
- •13. Версии об источниках зажигания неэлектрической природы
- •13.1. Тепловое проявление механической энергии
- •13.1.1. Трение
- •13.1.2. Механические искры
- •13.2. Источники зажигания малой мощности
- •Условия, необходимые и достаточные для возникновения горения.
- •Мелкодисперсные горючие материалы. Такого рода материалы, как, например, древесные опилки, сухой торф и др., имеют высокую склонность к тлению.
- •13.3. Самовозгорание
- •13.3.1. Тепловое самовозгорание
- •13.3.2. Химическое самовозгорание
- •13.3.3. Микробиологическое самовозгорание
Мелкодисперсные горючие материалы. Такого рода материалы, как, например, древесные опилки, сухой торф и др., имеют высокую склонность к тлению.
Существуют, однако, ограничения, за пределами которых тление невозможно. К ним относится, например, влажность материала. Существует также минимальная толщина слоя для каждого вида опилок, дисперсность, влажность, скорость продувки воздуха, при которых возможно тление. Д.Драйздейл указывает, например, что сосновые опилки диаметром 1 мм при скорости воздуха 1 м/сек имеют критическую толщину слоя 10 мм; при отсутствии движения воздуха - 30 мм. У пробковых опилок диаметром 0,5-3,6 мм критическая толщина слоя составляет 12-96 мм. При толщине слоя опилок меньше указанных значений тление не происходит. Данное обстоятельство, как показывает практика, иногда оказывается существенным при анализе версий о возникновении горения и возможности его распространения по слою пыли, опилок и тому подобных материалов.
Скорость распространения тления вверх по массивам мелкодисперсных материалов больше, чем по горизонтали.
Целлюлозные материалы. Чистая целлюлоза мало способна к тлению. В большей степени склонны к этому хлопок и вискоза.
Латексная резина. Этот материал легко поддается тлеющему горению. Выше упоминался взрыв склада с военным имуществом в Лондоне, произошедший в результате накопления газообразных горючих продуктов пиролиза, образовавшихся в результате длительного тления матрацев с латексной резиной.
Кожи. Кожи растительного дубления, производимые по старинным технологиям, не тлеют. Кожи же хромового дубления, прошедшие обработку соответствующими химреактивами, тлеют. Это обстоятельство приводило к неоднократным загораниям на кожеперерабатывающих предприятиях.
Пенополиуретаны (ППУ). Мягкие ППУ, используемые, в частности, при изготовлении мягкой мебели, способны к тлению. Одни сорта тлеют в изолированных условиях, другие - только в контакте с тлеющими материалами.
Пенофенопласты. Эти материалы подвергаются процессу, называемому тлеющим гниением. Возникнув от источника зажигания малой мощности (окурка, например), тление может продолжаться до тех пор, пока процессом не будет охвачен весь образец. Дым при этом почти не образуется, а газообразные летучие продукты распада обладают приятным антисептическим запахом.
Тление горючих жидкостей. Как не покажется странным на первый взгляд, но такой процесс возможен, если горючей жидкостью (ГЖ) пропитан жесткий пористый материал.
Д. Драйздейл приводит пример тления негорючей теплоизоляции труб продуктопроводов на химических и нефтехимических заводах. При утечке ГЖ изоляционный материал пропитывается ею. В этом случае возможно загорание не только от брошенного окурка, но и самовозгорание. Однако, чтобы такое произошло, должны сложиться следующие условия:
- жидкость должна быть недостаточно летуча для слишком быстрого испарения;
- обшивка должна быть достаточно пориста, что позволяет кислороду рассеиваться по поверхности жидкости;
- утечка должна происходить не настолько быстро, чтобы заполнить все поры материала обшивки (в них должен остаться и воздух).
Пожары такого рода могут развиваться незаметно в течение длительного времени и обнаруживаются, когда вся обшивка вспыхивает.
Кроме способности материала к тлеющему горению, понятие "комплекса условий, необходимых и достаточных для возникновения горения" включает условия, способствующие минимальным теплопотерям и аккумуляции тепла в зоне тления; подача оптимального количества воздуха в зону горения.
Такие условия, к счастью, возможны далеко не всегда. Приток воздуха, в частности, должен быть достаточным для тления, но не избыточным, приводящим к потере тепла и охлаждению зоны. Так, например, загорание мягкого кресла наиболее вероятно в ситуации, когда окурок попадает в стык между сиденьем и спинкой кресла, где теплопотери минимальны.
Динамика развития горения, характерная для источников зажигания малой мощности, проявляется в достаточно длительном, как правило, периоде скрытого развития. При особо благоприятных условиях пламенное горение от источника зажигания малой мощности (в том числе тлеющего табачного изделия) может развиться достаточно быстро - в течение нескольких минут или десятков минут. Но, как правило, от момента начала действия источника до возникновения пламенного горения проходит 3-6 часов, а иногда 12 часов и более. В этом их существенное отличие от пожаров, вызванных более мощными источниками зажигания, например электрической дугой, или поджогов с применением инициаторов горения. Поэтому, если достаточно интенсивное горение обнаружено, например, через 10-20 минут после того, как люди покинули помещение, возникновение горения от тлеющего табачного изделия очень маловероятно.
Вялотекущий процесс тления может продолжаться сутками.
На одном из предприятий цех закрыли и опечатали 30 апреля. Горение обнаружили утром 5 мая (т.е. через 5 суток), когда после праздников персонал пришел на работу. Горение происходило в загородке, где сидели мастера цеха, на площади 2-3 квадратных метра, в зоне, где стоял двухтумбовый письменный стол. От стола остались практически только ножки, при этом, однако, на двух столах, стоящих в метре от него лишь потемнело лаковое покрытие. Напрашивается вывод, что пламенного горения в данном случае не было, стол просто истлел.
Источником зажигания явился, вероятнее всего, непотушенный окурок, оставленный перед праздником внутри стола, в одном из ящиков (на производстве категорически запрещено было курить, и окурки прятали в стол). Материалов, склонных к тлению, в столе имелось в избытке.
Из приведенного примера виден и последний признак, косвенно свидетельствующий о причастности к пожару источника зажигания малой мощности. Это характерные следы тления на конструкциях и предметах. Мы уже отмечали, что промежуточной стадией перед возникновением пламенного горения от источника зажигания малой мощности является стадия тления. Тление происходит в небольшой по размеру локальной зоне, и если оно продолжается в течение более-менее длительного времени, то возникают достаточно глубокие термические поражения (обугливание, выгорания) в пределах этой, четко выраженной зоны. Тепловое воздействие при тлении на конструкции и предметы, расположенные вне очаговой зоны, минимально, поэтому их термические поражения могут быть значительно менее выражены. Это можно наблюдать на сгораемых покрытиях пола и стен, если на них находились тлеющие материалы; на матраце или сидении кресла, на которые уронили сигарету. Если пожар вовремя потушен, то зона горения имеет при этом четко очерченный контур, с хорошо выраженной границей горевшего и негоревшего материалов. На окружающих предметах, даже близко расположенных, признаки термических поражений слабо выражены или их нет вообще. При развившемся пожаре эти признаки частично нивелируются, сглаживаются, но до определенного момента все же выявляются визуальным осмотром.
Возможности инструментальных методов для установления причастности источника зажигания малой мощности к возникновению пожара.
К сожалению, сегодня такие возможности очень ограничены.
В конце 70-х годов в американской литературе появились ссылки на методику определения зон длительного тления на мягкой мебели путем исследования пружин этой мебели. Указывалось, что длительные периоды тления приводят к размягчению пружин мягкой мебели в локальных зонах и это можно выявить оценкой степени рекристаллизации пружин.
Однако, как оказалось, данный показатель зависит от слишком большого количества факторов, в том числе от величины статической нагрузки, модуля упругости металла, скорости охлаждения при пожаре. Практически одинаковые остаточные механические свойства возможны при различных сочетаниях этих факторов.
Таким образом, для выявления зон тления (низкотемпературного пиролиза) в арсенале эксперта остаются лишь методы, о которых речь шла в разделе об исследовании древесины, полимерных материалов.
Рассмотрим в качестве примера пожар, произошедший во дворце "Коттедж" г.Петродворца. Дворец расположен в парке Александрия, это трехэтажное кирпичное здание размером в плане 25х42 м с балконами, лоджиями, солярием. Пожар произошел во время, когда там велись реставрационные работы, близившиеся к завершению.
Реставраторы ушли из дворца приблизительно в 16 часов 20 мин. Обнаружил пожар сторож в 4 часа утра, увидев открытое пламя в столовой.
В результате пожара в значительной степени пострадало помещение столовой; обгорели уже отреставрированные стены, двери.
В здании, в том числе в столовой, кроме постоянной электропроводки, выполненной скрыто, имелась временная электропроводка для подключения заточных станков, строгальных и шлифовальных машин, электродрелей строителей. Проводка представляла собой кабель КРПТ, штепсельные разъемы, розетки и проходила через очаговую зону.
Остатки кабеля, найденные в очаге пожара, имели явные дуговые оплавления. Поэтому первой версией, которую отрабатывали эксперты, была версия о причастности к пожару аварийного режима в кабеле.
Участок кабеля с оплавлениями изъяли и провели их рентгеноструктурный анализ фотометодом по разработанной Г.И.Смелковым методике. Выяснилось, однако, что оплавления имели признаки вторичного КЗ.
В конечном счете, причиной пожара было названо горение, возникшее от тлеющего табачного изделия. Какие же были основания для такого вывода?
Во-первых, как отмечено выше, была отведена единственная вероятная в данном случае версия о другом источнике зажигания.
Во-вторых, в очаговой зоне (под верстаком столяра) имелись характерные для длительного тления термические поражения - локальный сквозной прогар пола. Причем прогорел не только пол, локально обуглились и лежащие под паркетом лаги пола.
В третьих, обратим внимание на длительность времени горения от момента ухода людей с объекта до обнаружения пожара - почти 12 часов. Это время достаточно характерно для пожаров, связанных с тлеющими табачными изделиями. Судя по термическим поражениям в столовой, основную часть времени из этих 12 часов горение проходило в форме тления в локальной зоне под верстаком.
И, наконец, присутствовало ли в данном случае главное условие возможности возникновения горения от источника зажигания малой мощности - наличие в очаговой зоне материалов, склонных к самоподдерживающемуся тлеющему горению? Очевидно, что под верстаком столяра такие материалы (опилки, стружка), конечно, же были.