1、事故經過
某化肥廠1986年新上的熱力網絡節能技改項目采用1984年上�；ぴO計學院的標準設計。1988年11月系統改造時，由該場廠自行現場設計、安裝、施工，經過了兩年的運行，1990年11月大修更換合成塔內筒。1991年4月26日氨合成塔二出管道U形彎管[即廢熱鍋爐進口彎管]突然爆裂，壓力為28MPa的高壓合成氣體噴出著火，將離爆破管口22.4m的調度室南面門窗玻璃震碎、燒毀，著火氣體噴入室內，調度室平房頂部即刻燒毀坍塌，室內5名值班、2名調度員全部被大火吞沒，當場燒死。合成塔二出管道碳鋼U形彎頭一段爆裂為三塊，有兩道焊縫開裂。
原設計合成塔二管道為∮137mm*24mm，材質為1Cr18Ni9Ti的合金管。1988年11月技改施工時，改用德國進口的∮127mm*24mm，材料為19CrMo-910合金管[與原設計管質量相同]。根據合成塔和廢熱鍋爐的現場安裝位置，二出管道與廢熱鍋爐合成氣進口對接需用5個彎頭，前3個彎頭由維修車間在加熱爐上自行煨制。而另外兩個彎頭，即U形彎管，因加熱爐和彎管半徑小的原因，自行煨制有困難，負責現場施工人員根據其他廠使用20號碳鋼管作合成塔出口管的經驗，決定用兩個材料為20號的碳管∮127mm*20mm90度的標準彎頭對焊成U形彎管狀，直接接到合金管上，對因安裝間隔加大而短缺的1.5m合金鋼管，也采用20號碳鋼管代替。安裝完畢后，沒有組織竣工驗收，只經試壓后即投入運行。
2、事故分析
在施工過程中，為經原設計單位認可，未作技術論證，無現場設計施工技術資料，憑經驗施工技術資料，憑經驗邊設計邊施工，錯用了20號碳鋼管道、彎頭。根據材料手冊介紹，20號碳鋼可用于溫度-20~470℃、壓力不大于35MPa的介質環境中。合成氣溫度為280~290℃、壓力28~29MPa，且僅使用了2年4個月，而20號碳鋼彎頭的強度卻降低。這是由于合成塔出口介質為含氨合成氣體，其他含氨12%~14%、氫50%~69%、甲烷15%~16%、氮10%~23%及少量氬等惰性氣體，由納爾遜[Nalson]線即鋼材氫腐蝕與介質溫度、壓力關系線可知，當溫度為280~290℃、氫分壓為14~16.8MPa時，碳素鋼處于氫腐蝕臨界曲線上方，說明碳素鋼容易發生氫腐蝕的氫原子、氫離子，通過金屬晶格和晶界向鋼內擴散，因晶粒界面上的滲碳體反應生成甲烷氣體[Fe3C+2H2→3Fe+CH4]。由于該氣體不溶于鐵素體中而呈氣體聚集在晶粒界面處，產生巨大的內壓力，使金屬形成凸氣泡。同時，因碳鋼滲碳提Fe3C被氫還原成鐵素體，碳鋼強度大大下降，且體積減少6.67%。這兩個因素將促使碳鋼沿晶開裂，形成氫腐蝕裂紋，即碳鋼發生“氫脆”。經有關技術部門對爆裂的彎管進行分析化驗可知道，碳鋼管內壁有圓形鼓泡，從內壁皮下深約1mm處鼓起∮5mm鼓泡，邊緣呈圓角狀，周圍有大量分叉較多的彎曲裂紋通向內壁。由金相組織觀察看出，此事故為典型的氫腐蝕斷裂。
此外，還存在的施焊不科學，焊接質量差；廠級領導班子成員責任不落實，對技改項目缺乏具體指導；項目竣工后未按規定組織驗收和有關部門檢查監督不力等事故原因。