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)性斷裂
材料溫(wen)度(du)低(di)(di)(di)于其(qi)脆性(xing)(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)時(shi)，其(qi)沖擊韌性(xing)(xing)急(ji)劇下(xia)降，造成脆性(xing)(xing)斷裂。操作溫(wen)度(du)等(deng)于或低(di)(di)(di)于-20℃時(shi)，按規范要求(qiu)選用低(di)(di)(di)溫(wen)材料是無疑的。由(you)于地區(qu)環境溫(wen)度(du)的影響，或如液化氣體(ti)急(ji)劇汽(qi)化，管(guan)道金屬溫(wen)度(du)可能等(deng)于或低(di)(di)(di)于-20℃時(shi)。亦(yi)應按相當(dang)低(di)(di)(di)溫(wen)材料選用，并要求(qiu)按設計最低(di)(di)(di)溫(wen)度(du)做沖擊試驗。
二、高溫(wen)破壞(huai)
金(jin)屬材(cai)(cai)料在(zai)高溫下組織和性能惡化(hua)，常見的有蠕(ru)變、珠光體(ti)球化(hua)、石墨化(hua)、回火脆(cui)化(hua)等導致(zhi)金(jin)屬材(cai)(cai)料弱化(hua)和脆(cui)化(hua)。
1. 蠕(ru)變失效
金屬材(cai)料在（0.3～0.5）Tm（熔(rong)點）溫(wen)度(du)時，在恒應力作用下發生(sheng)應變，隨著時間的推(tui)移，應變增加，繼而出現(xian)塑性變形(xing)，以穩(wen)定蠕變發展到快速(su)蠕變甚至斷(duan)裂。蠕變失效形(xing)式有：過量變形(xing)，如爐管“鼓(gu)肚”；彈性應用松弛，如螺栓緊固力降(jiang)低、斷(duan)裂。
2. 碳鋼(gang)、珠光(guang)體耐熱鋼(gang)的珠光(guang)體球化(hua)
鋼(gang)的珠光(guang)體(ti)中(zhong)的片狀(zhuang)碳(tan)化物球(qiu)化的速度(du)(du)和程度(du)(du)。主要決(jue)定于(yu)溫(wen)度(du)(du)和時間(jian)，碳(tan)鋼(gang)在(zai)溫(wen)度(du)(du)為400℃完全(quan)球(qiu)化約需2x106h，510℃時則只(zhi)需2.9x10th。球(qiu)化后的鋼(gang)材，室溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)、高溫(wen)強(qiang)(qiang)度(du)(du)和持久(jiu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)均降(jiang)低。
3. 碳鋼和(he)碳鉬鋼的石(shi)墨化
碳鋼(gang)(gang)(gang)和0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)長(chang)期在(zai)高溫下工作(zuo)，組織中(zhong)過飽和碳原子發生遷移和聚集，轉(zhuan)化為(wei)石(shi)(shi)墨(mo)(mo)，使材(cai)料強度降低。石(shi)(shi)墨(mo)(mo)化最容易發生于焊(han)接熱影(ying)響區(qu)。美國某電站(zhan)，505℃的(de)主蒸汽管(guan)道采用(yong)0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)管(guan)，在(zai)運行5年后斷(duan)裂(lie)，造(zao)成嚴重損失。0.5Mo鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)468℃溫度下長(chang)期工作(zuo)就(jiu)有石(shi)(shi)墨(mo)(mo)化傾向，發生事故是遲早的(de)事。
GB 150《壓(ya)力容器》強調“碳(tan)素鋼和碳(tan)錳(meng)鋼在高于425℃溫度下長期使(shi)用時，應考慮鋼中碳(tan)化物相(xiang)的石墨化傾向”。
4. 回火脆化
臨氫環境，鉻鉬(mu)鋼長(chang)期在375～575℃溫(wen)度(du)(du)下工作(zuo)，可(ke)能出現可(ke)逆性(xing)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)，表現為(wei)(wei)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)(du)升高，如某(mou)2.25Cr1Mo鋼脫硫(liu)反應器(qi)在332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)(du)由-37℃升至(zhi)60℃。因而(er)，回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)被認為(wei)(wei)是(shi)(shi)2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)性(xing)破壞的(de)主要危險(xian)。為(wei)(wei)防止(zhi)脆(cui)(cui)(cui)斷，找(zhao)到(dao)設備(bei)管道安全升（降）壓溫(wen)度(du)(du)是(shi)(shi)重(zhong)要的(de)。應指出的(de)是(shi)(shi)：臨氫鉻鉬(mu)鋼脆(cui)(cui)(cui)裂，常(chang)是(shi)(shi)回火(huo)(huo)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)和氫脆(cui)(cui)(cui)共同(tong)作(zuo)用的(de)結(jie)果。金屬材料高溫(wen)破壞，還有如。相(xiang)析(xi)(xi)出脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)、強(qiang)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)金析(xi)(xi)出相(xiang)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)都(dou)會致(zhi)使基體弱(ruo)化(hua)(hua)(hua)(hua)導致(zhi)破壞。
三、疲勞破壞
金屬(shu)材料(liao)在交變載荷(he)或溫度周期變化(hua)的(de)情(qing)況下，出現(xian)變形(xing)損傷甚至斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)的(de)現(xian)象。其危險(xian)性在于：沒(mei)有(you)明顯的(de)塑性變形(xing)就突然斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)。制氫裝(zhuang)置的(de)變壓(ya)吸附操(cao)作，約每(mei)8min升降(jiang)壓(ya)一(yi)次，在設計壽命期內，升降(jiang)壓(ya)循(xun)環次數超過百萬次，管道若不按疲(pi)勞設計考慮，疲(pi)勞破壞在所難(nan)免。某有(you)機合(he)成廠，引(yin)進的(de)0.30萬噸／年(nian)合(he)成酒精裝(zhuang)置中，乙烯罐高位放空管只因為供(gong)貨方未按原設計要求設防(fang)震拉筋，1981年(nian)管線焊縫處發生斷(duan)(duan)(duan)裂(lie)，乙烯噴出起(qi)火(huo)爆(bao)炸。事故(gu)分(fen)析發現(xian)：斷(duan)(duan)(duan)口上有(you)兩個對稱的(de)疲(pi)勞區，疲(pi)勞擴展斷(duan)(duan)(duan)口面積占(zhan)4／5，結論是疲(pi)勞破壞。
經(jing)過費(fei)用(yong)比較后(hou)，選(xuan)用(yong)耐蝕材(cai)料（含復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料）或增加(jia)管(guan)道的腐蝕裕(yu)量(liang)；對(dui)管(guan)道壁厚實施在役檢測，或對(dui)均勻腐蝕實行監控。復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材(cai)料有金(jin)屬復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)和非金(jin)屬復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)兩種，都是以碳鋼管(guan)為基材(cai)，用(yong)機械方法將耐蝕材(cai)料復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)于管(guan)道表面。前者最緊要的是復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)界面結(jie)合(he)(he)剪切強度和結(jie)合(he)(he)率應(ying)符合(he)(he)要求；后(hou)者最緊要的是抗真(zhen)空(kong)性能。
