4. Микроструктурный анализ.

Существуют проводники изготовленные из меди марки М0 и М1.

В деформированной меди кислород присутствует в виде частиц Cu₂O. Они имеют сферическую форму, равномерно распределены по всему проводнику. При нагревании до Т = 1083^оС Cu₂O перераспределяется в тонкую сетку по границам зерен меди. При Т = 1100^оС в расплавленной меди может раствориться О₂ свыше 0,6%. Обычно растворяется 0,01% О₂ при Т = 500^оС. Дифференциация по микроструктуре зависит от распределения кислорода.

Для исследования микроструктуры металлических проводников в месте оплавления изготовляется микрошлиф. Для приготовления микрошлифа от проводника со следами воздействия дуги КЗ отрезается участок с оплавлением на конце протяженностью 10-15 мм. Затем производится обработка места оплавления на шлифовальном станке,  примерно, до половины его сечения. Для выявления микроструктуры место шлифа подвергается химическому травлению специальными реактивами. Исследование микроструктуры проводят на оптическом микроскопе при увеличении Х100, Х200.

I. В случае первичного короткого замыкания в месте оплавления будет наблюдаться двухфазная структура: Cu + эвтектика(Cu₂O).

В зависимости от длительности могут протекать разные процессы:

1). При содержание кислорода 0,05 0,32% - структура: Cu + эвт-ка(Cu + Cu₂O).

2). При более длительном пожаре, чем выше температура нагрева и больше время, тем больше преобладает эвтектика в структуре, и крупнее вырастают зерна Cu.

3). При растворении кислорода свыше 0,39% появляются кристаллы оксида меди Cu₂O + эвтектика (Cu + Cu₂O). Высокая скорость охлаждения при ПКЗ приводит к тому, что образующиеся в расплаве центры кристаллизации начинают расти в направлении максимального отвода тепла, в результате образуется зона вытянутых столбчатых кристаллов.

II. В случае вторичного короткого замыкания происходит диффузия CO и H₂ в проводник, так как в процессе пожара в атмосфере содержится большое количество этих газов. СО вступает в реакцию с Cu₂O, в результате Cu₂O исчезает. H₂ способствует образованию пор, в результате в структуре образуются зерна меди и поры.

Исследование алюминиевых проводников в пожарно-технической экспертизе.

Этапы:

1. Визуальный осмотр.

2. Морфологический анализ.

3. Рентгеноструктурный анализ.

4. Металлографический анализ.

5. Анализ на углерод (РСА).

1. Визуальный осмотр.

Определяется сечение и длина кабельного изделия, количество жил и прожилок в жиле, состояние изоляции. Если изоляция осталась, то необходимо определить материал и марку, из которой она изготовлена. Описывают наличие оплавления и изменение сечения проводника по длине. Для проводников, оплавленных из-за пожара, характерны значительные изменения диаметра по длине проводника и протяженная зона оплавления. Она имеет произвольную форму. При коротком замыкании у оплавленного участка локальный характер и круглая форма.

При термическом воздействии пожара наблюдается обугливание и оплавление нарушенной поверхности изоляции.

2. Морфологический анализ.

Признаки и характер поверхностей оплавлений, свидетельствующих о причинах пожара такой же, как для медных проводов.

Температура плавления алюминия и его сплавов 600-660°С.

Локальный нагрев тонкой проволоки и т.п. из алюминия или его сплавов приводит к образованию слоя окалины, соизмеримого по толщине с самим изделием. Окалина, не обладая достаточной механической прочностью, может выкрошиться, и на изделии после пожара обнаружится "дырка".

Квалификационным признаком, позволяющим отличить такое отверстие от проплавления, возникшего, например, под действием электрической дуги, является характерный контур проплавления (в форме лужицы, потека) и тоненькая каемка алюминия, обычно сохраняющаяся по периметру отверстия.

Лунки на поверхности проводников - это микродефекты, появляющиеся в результате действия на проводник дуги короткого замыкания. Обратить внимание: на поверхности проводников при пожаре такие особенности не появляются. Оценивают геометрическую форму зоны оплавления и вид тонкой структуры оплавленной поверхности.

Для короткого замыкания перед пожаром характерны локальные растрескивания по границам зерен поверхностного слоя оплавления.