1 損傷描述及損傷機理

金屬材料在溫度降低至臨界值（一般為其韌脆轉變溫度）以下時，在應力的作用下幾乎不發生塑性變形就突然發生的快速斷裂。

2 損傷形態

a)裂紋多平直、無分叉，幾乎沒有塑性變形，裂紋周圍無剪切唇或局部頸縮；

b) 斷口主要呈解理特征，伴隨少量沿晶，幾乎沒有韌窩。

3 受影響的材料

易發生脆性斷裂的主要有碳鋼和低合金鋼，尤其是老舊鋼材。鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼也比較敏感。

4 主要影響因素

a) 下述3個因素組合能滿足臨界條件時，脆性斷裂就會發生：

1) 材料斷裂韌性；

2) 缺陷尺寸、形狀和應力集中；

3) 缺陷位置殘余應力和外加應力；

b) 隨脆性相比例增大，脆性斷裂可能性增大；

c) 材料純凈度、晶粒尺寸對韌性和抗脆性斷裂能力有明顯影響；

d) 厚壁材料的高拘束度狀態會增加裂紋尖端的三軸應力，抗脆性斷裂能力較低；

e) 溫度：溫度低于韌脆轉變溫度時，材料韌性會迅速下降，易發生脆性斷裂。

5 易發生的裝置或設備

a) 甲烷、乙烷或乙烯、內烷或丙烯及丁烯等輕質烴加工裝置發生自冷情況時也可能引起脆性斷裂。這樣的情況可能會出現在烷基化裝置、烯烴裝置及聚合裝置（如聚乙烯和聚丙烯）、乙烯裂解裝置（如分離系統中的脫甲烷塔）中，半球形或球形輕烴貯罐對脆斷比較敏感；

b) 大多數裝置的運行溫度都比較高，因此低溫脆斷主要發生在開車、停車期間，裝置中的任何厚壁設備都需要注意低溫脆斷的問題；

c) 常溫下或寒冷天氣進行水壓試驗或氣密性試驗時，因應力高而韌性差，尤其要注意脆性斷裂問題。

6 主要預防措施

a) 優化設計：設計時應考慮可能發生的低溫狀態或工況（包括工藝波動和自冷情況），限定材料化學成分，通過熱處理工藝降低低溫脆斷的敏感性，并通過沖擊試驗進行驗證；

b) 如果應力、材料韌性及缺陷尺寸三者的組合滿足高敏感性條件，應進行合于使用評價以確定是否能繼續使用；

c) 控制操作壓力和操作溫度，開、停車時如不影響工藝，應采用停車時“先降壓后降溫”、開車“先升溫后升壓”的工藝，并限定最小升壓溫度；

d) 在役設備停車時加強對高應力部位的檢驗；

e) 制造期間未進行焊后熱處理的在役容器，在經過焊接修復或改造后可進行焊后熱處理；

f) 控制水壓試驗的介質溫度，應在設備材料韌脆轉變溫度的基礎上保持一定的溫度余量，或先進行一次“熱態”預加載水壓試驗，降低了設備最低安全操作溫度后再進行低溫下的水壓試驗。

7 檢測或監測方法

a) 檢驗通常無法減緩脆性斷裂；

b) 易發生脆斷的容器主要應檢查已存在的缺陷，尤其是高應力部位的表面無損檢測（如磁粉檢測和滲透檢測）以及埋藏缺陷的超聲檢測，條件允許的情況優選衍射時差法超聲檢測（TOFD)技術。

8 相關或伴隨的其他損傷

回火脆化、應變時效、475°C脆化、鈦氫化、σ相脆化。