1、事故经过
某化肥厂1986年新上的热力网络节能技改项目采用1984年上海化工设计学院的标准设计。1988年11月系统改造时，由该场厂自行现场设计、安装、施工，经过了两年的运行，1990年11月大修更换合成塔内筒。1991年4月26日氨合成塔二出管道U形弯管[即废热锅炉进口弯管]突然爆裂，压力为28MPa的高压合成气体喷出着火，将离爆破管口22.4m的调度室南面门窗玻璃震碎、烧毁，着火气体喷入室内，调度室平房顶部即刻烧毁坍塌，室内5名值班、2名调度员全部被大火吞没，当场烧死。合成塔二出管道碳钢U形弯头一段爆裂为三块，有两道焊缝开裂。
原设计合成塔二管道为∮137mm*24mm，材质为1Cr18Ni9Ti的合金管。1988年11月技改施工时，改用德国进口的∮127mm*24mm，材料为19CrMo-910合金管[与原设计管质量相同]。根据合成塔和废热锅炉的现场安装位置，二出管道与废热锅炉合成气进口对接需用5个弯头，前3个弯头由维修车间在加热炉上自行煨制。而另外两个弯头，即U形弯管，因加热炉和弯管半径小的原因，自行煨制有困难，负责现场施工人员根据其他厂使用20号碳钢管作合成塔出口管的经验，决定用两个材料为20号的碳管∮127mm*20mm90度的标准弯头对焊成U形弯管状，直接接到合金管上，对因安装间隔加大而短缺的1.5m合金钢管，也采用20号碳钢管代替。安装完毕后，没有组织竣工验收，只经试压后即投入运行。
2、事故分析
在施工过程中，为经原设计单位认可，未作技术论证，无现场设计施工技术资料，凭经验施工技术资料，凭经验边设计边施工，错用了20号碳钢管道、弯头。根据材料手册介绍，20号碳钢可用于温度-20~470℃、压力不大于35MPa的介质环境中。合成气温度为280~290℃、压力28~29MPa，且仅使用了2年4个月，而20号碳钢弯头的强度却降低。这是由于合成塔出口介质为含氨合成气体，其他含氨12%~14%、氢50%~69%、甲烷15%~16%、氮10%~23%及少量氩等惰性气体，由纳尔逊[Nalson]线即钢材氢腐蚀与介质温度、压力关系线可知，当温度为280~290℃、氢分压为14~16.8MPa时，碳素钢处于氢腐蚀临界曲线上方，说明碳素钢容易发生氢腐蚀的氢原子、氢离子，通过金属晶格和晶界向钢内扩散，因晶粒界面上的渗碳体反应生成甲烷气体[Fe3C+2H2→3Fe+CH4]。由于该气体不溶于铁素体中而呈气体聚集在晶粒界面处，产生巨大的内压力，使金属形成凸气泡。同时，因碳钢渗碳提Fe3C被氢还原成铁素体，碳钢强度大大下降，且体积减少6.67%。这两个因素将促使碳钢沿晶开裂，形成氢腐蚀裂纹，即碳钢发生“氢脆”。经有关技术部门对爆裂的弯管进行分析化验可知道，碳钢管内壁有圆形鼓泡，从内壁皮下深约1mm处鼓起∮5mm鼓泡，边缘呈圆角状，周围有大量分叉较多的弯曲裂纹通向内壁。由金相组织观察看出，此事故为典型的氢腐蚀断裂。
此外，还存在的施焊不科学，焊接质量差；厂级领导班子成员责任不落实，对技改项目缺乏具体指导；项目竣工后未按规定组织验收和有关部门检查监督不力等事故原因。