- •И. Д. Чешко
- •Экспертиза пожаров (объекты, методы, методики исследования)
- •Часть I
- •Глава 1 физические закономерности формирования очаговых признаков и методические принципы их выявления
- •1.1. Формирование очаговых признаков на конструкциях
- •1.2. О некоторых методических принципах выявления очага пожара и возможностях визуальных и инструментальных методов в поисках очага
- •Глава 2
- •2.1. Процесс обугливания древесины, свойства обугленных
- •Экспериментальные данные для расчета кинетических параметров процесса обугливания древесины вглубь
- •2.2. Методические принципы решения задачи определения температуры и длительности горения древесины. Работа на месте пожара. Отбор проб углей и подготовка их к исследованию
- •2.4. Определение остаточного содержания летучих веществ
- •2.5. Элементный анализ
- •2.7. Флуоресцентная спектроскопия
- •2.8. Термогравиметрический и дифференциальный
- •Результаты термогравиметрического и дифференциального термического анализа обугленных остатков древесины
- •Величина убыли массы образцов (%) в отдельных
- •2.9. Определение плотностных характеристик углей
- •2.10. Исследование обгоревших остатков древесно-стружечных плит
- •Глава 3
- •3.1. Некоторые особенности поведения полимерных
- •Температуры плавления некоторых полимеров, 0с [56]
- •Некоторые характеристики процесса термического разложения полимеров [56]
- •3.2. Свойства коксовых остатков полимеров и их связь с условиями горения
- •3.3. Определение удельного электросопротивления обугленных остатков полимеров
- •Удельное электросопротивление обугленных остатков поролона
- •3.4. Термогравиметрический и дифференциальный
- •3.5. Инфракрасная спектроскопия
- •Изменение соотношения оптических плотностей
- •При пиролизе некоторых полимерных материалов и ватина
- •3.6. Химический анализ водных экстрактов
- •Глава 4
- •4.1. Превращения лакокрасочных покрытий в ходе
- •Содержание углерода (% масc.) в нативных лкп и их остатках после нагрева (длительность изотермического нагрева - 20 мин)
- •4.2. Визуальная оценка степени термического поражения лкп. Отбор и подготовка проб для лабораторных
- •Изменение цвета нитроцеллюлозных (нц-), масляных (ма-) и пентафталевых (пф-) покрытий при нагревании
- •Изменение цветности воднодисперсионного покрытия при нагревании
- •4.3. Определение зольности
- •Ориентировочные температурные диапазоны нагрева окрашенной конструкции
- •4.4. Инфракрасная спектроскопия
- •Характеристические полосы поглощения
- •Данные о наличии характеристических полос в ик-спектрах
- •Перечень спектральных соотношений Dх/Dу и спектральных коэффициентов Кх для основных типов лкп
- •4.5. Натурные эксперименты
- •Результаты исследования проб лкп (эмали нц-25, зеленой) при проведении натурного эксперимента
- •Глава 5
- •5.1. Визуальные признаки термических поражений
- •Окисные пленки, образующиеся на поверхности стали при нагревании, и их цвета (цвета побежалости) [83]
- •Температуры плавления меди: чистой и в контакте с расплавленными металлами [88]
- •Температуры самовоспламенения алюмомагниевых сплавов
- •Предельные давления кислорода, при которых возможно горение различных металлов [95]
- •Скорости горения металлов и сплавов в кислороде при давлении газа 1-10 мПа
- •5.2. Инструментальные методы исследования
- •5.3. Окалинообразование на пожаре и исследование окалины
- •5.3.1. Закономерности процесса окалинообразования.
- •Содержание кислорода в окалине, образующейся при нагревании стали в воздушной атмосфере
- •Дифракционные характеристики окислов железа
- •5.3.2. Методика рентгеноструктурного и химического анализа окалины. Определение температуры и длительности теплового воздействия на стальную конструкцию
- •5.4. Исследование холоднодеформированных изделий
- •5.4.1. Магнитный метод (измерение коэрцитивной силы
- •5.4.2. Определение микротвердости
- •Результаты измерения микротвердости болтов м 12 после их нагрева в динамическом режиме
- •5.4.3. Металлография
- •Изменение линейных размеров зерна и коэффициента формы зерна (к) при нагревании холоднодеформированных стальных изделий
- •5.4.4. Рентгеноструктурный анализ
- •Параметры съемки для определения полуширины рентгеновской линии при работе с кобальтовой рентгеновской трубкой [63]
- •Глава 6
- •6.1. Изменение структуры и свойств неорганических
- •6.1.1. Материалы с цементным и известковым связующим
- •Глубина прогрева бетонной конструкции до заданных температур [10]
- •6.1.2. Материалы с гипсовым связующим
- •Визуальные признаки термических поражений гипсовой штукатурки при различных температурах [10]
- •6.2. Основные методики исследования
- •6.2.1. Выбор объектов исследования, отбор и подготовка проб
- •6.2.2. Ультразвуковая дефектоскопия бетона и железобетона
- •6.2.3. Инфракрасная спектроскопия
- •6.2.3.1. Определение зон термических поражений и ориентировочной
- •Характеристические полосы поглощения в ик-спектрах гипса при различных температурах нагрева
- •6.2.3.2. Определение длительности нагрева неорганических строительных материалов
- •Дифракционные характеристики гидратных форм гипса [ ]
- •6.2.5. Весовой метод определения остаточного содержания термолабильных компонентов
- •Изменение массы образцов гипсовых плит (% масс.) в процессе нагрева в изотермических условиях
- •6.3. О возможностях исследования материалов, изготовленных обжиговым методом
- •6.3.1. Кирпич, керамическая плитка
- •6.3.2. Неорганические эмали на металле
- •Глава 7
- •Теплоты сгорания некоторых полимеров, конструкционных и отделочных материалов
- •Тепловые потенциалы отечественной жесткой мебели
- •Тепловые потенциалы отечественной мягкой мебели
- •8.1. Фиксация температурных зон на окружающих конструкциях
- •Изменение состава, структуры и свойств бетона при нагревании [127]
- •Часть II
- •Глава 1
- •1.1. Медные и алюминиевые проводники
- •1.1.1. Установление причины разрушения проводника (кз, перегрузка, тепловое воздействие пожара, механическое воздействие)
- •Морфологические признаки на поверхности
- •1.1.2. Дифференциация момента (первичности или вторичности) короткого замыкания медных проводников
- •Критерии дифференциации коротких замыканий
- •1.1.3. Дифференциация первичного и вторичного кз
- •Критерии дифференциации оплавлений алюминиевых проводников [11]
- •1.1.4. Использование результатов инструментальных исследований при формировании вывода о причине пожара
- •1.2. Трубы и металлорукава с электропроводкой, имеющие сквозные разрушения (прожоги)
- •Минимально допустимая толщина стенки трубы
- •Признаки первичного (вторичного) кз стальных оболочек
- •Признаки проплавления стальной трубы расплавленным алюминием и ее прожога дугой кз [11]
- •1.3. Электронагревательные приборы
- •1.3.1. Электрочайники
- •1.3.2. Электроутюги
- •1.3.3. Бытовые электрокипятильники
- •1.3.3.1. Кипятильники с трубкой из медных сплавов и стали (с покрытием)
- •1.3.3.2. Кипятильники с трубкой из алюминиевого сплава
- •1.3.4. Прочие нагревательные устройства с тэНами
- •1.4. Лампы накаливания и люминесцентные светильники
- •Температура на колбе и вблизи лампы накаливания [29,30]
- •Вероятность зажигания некоторых горючих материалов никелевыми частицами в зависимости от высоты их падения
- •1.5. Устройства электрозащиты, выключатели,
- •1.5.1. Плавкие предохранители
- •1.5.2. Автоматические выключатели (автоматы)
- •1.5.3. Электроустановочные изделия, коммутационные устройства
- •1.5.4. Выключатели в электро- радиоаппаратуре
- •Глава 2
- •2.1. Полевые методы обнаружения остатков лвж и гж
- •Цвета люминесценции в уф-свете пятен некоторых жидкостей на фильтровальной бумаге [62]
- •2.2. Осмотр места пожара, отбор и упаковка проб
- •2.3. Выделение остатков лвж и гж из объектов-носителей
- •Миксотропный ряд растворителей [74]
- •Средняя степень извлечения (% масс.) углеводородов модельной смеси с древесного угля
- •Средний выход углеводородных компонентов после концентрирования пентанового раствора эталонной смеси различными способами
- •2.4. Лабораторные исследования; общий методический подход
- •Минимальные количества (мл) бензина а-76 и осветительного керосина, остатки от сгорания которых обнаруживаются на поверхности древесины и обгоревших тканях
- •Некоторые методы фотометрического определения
- •2.5. Анализ газовой фазы над образцом и веществ,
- •2.6. Молекулярная спектроскопия в ик- и уф- области
- •Данные по интенсивности поглощения в уф-области экстрактов сажи, образующихся при сгорании снп
- •2.7. Газожидкостная хроматография
- •Состав н-алканов и их содержание в некоторых нефтепродуктах [99]
- •2.8. Тонкослойная хроматография
- •Значения Rf и цвета зон при проявлении индивидуальных углеводородов
- •Результаты тонкослойной хроматографии на силуфоле
- •Цвета пятен и Rf продуктов разделения красителей этилированных бензинов на силуфоле [94]
- •2.9. Флуоресцентная спектроскопия
- •2.10. Элементный анализ
- •Элементный состав некоторых марок моторных
- •Элементный состав некоторых смазок [83]
- •2.11. Экстрактивные вещества объектов-носителей,
- •2.12. "Нетрадиционные" инициаторы горения
- •Проявление хроматограмм
- •Глава 3
- •3.1. Возникновение пожара от источника зажигания
- •3.2. Самовозгорание
- •3.3. Дополнительная информация, получаемая
- •3.3.1. Исследование обугленных остатков древесины и других органических материалов.
- •Характеристики слоев древесного угля
- •Результаты измерения удельного электросопротивления карбонизованных остатков цилиндрового масла из масляной рубашки ванны n2
- •3.3.2. Исследование стальных конструкций и предметов
- •Результаты исследования проб окалины
- •Часть III
- •Глава 1
- •1.1. Термогравиметрический и дифференциальный
- •Сравнительные данные по определению температуры самовоспламенения бурых и каменных углей методом дта и классическим методом
- •Показатели пожарной опасности и термогравиметрические параметры некоторых опасных грузов [7]
- •1.2. Специальные приборы и методики
- •1.3. Пиролитическая газовая хроматография
- •Глава 2
- •2.1. Обнаружение остатков антипиренов в древесных углях
- •Данные о сохранности отдельных компонентов антипирирующих составов при сгорании пропитанной ими древесины
- •Результаты количественного определения фосфора до и после сжигания в образцах древесины, антипирированной составом дмф-551
- •2.2. Экспресс-методы исследования негоревшей
- •Глава 3
- •3.1. Общая схема исследования
- •3.2. Инфракрасная спектроскопия
- •3.2. Оптическая микроскопия.
- •3.3.1 Дифференциация обугленных остатков текстильных волокон
- •Морфологические признаки некоторых обгоревших волокон и тканей (по данным [42])
- •3.2.2. Дифференциация обгоревших растительных остатков и бумаги
- •3.4. Пиролитическая газовая хроматография
- •Параметры удерживания характерных компонентов продуктов пиролиза некоторых волокнообразующих полимеров при пиролитической гжх [52, 53]
- •Параметры удерживания характерных компонентов продуктов пиролиза (пгх) некоторых распространенных смесей полимеров [52]
- •3.5. Химический анализ; исследование продуктов
- •3.6. Исследование сажевых частиц и возможности установления природы сгоревшего материала
- •Средний размер частиц дыма различных материалов [54]
- •Элементный состав образцов копоти некоторых авиационных материалов [55]
- •Данные рентгенограмм копоти некоторых авиационных материалов [55]
- •Данные рентгенограмм отожженых образцов копоти [55]
- •Часть IV
- •4.1. Пожар в Библиотеке ан ссср (Ленинград)
- •4.2. Пожар во Фрунзенском универмаге (Ленинград)
- •4.3. Пожар на теплоходе "Приамурье" в порту г. Осака (Япония)
- •4.4. Пожар в Ленинградском технологическом институте им. Ленсовета
- •Результаты рентгеноструктурного анализа оплавленного медного проводника
3.3. Дополнительная информация, получаемая
инструментальными исследованиями материалов и конструкций
Рассмотренные в ч. I инструментальные методы исследования материалов разной природы дают информацию, используемую преимущественно для установления очага пожара. Однако в отдельных случаях их использование позволяет получить весьма полезные сведения и при решении других вопросов, возникающих при экспертизе пожара. Здесь широкое поле творчества для эксперта. Ниже приведены некоторые примеры из экспертной практики автора, иллюстрирующие такого рода возможности.
3.3.1. Исследование обугленных остатков древесины и других органических материалов.
Установление направленности теплового потока, воздействующего на конструкцию
Как отмечалось в ч. I, свойства древесного угля меняются по слоям по мере удаления от нагреваемой поверхности. По данным табл. 2.25, публиковавшейся нами ранее в [129], видно, какова разница в характеристиках угольных слоев для углефицированной на всю глубину сосновой доски толщиной 36 мм.
Таблица. 2.25
Характеристики слоев древесного угля
(Т пиролиза = 750 0С, = 30 мин)
Глубина отбора пробы, мм |
"Летучие вещества", % масс. |
R, Ом см |
Н/С ат. |
0-5 |
12,8 |
1,6 103 |
0,335 |
30-36 |
15,3 |
5,1 105 |
0,508 |
Рис. 2.48. Результаты измерения
электросопротивления поверхностного
слоя угля обугленного с 4-х сторон
деревянного столба
Весьма интересные выводы по результатам послойного анализа обугленного фрагмента ножки письменного стола удалось сделать при экспертизе известного пожара в библиотеке Академии наук в Ленинграде. Подробно об этом рассказано ниже, в ч. IV.
Использование информации о температуре и температурных зонах при решении вопроса о причине пожара
Температура пиролиза древесины, древесных композиционных материалов, рассчитанная по результатам анализа обугленных остатков, может быть использована при решении вопроса о причине пожара. Наиболее часто удается использовать данные об аномально низких температурах, порядка 300-350 0С, выявляемых в очаговых зонах. Это, как правило, свидетельствует о протекании процесса низкотемпературного пиролиза и ориентирует эксперта в вопросе о мощности источника зажигания и характере развития горения на начальной его стадии. Подробнее об этом шла речь выше, в разделе 3.1. Здесь же мы остановимся на обратной ситуации, когда определенные доводы в пользу одной из версий о причине пожара дает, наоборот, аномально высокая температура, а, точнее, аномальное распределение температурных зон на конструкции.
Пожар, который можно привести в качестве примера, произошел в середине восьмидесятых годов в общежитии одного из ПТУ Ленинграда. На последнем этаже девятиэтажного кирпичного здания общежития находилась 3-х комнатная квартира, в которой проживали комендант общежития, ее муж и двое детей. Пожар начался ночью; муж, почувствовав запах дыма и выйдя в прихожую, обнаружил, что горит вешалка у входа и верхняя одежда на ней. Безуспешные попытки тушения и запоздалый вызов пожарной охраны привели к печальным последствиям - один человек погиб, двое получили тяжелые ожоги.
Осмотр прихожей и, в частности, очаговой зоны показал, что вешалка была устроена в нише второй входной двери в квартиру, постоянно закрытой и выходящей на запасную лестничную клетку. Вешалка висела непосредственно на двери, на ней находилась верхняя одежда, вверху - головные уборы, внизу - обувь. Дверь обгорела по всей своей площади, на первый взгляд, равномерно. Тем не менее с двери были отобраны пробы обгоревших остатков древесины. Они исследовались известным читателю методом определения электросопротивления и, исходя из полученных результатов, были построены температурные и временные зоны пиролиза дверного полотна. И если длительность горения на всей площади двери была примерно одинакова, то с температурными зонами картина оказалась довольно любопытная (рис. 2.49).
Рис. 2.49. Распределение температурных
зон по поверхности двери (0С)
За отсутствием в зоне очага технических источников зажигания вторым возможным (теоретически) источником могло стать только тлеющее табачное изделие. Однако данные, полученные исследованием древесных углей, опровергали такую возможность. Не соответствовала тлеющему табачному изделию и динамика развития горения на начальном этапе.
К сожалению, на данном пожаре не были приняты меры к поискам в очаговой зоне остатков инициатора горения и установлению его природы. Тем не менее результаты выполненных исследований достаточно убедительно, как нам кажется, свидетельствовали о криминальной природе данного пожара.
Не менее интересен пример пожара, произошедшего в Ленинградском производственном объединении “Севкабель” в 1987 году. Это был самый крупный пожар в Санкт-Петербурге за последние 20 лет (площадь пожара составляла 16 тысяч квадратных метров). При расследовании пожара исследованию с целью установления его причины подвергалась битумная ванна бронемашины - технологической линии, на которой изготавливается бронированный судовой кабель.
Ванна была устроена следующим образом. Битум, находившийся во внутренней ее емкости, разогревался до нужной температуры масляной баней. Минеральное масло находилось в наружной рубашке ванны и, в свою очередь, нагревалось десятью ТЭНами, мощностью 1 кВт каждый, расположенными горизонтально. Разогретый битум подавался вертикальным шнеком из ванны на полив двигающегося над ванной кабеля.
Когда при осмотре данной ванны, а также других аналогичных ванн этой бронировочной машины, они были вскрыты, то оказалось, что во всех ваннах, кроме одной, масло в рубашках сохранилось, а в ванной N 2 оно выгорело. Коксовые остатки масла сохранились на ТЭНах в виде черного налипшего порошка, а также слоем на стенках.
Пробы коксовых остатков из ванны N 2 были отобраны на исследование. Результаты измерения их электросопротивления приведены в табл. 2.26.
Таблица 2.26
