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(cai)料(liao)溫(wen)度(du)低(di)于(yu)其脆性轉變溫(wen)度(du)時(shi)，其沖擊(ji)韌性急(ji)劇下降，造成脆性斷(duan)裂。操作溫(wen)度(du)等于(yu)或(huo)(huo)低(di)于(yu)-20℃時(shi)，按規范要(yao)求(qiu)選(xuan)用(yong)低(di)溫(wen)材(cai)料(liao)是無疑(yi)的。由于(yu)地(di)區環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的影響(xiang)，或(huo)(huo)如(ru)液化氣體(ti)急(ji)劇汽化，管道(dao)金屬溫(wen)度(du)可(ke)能等于(yu)或(huo)(huo)低(di)于(yu)-20℃時(shi)。亦(yi)應按相當低(di)溫(wen)材(cai)料(liao)選(xuan)用(yong)，并要(yao)求(qiu)按設計最低(di)溫(wen)度(du)做沖擊(ji)試驗。
二、高溫破(po)壞
金屬(shu)材料在(zai)高溫下組織和性(xing)能惡化，常見的有蠕變、珠光體(ti)球化、石墨化、回火(huo)脆化等(deng)導致金屬(shu)材料弱化和脆化。
1. 蠕變(bian)失效
金屬(shu)材料在(zai)（0.3～0.5）Tm（熔點）溫度時，在(zai)恒應(ying)(ying)力作用下(xia)發(fa)生應(ying)(ying)變(bian)，隨著時間的(de)推移，應(ying)(ying)變(bian)增加，繼而出現塑(su)性變(bian)形，以穩定蠕變(bian)發(fa)展到快速蠕變(bian)甚至(zhi)斷(duan)裂。蠕變(bian)失效形式(shi)有(you)：過量(liang)變(bian)形，如爐管“鼓肚”；彈性應(ying)(ying)用松弛(chi)，如螺栓緊(jin)固(gu)力降低(di)、斷(duan)裂。
2. 碳(tan)鋼、珠(zhu)光(guang)體耐熱鋼的珠(zhu)光(guang)體球化
鋼的(de)(de)珠光體中的(de)(de)片狀碳化物球(qiu)化的(de)(de)速度(du)和(he)程(cheng)度(du)。主要決定(ding)于(yu)溫度(du)和(he)時(shi)間，碳鋼在溫度(du)為400℃完全球(qiu)化約需(xu)2x106h，510℃時(shi)則只需(xu)2.9x10th。球(qiu)化后的(de)(de)鋼材，室溫強度(du)、高溫強度(du)和(he)持久強度(du)均降低。
3. 碳鋼和碳鉬(mu)鋼的石(shi)墨化
碳鋼(gang)和0.5Mo鋼(gang)長期在高溫下(xia)工(gong)作，組織中過飽和碳原(yuan)子發(fa)生遷移和聚集，轉化(hua)(hua)為石墨(mo)，使(shi)材料強(qiang)度(du)降低。石墨(mo)化(hua)(hua)最容易發(fa)生于焊(han)接熱影(ying)響區。美(mei)國某電站，505℃的主蒸汽管(guan)道(dao)采用0.5Mo鋼(gang)管(guan)，在運(yun)行5年后斷裂，造(zao)成嚴重(zhong)損(sun)失(shi)。0.5Mo鋼(gang)在468℃溫度(du)下(xia)長期工(gong)作就(jiu)有石墨(mo)化(hua)(hua)傾向，發(fa)生事故是遲早的事。
GB 150《壓力(li)容器(qi)》強(qiang)調“碳素鋼(gang)(gang)(gang)和碳錳鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)高于425℃溫(wen)度下(xia)長期使(shi)用時，應考慮鋼(gang)(gang)(gang)中碳化物(wu)相的石(shi)墨化傾向”。
4. 回(hui)火脆(cui)化(hua)
臨氫(qing)環境，鉻鉬(mu)鋼(gang)長期在375～575℃溫度下工作(zuo)，可能出(chu)(chu)現可逆性回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)，表現為(wei)(wei)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉(zhuan)變溫度升高(gao)(gao)，如某2.25Cr1Mo鋼(gang)脫(tuo)硫反(fan)應(ying)器(qi)在332～432℃運行30000h后，脆(cui)(cui)(cui)化(hua)轉(zhuan)變溫度由-37℃升至(zhi)60℃。因而，回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)被認為(wei)(wei)是(shi)2.25CrlMo鋼(gang)脆(cui)(cui)(cui)性破(po)壞的主要危險。為(wei)(wei)防止脆(cui)(cui)(cui)斷，找(zhao)到設備管(guan)道安(an)全升（降）壓(ya)溫度是(shi)重(zhong)要的。應(ying)指出(chu)(chu)的是(shi)：臨氫(qing)鉻鉬(mu)鋼(gang)脆(cui)(cui)(cui)裂，常是(shi)回火脆(cui)(cui)(cui)化(hua)和氫(qing)脆(cui)(cui)(cui)共同作(zuo)用的結果。金(jin)屬(shu)材(cai)料高(gao)(gao)溫破(po)壞，還有如。相(xiang)析(xi)出(chu)(chu)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)、強(qiang)化(hua)合金(jin)析(xi)出(chu)(chu)相(xiang)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)都會致使基體弱化(hua)導(dao)致破(po)壞。
三、疲(pi)勞(lao)破壞(huai)
金(jin)屬材料在(zai)(zai)交變載荷或溫度周期變化的(de)情況下，出現(xian)變形(xing)損(sun)傷甚至斷(duan)(duan)裂(lie)的(de)現(xian)象。其危險性在(zai)(zai)于：沒有明顯的(de)塑性變形(xing)就(jiu)突然斷(duan)(duan)裂(lie)。制氫裝置的(de)變壓吸附(fu)操作，約每8min升降壓一次(ci)，在(zai)(zai)設計壽(shou)命期內，升降壓循環次(ci)數超過百(bai)萬(wan)次(ci)，管(guan)道若不按疲勞(lao)設計考慮，疲勞(lao)破壞在(zai)(zai)所難免。某有機合成廠(chang)，引(yin)進的(de)0.30萬(wan)噸(dun)／年(nian)合成酒精裝置中，乙烯罐高(gao)位放空管(guan)只因為(wei)供貨方(fang)未按原設計要求設防震(zhen)拉筋，1981年(nian)管(guan)線焊縫(feng)處發生斷(duan)(duan)裂(lie)，乙烯噴出起火(huo)爆炸。事故分析發現(xian)：斷(duan)(duan)口上有兩個對(dui)稱的(de)疲勞(lao)區，疲勞(lao)擴展斷(duan)(duan)口面積(ji)占4／5，結論是疲勞(lao)破壞。
經過費用(yong)比較后，選(xuan)用(yong)耐蝕(shi)材料（含(han)復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材料）或(huo)增加管(guan)道的腐(fu)蝕(shi)裕量(liang)；對(dui)(dui)管(guan)道壁厚實施(shi)在役檢測，或(huo)對(dui)(dui)均勻腐(fu)蝕(shi)實行監控。復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)材料有金屬復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)和非金屬復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)兩種(zhong)，都是(shi)以(yi)碳鋼管(guan)為基材，用(yong)機械方(fang)法將耐蝕(shi)材料復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)于(yu)管(guan)道表面。前(qian)者最(zui)緊要(yao)的是(shi)復(fu)(fu)(fu)合(he)(he)界面結合(he)(he)剪切(qie)強(qiang)度和結合(he)(he)率應(ying)符合(he)(he)要(yao)求；后者最(zui)緊要(yao)的是(shi)抗(kang)真空性能。
