳(tan)錳鋼(gang)在高于425℃溫(wen)度下長期使用(yong)時，應考(kao)慮鋼(gang)中碳(tan)化(hua)物相的石(shi)墨化(hua)傾向(xiang)”。
4. 回火脆化
臨氫環境，鉻鉬鋼(gang)長期(qi)在(zai)375～575℃溫(wen)度(du)下(xia)工作，可(ke)能(neng)出現(xian)可(ke)逆性回(hui)火脆(cui)化(hua)(hua)(hua)，表現(xian)為(wei)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，如某2.25Cr1Mo鋼(gang)脫硫反(fan)應器在(zai)332～432℃運(yun)行30000h后(hou)，脆(cui)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)由-37℃升(sheng)至60℃。因而，回(hui)火脆(cui)化(hua)(hua)(hua)被認(ren)為(wei)是2.25CrlMo鋼(gang)脆(cui)性破壞(huai)的(de)主要危險(xian)。為(wei)防止(zhi)脆(cui)斷(duan)，找(zhao)到設備(bei)管道安全升(sheng)（降）壓(ya)溫(wen)度(du)是重要的(de)。應指出的(de)是：臨氫鉻鉬鋼(gang)脆(cui)裂(lie)，常是回(hui)火脆(cui)化(hua)(hua)(hua)和(he)氫脆(cui)共同作用的(de)結(jie)果(guo)。金屬材料高(gao)溫(wen)破壞(huai)，還(huan)有如。相析出脆(cui)化(hua)(hua)(hua)、強化(hua)(hua)(hua)合金析出相脆(cui)化(hua)(hua)(hua)都會(hui)致使(shi)基體(ti)弱化(hua)(hua)(hua)導致破壞(huai)。
三、疲勞破壞
金屬材料在交變(bian)載(zai)荷或(huo)溫度周期變(bian)化(hua)的情況下，出現(xian)變(bian)形損傷甚至斷(duan)裂(lie)(lie)的現(xian)象(xiang)。其(qi)危險(xian)性在于：沒有明顯的塑(su)性變(bian)形就突然斷(duan)裂(lie)(lie)。制氫裝(zhuang)置的變(bian)壓(ya)(ya)吸附操作，約每(mei)8min升降壓(ya)(ya)一次(ci)，在設(she)計(ji)(ji)壽命期內，升降壓(ya)(ya)循環(huan)次(ci)數超(chao)過百萬(wan)次(ci)，管道若不按(an)疲(pi)(pi)(pi)勞設(she)計(ji)(ji)考慮，疲(pi)(pi)(pi)勞破壞在所難免。某(mou)有機合成(cheng)(cheng)廠(chang)，引進的0.30萬(wan)噸／年(nian)合成(cheng)(cheng)酒精裝(zhuang)置中(zhong)，乙烯(xi)罐高位(wei)放空(kong)管只因為供貨方未(wei)按(an)原設(she)計(ji)(ji)要求設(she)防震拉筋，1981年(nian)管線焊縫處發生斷(duan)裂(lie)(lie)，乙烯(xi)噴出起(qi)火(huo)爆(bao)炸。事(shi)故分析發現(xian)：斷(duan)口(kou)上有兩個對稱的疲(pi)(pi)(pi)勞區(qu)，疲(pi)(pi)(pi)勞擴(kuo)展斷(duan)口(kou)面積(ji)占4／5，結論是疲(pi)(pi)(pi)勞破壞。
經過費(fei)用(yong)比較后，選用(yong)耐蝕(shi)材(cai)料(liao)（含復(fu)(fu)合(he)材(cai)料(liao)）或(huo)(huo)增加管(guan)(guan)道(dao)的腐(fu)(fu)蝕(shi)裕量(liang)；對管(guan)(guan)道(dao)壁厚實(shi)施在役(yi)檢(jian)測，或(huo)(huo)對均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)實(shi)行監(jian)控。復(fu)(fu)合(he)材(cai)料(liao)有金(jin)屬復(fu)(fu)合(he)和(he)非金(jin)屬復(fu)(fu)合(he)兩種(zhong)，都是(shi)以碳鋼(gang)管(guan)(guan)為基材(cai)，用(yong)機械方法將耐蝕(shi)材(cai)料(liao)復(fu)(fu)合(he)于管(guan)(guan)道(dao)表(biao)面(mian)。前者(zhe)最緊要(yao)的是(shi)復(fu)(fu)合(he)界面(mian)結合(he)剪(jian)切強度和(he)結合(he)率應符合(he)要(yao)求；后者(zhe)最緊要(yao)的是(shi)抗真空性(xing)能。
