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7 在用压力管道的故障与失效主要内容1.压力管道失效分析概述2.压力管道常见故障3.压力管道常见失效分析4.埋地管道腐蚀防护1 压力管道失效分析概述1.1 定义压力管道损伤----是指管道在外部机械力、介质环境、热作用等单独或共同作用下，造成材料性能下降、结构不连续或承载能力下降压力管道失效----是指管道损伤积累到一定程度，管道功能不能发挥其设计规定或强度、刚度不能满足使用要求的状态。
1.2 压力管道特点◆系统◆量大◆面广◆高温◆高压◆复杂◆恶劣◆陈旧1.3 失效分析目的及意义寻找失效原因，防止事故重演消除平安隐患，保障管道运行提高设备性能，延长管道寿命制定合理工艺，标准设备操作识别损伤机理，提高检验效率2 压力管道常见故障2.1 压力管道失效分类按发生故障产生的后果或现象可分为：泄漏、爆炸、失稳。
按故障发生原因大体可分为：因超压造成过度的变形、因存在原始缺陷而造成的低应力脆断、因环境或介质影响造成的腐蚀破坏、因交变载荷而导致发生的疲劳破坏、因高温高压环境造成的蠕变破坏等。
按发生故障后管道失效时宏观变形量的大小可分为：韧性破坏〔延性破坏〕和脆性破坏两大类。
按发生故障后管道失效时材料的微观〔显微〕断裂机制可分为：韧窝断裂、解理断裂、沿晶脆性断裂和疲劳断裂等。
2.2 压力管道失效原因2.3 压力管道失效特点先天原始缺陷〔60%〕与使用中的新生缺陷〔40%〕相互影响◇九十年代以前投用的压力管道由于制造安装质量严重失控，管道中原始缺陷较多◇九十年代以后在用的新老管道由于介质腐蚀性加剧，管道中新生缺陷，尤其是介质环境引起的损伤明显增多先天原始缺陷〔60%〕与使用中的新生缺陷〔40%〕相互影响◇一般情况下管道严重损坏事故大多由原始缺陷引起，35～40%是使用中的缺陷与损伤引起◇原始缺陷与使用中新生缺陷是相互影响的，一条管线原始缺陷多，在使用中也容易新生缺陷，如不合理管道结构，不适宜的管道组成件选型都会在使用中诱导缺陷产生◇使用环境变化也会使一些人们不注意的原始问题暴露原始缺陷中的焊接缺陷占80%以上◇焊接接头的对口形状不符要求a.对接接头无间隙、无坡口：焊缝出现严重未焊透或未熔合；b.角焊缝对口不符合要求。
压力管道故障及处理方法一、引言压力管道在工业生产中广泛应用，但由于长期使用、磨损和外力等原因，会出现各种故障。
本文将从压力管道故障的种类、原因以及常见的处理方法等方面进行探讨。
二、压力管道故障的种类1. 泄漏：压力管道泄漏是最常见的故障之一，可能是由于管道老化、腐蚀、接口松动或外力破坏等原因导致。
泄漏会引起压力下降或波动，甚至造成环境污染和安全事故。
2. 爆炸：当压力管道承受不住压力时，可能发生爆炸事故。
爆炸通常由于管道材料强度不足、设计缺陷或操作失误等原因引起，后果严重，甚至会导致人员伤亡和财产损失。
3. 破裂：压力管道破裂是指管道发生裂纹或断裂，可能是由于管道材料质量问题、工艺不当或外力冲击等原因引起。
破裂会导致管道失效，影响正常生产运行。
4. 腐蚀：长期使用的压力管道容易受到腐蚀的影响，特别是在腐蚀介质的作用下。
腐蚀会导致管道壁厚减薄、管道断裂或孔洞产生，从而降低管道的安全性能。
三、压力管道故障的原因1. 设计缺陷：压力管道的设计不合理或存在缺陷，如管道材料选择不当、尺寸计算错误等，容易引发故障。
2. 材料老化：长期使用的压力管道，材料会受到疲劳、腐蚀和老化的影响，使其强度和耐用性下降。
3. 外力破坏：压力管道在运输、安装或维修过程中，可能受到外力冲击、挤压或拉伸等破坏，导致管道故障。
4. 操作失误：操作人员使用不当、维护不及时或操作失误等因素，可能引发压力管道故障。
四、压力管道故障的处理方法1. 检测和监控：定期对压力管道进行检测和监控，及时发现潜在的故障隐患。
可以使用无损检测技术，如超声波检测、磁粉检测等，对管道进行全面的检查。
2. 维护和保养：定期对压力管道进行维护和保养，包括清洗、防腐、涂漆等措施，延长管道的使用寿命。
3. 强化培训：对操作人员进行培训，提高其对压力管道操作和维护的技能和意识，减少操作失误导致的故障。
4. 更换老化管道：对于老化、腐蚀严重的压力管道，应及时更换新的管道，以确保生产安全。
压力管道使用管理中存在的问题分析在用压力管道的安全管理是化工企业设备管理的重点，具有专业性和技术性强、事故发生后果严重等特点。
本文就压力管道在使用管理中存在的问题进行分析，并提出加强使用管理的几点措施。
标签：压力管道；使用管理；检验压力管道因其运输运量大、安全、经济、可靠、平稳等优点，现在已经成为非常常见的运输方式。
随着我国工业化水平的提高，压力管道数量逐年增加，在使用管理环节发生的压力管道安全事故几率不断上升。
其运行的安全性不但关系到企业能否长周期、安全生产，更关系到人民生命与财产安全。
为加强压力管道的安全工作，预防事故发生，我国出台了一系列的法律法规和安全技术规范。
本文就化工企业压力管道的特点及其使用过程中存在的一些共性问题进行探讨，并根据工作实际提出一些改进措施。
1 化工企业压力管道特点1.1 操作环境恶劣，失效形式复杂石化企业管道输送的介质大都是易燃易爆、有毒、腐蚀性强，有的长期在高温高压及交变载荷等苛刻的环境中运行，大部分管道都有外保温层，管道出现问题的情况复杂，最主要是管道的腐蚀泄漏。
压力管道由多个组成件、支承件组成，任一环节出现问题都会造成整条管线的失效。
1.2 更新频率块化工装置的工艺管理更新、改造相对频繁，凡是生产工艺的改动、流程的改变往往涉及管道的变动，有些管道使用不到几个月，甚至更短的时间内便更换或改造。
1.3 管道量大、布置复杂压力管道是化工企业组织生产的重要要素，数量庞大，长短不一，有的一条管道上存在多个分支或跨线，在高空、地面、地下纵横交错。
因其环节较多，出现问题几率较高，压力管道安全管理较复杂。
1.4 实施检验难度大压力管道检验的特殊性和难点在于：管道检测作业距离长，位置变化大。
检验一条管道可能碾转数公里乃至更远，位置可能从室内到室外，厂内到厂外，地面到高处，地上到地下；管道沿线障碍物多，屏蔽多，很多地方无法接触和接近，例如架在高空的管道，被保温材料包覆的管道等。
管道检验的宏观目视检查受到限制，绝大部分压力管道的内部是无法进入的，而外部又往往被遮蔽。
压力管道基础知识一、压力管道基本概念（一）管道的概念根据国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316-2000的规定，管道是由管道组成件、管道支吊架等组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量或控制流体流动。
国家标准《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97的定义是：由管道组成件和管道支承件组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动的管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门和其他组成件或受压部件的装配总成。
按流体与设计条件划分的多根管道连接成的一组管道称之为“管道系统”或“管系”。
上述定义包含两个含义：（A）管道的作用：是用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制和制止流体流动。
1）流体：在有些标准中称为介质。
流体可按状态或性质进行分类。
a）按状态分：气体；液体；液化气体：是指在一定压力下呈液态存在的气体；浆体：是指可燃、易爆、有毒和有腐蚀性的浆体介质。
b）按性质分：火灾危险性；是指可燃介质引起燃烧的危险性，分为可燃气体、液化气体和可燃液体。
有甲、乙、丙三类。
爆炸性；与空气混合后可能发生爆炸的可燃介质或在高温、高压下可能引起爆炸的非可燃介质。
毒性；按GB5044分级。
有剧毒（极度危害）和有毒（高度危害、中毒危害和轻度危害）两大类四个级别。
腐蚀性。
是指能灼伤人体组织并对管道材料造成损坏的物质。
2）输送流体：依靠外界的动力（利用流体输送机械如压缩机、泵等给予的动能）或流体本身的驱动力（如介质本身的压力）将管道源头的流体输送到管道的终点。
3）分配流体：通过管系中的支管将流体分配到设计规定的多个预定的设备或用户。
4）混合流体：将管系中来自不同支管中的流体在管道中进行混合，如稀释等。
5）分离流体：将管道内部不同状态的流体通过支管进行分离，如汽液分离、油水分离等。
6）排放流体：将管道内部流体通过支管进行排放，如超压放空、排放被分离的流体等。
7）计量流体：通过设置于管道系统中的计量仪表对输送、分配的流体进行计量，如测量流量、压力、温度和粘度等。
压力管道运行中可能出现的异常现象和防止措施1. 泄漏：压力管道在运行过程中可能发生泄漏，导致压力下降或流体泄露。
预防措施包括定期检查管道接口、使用质量可靠的密封装置，并及时修复或更换损坏的部件。
2. 腐蚀：压力管道可能因为介质的腐蚀而导致管道壁变薄，引起泄漏或破裂。
防止腐蚀的措施包括使用耐蚀性材料、定期进行腐蚀监测并实施防腐处理。
3. 腐蚀疲劳：压力管道长期受到介质流动的冲击以及外界环境的影响可能导致腐蚀疲劳现象，使管道产生裂纹和断裂。
预防措施包括定期检查管道表面是否有裂纹、及时清除积水或湿气，以及增加管道支撑点的数量。
4. 管道堵塞：压力管道中可能堆积沉积物或杂质，导致流体流动受阻或管道破裂。
预防措施包括定期进行清洗、排除沉积物，以及加装过滤器和阀门控制介质的流速。
5. 温度异常：由于介质温度过高或过低，压力管道可能出现膨胀或收缩，导致管道连接处漏气或泄露。
预防措施包括监测介质温度的变化并及时调整管道的温度控制系统。
6. 压力过高：压力管道中的流体压力超过设计压力，可能导致管道爆裂。
防止措施包括设立合理的压力安全阀，并定期检查和调整阀门以确保压力在允许范围内。
7. 紧固件松动：由于长期振动或使用材料原因，压力管道中的紧固件可能松动，导致泄漏或破裂。
预防措施包括定期检查紧固件的状态，及时进行紧固或更换损坏的紧固件。
8. 弯曲变形：由于外力的作用，压力管道可能发生弯曲或变形，导致管道破裂或连接处漏气。
预防措施包括选择合适的管道材料、加固连接处，并定期检查管道弯曲和变形情况。
9. 冲击破裂：在高压条件下，管道如果受到意外冲击，可能发生破裂现象。
预防措施包括加强压力管道的支撑和保护，以及增加冲击吸收装置。
10. 设备故障：管道运行过程中，设备故障可能导致压力管道异常。
预防措施包括定期检查设备状况，保养和维修设备，并确保设备工作正常。
11. 不当操作：不合适的操作方法可能对压力管道造成损害，导致异常现象。
压力管道事故原因与隐患分析、使用与维护、维修与保养方法（一）、压力管道事故常见原因：1、设计问题：设计无资质，特别是中小厂的技术改造项目设计往往自行设计，设计方案未经有关部门备案。
2、焊缝缺陷：无证焊工施焊；焊接不开坡口，焊缝未焊透，焊缝严重错边或其它超标缺陷造成焊缝强度低下；焊后未进行检验和无损检测查出超标焊接缺陷。
3、材料缺陷：材料选择或改代错误；材料质量差，有重皮等缺陷。
4、阀体和法兰缺陷：阀门失效、磨损，阀体、法兰材质不合要求，阀门公称压力、适用范围选择不对。
5、安全距离不足：压力管道与其它设施距离不合规范，压力管道与生活设施安全距离不足。
6、安全意识和安全知识缺乏：思想上对压力管道安全意识淡薄，对压力管道有关介质(如液化石油气)安全知识贫乏。
7、违章操作：无安全操作制度或有制度不严格执行。
8、腐蚀：压力管道超期服股造成腐蚀，未进行在用检验评定安全状况。
（二）、压力管道隐患分析：1.压力管道设计：⑴、压力管道设计是否合理是压力管道安全运行的基本保证。
⑵、按照《特种设备安全监察条例》和《压力管道安全管理和监察规定》的要求，压力管道必须由取得设计资格的设计单位进行设计。
⑶、在实际使用时发现，压力管道设计方面存在着无证单位设计或自行设计、无设计资料、压力管道选材不符合要求、结构不合理等问题，且在所用压力管道中的比例分别占91％、91%、50%、64%。
2.压力管道制造：⑴、压力管道是由管子、法兰、三通、阀门等管道元件组成，只有元件质量符合了要求，管道的使用安全才有保障。
⑵、在用的压力管道在制造方面却存在着阀门泄漏、锈死，三通、弯头等管道元件存在制造缺陷，焊缝中存有气孔、夹渣、未焊透等缺陷，密封性防腐和保温不符合要求等问题，且分别占总压力管道数的91%、64%、91%、91%。
3.压力管道安装：⑴、压力管道安装质量是否符合要求，直接影响到压力管道的使用安全，在压力管道的安装过程中极易埋下事故隐患。
化工压力管道缺陷产生原因及预防压力管道失效事故措施发布时间：2021-07-08T10:41:54.443Z 来源：《基层建设》2021年第11期作者：石瑞章李战华李贵利王利刚[导读] 摘要：随着我国化学工业的快速发展，大批化工装置在10多年前集中建成投运。
鹤壁宝发能源科技股份有限公司河南鹤壁 458000摘要：随着我国化学工业的快速发展，大批化工装置在10多年前集中建成投运。
现如今，一些装备已到了易失效阶段，尤其是设计寿命在10到15年的化工工艺管道。
近几年因压力管道失效，尤其是化工管道失效所造成的事故频发。
未来一段时间，如果企业不加强压力管道管理，还可能发生类似事故。
本文结合作者的工作环境，介绍了化工压力管道运行过程中易产生的缺陷及预防压力管道失效事故措施。
关键词：压力管道；缺陷；失效事故预防措施化工管道在化工生产中起到重要的作用，化工压力管道经过一段时间使用后，由于苛刻的运行条件，即使是原来设计和制造质量完全符合规范的要求，压力管道的质量也会发生变化，原来存在制造规范允许的小缺陷扩展开裂，可使压力管道中原来没有缺陷的地方产生新的缺陷，最终导致设备失效，无法正常运行甚至发生事故。
我们单位的压力管道属于化工及石化装置压力管道，采用的管道材质有碳钢、低合金钢和不锈钢，介质含有腐蚀性，有的介质含有氯离子。
在实际的使用中，我们发现，这些管道往往受到低温、高温，高压，腐蚀等环境，以及材质、工艺、焊接、安装等运行因素的影响极易产生腐蚀、疲劳、脆性、蠕变等破坏的形成，从而产生壁厚变薄、缺陷扩展、疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、晶间腐蚀及各种腐蚀缺陷，从而对管道的安全运行造成严重的危害，因此加强对各种缺陷产生原因的分析，并采取相应的压力管道失效事故预防措施对压力管道安全运行将起到积极作用。
一、常见管道失效模式1 低温管道低温金属管道广泛应用于石油化工生产装置，在化肥行业中经常会用到一些低温管道，如大型合成氨、甲醇装置低温甲醇洗工序中的管道等。
压力管道失效模式评估报告压力管道失效模式评估报告的目的是评估压力管道系统中可能发生的失败模式，以识别潜在的风险并采取相应的措施来确保系统的安全运行。
本报告将对压力管道失效模式进行评估，并提供相应的建议。
首先，我们将对压力管道系统进行全面的检查和评估，包括管道材质、设计参数、安装质量等方面。
这将帮助我们了解管道系统的整体状况，并确定可能的失效模式。
接下来，我们将逐一分析可能的失效模式，包括以下几个方面：1. 管道腐蚀：管道在长期使用过程中可能会受到腐蚀的影响，特别是在潮湿、腐蚀性介质等条件下。
我们将对管道进行腐蚀检测，并根据结果评估腐蚀对管道强度的影响，并提出相应修复或更换措施。
2. 管道断裂：管道在使用过程中可能会因为外部冲击、过载或材料缺陷等原因而造成断裂。
我们将对管道进行材料强度和断裂韧性等方面的评估，并提出预防断裂的措施，如增加支撑、改善材料质量等。
3. 管道泄漏：管道系统中可能存在泄漏的风险，特别是在焊接处、管道接头等部位。
我们将对管道系统进行泄漏检测，并评估泄漏对系统安全和环境的影响，同时提出防止泄漏的措施，如加强焊接、更换密封件等。
4. 管道振动：管道在运行过程中可能会因为流体动力和管道结构共振等原因而产生振动，进而导致管道系统的破坏。
我们将对管道系统的振动进行评估，并提出减振措施，如增加减振器、改善管道结构等。
5. 渗漏介质引起环境污染：管道系统中的介质泄漏可能会对周围环境造成污染，如化学品泄漏可能会对土壤和水源造成影响。
我们将评估介质泄漏对环境的影响，并提出相应的污染防治措施，如设置泄漏报警装置、加强泄漏控制等。
基于以上的评估结果，我们将提出相应的建议和措施，以确保压力管道系统的安全运行。
这包括但不限于以下几个方面：1. 提高材料质量和检测标准，确保管道系统的强度和耐腐蚀性。
2. 加强管道系统的设计和施工质量，确保管道的安装和焊接等工艺符合标准。
3. 定期检测管道系统的腐蚀情况，及时采取修复措施，如涂层补漏、防腐涂层更换等。
二、压力管道的破坏形式通常，压力管道破坏形式可分为：韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏，以及其他破坏形式。
(一)韧性破坏韧性破坏是管道在压力的作用下管壁上产生的应力达到材料的强度极限，因而发生断裂的一种破坏形式。
发生韧性破坏的管道，其材料本身韧性一般非常好的，而破坏往往是由于超压引起的。
表现在管道上则是直径增大(或局部鼓胀)和管壁的减薄，周长伸长率可达10%~20%，所以具有明显的形状改变是韧性破坏的主要特征。
(二)脆性破坏脆性破坏往往在一瞬间发生，并以极快的速度扩展，这种破坏现象和脆性材料的破坏很相似，故称为脆性破坏。
又因为它是在较低的应力状态下发生的，故又叫作低应力破坏。
脆性破坏的基本原因是材料的脆性和严重缺陷。
前者可由焊接和热处理工艺不当而引起，后者包括安装时焊缝中遗留的缺陷和使用中产生的缺陷。
此外，加载的速度、残余应力、结构的应力集中等都会加速脆断破坏的发生。
(三)腐蚀破坏腐蚀破坏是由于受到内部输送物料及外部环境介质的化学或电化学作用(也包括机械等因素的共同作用)而发生的破坏。
腐蚀破坏形态除全面腐蚀外，尚有局部腐蚀(点蚀、缝隙腐蚀、焊接接头腐蚀、磨损腐蚀、冷凝液腐蚀以及涂层破损处的局部大气腐蚀)、应力腐蚀破裂(碱脆、不锈钢氯离子应力腐蚀、不锈钢连多硫酸应力腐蚀破裂、硫化物腐蚀等)、腐蚀疲劳及氢损伤(氢鼓泡及氢诱发阶梯裂纹、氢脆、脱碳、氢腐蚀)。
其中危害最大的当属应力腐蚀破裂，往往在没有先兆的情况下突然发生，造成预测不到的破坏。
遭受腐蚀的管道，壁厚逐渐减薄，最后破坏。
(四)疲劳破坏金属在承受大小和方向都随时间发生周期性变化的交变载荷作用时，尽管应力所产生的载荷并不大，而且往往低于材料的屈服极限，但如果长期受到这种载荷的作用，也会发生断裂。
疲劳破坏最易在两处发生：一是结构的几何的不连续处，即管道的应力集中部位；二是存在裂纹类原始缺陷的焊缝部位。
如果两种情况同时存在于一处，极易产生疲劳破坏。
压力容器和压力管道的失效（破坏）1．失效的定义：完全失去原定功能；虽还能运行，但已失去原有功能或不能达到原有功能；虽还能运行，但已严重损伤而危及安全，使可靠性降低。
2．失效的方式：1〕从广义上分类：过度变形失效：由于超过变形限度而失效。
断裂失效：由于出现裂而失效。
表面损伤失效；因表面腐蚀而导至失效。
2〕一般分类：可分为a)过度变形失效：失效后存在较大的变形。
b)断裂失效：失效是由于存在缺陷如裂痕、腐蚀等缺陷而引起的。
c)表面损伤失效：因腐蚀、表面损伤、材料表面损伤等原因引起的失效。
3．失效的原因1〕韧性失效：容器所受应力超过材料的屈服强度发生较大的变形而导致失效，原因为制定不当、腐蚀减薄、材质劣化强度下降、超压、超温。
断有纤维区、放射纹区、剪切唇区。
2〕脆性失效：容器在无显然变形状况下出现断裂导致失效，开裂部位存在较大的缺陷〔主要是裂缝〕，材质劣化变脆、应力腐蚀、晶间腐蚀、疲惫、蠕变开裂。
断平齐，有金属光泽，断和最大主应力方向垂直。
3〕疲惫失效：容器长期受交变载荷引起的疲惫开裂导致疲惫失效。
原因为容器长期受交变载荷、开裂点应力集中、开裂点上有小缺陷。
断比较平齐光整，有三个区萌生区、疲惫扩大区和瞬断区。
其中扩大区有显然的贝壳样条纹。
4〕腐蚀失效：因腐蚀原因导致失效。
均匀腐蚀减薄导致强度不够；应力腐蚀导致断裂；晶间腐蚀导致开裂；氢蚀导致开裂、点蚀造成的泄漏；缝隙腐蚀造成的泄漏或开裂；冲蚀造成局部减薄，泄漏；双金属腐蚀造成局部减薄。
晶间腐蚀：金属材料均属多晶材料，晶粒间存在晶界，晶间腐蚀是指晶界发生腐蚀。
应力腐蚀：金属材料的材质、介质、和拉应力三个因素共同作用下发生的裂痕不断扩展。
裂痕的发展可以是沿晶的也可以是串晶的。
氢蚀：在高温下氢气常形成原子状态氢极易渗透到钢材内部，进入钢材的氢与渗碳体中的碳生成甲烷，使渗碳体脱碳材料变软，生成的甲烷在金属中体积增大，使金属内压力增大金属表面形成鼓包。
腐蚀失效的形式：韧性失效、脆性失效、局部鼓胀、爆破、泄漏、裂痕泄漏、低应力脆断、材质劣化。
【四】压力管道旳失效和事故〔一〕压力管道失效旳缘故压力管道“失效”一般是指压力管道不能发挥原有效能旳现象，可分为自然失效和异常失效两种。
由于压力管道运行在内部介质和周围环境旳阻碍之下，不可幸免地会产生温度和压力循环、腐蚀、振动以及材料金相组织变化等阻碍材料性能和连接接头密封性能旳问题，因此任何管道都有一定旳使用寿命，自然失效确实是在压力管道达到使用寿命时发生旳失效现象。
自然失效能够通过定期检验或失效分析进行事先操纵，以防止事故旳发生。
然而，在用压力管道由于在设计、制造、安装和运行中存在各种问题会导致异常失效，造成突发性破坏事故旳发生。
其缘故要紧有：〔A〕职工素养差，违反操作规程运行，致使运行条件恶化，包括超压、超温、腐蚀性介质超标、压力温度异常脉动等；使用压力和温度是压力管道设计、选材、制造、安装旳依据。
操作压力和温度超过规定将导致管壁应力值旳增加或材料力学性能旳下降，尤其是在焊缝、法兰、弯头、阀门、异径管、补偿器等几何结构不连续处旳局部应力和峰值应力会大幅增加，成为蠕变破坏旳源头。
过低旳操作温度那么会引起材料韧性下降，同意旳临界裂纹尺寸减小，从而有可能导致脆性破坏。
超温超压还会导致管道接头泄漏。
管道往往由于以下缘故而产生交变载荷：1〕间断输送介质而对管道反复加压和卸压、升和气降温；2〕运行中压力波动较大；3〕运行中温度发生周期性变化，使管壁产生反复性温度应力变化；4〕因其它设备、支承旳交变外力和受迫振动。
在反复交变载荷旳作用下，管道将发生疲劳破坏。
要紧是金属旳低周疲劳，其特点是应力较大而交变频率较低。
在几何结构不连续旳地点和焊缝附近存在应力集中，有可能达到和超过材料旳屈服极限。
这些应力假如交变地加载和卸载，将使受力最大旳晶粒产生塑性变形并逐渐进展为细微旳裂纹。
随着应力周期变化，裂纹也会逐步扩展，最后导致破坏。
交变载荷也会导致管道组成件和焊缝内部原有缺陷旳扩大和管道连接接头旳泄漏。
〔B〕设计、制造、施工存在缺陷，如管道柔性不符合要求，材料选用不当或用材错误，存在焊接或冶金超标缺陷，焊接或组装不合理造成应力过大，管道支承系统不合理等；管道在投用前存在旳原始缺陷会造成材料旳低应力脆断。
（一）压力管道失效的原因压力管道“失效”一般是指压力管道不能发挥原有效能的现象，可分为自然失效和异常失效两种。
由于压力管道运行在内部介质和周围环境的影响之下，不可避免地会产生温度和压力循环、腐蚀、振动以及材料金相组织变化等影响材料性能和连接接头密封性能的问题，因此任何管道都有一定的使用寿命，自然失效就是在压力管道达到使用寿命时发生的失效现象。
自然失效可以通过定期检验或失效分析进行事先控制，以防止事故的发生。
但是，在用压力管道由于在设计、制造、安装和运行中存在各种问题会导致异常失效，造成突发性破坏事故的发生。
其原因主要有：（A）职工素质差，违反操作规程运行，致使运行条件恶化，包括超压、超温、腐蚀性介质超标、压力温度异常脉动等；使用压力和温度是压力管道设计、选材、制造、安装的依据。
操作压力和温度超过规定将导致管壁应力值的增加或材料力学性能的下降，尤其是在焊缝、法兰、弯头、阀门、异径管、补偿器等几何结构不连续处的局部应力和峰值应力会大幅增加，成为蠕变破坏的源头。
过低的操作温度则会引起材料韧性下降，允许的临界裂纹尺寸减小，从而有可能导致脆性破坏。
超温超压还会导致管道接头泄漏。
管道往往由于下列原因而产生交变载荷：1）间断输送介质而对管道反复加压和卸压、升温和降温；2）运行中压力波动较大；3）运行中温度发生周期性变化，使管壁产生反复性温度应力变化；4）因其它设备、支承的交变外力和受迫振动。
在反复交变载荷的作用下，管道将发生疲劳破坏。
主要是金属的低周疲劳，其特点是应力较大而交变频率较低。
在几何结构不连续的地方和焊缝附近存在应力集中，有可能达到和超过材料的屈服极限。
这些应力如果交变地加载和卸载，将使受力最大的晶粒产生塑性变形并逐渐发展为细微的裂纹。
随着应力周期变化，裂纹也会逐步扩展，最后导致破坏。
交变载荷也会导致管道组成件和焊缝内部原有缺陷的扩大和管道连接接头的泄漏。
（B）设计、制造、施工存在缺陷，如管道柔性不符合要求，材料选用不当或用材错误，存在焊接或冶金超标缺陷，焊接或组装不合理造成应力过大，管道支承系统不合理等；管道在投用前存在的原始缺陷会造成材料的低应力脆断。
介质和环境的侵害、操作不当、维护不力等原因，往往会引起材料性能恶化、材料损伤或破裂，或使管道连接接头发生介质泄漏，最终使压力管道失效，导致火灾、爆炸和中毒、窒息等人身事故的发生。
（C）维修失误，管道上的严重缺陷或损伤未能被检测发现，或缺少科学评价，以及不合理的维修工艺造成新的缺陷和损伤等；（D）外来损伤造成破坏，如地震、大风、洪水、雷击和其它机械损伤和人为破坏等。
压力管道的破坏型式很多。
按破坏时的宏观变形量可分为韧性破坏（延性破坏）和脆性破坏两大类。
按破坏时材料的微观断裂机制可分为韧窝断裂、解理断裂、沿晶断裂和疲劳断裂等型式。
通常，在现场采用宏观分类和断裂特征相结合的方法进行分类，有韧性破坏、脆性破坏、腐蚀破坏、疲劳破坏、蠕变破坏等。
（E）腐蚀破坏压力管道的腐蚀是由于受到内部介质及外部环境介质的化学或电化学作用而发生的破坏。
也包括机械等原因的共同作用结果。
不合理的操作会导致介质浓度的变化，加剧腐蚀破坏。
压力管道的腐蚀破坏的形态有全面腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳和氢损伤等。
其中应力腐蚀往往在没有先兆的情况下突然发生，故其危害性更大。
1）全面腐蚀全面腐蚀也称均匀腐蚀。
是在管道较大面积上产生的程度基本相同的腐蚀。
管道内部表面主要遭受输送腐蚀性介质的腐蚀，而管道外部则主要遭受大气锈蚀。
管道的全面腐蚀往往因使用条件的恶化而加剧。
腐蚀介质的成分、含水量、气相或液相的不同、流速和流动状态、颗粒大小都会影响管道腐蚀失效的程度。
腐蚀介质含量的超标或原料性质的劣化会对压力管道产生危害。
大气腐蚀会使管道组成件外部遭受损坏，影响管道组成件的强度和密封性。
如不及时维护，也会引起事故。
2）局部腐蚀局部腐蚀是发生在管道材料局部位置的腐蚀现象。
a）点腐蚀：集中在金属表面个别小点上的深度较大的腐蚀，也称孔蚀。
奥氏体不锈钢在接触含氯离子或溴离子的介质时最容易发生点腐蚀。
b）缝隙腐蚀：当管道输送的介质为电解质溶液时，在管道内表面的缝隙处，如法兰垫片处、单面焊的未焊透处等，均会发生缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀往往是由于缝隙内和周围溶液之间氧浓度或金属离子浓度存在差异造成。
c）奥氏体不锈钢焊接接头的腐蚀：①晶间腐蚀：晶间腐蚀是腐蚀局限在晶间和晶间附近，而晶粒本身腐蚀较小的一种腐蚀形态。
腐蚀机理是“贫铬理论”，即由于贫铬的晶间区处于活化状态，作为阳极，它与晶粒之间形成腐蚀原电池，其结果将造成晶粒脱落或使材料机械强度降低。
②δ铁素体选择性腐蚀：在某些强腐蚀介质中，奥氏体不锈钢焊缝处的δ铁素体相会被腐蚀或分解为σ相，结果呈海绵状而使焊接接头遭受破坏。
③刀口腐蚀：用Ni及Ti稳定的奥氏体不锈钢，在氧化性介质中发生的刀口状腐蚀。
3）应力腐蚀金属材料在拉应力和特定腐蚀介质的共同作用下发生的腐蚀称为应力腐蚀。
主要由焊接、冷加工和安装时的残余应力和管道内部的腐蚀性介质引起。
应力腐蚀的裂纹呈枯树支状，大体上沿垂直于拉应力的方向发展。
裂纹的微观形态有穿晶型、晶间型和二者兼有的混合型。
高强钢管道在H2S含量超过一定值，并伴有水分时，会大大增加管壁应力腐蚀开裂的可能性。
当焊缝硬度值超过HB200，含H2S超标时，极易导致焊缝的应力腐蚀。
①碱脆：是金属在碱液中的应力腐蚀。
碳钢、低合金钢和不锈钢等均可发生碱脆。
②不锈钢的氯离子腐蚀：氯离子对不锈钢产生的应力腐蚀。
导致氯离子腐蚀的氯离子临界浓度随温度上升而下降，高温下，氯离子浓度只要达到10 ppm即可引起破裂。
管道法兰连接处的垫片、外部的保温材料和支、吊架的垫层等材料中含氯离子的成分过高，也会导致氯离子腐蚀。
③不锈钢连多硫酸腐蚀：在石油炼制过程中，钢材受硫化氢腐蚀生成硫化铁，停车后管道内部与空气中的氧及水反应生成多硫酸，在不锈钢管道的残余应力较大处即会产生应力腐蚀。
以加氢脱硫装置为典型，不锈钢连多硫酸的应力腐蚀破坏最近引人注目。
④硫化物应力腐蚀：金属在同时含硫化氢和水的介质中发生的应力腐蚀。
碳钢和低合金钢在20～40℃温度范围内对硫酸的敏感性最大。
奥氏体不锈钢的硫化物应力腐蚀大多发生在高温环境。
在含硫化氢和水的介质中，如同时含有醋酸，或二氧化碳和氯化钠，或磷化氢，或砷、硒、碲的化合物或氯离子，都会对腐蚀起促进作用。
4）腐蚀疲劳腐蚀疲劳是交变应力与化学介质共同作用下发生的腐蚀开裂。
压力管道的疲劳源有机械激振、流体喘振、交变热应力、压力循环以及风振、地震等。
腐蚀疲劳裂纹往往有多条但无分支，这是与应力腐蚀裂纹的区别。
腐蚀疲劳裂纹一般是穿晶的。
5）氢损伤氢渗透进入金属内部造成金属性能劣化称为氢损伤。
包括氢鼓泡、氢脆、脱碳和氢腐蚀。
氢鼓泡主要发生在含湿硫化氢的介质中，当氢原子向钢中渗透扩散时，遇到了裂纹、分层、空隙、夹渣等缺陷就聚集起来合成氢分子，使体积膨胀。
当这些缺陷在钢材表面时就会形成鼓泡。
氢不论是以什么方式进入钢都会引起钢材氢脆，使钢材的延伸率、断面收缩率显著下降。
高强度钢表现更加严重。
钢中的渗碳体在高温下与氢气作用生成甲烷，反应结果使钢材表面层的渗碳体减少，使碳从邻近的尚未反应的金属层逐渐扩散到这一反应区，于是有一定厚度的金属因缺碳而变为铁素体，出现脱碳现象。
脱碳的结果使钢材的表面强度和疲劳极限降低。
高温高压氢对钢材作用的结果使其机械性能变劣，强度、韧性显著降低，称为氢腐蚀。
在上述条件下，氢分子扩散到钢的表面并产生吸附，其中部分被吸附的氢分子分离为氢原子和氢离子，经化学吸附，然后直径很小的氢原（离）子透过表面层固溶到金属内。
因溶入的氢原子通过晶格和晶界向钢内扩散，产生化学反应形成甲烷聚集在晶界原有微观空隙内，反应过程使该区域的碳浓度降低，促使其他位置上的碳向其扩散补充，从而使甲烷量不断增多形成局部压力，最后发展为裂纹。
聚集在钢材表面的形成鼓泡，产生脱碳。
（F）冲蚀破坏管道内部介质的长期、高速流动会使管道组成件内壁减薄或密封副遭受破坏，影响其耐压强度和密封性能。
随着使用时间的延长，由内壁减薄造成的耐压能力下降或密封副损坏而形成的泄漏便会成为事故的根源。
（二）破坏特征由于管道破坏的起因和型式不同，所以破坏的特征也有所区别。
（A）韧性破坏是材料不存在明显的缺陷或脆化，而是由于超压导致的破坏。
其特征有：1）发生明显变形，一般不产生碎片。
破坏时直径增大或局部鼓胀，管壁减薄。
2）实际爆破压力与理论值相近。
3）断口呈灰暗纤维状，无金属光泽，断面有剪切唇。
4）断口纤维区之外呈放射形花纹或人字形花纹，并有指向起爆点的特点。
（B）脆性破坏是管道破坏时没有发生宏观变形，破坏时的管壁应力也远未达到材料的强度极限，甚至低于屈服极限的破坏现象。
通常是由于材料的脆性或严重的缺陷引起，如材料的焊接和热处理工艺不当，焊缝存在缺陷以及低温引起的冷脆等。
脆性破坏往往是瞬间发生，并以极快的速度扩展。
因为其是在低应力下发生的破坏，故也称低应力破坏。
脆性破坏的特征是：1）无明显的塑性变形。
2）破坏时的应力较低。
3）材料脆化形成的脆性破坏，其断口平齐，呈金属光泽的结晶状态。
4）因材料缺陷形成的脆性破坏，其断口不呈结晶状，而出现原始缺陷区、稳定扩展的纤维区、快速扩展的放射纹和人字纹区以及内外表面边缘的剪切唇区。
原始缺陷如是表面裂纹，则会出现深色的锈蚀状态，如原始缺陷是内部气孔、夹渣、未焊透等，也会在断口上观察到。
（C）疲劳破坏是材料长期承受大小和方向都随时间而周期变化的交变载荷作用下发生疲劳裂纹核心，逐渐扩展最后形成断裂的破坏形式。
其特征是：1）破坏部位集中在几何不连续处或有裂纹类原始缺陷的焊缝处，整体上无塑性变形。
2）疲劳破坏的基本形式有爆破或泄漏两种。
前者易发生在强度高而韧性差的材料中，后者则发生于强度较低而韧性较好的材料中。
3）断口上有明显的裂纹产生区、扩展区和最终断裂区。
在扩展区，宏观上有明显的贝壳状树纹，且断口平齐、光亮。
最终断裂区一般有放射状的花纹或人字纹。
4）电镜下观察疲劳断口的裂纹扩展区时，可见到独特的疲劳辉纹。
（D）蠕变破坏是钢材在高温下低于材料屈服强度时发生的缓慢持续的伸长，最后产生破坏的现象。
材料发生蠕变的过程有减速、恒速和加速三个阶段。
恒速阶段是控制材料高温使用寿命的阶段。
蠕变断裂是沿晶断裂，其特征是：1）宏观断口呈粗糙的颗粒状，无金属光泽。
2）表面为氧化层或其他腐蚀物覆盖。
3）管道在直径方向有宏观变形，并有沿径向方向的小蠕变裂纹，甚至出现表面龟裂或穿透管壁而泄漏。
4）断口与壁面垂直，壁厚无减薄，边缘无剪切唇。
（三）事故防范和报告为了防止或减少压力管道的破坏事故，使用单位应采取必要的措施，包括：——管道必须由有资格的设计单位进行设计并符合设计规范的规定；——管道系统应按规定装设安全泄压装置并保持其灵敏好用；——采取有效措施防止大气及介质对管道的腐蚀；——管道投用前应进行役前检查和验收，管系结构、材料、焊接、热处理、压力试验等关键环节必须符合规定要求；——运行操作必须严格执行操作规程，控制工艺指标，杜绝超温、超压运行；——检修或局部更换管道时，避免错用或不合理代用而降低管道的极限应力；——加强对管道的维护检查和定期检验；——对长期放置不用、维护不良的管道，因发生大面积腐蚀、厚度减薄、强度减弱，再次启用前应按规定进行全面检验。
