石油化工装置安全生产形势严峻，全球工业火灾爆炸的频率和经济损失，一直呈增长趋势。据资料统计：石油化工装置事故占近60％，统计事故中35％是由于管道系统引发的，这足以引起人们对管道安全屏障作用的关注。管道器材防护失效造成泄漏的原因，不外乎机械破坏、腐蚀和密封失效，这正是管道设计安全的要害，了解并处理好这些问题是管道设计者的责任。
一、低温脆性断裂
材料温度低于其脆性转变温度时，其冲击韧性急剧下降，造成脆性断裂。操作温度等于或低于-20℃时，按规范要求选用低温材料是无疑的。由于地区环境温度的影响，或如液化气体急剧汽化，管道金属温度可能等于或低于-20℃时。亦应按相当低温材料选用，并要求按设计最低温度做冲击试验。
二、高温破坏
金属材料在高温下组织和性能恶化，常见的有蠕变、珠光体球化、石墨化、回火脆化等导致金属材料弱化和脆化。
1. 蠕变失效
金属材料在（0.3～0.5）Tm（熔点）温度时，在恒应力作用下发生应变，随着时间的推移，应变增加，继而出现塑性变形，以稳定蠕变发展到快速蠕变甚至断裂。蠕变失效形式有：过量变形，如炉管“鼓肚”；弹性应用松弛，如螺栓紧固力降低、断裂。
2. 碳钢、珠光体耐热钢的珠光体球化
钢的珠光体中的片状碳化物球化的速度和程度。主要决定于温度和时间，碳钢在温度为400℃完全球化约需2x106h，510℃时则只需2.9x10th。球化后的钢材，室温强度、高温强度和持久强度均降低。
3. 碳钢和碳钼钢的石墨化
碳钢和0.5Mo钢长期在高温下工作，组织中过饱和碳原子发生迁移和聚集，转化为石墨，使材料强度降低。石墨化最容易发生于焊接热影响区。美国某电站，505℃的主蒸汽管道采用0.5Mo钢管，在运行5年后断裂，造成严重损失。0.5Mo钢在468℃温度下长期工作就有石墨化倾向，发生事故是迟早的事。
GB 150《压力容器》强调“碳素钢和碳锰钢在高于425℃温度下长期使用时，应考虑钢中碳化物相的石墨化倾向”。
4. 回火脆化
临氢环境，铬钼钢长期在375～575℃温度下工作，可能出现可逆性回火脆化，表现为脆化转变温度升高，如某2.25Cr1Mo钢脱硫反应器在332～432℃运行30000h后，脆化转变温度由-37℃升至60℃。因而，回火脆化被认为是2.25CrlMo钢脆性破坏的主要危险。为防止脆断，找到设备管道安全升（降）压温度是重要的。应指出的是：临氢铬钼钢脆裂，常是回火脆化和氢脆共同作用的结果。金属材料高温破坏，还有如。相析出脆化、强化合金析出相脆化都会致使基体弱化导致破坏。
三、疲劳破坏
金属材料在交变载荷或温度周期变化的情况下，出现变形损伤甚至断裂的现象。其危险性在于：没有明显的塑性变形就突然断裂。制氢装置的变压吸附操作，约每8min升降压一次，在设计寿命期内，升降压循环次数超过百万次，管道若不按疲劳设计考虑，疲劳破坏在所难免。某有机合成厂，引进的0.30万吨／年合成酒精装置中，乙烯罐高位放空管只因为供货方未按原设计要求设防震拉筋，1981年管线焊缝处发生断裂，乙烯喷出起火爆炸。事故分析发现：断口上有两个对称的疲劳区，疲劳扩展断口面积占4／5，结论是疲劳破坏。
经过费用比较后，选用耐蚀材料（含复合材料）或增加管道的腐蚀裕量；对管道壁厚实施在役检测，或对均匀腐蚀实行监控。复合材料有金属复合和非金属复合两种，都是以碳钢管为基材，用机械方法将耐蚀材料复合于管道表面。前者最紧要的是复合界面结合剪切强度和结合率应符合要求；后者最紧要的是抗真空性能。
