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
材(cai)料溫(wen)度低(di)(di)(di)于其脆性(xing)轉變溫(wen)度時(shi)，其沖(chong)擊韌性(xing)急劇(ju)下降，造成脆性(xing)斷裂。操作溫(wen)度等于或(huo)(huo)低(di)(di)(di)于-20℃時(shi)，按(an)(an)規范(fan)要求選用(yong)低(di)(di)(di)溫(wen)材(cai)料是無(wu)疑的。由于地(di)區環境溫(wen)度的影響，或(huo)(huo)如液化氣體急劇(ju)汽化，管(guan)道金屬溫(wen)度可能等于或(huo)(huo)低(di)(di)(di)于-20℃時(shi)。亦應按(an)(an)相當低(di)(di)(di)溫(wen)材(cai)料選用(yong)，并要求按(an)(an)設計最低(di)(di)(di)溫(wen)度做沖(chong)擊試驗。
二、高溫破壞
金(jin)屬(shu)材料在(zai)高溫下組(zu)織(zhi)和性能惡化，常見的有蠕變、珠光(guang)體球化、石(shi)墨化、回火脆化等導致金(jin)屬(shu)材料弱化和脆化。
1. 蠕變失效
金屬材料(liao)在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在恒應(ying)力作用下發生應(ying)變(bian)(bian)，隨著時間(jian)的推移(yi)，應(ying)變(bian)(bian)增加，繼而(er)出現(xian)塑性變(bian)(bian)形(xing)，以穩定蠕(ru)變(bian)(bian)發展到快速蠕(ru)變(bian)(bian)甚至斷(duan)裂。蠕(ru)變(bian)(bian)失(shi)效形(xing)式有：過量變(bian)(bian)形(xing)，如爐管“鼓肚”；彈性應(ying)用松弛，如螺栓緊固力降(jiang)低、斷(duan)裂。
2. 碳鋼、珠光體(ti)耐熱鋼的珠光體(ti)球化
鋼(gang)(gang)的珠光體中的片狀碳化(hua)物球(qiu)化(hua)的速度(du)(du)(du)和(he)程度(du)(du)(du)。主要(yao)決定于(yu)溫度(du)(du)(du)和(he)時(shi)間，碳鋼(gang)(gang)在溫度(du)(du)(du)為400℃完(wan)全球(qiu)化(hua)約(yue)需2x106h，510℃時(shi)則只需2.9x10th。球(qiu)化(hua)后的鋼(gang)(gang)材(cai)，室溫強度(du)(du)(du)、高(gao)溫強度(du)(du)(du)和(he)持久強度(du)(du)(du)均降(jiang)低。
3. 碳鋼和碳鉬鋼的石墨化(hua)
碳(tan)(tan)鋼(gang)和(he)0.5Mo鋼(gang)長(chang)期(qi)(qi)在高(gao)溫(wen)下工作(zuo)，組織(zhi)中過飽(bao)和(he)碳(tan)(tan)原子發(fa)生遷移和(he)聚集，轉化為石墨(mo)，使材料強度降低。石墨(mo)化最容易發(fa)生于焊接(jie)熱(re)影響(xiang)區。美國某(mou)電站，505℃的主蒸汽管道采(cai)用0.5Mo鋼(gang)管，在運行5年后(hou)斷裂，造成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)在468℃溫(wen)度下長(chang)期(qi)(qi)工作(zuo)就有石墨(mo)化傾向，發(fa)生事(shi)故是遲早的事(shi)。
GB 150《壓(ya)力容器》強調“碳素鋼(gang)和碳錳(meng)鋼(gang)在高于(yu)425℃溫度下長期使用時，應考慮鋼(gang)中碳化物相的石墨化傾向”。
4. 回火脆化
臨(lin)氫環境，鉻鉬鋼(gang)長期(qi)在375～575℃溫度下(xia)工作(zuo)，可能出現可逆性回火脆(cui)(cui)(cui)化，表(biao)現為(wei)(wei)脆(cui)(cui)(cui)化轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫度升(sheng)高(gao)，如某2.25Cr1Mo鋼(gang)脫硫反應器在332～432℃運(yun)行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫度由-37℃升(sheng)至60℃。因而(er)，回火脆(cui)(cui)(cui)化被(bei)認為(wei)(wei)是2.25CrlMo鋼(gang)脆(cui)(cui)(cui)性破壞的主要危險。為(wei)(wei)防止脆(cui)(cui)(cui)斷(duan)，找到設備(bei)管道安全升(sheng)（降）壓溫度是重要的。應指出的是：臨(lin)氫鉻鉬鋼(gang)脆(cui)(cui)(cui)裂，常是回火脆(cui)(cui)(cui)化和(he)氫脆(cui)(cui)(cui)共同作(zuo)用(yong)的結果。金(jin)屬材(cai)料高(gao)溫破壞，還有如。相(xiang)析出脆(cui)(cui)(cui)化、強化合金(jin)析出相(xiang)脆(cui)(cui)(cui)化都會致(zhi)使(shi)基體弱化導(dao)致(zhi)破壞。
三、疲(pi)勞破壞
金屬材料在(zai)交變(bian)載荷(he)或溫度周期(qi)變(bian)化(hua)的(de)情況下，出(chu)現(xian)變(bian)形(xing)損傷甚至斷裂(lie)的(de)現(xian)象。其危險(xian)性在(zai)于：沒有明顯的(de)塑性變(bian)形(xing)就(jiu)突然斷裂(lie)。制氫裝置的(de)變(bian)壓(ya)(ya)吸附操作(zuo)，約每8min升降(jiang)壓(ya)(ya)一次，在(zai)設(she)計(ji)壽(shou)命期(qi)內，升降(jiang)壓(ya)(ya)循(xun)環次數超過百萬次，管(guan)道(dao)若不按(an)疲勞(lao)設(she)計(ji)考(kao)慮，疲勞(lao)破壞在(zai)所難免。某(mou)有機(ji)合(he)成廠(chang)，引進(jin)的(de)0.30萬噸／年合(he)成酒精裝置中(zhong)，乙烯罐高位放(fang)空管(guan)只(zhi)因(yin)為(wei)供貨方未按(an)原設(she)計(ji)要(yao)求設(she)防震拉筋(jin)，1981年管(guan)線焊縫處(chu)發生(sheng)斷裂(lie)，乙烯噴出(chu)起火爆炸(zha)。事故(gu)分析(xi)發現(xian)：斷口上有兩個對(dui)稱的(de)疲勞(lao)區，疲勞(lao)擴展(zhan)斷口面積占4／5，結論是疲勞(lao)破壞。
經(jing)過費用比較后，選用耐蝕(shi)材(cai)料(liao)(liao)（含復(fu)(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)）或增加管(guan)道(dao)的(de)腐蝕(shi)裕量；對管(guan)道(dao)壁厚實施在役檢測(ce)，或對均勻腐蝕(shi)實行監(jian)控。復(fu)(fu)(fu)合材(cai)料(liao)(liao)有金屬復(fu)(fu)(fu)合和非金屬復(fu)(fu)(fu)合兩種，都是以碳鋼管(guan)為基材(cai)，用機械方(fang)法將耐蝕(shi)材(cai)料(liao)(liao)復(fu)(fu)(fu)合于管(guan)道(dao)表(biao)面。前者最(zui)(zui)緊(jin)要(yao)的(de)是復(fu)(fu)(fu)合界(jie)面結(jie)合剪切強度和結(jie)合率應符合要(yao)求；后者最(zui)(zui)緊(jin)要(yao)的(de)是抗真空(kong)性能。
