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(duan)裂
材(cai)料溫(wen)度(du)低于其脆性(xing)(xing)轉變溫(wen)度(du)時(shi)(shi)，其沖(chong)擊韌性(xing)(xing)急劇下降(jiang)，造成脆性(xing)(xing)斷(duan)裂。操(cao)作溫(wen)度(du)等于或低于-20℃時(shi)(shi)，按(an)(an)規范(fan)要(yao)求(qiu)(qiu)選(xuan)用低溫(wen)材(cai)料是無疑的。由于地(di)區環境溫(wen)度(du)的影(ying)響，或如液化(hua)氣體(ti)急劇汽化(hua)，管(guan)道(dao)金屬(shu)溫(wen)度(du)可能等于或低于-20℃時(shi)(shi)。亦(yi)應按(an)(an)相當(dang)低溫(wen)材(cai)料選(xuan)用，并要(yao)求(qiu)(qiu)按(an)(an)設計最低溫(wen)度(du)做沖(chong)擊試驗。
二、高溫破壞
金屬(shu)材料(liao)在(zai)高溫下組織和性能惡化，常見的有蠕變(bian)、珠光體球化、石墨化、回火脆化等導致(zhi)金屬(shu)材料(liao)弱化和脆化。
1. 蠕(ru)變失效(xiao)
金屬材(cai)料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在恒應(ying)(ying)(ying)力(li)作用(yong)下發生應(ying)(ying)(ying)變，隨著時間的推移(yi)，應(ying)(ying)(ying)變增加(jia)，繼而出(chu)現(xian)塑性(xing)變形，以(yi)穩定(ding)蠕(ru)變發展到快(kuai)速蠕(ru)變甚至斷裂。蠕(ru)變失(shi)效形式有：過(guo)量變形，如爐(lu)管“鼓肚”；彈性(xing)應(ying)(ying)(ying)用(yong)松弛(chi)，如螺(luo)栓緊(jin)固(gu)力(li)降低、斷裂。
2. 碳(tan)鋼、珠光體(ti)(ti)耐熱鋼的珠光體(ti)(ti)球化(hua)
鋼(gang)的(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)中的(de)片狀碳化(hua)(hua)物(wu)球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)的(de)速度和程度。主要決定于溫(wen)度和時間，碳鋼(gang)在溫(wen)度為400℃完全球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)約需(xu)2x106h，510℃時則只(zhi)需(xu)2.9x10th。球(qiu)(qiu)化(hua)(hua)后(hou)的(de)鋼(gang)材(cai)，室溫(wen)強(qiang)度、高溫(wen)強(qiang)度和持(chi)久強(qiang)度均降低。
3. 碳鋼和(he)碳鉬鋼的石墨化
碳鋼(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)長期在高(gao)溫下工作，組織中過飽和碳原子發(fa)生遷(qian)移和聚集，轉(zhuan)化(hua)為石墨(mo)，使材料強度降低。石墨(mo)化(hua)最容易(yi)發(fa)生于焊(han)接熱影響(xiang)區。美國(guo)某(mou)電站(zhan)，505℃的主蒸(zheng)汽(qi)管道(dao)采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)管，在運行(xing)5年后(hou)斷裂，造成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)在468℃溫度下長期工作就有石墨(mo)化(hua)傾向(xiang)，發(fa)生事故是(shi)遲早的事。
GB 150《壓力容器》強(qiang)調“碳(tan)素鋼和碳(tan)錳鋼在(zai)高(gao)于425℃溫(wen)度下長期使用(yong)時，應考慮鋼中碳(tan)化(hua)物相(xiang)的石墨化(hua)傾(qing)向”。
4. 回火脆化
臨(lin)氫(qing)環境，鉻鉬鋼長(chang)期在375～575℃溫(wen)度下工作(zuo)，可能出現可逆性(xing)回(hui)火脆(cui)(cui)化，表現為(wei)脆(cui)(cui)化轉變(bian)溫(wen)度升(sheng)高(gao)，如某(mou)2.25Cr1Mo鋼脫硫(liu)反應(ying)器在332～432℃運(yun)行(xing)30000h后，脆(cui)(cui)化轉變(bian)溫(wen)度由-37℃升(sheng)至60℃。因而，回(hui)火脆(cui)(cui)化被(bei)認為(wei)是2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)性(xing)破(po)壞(huai)的主要危險。為(wei)防止脆(cui)(cui)斷，找(zhao)到設備管道安全升(sheng)（降）壓溫(wen)度是重要的。應(ying)指出的是：臨(lin)氫(qing)鉻鉬鋼脆(cui)(cui)裂(lie)，常是回(hui)火脆(cui)(cui)化和氫(qing)脆(cui)(cui)共同作(zuo)用的結果。金屬材料(liao)高(gao)溫(wen)破(po)壞(huai)，還有(you)如。相析出脆(cui)(cui)化、強化合(he)金析出相脆(cui)(cui)化都會致使基體弱(ruo)化導(dao)致破(po)壞(huai)。
三(san)、疲勞破壞
金屬材料(liao)在交變(bian)(bian)載荷或溫度周(zhou)期變(bian)(bian)化的(de)(de)情況下，出現變(bian)(bian)形(xing)損傷甚至斷裂的(de)(de)現象。其危險性在于：沒有明顯的(de)(de)塑性變(bian)(bian)形(xing)就(jiu)突然斷裂。制氫裝置(zhi)的(de)(de)變(bian)(bian)壓吸(xi)附操作(zuo)，約每8min升降(jiang)壓一次(ci)(ci)，在設計壽命期內，升降(jiang)壓循環次(ci)(ci)數超(chao)過(guo)百(bai)萬次(ci)(ci)，管(guan)道若不按疲(pi)(pi)勞設計考(kao)慮，疲(pi)(pi)勞破壞在所難(nan)免。某(mou)有機合成(cheng)廠，引進的(de)(de)0.30萬噸(dun)／年合成(cheng)酒精(jing)裝置(zhi)中，乙烯罐高位放空管(guan)只(zhi)因為供(gong)貨方未按原設計要求設防震拉筋，1981年管(guan)線焊縫處發生斷裂，乙烯噴出起火爆炸。事故分析發現：斷口上有兩個對稱的(de)(de)疲(pi)(pi)勞區，疲(pi)(pi)勞擴展(zhan)斷口面積占4／5，結論(lun)是疲(pi)(pi)勞破壞。
經過(guo)費用(yong)比(bi)較后，選用(yong)耐蝕(shi)材(cai)料（含(han)復(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)材(cai)料）或增加管(guan)道的腐(fu)蝕(shi)裕量；對(dui)管(guan)道壁厚實(shi)施在(zai)役(yi)檢測，或對(dui)均(jun)勻(yun)腐(fu)蝕(shi)實(shi)行(xing)監控。復(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)材(cai)料有金屬(shu)(shu)復(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)和(he)非(fei)金屬(shu)(shu)復(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)兩種，都是以碳鋼管(guan)為(wei)基材(cai)，用(yong)機械方法將耐蝕(shi)材(cai)料復(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)于(yu)管(guan)道表面(mian)。前者最(zui)緊要的是復(fu)合(he)(he)(he)(he)(he)界面(mian)結合(he)(he)(he)(he)(he)剪(jian)切強度和(he)結合(he)(he)(he)(he)(he)率(lv)應符合(he)(he)(he)(he)(he)要求(qiu)；后者最(zui)緊要的是抗真空性能(neng)。
