- •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
1.5.2. Автоматические выключатели (автоматы)
Осмотр автоматического выключателя после пожара предусматривает определение его типа и номинальных характеристик по геометрическим размерам и маркировке на корпусе. Обязательно также фиксируется положение рычага управления и механизма расцепителя.
Все клавишные (рычажные) автоматы, за исключением кнопочного, типа АП-50, помимо положения "включено" 1 и "выключено" 0, имеют промежуточное положение механизма расцепителя - “автоматическое выключение”, при котором защелка расцепителя выходит из зацепления, а рычаг занимает положение между 1 и 0, ближе к 1. Нахождение рычага в промежуточном положении свидетельствует о факте автоматического срабатывания выключателя. Такое срабатывание может произойти, если в электросети имели место перегрузка или короткое замыкание [35].
В случае, если автомат имеет тепловой расцепитель, возможна и третья причина срабатывания автомата - внешний его нагрев теплом пожара. В работе [35] авторы указывают, что самопроизвольное срабатывание автоматов с тепловым расцепителем происходит при их внешнем нагреве уже до 160-200 0С. Характерным признаком такого нагрева является появление на пластмассовом корпусе автомата мелкозернистых вздутий, свидетельствующих о начальной стадии термической деструкции пластмассы [35]. Если же подобных следов теплового воздействия на автомате нет, то факт его срабатывания можно уверенно трактовать как свидетельство протекания одного из указанных аварийных режимов в электросети.
Есть, однако, автоматы, которые имеют тепловой расцепитель и, тем не менее, не срабатывают от внешнего нагрева. Так, например, на одном из крупных пожаров автору пришлось наблюдать несколько десятков автоматов марки АЕ-1031. Автоматы находились в нескольких щитах, расположенных в зоне горения, при этом имели не только признаки поверхностного нагрева (вздутия) пластмассы, но и значительную ее карбонизацию, а некоторые вообще разрушились. Все автоматы имели тепловой расцепитель, однако большинство из них и после пожара находилось в положении “включено”. Причина, по которой автоматы не сработали от внешнего нагрева, крылась, вероятно, в их конструкции - пластмассовая “собачка”, на которую давит при нагреве биметаллическая пластинка, при внешнем нагреве автомата начинает проворачиваться на валу и не выполняет свои функции.
1.5.3. Электроустановочные изделия, коммутационные устройства
Наиболее характерными признаками работы такого рода изделий (выключателей, переключателей, штепсельных соединений, патронов и т.п.) в аварийном режиме являются локальные оплавления токоведущих частей или другие признаки локального нагрева - закопчение, цвета побежалости на металле, деформация пластмассовых деталей, карбонизация, выгорание, разрушение пластмассы в локальной зоне. Причиной такого рода явлений могут быть большие переходные сопротивления в местах соединений или токовые перегрузки. Возникновение в местах постоянного искрения микродуг может привести к электрической эрозии металла, а в отдельных случаях - к свариванию различных деталей за счет электрической дуги. Это особенно опасно для контактных групп автоматических выключателей и магнитных пускателей. Указанные выше признаки в ряде случаев неплохо сохраняются при дальнейшем развитии пожара и могут быть легко обнаружены визуально.
В электророзетках, наиболее распространенных в быту электроустановочных изделиях, при осмотре после пожара следует акцентировать внимание на наличии или отсутствии закопчения в гнездах (для решения вопроса, была ли включена в розетку электровилка), а также на локальных оплавлениях токоведущих частей, разрушениях пластмассовых деталей, характерных следах электродуговой эррозии. Правда, к оценке такого рода повреждений нужно подходить достаточно осторожно. Искрение, продолжающееся в течение длительного времени до пожара, большое переходное сопротивление и сопутствующий ему нагрев, могут сформировать картину повреждений, трудно отличимую от аварийных, приведших к пожару.
Возможны локальные разрушения внутренних токоведущих частей розетки и при внешнем тепловом воздействии пламени пожара. Особенно это типично, как отмечается в [36], для штепсельных розеток с алюминиевыми подводящими ток проводами. Подобные разрушения возникают даже в розетках, к которым не подведен электрический ток. Причина этого кроется в химическом растворении медных, латунных или оцинкованных винтов и контактов в расплаве алюминия проводника. О данном явлении уже шла речь в гл. 5, ч. I. В [36] авторы приводят пример опытов с внешним огневым воздействием на обесточенные розетки с подсоединенными алюминиевыми проводами. В результате опытов бакелитовый корпус розетки разрушался, латунные пластинки разогревались до красного каления. Винты же в розетках уже через 20 минут нагрева оказывались сильно поврежденными, а в отдельных случаях часть винта отсутствовала вовсе.
Диагностика такого рода разрушений и оплавлений на медных и латунных пластинах, контактах, соединительных винтах штепсельных розеток, разъемов и т.п. изделий визуальным осмотром достаточно трудна. Задача, однако, решается металлографическим исследованием поврежденного металлического элемента. Некоторые рекомендации по этому вопросу и диагностические признаки можно найти в работе [11].
Полезную информацию может дать, как отмечается в работе [23], и визуальный осмотр электровыключателей, электропатронов. Так, например, в патронах для электроламп накаливания при ввинчивании ламп иногда происходит смещение центрального контакта патрона и соединение его с гильзой, результатом чего является короткое замыкание. Известны случаи пожаров, происходящих по этой причине. К.П.Смирнов приводит в [23] два примера такого рода, иллюстрируя их фотографиями характерных оплавлений контакта патрона и контакта гильзы.
В отдельных ситуациях весьма информативной может оказаться оценка термических поражений не только внутренних пластмассовых деталей, но и крышки выключателя или розетки, если таковая сохранилась. Иллюстрацией последнего тезиса может быть достаточно курьезный случай, произошедший в начале восьмидесятых годов в одной из старых квартир центральной части Ленинграда.
По ночам, с интервалом в 2-3 суток, в квартире несколько раз внезапно возникал пожар - загорались провода, электровыключатель, последней загорелась электророзетка. Глава вконец перепуганной семьи уверял инспекторов Госпожнадзора, что он, кандидат физико-математических наук, абсолютно уверен в том, что причина возникающего горения - электромагнитные наводки на электросеть его квартиры от таинственных генераторов, установленных в генконсульстве одной империалистической державы. Здание консульства располагалось в нескольких десятках метров от его дома.
Исследовать ранее загоравшиеся участки электропроводки, электросчетчик, выключатель специалистам не удалось - они были уже заменены. А вот загоревшуюся в последнем случае электророзетку осмотрели. Розетка располагалась под кроватью маленькой девочки, крышка розетки была деформирована, закопчена; рядом с розеткой и над нею выгорели обои, начал тлеть матрац кровати и коврик на стене. Розетку вскрыли; и, что интересно, изнутри крышка была закопчена и повреждена огнем очень незначительно - гораздо меньше, чем снаружи. Да и на токоведущих элементах розетки признаков длительного искрения, воздействия электродуги, нагрева от большого переходного сопротивления не наблюдалось. Причастность электророзетки к возникновению пожара стала вызывать серьезные сомнения. Тем не менее, она и только она находилась в очаге пожара, являясь потенциальным источником зажигания.
Однако при осмотре электророзетки пожарные специалисты обратили внимание еще на одну странность - подозрительные жирные пятна на обоях под розеткой. Куски обоев с пятнами изъяли, привезли в лабораторию. Экстракция пятен с бумаги и газохроматографический анализ экстракта показали, что это смесь тяжелых предельных углеводородов, идентичная по составу свечному парафину.
Через день “вооруженные” этими фактами дознаватели выяснили, что отец семейства зря подозревал иностранные спецслужбы; больше внимания следовало уделять своему 10-летнему сыну. Это он ночью, забравшись под кровать сестренки, нагревал свечкой электророзетку, пока вокруг нее не загорелись обои. Аналогичным образом ранее он поджигал электросчетчик, выключатель, провода, в чем чистосердечно и признался.
