- •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
Температуры плавления меди: чистой и в контакте с расплавленными металлами [88]
Металлы |
tплавл., 0С |
Медь чистая |
1083 |
Медь + расплавленный алюминий (эвтектика) |
660 |
Медь + расплавленная латунь (эвтектика) |
870 - 980 |
В отечественной криминалистике возможность такого рода эффектов на пожаре впервые была отмечена И.С.Таубкиным с соавторами [89].
Вопрос о возможных причинах оплавления стальных изделий на пожаре приобрел неожиданную актуальность в 1977 году при расследовании известнейшего пожара в московской гостинице “Россия” [150]. Там, в коммутационной радиоузла, в помещении, где начался пожар, были обнаружены непонятные проплавления лежащего на столе стального листа. Причина проплавления была установлена после того, как в зоне проплавления обнаружили алюминий (алюминиевым уголком была отделана кромка стола). Результаты анализа и последующий следственный эксперимент сняли подозрения в наличии неизвестного сверхмощного источника теплового воздействия.
Подробно механизм растворения в расплавленном алюминии стальных и медных объектов рассмотрен в [81]. Первым этапом во взаимодействии расплавленного алюминия со стальной конструкцией можно считать окисление стали и образование окалины. На втором этапе, примерно при 700 0С, происходит процесс разрушения защитной оксидной пленки на жидком алюминии и последний активно взаимодействует с окалиной, восстанавливая окислы железа до железа металлического:
Fe2O3 + 2Al Al2 O3 + 2Fe + 847,8 кДж. (1.39)
Реакция эта, как видно из уравнения, сильно экзотермическая; обильное тепловыделение способствует развитию процесса и разрушению стали. Третьим этапом процесса является собственно растворение стали в алюминии, причем происходит это при температуре, значительно меньшей чем температура плавления стали. Так, например, при температуре 900 0С в алюминии может растворяться до 10 % железа [81].
Горение металлов и сплавов
Общеизвестна способность к горению щелочных и щелочноземельных металлов (калия, натрия, лития, магния и др.). Однако менее известно, что в отдельных ситуациях, в т.ч. в определенных условиях пожара, способны гореть металлы и сплавы, обычно не считающиеся горючими. Из наиболее распространенных к таковым относятся различные сплавы на основе алюминия, широко применяемые в строительстве, машиностроении и других областях.
Как известно, устойчивость алюминия к окислению обусловлена наличием на его поверхности тонкой (около 0,0002 мм), очень плотной и беспористой пленки окисла. Однако алюминий, нагретый на воздухе до температуры, близкой к точке плавления (660 0С), все же начинает окисляться далее, при этом скорость окисления существенно увеличивается по мере повышения температуры выше температуры плавления. Необходимо отметить, что реакция алюминия с кислородом экзотермична и сопровождается значительно большим выделением тепла, нежели реакция окисления других металлов (1675 кДж/моль) [93].
Усиливает окисление алюминия присутствие в нем примесей магния, кальция, натрия, кремния, меди. Особенно же легко окисляются при нагревании алюмомагниевые сплавы, на поверхности которых образуются рыхлые окисные пленки [94].
В таблице 1.19 приведены температуры самовоспламенения на воздухе алюмомагниевых сплавов с различным содержанием в сплаве магния.
Таблица 1.19