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(cui)性(xing)斷裂(lie)
材(cai)料溫(wen)度(du)低(di)于(yu)其(qi)脆性(xing)轉變溫(wen)度(du)時(shi)，其(qi)沖(chong)擊韌性(xing)急劇下降，造成(cheng)脆性(xing)斷裂。操作溫(wen)度(du)等于(yu)或低(di)于(yu)-20℃時(shi)，按(an)規范要求選用低(di)溫(wen)材(cai)料是無疑的。由于(yu)地(di)區環境(jing)溫(wen)度(du)的影響，或如液化(hua)氣(qi)體急劇汽(qi)化(hua)，管道金(jin)屬溫(wen)度(du)可能(neng)等于(yu)或低(di)于(yu)-20℃時(shi)。亦應按(an)相(xiang)當低(di)溫(wen)材(cai)料選用，并(bing)要求按(an)設計最低(di)溫(wen)度(du)做沖(chong)擊試驗。
二(er)、高溫破壞
金屬(shu)材料在高溫下組織和性(xing)能惡化(hua)，常(chang)見的(de)有蠕(ru)變、珠光體球化(hua)、石墨化(hua)、回火脆(cui)化(hua)等導致金屬(shu)材料弱化(hua)和脆(cui)化(hua)。
1. 蠕變失效(xiao)
金屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在恒應(ying)(ying)力(li)作用(yong)下(xia)發(fa)生應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)，隨(sui)著時間(jian)的推移，應(ying)(ying)變(bian)(bian)(bian)增加，繼(ji)而出現塑性變(bian)(bian)(bian)形(xing)，以穩定(ding)蠕變(bian)(bian)(bian)發(fa)展到快速蠕變(bian)(bian)(bian)甚(shen)至斷裂。蠕變(bian)(bian)(bian)失效形(xing)式有：過量變(bian)(bian)(bian)形(xing)，如爐(lu)管“鼓肚”；彈(dan)性應(ying)(ying)用(yong)松(song)弛(chi)，如螺栓緊固(gu)力(li)降低、斷裂。
2. 碳鋼、珠光體耐熱鋼的珠光體球化(hua)
鋼(gang)(gang)的(de)珠光體中的(de)片狀碳(tan)化(hua)(hua)物球化(hua)(hua)的(de)速度(du)(du)(du)和(he)(he)程度(du)(du)(du)。主要(yao)決(jue)定于溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)和(he)(he)時間，碳(tan)鋼(gang)(gang)在溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)400℃完全球化(hua)(hua)約需(xu)2x106h，510℃時則只需(xu)2.9x10th。球化(hua)(hua)后的(de)鋼(gang)(gang)材，室溫(wen)(wen)強度(du)(du)(du)、高溫(wen)(wen)強度(du)(du)(du)和(he)(he)持久強度(du)(du)(du)均降低。
3. 碳鋼和碳鉬(mu)鋼的石墨化
碳(tan)鋼和0.5Mo鋼長(chang)期(qi)在高溫(wen)下工作，組織中過(guo)飽和碳(tan)原子發(fa)(fa)生遷移和聚集，轉化(hua)為石墨，使(shi)材(cai)料(liao)強度(du)降低(di)。石墨化(hua)最容(rong)易發(fa)(fa)生于焊接熱影響(xiang)區。美國某電站，505℃的主蒸汽管道(dao)采用0.5Mo鋼管，在運行5年后斷裂，造成嚴重(zhong)損失。0.5Mo鋼在468℃溫(wen)度(du)下長(chang)期(qi)工作就有石墨化(hua)傾向，發(fa)(fa)生事故是遲早的事。
GB 150《壓力容器(qi)》強(qiang)調“碳素鋼和(he)碳錳鋼在高于(yu)425℃溫度下(xia)長(chang)期(qi)使(shi)用時(shi)，應考慮鋼中碳化物相(xiang)的(de)石墨(mo)化傾向”。
4. 回(hui)火(huo)脆化(hua)
臨(lin)氫(qing)環境，鉻鉬(mu)鋼(gang)(gang)長期在375～575℃溫(wen)度(du)下(xia)工作，可(ke)能出現可(ke)逆性(xing)回(hui)火脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)，表現為(wei)脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)升高，如(ru)某2.25Cr1Mo鋼(gang)(gang)脫硫反應(ying)器在332～432℃運行(xing)30000h后，脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)由(you)-37℃升至60℃。因(yin)而，回(hui)火脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)被認為(wei)是2.25CrlMo鋼(gang)(gang)脆(cui)性(xing)破(po)壞的主(zhu)要危險。為(wei)防止脆(cui)斷(duan)，找到設備管道(dao)安全升（降(jiang)）壓(ya)溫(wen)度(du)是重(zhong)要的。應(ying)指出的是：臨(lin)氫(qing)鉻鉬(mu)鋼(gang)(gang)脆(cui)裂，常是回(hui)火脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)和氫(qing)脆(cui)共(gong)同作用的結果(guo)。金(jin)屬材(cai)料高溫(wen)破(po)壞，還有如(ru)。相析出脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)、強化(hua)(hua)(hua)(hua)合金(jin)析出相脆(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)都會致使基(ji)體弱化(hua)(hua)(hua)(hua)導致破(po)壞。
三、疲(pi)勞破壞(huai)
金(jin)屬材料在(zai)交變(bian)(bian)載(zai)荷或溫(wen)度周期變(bian)(bian)化(hua)的(de)情況下，出現(xian)變(bian)(bian)形(xing)損傷甚至斷(duan)裂的(de)現(xian)象(xiang)。其危險性在(zai)于：沒有明顯的(de)塑性變(bian)(bian)形(xing)就突然(ran)斷(duan)裂。制(zhi)氫裝置的(de)變(bian)(bian)壓吸附操作，約(yue)每8min升降(jiang)壓一次(ci)(ci)，在(zai)設計壽命期內，升降(jiang)壓循環次(ci)(ci)數超過(guo)百萬(wan)次(ci)(ci)，管(guan)道(dao)若不(bu)按疲(pi)勞設計考慮，疲(pi)勞破壞在(zai)所難免。某有機(ji)合(he)成廠，引進的(de)0.30萬(wan)噸(dun)／年(nian)合(he)成酒精裝置中，乙烯(xi)罐高位放空管(guan)只因為供貨(huo)方未(wei)按原設計要求設防震拉筋，1981年(nian)管(guan)線(xian)焊縫處發生斷(duan)裂，乙烯(xi)噴出起火爆炸(zha)。事故分析發現(xian)：斷(duan)口上有兩個(ge)對稱(cheng)的(de)疲(pi)勞區，疲(pi)勞擴(kuo)展(zhan)斷(duan)口面(mian)積占4／5，結論(lun)是疲(pi)勞破壞。
經過費用(yong)比較(jiao)后，選用(yong)耐蝕材(cai)(cai)料(liao)（含復合(he)材(cai)(cai)料(liao)）或增加管(guan)道(dao)的腐蝕裕量；對(dui)管(guan)道(dao)壁厚實(shi)施在役檢測，或對(dui)均勻腐蝕實(shi)行監(jian)控。復合(he)材(cai)(cai)料(liao)有金屬復合(he)和非(fei)金屬復合(he)兩(liang)種，都是(shi)以(yi)碳鋼管(guan)為基材(cai)(cai)，用(yong)機(ji)械方(fang)法將耐蝕材(cai)(cai)料(liao)復合(he)于管(guan)道(dao)表面。前者最緊(jin)(jin)要的是(shi)復合(he)界(jie)面結(jie)合(he)剪切強度(du)和結(jie)合(he)率應符合(he)要求；后者最緊(jin)(jin)要的是(shi)抗真空性能(neng)。
