2022年2月17日4时25分,Dyno Nobel位于路易斯安那州瓦加曼的合成氨生产装置发生火灾(图1)。Dyno Nobel估计事故造成1.28亿美元财产损失。图1. 路易斯安那州瓦加曼Dyno Nobel设施。(图片来源:Hydrocarbon Processing)事发当日,Dyno Nobel正在启动合成氨装置,二段转化炉(secondary reformer)与废热锅炉(waste heat boiler)之间的一段管道(transition pipe,过渡管)断裂。断裂的过渡管为特殊管道部件,设计用于承受600 psi以上压力和1,600℉以上温度的工艺气体。过渡管由四层组成:内层金属内衬、保温层和外部金属外壳,外部环绕水夹套(water jacket)以维持外壳外表面温度一致。过渡管断裂时,高温工艺气体泄漏至空气中并自燃,形成喷射火(jet fire)。喷射火的高温使过渡管道膨胀并进一步断裂(鱼嘴状破裂/fish-mouth rupture),最终演变为大火(图2)。图2. 过渡管断裂(左)引发大火(右)。(图片来源:Dyno Nobel)Dyno Nobel调查包括金相分析,结论为初始失效由过渡管外壳环焊缝(circumferential weld)处的蠕变损伤引起。Dyno Nobel分析还认为焊后热处理(post-weld heat treatment)缺失导致过渡管寿命缩短。过渡管外壳母材的大面积失效由初始喷射火引起的短期过热所致。公司调查还认为,过渡管内衬损伤、保温层损伤以及水夹套运行时(有时)液位仅部分充满,均导致外壳运行温度升高,进而引起蠕变损伤。Dyno Nobel报告泄漏工艺气体4,900磅,成分为氢气、氮气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳。根据Dyno Nobel的调查,CSB认定事故的可能原因为:过渡管外壳环焊缝处因蠕变损伤产生裂纹。裂纹使高温工艺气体逸出并自燃起火。火灾进一步加热过渡管外壳,因短期过热导致鱼嘴状破裂并扩大火势。因过渡管内衬和保温层损伤,外壳在高温下运行。水夹套在液位部分充满状态下运行导致冷却能力下降,对事故负有间接责任。