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、低溫脆性斷裂
材料(liao)溫度(du)(du)低(di)(di)(di)于(yu)(yu)其(qi)脆性(xing)轉變溫度(du)(du)時，其(qi)沖擊韌(ren)性(xing)急劇下降，造成脆性(xing)斷裂。操作(zuo)溫度(du)(du)等于(yu)(yu)或(huo)(huo)低(di)(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時，按規范要求(qiu)選用低(di)(di)(di)溫材料(liao)是無疑的(de)(de)。由于(yu)(yu)地區(qu)環境溫度(du)(du)的(de)(de)影響，或(huo)(huo)如液化(hua)氣體急劇汽化(hua)，管道金屬溫度(du)(du)可能(neng)等于(yu)(yu)或(huo)(huo)低(di)(di)(di)于(yu)(yu)-20℃時。亦應按相當低(di)(di)(di)溫材料(liao)選用，并要求(qiu)按設計最低(di)(di)(di)溫度(du)(du)做沖擊試驗。
二、高溫破壞
金屬材(cai)(cai)料(liao)在高溫下(xia)組(zu)織(zhi)和性(xing)能(neng)惡化(hua)(hua)(hua)，常見的有蠕變、珠光體(ti)球(qiu)化(hua)(hua)(hua)、石(shi)墨化(hua)(hua)(hua)、回火脆化(hua)(hua)(hua)等導致金屬材(cai)(cai)料(liao)弱(ruo)化(hua)(hua)(hua)和脆化(hua)(hua)(hua)。
1. 蠕變(bian)失(shi)效(xiao)
金(jin)屬材料在（0.3～0.5）Tm（熔(rong)點）溫度(du)時(shi)，在恒應(ying)(ying)力作用下發生(sheng)應(ying)(ying)變(bian)，隨(sui)著(zhu)時(shi)間的推(tui)移(yi)，應(ying)(ying)變(bian)增加，繼而出(chu)現塑性(xing)變(bian)形(xing)，以(yi)穩定蠕變(bian)發展到快速(su)蠕變(bian)甚(shen)至(zhi)斷裂。蠕變(bian)失效形(xing)式有：過量變(bian)形(xing)，如爐管“鼓肚”；彈性(xing)應(ying)(ying)用松弛，如螺栓緊固力降低、斷裂。
2. 碳(tan)鋼、珠光體(ti)耐熱鋼的珠光體(ti)球化
鋼(gang)的(de)珠(zhu)光體(ti)中的(de)片狀碳(tan)化(hua)(hua)物球(qiu)化(hua)(hua)的(de)速度(du)(du)和程(cheng)度(du)(du)。主要決定于溫(wen)(wen)度(du)(du)和時間，碳(tan)鋼(gang)在(zai)溫(wen)(wen)度(du)(du)為400℃完全球(qiu)化(hua)(hua)約需2x106h，510℃時則只(zhi)需2.9x10th。球(qiu)化(hua)(hua)后的(de)鋼(gang)材，室溫(wen)(wen)強度(du)(du)、高溫(wen)(wen)強度(du)(du)和持久強度(du)(du)均降低。
3. 碳鋼(gang)和碳鉬(mu)鋼(gang)的石墨化
碳(tan)鋼(gang)(gang)和(he)0.5Mo鋼(gang)(gang)長期在(zai)高溫下工(gong)(gong)作，組織中過飽和(he)碳(tan)原子發(fa)生(sheng)(sheng)遷移和(he)聚集，轉化為石(shi)墨(mo)(mo)，使材料強度(du)降低(di)。石(shi)墨(mo)(mo)化最容易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)于焊接(jie)熱影響區。美(mei)國某電站，505℃的主(zhu)蒸汽(qi)管道(dao)采用0.5Mo鋼(gang)(gang)管，在(zai)運行5年(nian)后斷裂，造成嚴重損(sun)失(shi)。0.5Mo鋼(gang)(gang)在(zai)468℃溫度(du)下長期工(gong)(gong)作就有石(shi)墨(mo)(mo)化傾(qing)向，發(fa)生(sheng)(sheng)事故(gu)是遲早的事。
GB 150《壓力(li)容器》強(qiang)調“碳素鋼和碳錳鋼在高于425℃溫度下長期使用時(shi)，應考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向(xiang)”。
4. 回(hui)火脆化(hua)
臨氫(qing)(qing)環境(jing)，鉻(ge)鉬(mu)鋼長期(qi)在(zai)375～575℃溫(wen)(wen)度(du)下(xia)工作，可能出現(xian)可逆性回(hui)火脆(cui)(cui)化(hua)，表現(xian)為(wei)(wei)脆(cui)(cui)化(hua)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)升(sheng)高，如(ru)(ru)某2.25Cr1Mo鋼脫(tuo)硫反應器在(zai)332～432℃運行(xing)30000h后，脆(cui)(cui)化(hua)轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)由(you)-37℃升(sheng)至60℃。因而，回(hui)火脆(cui)(cui)化(hua)被認(ren)為(wei)(wei)是(shi)2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)性破壞的主(zhu)要(yao)危(wei)險。為(wei)(wei)防止脆(cui)(cui)斷，找(zhao)到(dao)設備管道安(an)全升(sheng)（降(jiang)）壓溫(wen)(wen)度(du)是(shi)重要(yao)的。應指出的是(shi)：臨氫(qing)(qing)鉻(ge)鉬(mu)鋼脆(cui)(cui)裂，常是(shi)回(hui)火脆(cui)(cui)化(hua)和氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)共同作用的結果。金(jin)屬材料高溫(wen)(wen)破壞，還(huan)有如(ru)(ru)。相析出脆(cui)(cui)化(hua)、強(qiang)化(hua)合金(jin)析出相脆(cui)(cui)化(hua)都(dou)會致(zhi)使(shi)基體弱(ruo)化(hua)導致(zhi)破壞。
三、疲勞(lao)破壞
金(jin)屬材料(liao)在(zai)交變(bian)(bian)載荷或溫(wen)度周(zhou)期變(bian)(bian)化的情況下，出現變(bian)(bian)形(xing)損傷甚至(zhi)斷(duan)裂的現象。其危險性在(zai)于：沒有明(ming)顯的塑性變(bian)(bian)形(xing)就突然斷(duan)裂。制氫(qing)裝置的變(bian)(bian)壓(ya)(ya)吸附操作，約每8min升(sheng)降(jiang)壓(ya)(ya)一次(ci)，在(zai)設計壽命期內，升(sheng)降(jiang)壓(ya)(ya)循環次(ci)數(shu)超(chao)過百萬次(ci)，管道(dao)若不按疲(pi)勞設計考慮，疲(pi)勞破(po)壞(huai)在(zai)所難免。某有機合成廠，引進的0.30萬噸／年(nian)合成酒精(jing)裝置中(zhong)，乙烯(xi)(xi)罐高位放空管只因(yin)為供貨方未按原設計要(yao)求設防震拉筋(jin)，1981年(nian)管線焊縫(feng)處發生斷(duan)裂，乙烯(xi)(xi)噴出起(qi)火(huo)爆(bao)炸。事故(gu)分析發現：斷(duan)口(kou)上有兩個對稱的疲(pi)勞區，疲(pi)勞擴(kuo)展(zhan)斷(duan)口(kou)面積(ji)占4／5，結論(lun)是疲(pi)勞破(po)壞(huai)。
經(jing)過費用比較(jiao)后，選用耐(nai)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料（含復合(he)(he)材(cai)(cai)料）或增加管道的腐蝕(shi)(shi)裕量；對(dui)(dui)管道壁厚實施(shi)在役檢測，或對(dui)(dui)均(jun)勻腐蝕(shi)(shi)實行監(jian)控。復合(he)(he)材(cai)(cai)料有金(jin)屬復合(he)(he)和(he)非金(jin)屬復合(he)(he)兩種，都是(shi)以碳(tan)鋼管為基材(cai)(cai)，用機械方法將耐(nai)蝕(shi)(shi)材(cai)(cai)料復合(he)(he)于管道表(biao)面。前者(zhe)最緊要的是(shi)復合(he)(he)界(jie)面結合(he)(he)剪切強度和(he)結合(he)(he)率應符合(he)(he)要求；后者(zhe)最緊要的是(shi)抗真空性能。
