Därför exploderade högtrycksriggen på Fysicum i Lund

Explosionen inträffade strax innan lunch den 21 november 2018 i Fysicums lokaler för förbränningsfysik på Lunds universitet. En vägg tryckts ut och hela kvarteret spärrades av i flera timmar. Ett rökmoln spreds. Hundratals personer evakuerades men ingen kom till skada. Byggnaden fick omfattande skador och var avstängd i flera månader i väntan på att en byggexpert gav grönt ljus till tillträde.

Nu är den tekniska utredningen av olyckan klar, vilket Sydsvenskan var först om att rapportera. Utredningen är genomförd av företaget Bricon.

Överhettat oljefilter troligaste orsaken

Sannolikt var det ett överhettat oljefilter som låg bakom att anläggningen exploderade, konstaterar utredaren. Platsen för antändningen har kunnat fastställas till kompressorns oljeavskiljare. Olja används för att kyla och smörja kompressorn och måste efter att luften komprimerats avskiljas med hjälp av filter.

För att oljan ska ha kunnat antändas måste något av två saker ha inträffat, enligt rapporten:

• Oljetemperaturen uppnådde den termiska tändpunkten vilket ledde till självantändning.
• Oljetemperaturen översteg flampunkten samtidigt som en gnista med tillräcklig tändenergi uppkom.

Utredaren bedömer dock tändning genom gnista som osannolik, av flera orsaker, bland annat att det inte fanns några kända tändkällor invändigt i oljeavskiljartanken. Den troliga orsaken anges i stället vara överhettning och uppnådd tändpunkt. Ett av filtren i oljeavskiljartanken på 4 kubikmeter hade kollapsat inåt och det luktade brand.

Överhettningen kan i sin tur ha berott på att partiklar medfört igensättningar som orsakat bristfälligt oljeflöde. Om dessutom filtret gick sönder i samband med händelsen skulle det medföra ett kraftigt luftflöde ner i den avskiljda oljan i botten på tanken. Ju finare oljedimma som uppstår vid en sådan händelse desto lägre tändpunkt. Egenskaperna kan till slut bli de samma som för en brandfarlig gas.

Används för förbränningsförsök

Kompressorn är av skruvtyp, smörjoljekyld och frisugande. Den är en av flera komponenter i den så kallade HPCR-anläggningen (High Pressure Combustion Rig) som används för att för att genomföra olika typer av förbränningsförsök. Riggen byggdes för 17 år sedan men har trots det bara använts knappt 2 000 timmar.

Utöver kompressorns egen oljeavskiljare installerades 2007 två externa oljeavskiljarfilter eftersom lasermätningar i brännkammaren stördes av oljedroppar i den trycksatta luften. En av de externa filtrerhållarna av järn exploderade.

Kompressorn kan leverera ett luftflöde på 4 961 normalkubikmeter per timme vid 3 550 varv per minut och arbetar med ett maximalt tryck om 25 bar.

Innan olyckan hade anläggningen främst använts för försök vid lägre tryck och flöden. Vid tillfället för incidenten krävdes att riggens designflöde och designtryck uppnåddes eftersom den skulle användas som vindtunnel. Vid förberedelserna noterades problem, bland annat att smörjoljan blev varm fort. Gränsvärdet för när anläggningen saktar ner uppnåddes redan vid halva designflödet.

Temperaturgränserna höjdes

Felsökning och diskussioner mellan operatör och komponentleverantörer samt efterföljande åtgärder gav vissa resultat, men inte tillräckliga. En tes var att de inställda temperaturgränserna var för låga för att designflödet skulle uppnås. Operatören bestämde sig då, efter nya diskussioner med de externa parterna, för att höja gränsvärdet för när anläggningen ska sakta ner, från 105 grader Celsius till 110. Gränsvärdet för avstängning höjdes också, från 110 grader till 115. Båda de nya gränsvärdena låg under kompressorns angivna maxtemperatur på 121 grader.

Säkerhetsventilen aktiverades visserligen vid antändningen men friblåste inte omedelbart, vilket ledde till att en efterföljande rörledning kröktes och att den externa oljeavskiljarbehållaren gick i bitar.

I kompressorrummet fanns också en naturgasledning som bucklades men lyckligtvis uppstod aldrig någon läcka, vilket hade kunnat ge ännu större konsekvenser.

Utredare konstaterar att det krävs mycket jobb för att ta anläggningen i bruk igen och lämnar åtskilliga rekommendationer inför framtiden.

Serviceintervall bör ses över

Bland annat bör serviceintervallet ses över. Ett intervall för filterbyte på 30 000 timmar innebär troligen att filtren aldrig kommer bytas eftersom riggen körs relativt sällan. Smörjoljesystemet måste också grundligt ses över så att det inte medför låg nivå eller bristfällig kylning. Kompressorrummet bör dessutom förses med någon form av tryckavlastning så att förbipasserande inte skadas vid en liknande händelse.

Tanken var från början att köra anläggningen i ett autoläge men eftersom styrsystemet aldrig helt och hållet färdigställdes har olika reläer använts för att styra den manuellt i stället. Operatörer har vittnat om att det varit svårt att helt och hållet förstå hur styrsystemet fungerar: Den tekniska beskrivningen stämmer inte överens med anläggningens utformning. "Detta är en av de viktigaste delarna att åtgärda för att kunna starta upp anläggningen igen", står det i rapporten.

På Sydsvenskans fråga om kompressorn kommer att tas i drift igen svarar fysiska institutionens prefekt Joachim Schnadt att han inte vet det. Han pekar också på att det viktiga i rapporten är att ingen har gått över de angivna temperaturgränserna för kompressorn.