2022年2月17日4時25分,Dyno Nobel位于路易斯安那州瓦加曼的合成氨生產裝置發生火災(圖1)。Dyno Nobel估計事故造成1.28億美元財產損失。圖1. 路易斯安那州瓦加曼Dyno Nobel設施。(圖片來源:Hydrocarbon Processing)事發當日,Dyno Nobel正在啟動合成氨裝置,二段轉化爐(secondary reformer)與廢熱鍋爐(waste heat boiler)之間的一段管道(transition pipe,過渡管)斷裂。斷裂的過渡管為特殊管道部件,設計用于承受600 psi以上壓力和1,600℉以上溫度的工藝氣體。過渡管由四層組成:內層金屬內襯、保溫層和外部金屬外殼,外部環繞水夾套(water jacket)以維持外殼外表面溫度一致。過渡管斷裂時,高溫工藝氣體泄漏至空氣中并自燃,形成噴射火(jet fire)。噴射火的高溫使過渡管道膨脹并進一步斷裂(魚嘴狀破裂/fish-mouth rupture),最終演變為大火(圖2)。圖2. 過渡管斷裂(左)引發大火(右)。(圖片來源:Dyno Nobel)Dyno Nobel調查包括金相分析,結論為初始失效由過渡管外殼環焊縫(circumferential weld)處的蠕變損傷引起。Dyno Nobel分析還認為焊后熱處理(post-weld heat treatment)缺失導致過渡管壽命縮短。過渡管外殼母材的大面積失效由初始噴射火引起的短期過熱所致。公司調查還認為,過渡管內襯損傷、保溫層損傷以及水夾套運行時(有時)液位僅部分充滿,均導致外殼運行溫度升高,進而引起蠕變損傷。Dyno Nobel報告泄漏工藝氣體4,900磅,成分為氫氣、氮氣、甲烷、一氧化碳和二氧化碳。根據Dyno Nobel的調查,CSB認定事故的可能原因為:過渡管外殼環焊縫處因蠕變損傷產生裂紋。裂紋使高溫工藝氣體逸出并自燃起火。火災進一步加熱過渡管外殼,因短期過熱導致魚嘴狀破裂并擴大火勢。因過渡管內襯和保溫層損傷,外殼在高溫下運行。水夾套在液位部分充滿狀態下運行導致冷卻能力下降,對事故負有間接責任。