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)、低溫脆性斷(duan)裂
材料(liao)溫(wen)度(du)低(di)(di)于其(qi)脆性(xing)轉變溫(wen)度(du)時(shi)，其(qi)沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)急劇(ju)下降(jiang)，造成脆性(xing)斷裂(lie)。操作溫(wen)度(du)等(deng)于或低(di)(di)于-20℃時(shi)，按規范要(yao)求選用(yong)低(di)(di)溫(wen)材料(liao)是無疑的。由于地區(qu)環境溫(wen)度(du)的影響(xiang)，或如液(ye)化(hua)氣(qi)體急劇(ju)汽化(hua)，管道金屬溫(wen)度(du)可能等(deng)于或低(di)(di)于-20℃時(shi)。亦應按相(xiang)當低(di)(di)溫(wen)材料(liao)選用(yong)，并要(yao)求按設計(ji)最低(di)(di)溫(wen)度(du)做(zuo)沖(chong)擊(ji)試驗(yan)。
二、高(gao)溫破(po)壞
金(jin)屬材(cai)料在高溫下組織和性能(neng)惡化(hua)，常(chang)見的有蠕變、珠光體球化(hua)、石(shi)墨化(hua)、回火脆化(hua)等導(dao)致(zhi)金(jin)屬材(cai)料弱化(hua)和脆化(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在恒(heng)應力作用下發生應變(bian)，隨著(zhu)時間的推移(yi)，應變(bian)增加(jia)，繼而出現(xian)塑性(xing)變(bian)形，以穩定蠕(ru)變(bian)發展到快速蠕(ru)變(bian)甚至(zhi)斷裂。蠕(ru)變(bian)失效形式有(you)：過量變(bian)形，如爐管“鼓肚”；彈(dan)性(xing)應用松弛(chi)，如螺栓(shuan)緊固力降低、斷裂。
2. 碳鋼、珠光(guang)體(ti)耐(nai)熱鋼的珠光(guang)體(ti)球(qiu)化
鋼(gang)的珠光(guang)體(ti)中的片狀(zhuang)碳(tan)化(hua)物球(qiu)(qiu)化(hua)的速度(du)(du)和程(cheng)度(du)(du)。主要決定于溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)和時(shi)間，碳(tan)鋼(gang)在(zai)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)為400℃完全球(qiu)(qiu)化(hua)約需(xu)2x106h，510℃時(shi)則只(zhi)需(xu)2.9x10th。球(qiu)(qiu)化(hua)后的鋼(gang)材，室溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)(du)、高溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)度(du)(du)和持(chi)久強(qiang)度(du)(du)均降低。
3. 碳鋼和碳鉬鋼的(de)石墨化
碳(tan)鋼和0.5Mo鋼長期(qi)在高溫(wen)下工(gong)作，組織中過(guo)飽和碳(tan)原子(zi)發(fa)(fa)生遷(qian)移和聚(ju)集，轉(zhuan)化(hua)為石(shi)墨(mo)，使(shi)材料強度(du)降低。石(shi)墨(mo)化(hua)最容易發(fa)(fa)生于焊接熱影響區。美國某電站，505℃的主蒸汽(qi)管(guan)道采(cai)用(yong)0.5Mo鋼管(guan)，在運(yun)行(xing)5年后斷裂，造成嚴重(zhong)損(sun)失。0.5Mo鋼在468℃溫(wen)度(du)下長期(qi)工(gong)作就有(you)石(shi)墨(mo)化(hua)傾向，發(fa)(fa)生事故是遲(chi)早的事。
GB 150《壓力容(rong)器》強調“碳素鋼和碳錳鋼在高于425℃溫度下長期使用時，應(ying)考慮鋼中碳化(hua)物(wu)相的石墨(mo)化(hua)傾(qing)向”。
4. 回(hui)火脆化
臨(lin)氫環境，鉻(ge)鉬(mu)鋼長期(qi)在(zai)375～575℃溫度(du)下工(gong)作，可能出(chu)(chu)現可逆性回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)，表(biao)現為(wei)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉變溫度(du)升(sheng)高(gao)，如(ru)某2.25Cr1Mo鋼脫硫反應器(qi)在(zai)332～432℃運行(xing)30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉變溫度(du)由-37℃升(sheng)至(zhi)60℃。因(yin)而，回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)被認(ren)為(wei)是2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)性破(po)壞的(de)主要危險。為(wei)防止脆(cui)(cui)(cui)斷，找到設備管(guan)道安全升(sheng)（降）壓溫度(du)是重要的(de)。應指出(chu)(chu)的(de)是：臨(lin)氫鉻(ge)鉬(mu)鋼脆(cui)(cui)(cui)裂(lie)，常(chang)是回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)和氫脆(cui)(cui)(cui)共同作用的(de)結(jie)果。金(jin)屬(shu)材料高(gao)溫破(po)壞，還有(you)如(ru)。相(xiang)析出(chu)(chu)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)、強化(hua)(hua)(hua)合(he)金(jin)析出(chu)(chu)相(xiang)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)都(dou)會(hui)致使基體弱化(hua)(hua)(hua)導致破(po)壞。
三、疲勞(lao)破壞(huai)
金屬材(cai)料在(zai)交變(bian)載荷或溫度周期變(bian)化的(de)情(qing)況下，出現變(bian)形損(sun)傷甚至斷(duan)(duan)裂的(de)現象(xiang)。其危險性在(zai)于(yu)：沒有(you)明(ming)顯的(de)塑(su)性變(bian)形就突然斷(duan)(duan)裂。制氫裝(zhuang)置的(de)變(bian)壓(ya)吸附操(cao)作，約每8min升降壓(ya)一次，在(zai)設(she)計(ji)壽命期內，升降壓(ya)循環次數超過百(bai)萬次，管(guan)(guan)道(dao)若不按(an)疲(pi)(pi)勞(lao)設(she)計(ji)考慮，疲(pi)(pi)勞(lao)破壞在(zai)所難(nan)免。某有(you)機合成廠，引進(jin)的(de)0.30萬噸／年(nian)合成酒精(jing)裝(zhuang)置中，乙(yi)烯罐高位放空(kong)管(guan)(guan)只因為(wei)供貨方未按(an)原設(she)計(ji)要求設(she)防(fang)震拉筋(jin)，1981年(nian)管(guan)(guan)線焊(han)縫處發(fa)生斷(duan)(duan)裂，乙(yi)烯噴出起火爆(bao)炸(zha)。事(shi)故(gu)分析發(fa)現：斷(duan)(duan)口上有(you)兩個對稱的(de)疲(pi)(pi)勞(lao)區，疲(pi)(pi)勞(lao)擴展斷(duan)(duan)口面積占4／5，結論是疲(pi)(pi)勞(lao)破壞。
經過費用比較后，選用耐蝕(shi)材(cai)料(liao)（含復(fu)(fu)合(he)材(cai)料(liao)）或增加管(guan)(guan)道(dao)的(de)腐蝕(shi)裕(yu)量；對(dui)管(guan)(guan)道(dao)壁厚實(shi)施在役(yi)檢測，或對(dui)均勻(yun)腐蝕(shi)實(shi)行(xing)監控。復(fu)(fu)合(he)材(cai)料(liao)有金屬復(fu)(fu)合(he)和(he)非(fei)金屬復(fu)(fu)合(he)兩(liang)種(zhong)，都是以(yi)碳鋼管(guan)(guan)為基材(cai)，用機械方法將耐蝕(shi)材(cai)料(liao)復(fu)(fu)合(he)于管(guan)(guan)道(dao)表面。前者最緊要(yao)(yao)的(de)是復(fu)(fu)合(he)界面結合(he)剪切強度和(he)結合(he)率應符合(he)要(yao)(yao)求；后者最緊要(yao)(yao)的(de)是抗真(zhen)空性能。
