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(wen)脆性斷裂(lie)
材料(liao)溫(wen)(wen)度(du)低(di)(di)于(yu)(yu)其(qi)脆性轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度(du)時(shi)(shi)，其(qi)沖擊(ji)(ji)韌性急(ji)劇下降，造成(cheng)脆性斷裂。操作溫(wen)(wen)度(du)等(deng)于(yu)(yu)或低(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時(shi)(shi)，按規范(fan)要求(qiu)選用低(di)(di)溫(wen)(wen)材料(liao)是無(wu)疑的(de)。由于(yu)(yu)地區環境(jing)溫(wen)(wen)度(du)的(de)影響，或如液化氣(qi)體急(ji)劇汽化，管道金屬溫(wen)(wen)度(du)可能(neng)等(deng)于(yu)(yu)或低(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時(shi)(shi)。亦應按相當(dang)低(di)(di)溫(wen)(wen)材料(liao)選用，并要求(qiu)按設計(ji)最低(di)(di)溫(wen)(wen)度(du)做沖擊(ji)(ji)試驗(yan)。
二(er)、高溫(wen)破(po)壞
金屬(shu)材料在高(gao)溫下組織和性(xing)能(neng)惡(e)化，常見(jian)的有蠕(ru)變(bian)、珠光體(ti)球化、石墨化、回(hui)火脆化等(deng)導致金屬(shu)材料弱化和脆化。
1. 蠕變失效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔(rong)點）溫度(du)時(shi)，在恒應(ying)力作(zuo)用(yong)(yong)下發生(sheng)應(ying)變(bian)(bian)，隨著時(shi)間的推移，應(ying)變(bian)(bian)增加(jia)，繼而出現(xian)塑(su)性(xing)變(bian)(bian)形(xing)，以穩(wen)定蠕(ru)變(bian)(bian)發展(zhan)到快速蠕(ru)變(bian)(bian)甚至斷裂。蠕(ru)變(bian)(bian)失效(xiao)形(xing)式有：過(guo)量(liang)變(bian)(bian)形(xing)，如(ru)爐管“鼓肚”；彈性(xing)應(ying)用(yong)(yong)松弛，如(ru)螺栓緊固(gu)力降低、斷裂。
2. 碳鋼、珠(zhu)光(guang)體耐熱鋼的珠(zhu)光(guang)體球化
鋼的(de)珠光體中的(de)片狀碳(tan)化(hua)(hua)物球(qiu)化(hua)(hua)的(de)速度(du)和程(cheng)度(du)。主(zhu)要(yao)決定于(yu)溫度(du)和時間，碳(tan)鋼在溫度(du)為400℃完全球(qiu)化(hua)(hua)約需2x106h，510℃時則只需2.9x10th。球(qiu)化(hua)(hua)后(hou)的(de)鋼材，室溫強度(du)、高溫強度(du)和持久強度(du)均降低。
3. 碳鋼和碳鉬鋼的石(shi)墨化
碳鋼(gang)(gang)和(he)(he)0.5Mo鋼(gang)(gang)長(chang)期(qi)在(zai)高溫(wen)下(xia)工(gong)作(zuo)，組織(zhi)中過飽(bao)和(he)(he)碳原子發生遷移和(he)(he)聚集，轉(zhuan)化(hua)為石(shi)墨，使材料強度降低。石(shi)墨化(hua)最容易發生于焊接熱影響區。美國(guo)某電站，505℃的主蒸汽(qi)管(guan)道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)管(guan)，在(zai)運行5年后(hou)斷裂，造成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)在(zai)468℃溫(wen)度下(xia)長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)就有石(shi)墨化(hua)傾(qing)向，發生事(shi)故是遲早(zao)的事(shi)。
GB 150《壓力容器》強調(diao)“碳素鋼(gang)(gang)和碳錳(meng)鋼(gang)(gang)在高于425℃溫度下長期使用時，應考慮鋼(gang)(gang)中碳化(hua)物相的石墨化(hua)傾向”。
4. 回火脆化(hua)
臨氫環境，鉻(ge)鉬(mu)鋼(gang)長期在375～575℃溫度(du)下工作，可能出(chu)現可逆性(xing)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)，表現為(wei)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫度(du)升高，如某(mou)2.25Cr1Mo鋼(gang)脫硫反應(ying)器(qi)在332～432℃運行30000h后(hou)，脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫度(du)由(you)-37℃升至60℃。因而(er)，回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)被認為(wei)是(shi)2.25CrlMo鋼(gang)脆(cui)(cui)性(xing)破壞(huai)的主要危險(xian)。為(wei)防止脆(cui)(cui)斷，找到設備管道(dao)安全升（降(jiang)）壓(ya)溫度(du)是(shi)重要的。應(ying)指(zhi)出(chu)的是(shi)：臨氫鉻(ge)鉬(mu)鋼(gang)脆(cui)(cui)裂，常是(shi)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)和氫脆(cui)(cui)共(gong)同作用的結果。金屬材料高溫破壞(huai)，還有如。相析出(chu)脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)、強化(hua)(hua)(hua)合金析出(chu)相脆(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)都會致(zhi)使基體弱(ruo)化(hua)(hua)(hua)導(dao)致(zhi)破壞(huai)。
三(san)、疲勞破壞
金屬材料(liao)在(zai)交變載(zai)荷或溫度周期變化的情(qing)況(kuang)下，出(chu)現變形損傷甚(shen)至斷(duan)(duan)裂的現象。其危險性在(zai)于：沒有明顯的塑性變形就(jiu)突然斷(duan)(duan)裂。制氫裝(zhuang)(zhuang)置的變壓吸附操作，約每8min升降(jiang)壓一(yi)次，在(zai)設(she)計壽命期內，升降(jiang)壓循環次數超過百(bai)萬次，管道若不按(an)疲(pi)勞(lao)(lao)設(she)計考(kao)慮，疲(pi)勞(lao)(lao)破壞在(zai)所難免(mian)。某(mou)有機(ji)合成廠(chang)，引進的0.30萬噸／年合成酒精裝(zhuang)(zhuang)置中，乙烯罐(guan)高(gao)位放空(kong)管只(zhi)因為供貨方未按(an)原設(she)計要求設(she)防震拉筋，1981年管線焊縫處發生斷(duan)(duan)裂，乙烯噴出(chu)起火爆(bao)炸。事故(gu)分析發現：斷(duan)(duan)口(kou)上有兩個對稱的疲(pi)勞(lao)(lao)區，疲(pi)勞(lao)(lao)擴展斷(duan)(duan)口(kou)面積(ji)占4／5，結(jie)論是疲(pi)勞(lao)(lao)破壞。
經過費用(yong)比較后(hou)(hou)，選(xuan)用(yong)耐蝕材(cai)(cai)料(liao)（含復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)）或增(zeng)加管道(dao)的(de)(de)腐蝕裕(yu)量(liang)；對(dui)管道(dao)壁厚實施在役檢(jian)測(ce)，或對(dui)均勻腐蝕實行監控。復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)有金屬(shu)復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)和(he)非(fei)金屬(shu)復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)兩種，都是(shi)以碳(tan)鋼管為(wei)基材(cai)(cai)，用(yong)機械方法(fa)將耐蝕材(cai)(cai)料(liao)復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)于管道(dao)表面(mian)。前(qian)者最緊要的(de)(de)是(shi)復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)界(jie)面(mian)結(jie)合(he)(he)(he)剪切(qie)強度和(he)結(jie)合(he)(he)(he)率(lv)應符合(he)(he)(he)要求(qiu)；后(hou)(hou)者最緊要的(de)(de)是(shi)抗真空性(xing)能。
