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)、低溫脆性斷裂
材料溫(wen)度(du)低(di)于(yu)(yu)其(qi)脆性(xing)(xing)轉變溫(wen)度(du)時(shi)，其(qi)沖(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)(xing)急劇下降，造成脆性(xing)(xing)斷裂。操作(zuo)溫(wen)度(du)等于(yu)(yu)或(huo)(huo)低(di)于(yu)(yu)-20℃時(shi)，按(an)規范要求選用低(di)溫(wen)材料是無(wu)疑的。由于(yu)(yu)地(di)區(qu)環境溫(wen)度(du)的影響，或(huo)(huo)如液化氣體急劇汽化，管道金屬溫(wen)度(du)可能等于(yu)(yu)或(huo)(huo)低(di)于(yu)(yu)-20℃時(shi)。亦(yi)應按(an)相當低(di)溫(wen)材料選用，并(bing)要求按(an)設計最低(di)溫(wen)度(du)做沖(chong)擊(ji)(ji)試驗。
二(er)、高溫破壞
金屬材(cai)料在高溫下(xia)組織和(he)性能(neng)惡化(hua)(hua)，常(chang)見的有(you)蠕(ru)變、珠(zhu)光體球化(hua)(hua)、石(shi)墨化(hua)(hua)、回火脆化(hua)(hua)等導致金屬材(cai)料弱化(hua)(hua)和(he)脆化(hua)(hua)。
1. 蠕變失效
金屬材(cai)料在（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在恒應力作用下發生應變(bian)，隨著時間的推移(yi)，應變(bian)增加，繼而出現塑性(xing)變(bian)形，以穩定蠕變(bian)發展到快速(su)蠕變(bian)甚至斷裂(lie)。蠕變(bian)失效形式(shi)有(you)：過量變(bian)形，如(ru)爐(lu)管(guan)“鼓肚”；彈性(xing)應用松弛，如(ru)螺栓緊(jin)固力降低、斷裂(lie)。
2. 碳鋼、珠(zhu)光體耐熱鋼的珠(zhu)光體球化
鋼(gang)(gang)的珠光體中的片狀碳(tan)化物球化的速度(du)和(he)程度(du)。主要決定于(yu)溫(wen)(wen)度(du)和(he)時間(jian)，碳(tan)鋼(gang)(gang)在溫(wen)(wen)度(du)為400℃完全(quan)球化約需(xu)2x106h，510℃時則只需(xu)2.9x10th。球化后的鋼(gang)(gang)材，室溫(wen)(wen)強度(du)、高溫(wen)(wen)強度(du)和(he)持久強度(du)均降低。
3. 碳(tan)鋼和碳(tan)鉬鋼的(de)石(shi)墨化
碳鋼和0.5Mo鋼長(chang)期在(zai)高溫下工作，組織(zhi)中過飽和碳原子發(fa)(fa)生(sheng)遷移(yi)和聚集，轉化(hua)(hua)為(wei)石(shi)墨，使(shi)材料(liao)強度降低。石(shi)墨化(hua)(hua)最容易發(fa)(fa)生(sheng)于焊接熱影響(xiang)區(qu)。美國某電站，505℃的(de)主(zhu)蒸汽管道采用0.5Mo鋼管，在(zai)運行5年(nian)后斷裂(lie)，造成嚴重損失。0.5Mo鋼在(zai)468℃溫度下長(chang)期工作就有石(shi)墨化(hua)(hua)傾向(xiang)，發(fa)(fa)生(sheng)事故是(shi)遲早的(de)事。
GB 150《壓力容器》強調“碳素鋼(gang)和碳錳鋼(gang)在高于425℃溫(wen)度下長期使用(yong)時，應考慮(lv)鋼(gang)中碳化(hua)物相的石墨(mo)化(hua)傾向”。
4. 回火脆(cui)化
臨氫(qing)環境，鉻鉬鋼長(chang)期在375～575℃溫(wen)度(du)(du)下(xia)工作，可(ke)能(neng)出現可(ke)逆性回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)，表現為脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉變(bian)溫(wen)度(du)(du)升(sheng)高，如某2.25Cr1Mo鋼脫硫(liu)反應(ying)器在332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉變(bian)溫(wen)度(du)(du)由-37℃升(sheng)至(zhi)60℃。因而，回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)被(bei)認為是(shi)2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)性破壞(huai)的(de)(de)主要危險。為防止脆(cui)(cui)(cui)斷(duan)，找到設備管道(dao)安全(quan)升(sheng)（降(jiang)）壓溫(wen)度(du)(du)是(shi)重(zhong)要的(de)(de)。應(ying)指出的(de)(de)是(shi)：臨氫(qing)鉻鉬鋼脆(cui)(cui)(cui)裂，常是(shi)回(hui)火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)和(he)氫(qing)脆(cui)(cui)(cui)共(gong)同(tong)作用的(de)(de)結(jie)果。金屬材料高溫(wen)破壞(huai)，還有(you)如。相(xiang)(xiang)析出脆(cui)(cui)(cui)化(hua)、強化(hua)合金析出相(xiang)(xiang)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)都會致使基(ji)體弱化(hua)導致破壞(huai)。
三(san)、疲勞破壞
金屬(shu)材料(liao)在(zai)交變(bian)載荷或(huo)溫度周期變(bian)化的情(qing)況下，出(chu)現(xian)(xian)變(bian)形損傷甚至斷(duan)(duan)(duan)裂的現(xian)(xian)象。其危(wei)險(xian)性(xing)在(zai)于：沒有明顯的塑(su)性(xing)變(bian)形就突然斷(duan)(duan)(duan)裂。制氫裝(zhuang)置(zhi)的變(bian)壓吸(xi)附操作，約每8min升降(jiang)壓一次，在(zai)設(she)(she)計(ji)壽命期內，升降(jiang)壓循(xun)環次數超(chao)過百萬(wan)次，管道若不按疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)設(she)(she)計(ji)考慮，疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)破壞在(zai)所難免(mian)。某有機合(he)成廠，引進的0.30萬(wan)噸／年合(he)成酒精裝(zhuang)置(zhi)中，乙(yi)烯(xi)(xi)罐高位(wei)放空管只因為供貨(huo)方未按原(yuan)設(she)(she)計(ji)要(yao)求(qiu)設(she)(she)防震拉筋，1981年管線焊(han)縫(feng)處發生(sheng)斷(duan)(duan)(duan)裂，乙(yi)烯(xi)(xi)噴出(chu)起火爆炸。事故分析發現(xian)(xian)：斷(duan)(duan)(duan)口(kou)上有兩個(ge)對稱(cheng)的疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)區(qu)，疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)擴展斷(duan)(duan)(duan)口(kou)面積占4／5，結(jie)論是疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)破壞。
經(jing)過費用(yong)比較后，選用(yong)耐(nai)蝕(shi)(shi)材料(liao)（含復(fu)合(he)材料(liao)）或增加管(guan)(guan)道的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)裕量；對管(guan)(guan)道壁厚實(shi)施(shi)在役(yi)檢測，或對均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)實(shi)行監控。復(fu)合(he)材料(liao)有金(jin)屬復(fu)合(he)和非金(jin)屬復(fu)合(he)兩種(zhong)，都是以碳鋼(gang)管(guan)(guan)為基材，用(yong)機械方法將耐(nai)蝕(shi)(shi)材料(liao)復(fu)合(he)于(yu)管(guan)(guan)道表面。前者(zhe)最緊(jin)(jin)要的(de)是復(fu)合(he)界面結(jie)合(he)剪切強度和結(jie)合(he)率應(ying)符合(he)要求；后者(zhe)最緊(jin)(jin)要的(de)是抗真(zhen)空性(xing)能(neng)。
