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(liao)溫度(du)低于(yu)(yu)其(qi)脆(cui)性轉變(bian)溫度(du)時(shi)，其(qi)沖擊韌性急(ji)劇(ju)下降，造成脆(cui)性斷(duan)裂。操作溫度(du)等于(yu)(yu)或低于(yu)(yu)-20℃時(shi)，按(an)規范要求(qiu)選(xuan)(xuan)用(yong)低溫材料(liao)是無疑的。由于(yu)(yu)地區(qu)環(huan)境溫度(du)的影(ying)響，或如液(ye)化(hua)氣體(ti)急(ji)劇(ju)汽化(hua)，管道金屬溫度(du)可(ke)能等于(yu)(yu)或低于(yu)(yu)-20℃時(shi)。亦(yi)應(ying)按(an)相當低溫材料(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)，并(bing)要求(qiu)按(an)設計最低溫度(du)做沖擊試驗。
二、高溫破壞
金屬材(cai)料在高(gao)溫下組織和性能惡化，常見的有蠕變、珠光(guang)體球化、石墨化、回火脆(cui)化等導致金屬材(cai)料弱化和脆(cui)化。
1. 蠕變失效
金(jin)屬材(cai)料在（0.3～0.5）Tm（熔(rong)點(dian)）溫度時，在恒應力作(zuo)用下(xia)發生應變(bian)(bian)，隨(sui)著(zhu)時間的推(tui)移，應變(bian)(bian)增(zeng)加，繼而出現(xian)塑性(xing)變(bian)(bian)形(xing)，以穩定蠕變(bian)(bian)發展(zhan)到快速(su)蠕變(bian)(bian)甚至斷裂。蠕變(bian)(bian)失效形(xing)式有：過量變(bian)(bian)形(xing)，如爐管“鼓肚”；彈性(xing)應用松弛，如螺栓緊(jin)固力降低、斷裂。
2. 碳鋼、珠光體耐(nai)熱鋼的珠光體球化
鋼(gang)的(de)珠光體中的(de)片狀(zhuang)碳(tan)化(hua)物球(qiu)化(hua)的(de)速度(du)(du)和(he)(he)程度(du)(du)。主要決(jue)定于溫(wen)度(du)(du)和(he)(he)時間，碳(tan)鋼(gang)在(zai)溫(wen)度(du)(du)為400℃完(wan)全(quan)球(qiu)化(hua)約需2x106h，510℃時則只需2.9x10th。球(qiu)化(hua)后的(de)鋼(gang)材，室溫(wen)強(qiang)度(du)(du)、高溫(wen)強(qiang)度(du)(du)和(he)(he)持久(jiu)強(qiang)度(du)(du)均降低。
3. 碳鋼和碳鉬鋼的石(shi)墨化
碳(tan)鋼和(he)0.5Mo鋼長期(qi)在高溫(wen)(wen)下工(gong)作(zuo)，組織中過飽和(he)碳(tan)原子發生(sheng)遷移和(he)聚集(ji)，轉化為(wei)石墨，使材料(liao)強(qiang)度(du)降低(di)。石墨化最容易發生(sheng)于焊(han)接熱影(ying)響區(qu)。美國某電站(zhan)，505℃的主蒸汽管(guan)道采用0.5Mo鋼管(guan)，在運行5年后斷裂(lie)，造成嚴(yan)重損失(shi)。0.5Mo鋼在468℃溫(wen)(wen)度(du)下長期(qi)工(gong)作(zuo)就(jiu)有石墨化傾向(xiang)，發生(sheng)事(shi)(shi)故是遲(chi)早(zao)的事(shi)(shi)。
GB 150《壓力(li)容器》強(qiang)調“碳素鋼和碳錳(meng)鋼在高于(yu)425℃溫度下長期(qi)使用時，應考慮鋼中碳化物相的石墨化傾向”。
4. 回火脆化
臨氫(qing)(qing)環(huan)境，鉻(ge)鉬鋼長(chang)期在375～575℃溫度下工作(zuo)(zuo)，可能出現可逆性回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)，表現為(wei)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫度升高(gao)，如某(mou)2.25Cr1Mo鋼脫(tuo)硫反應(ying)器在332～432℃運(yun)行(xing)30000h后，脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)轉(zhuan)變溫度由(you)-37℃升至60℃。因而，回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)被(bei)認為(wei)是(shi)2.25CrlMo鋼脆(cui)(cui)(cui)(cui)性破壞(huai)(huai)的(de)主要(yao)(yao)危(wei)險(xian)。為(wei)防止脆(cui)(cui)(cui)(cui)斷，找到設備管(guan)道安(an)全(quan)升（降(jiang)）壓溫度是(shi)重要(yao)(yao)的(de)。應(ying)指(zhi)出的(de)是(shi)：臨氫(qing)(qing)鉻(ge)鉬鋼脆(cui)(cui)(cui)(cui)裂，常是(shi)回火(huo)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)和氫(qing)(qing)脆(cui)(cui)(cui)(cui)共(gong)同作(zuo)(zuo)用的(de)結果。金屬材料高(gao)溫破壞(huai)(huai)，還有(you)如。相(xiang)析(xi)出脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)、強(qiang)化(hua)(hua)(hua)合(he)金析(xi)出相(xiang)脆(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)都會致(zhi)使基體弱(ruo)化(hua)(hua)(hua)導致(zhi)破壞(huai)(huai)。
三、疲勞(lao)破壞
金屬材料在交變載荷或溫度周期(qi)變化的情況(kuang)下，出現(xian)變形損傷甚(shen)至斷(duan)裂的現(xian)象。其危險性(xing)在于：沒有明顯的塑性(xing)變形就突然斷(duan)裂。制氫裝(zhuang)(zhuang)置的變壓吸附操作，約(yue)每8min升降壓一次(ci)，在設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)壽命期(qi)內(nei)，升降壓循(xun)環次(ci)數(shu)超過(guo)百萬次(ci)，管道若不(bu)按疲(pi)勞(lao)(lao)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)考慮，疲(pi)勞(lao)(lao)破(po)壞(huai)(huai)在所難免(mian)。某有機合(he)成廠(chang)，引進的0.30萬噸／年合(he)成酒精裝(zhuang)(zhuang)置中，乙烯罐高位放空管只因為供貨(huo)方未(wei)按原設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)要求(qiu)設(she)(she)(she)防震(zhen)拉筋，1981年管線焊縫處(chu)發生斷(duan)裂，乙烯噴出起火爆炸。事故分析發現(xian)：斷(duan)口上有兩個對稱的疲(pi)勞(lao)(lao)區，疲(pi)勞(lao)(lao)擴展斷(duan)口面(mian)積占(zhan)4／5，結論是疲(pi)勞(lao)(lao)破(po)壞(huai)(huai)。
經過費用(yong)比較(jiao)后，選用(yong)耐蝕材料（含復(fu)(fu)合(he)(he)材料）或增加管(guan)(guan)道的(de)腐(fu)蝕裕量；對(dui)管(guan)(guan)道壁厚實施在役檢測，或對(dui)均勻腐(fu)蝕實行監(jian)控。復(fu)(fu)合(he)(he)材料有(you)金屬(shu)(shu)復(fu)(fu)合(he)(he)和非金屬(shu)(shu)復(fu)(fu)合(he)(he)兩種(zhong)，都是(shi)(shi)以碳鋼管(guan)(guan)為基材，用(yong)機械方法將耐蝕材料復(fu)(fu)合(he)(he)于管(guan)(guan)道表面。前者最緊(jin)要的(de)是(shi)(shi)復(fu)(fu)合(he)(he)界(jie)面結合(he)(he)剪切強度和結合(he)(he)率應符合(he)(he)要求；后者最緊(jin)要的(de)是(shi)(shi)抗(kang)真(zhen)空性能。
