Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расследование и экспертиза пожаров. Учебное пособие для СПО
.pdf
одной высоте по периметру помещения. Масса пробы, в зависимости от
метода исследования, составляет от 1-2 мг. до 0,5 г.
При нагреве на пожаре органическая составляющая ЛКП подвергается
термической деструкции. Вначале ЛКП темнеет, затем чернеет (происходит
обугливание, т.е. карбонизация), а впоследствии светлеет и приобретает цвет
неорганического пигмента или белеет.
Инструментальные методы и средства, применяемые для
исследования после пожара полимерных материалов.
Полимеры изучают:
- методом ИК-спектроскопии,
- методом термического анализа (весовым определением остаточного
содержания летучих веществ - анализ проводится аналогично тому, как это
делается при определении остаточного содержания летучих веществ в
древесных углях),
- методом определения электросопротивления обугленных остатков
(определение электросопротивления проводится по той же методике и на том
же оборудовании, что и исследование обугленных остатков древесины).
Исследование обугленных проб ЛКП проводят методами:
- определения зольности обугленных остатков ЛКП и величины убыли
органической массы по методике, аналогичной тому, как исследуются
обугленные остатки древесины и неорганические строительные материалы;
- ИК-спектроскопии.
Красочное покрытие является, обычно, композицией, состоящей из двух
основных групп компонентов: пленкообразователя и пигментов. Последние
чаще имеют неорганическую природу, но иногда применяют и органические
пигменты. Термическое воздействие на ЛКП приводит к постепенному
разложению (выгоранию) органической составляющей, сопровождающемуся
потерей его массы. Органическая составляющая практически полностью
выгорает при 500 оС. В воднодисперсионных красках, содержащих в качестве
наполнителя мел, при температуре 600 оС начинается процесс разложения
карбоната магния (магнезита) и смешанного карбоната (доломита), а при
температуре 700-800 оС и выше - процесс разложения карбоната кальция, что
обуславливает дополнительную потерю массы.
Таким образом, под воздействием температуры происходит
последовательное снижение в пробах ЛКП содержания термолабильных
компонентов и увеличение зольности обугленного остатка. Под зольностью
пробы ЛКП понимается массовое содержание в ней неразлагаемых
минеральных компонентов, которое определяется лабораторным нагревом
92
91
пробы в муфельной печи. Зависимость величины зольности проб от
температуры и длительности их пиролиза делает возможным путем
определения зольности выявлять зоны различных термических поражений
окрашенных конструкций на пожаре.
Процесс термического разложения ЛКП обуславливает не только
количественные, но и качественные изменения в пленкообразователе.
Отдельные фрагменты его структуры отличаются по термостабильности и
разлагаются с различной скоростью в разных температурных интервалах. Эти
изменения функционального состава ЛКП под воздействием температуры
можно фиксировать методом молекулярного спектрального анализа в
инфракрасной области спектра (ИКС). Поглощения в ИК-области вызваны
вращательно-колебательными движениями групп атомов в молекуле. Полосы
поглощения отдельных групп атомов фиксируются при определенной длине
волны (частоте), независимо от того, каким молекулам эти группы
принадлежат. Спектральный диапазон ИКС находится в интервале длин волн
25000-2600 нм. В ИК-спектрофотометрических исследованиях принято
пользоваться величинами обратными длинам волн, так называемыми
волновыми числами ν = 400-3800 см-1 (не путать с частотой, которая
обозначается так же и имеет ту же размерность).
При температуре ниже 150-200 оС изменений в покрытиях, которые
можно зафиксировать, практически не происходит. Выше 450-500 оС
органическая составляющая ЛКП полностью выгорает, и исследовать
становится нечего. Лишь у воднодисперсионных красок верхняя
температурная граница выше - за счет того, что они содержат в качестве
наполнителя мел. Последний же разлагается при нагревании на окись кальция
и углекислый газ при температуре 900-950 оС, и по тому, разложился или нет
карбонат кальция (мел) можно узнать, достигала ли температура в
исследуемой зоне 900-950 оС.
По нитроцеллюлозным покрытиям можно судить о температуре
прогрева в диапазоне 150-450 оС. По масляным, глифталевым, терефталевым
и т.д. – от 200 до 500 оС. По воднодисперсионным – от 200 до 900 оС.
Термический анализ – это группа методов основанных на
исследовании процессов, происходящих в материале при непрерывном
нагревании или охлаждении.
В любом веществе при изменении температуры протекают различные
процессы: физические (плавление, кристаллизация, испарение или кипение) и
химические (разложение, термоокислительная деструкция, сшивка и т.п.). Все
они могут сопровождаться выделением и поглощением тепла, изменением
93
92
массы и других свойств. Фиксация колебаний свойств материала в
зависимости от температуры составляет сущность различных методов
термического анализа.
Аппаратурно весовой термический анализ проводится аналогично
термическому анализу неорганических строительных материалов. Степень
термического поражения древесных материалов оценивается по величине
убыли массы при прокаливании проб.
Навески углей (0,5- 1,0 г) загружают в фарфоровые тигли с крышками,
которые нагревают в муфельной печи при температуре 800оС в течение 7 мин.
Затем тигли извлекают из печи, охлаждают и повторно взвешивают. По
разности массы тигля с углем до и после нагрева в печи определяют величину
остаточного содержания летучих веществ в углях (L,%). Понятно, что чем
больше была температура и продолжительность пиролиза древесины на
пожаре, тем меньше будет потеря массы угля при вторичном нагреве в
муфельной печи, т.е. меньше расчетная величина L.
Большинство перечисленных процессов, протекающих в веществе при
нагревании, сопровождаются экзо- или эндотермическими эффектами, то есть
выделением или поглощением тепла. Величину и знак этих эффектов можно
зафиксировать с помощью дифференциального термического анализа
(ДТА).
Сущность ДТА состоит в том, что в процессе непрерывного
равномерного нагрева регистрируется разность температур между
исследуемым веществом и эталоном. В качестве эталона применяется
вещество, в котором при нагревании не происходит ни физических, ни
химических превращений. Обычно это прокаленный при 1000 оС оксид
алюминия.
Результатом ДТА является зависимость изменения разности
температуры между образцом и эталоном от температуры или от времени
(таб.4.3, рис. 4.3) .
93
94
Таблица 4.3. Процессы, характеризующиеся пиками на кривых ДТА
Название процесса
Эндопик
Экзопик
Физические процессы
Кристаллизация
Плавление
Испарение (кипение)
Возгонка
+
+
+
+
+
-
-
-
Химические процессы
Дегидратация
Разложение
Окислительная деструкция
Горение
Полимеризация
Сшивка
Каталитические реакции
+
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
500 и 600 оС соответственно
Исследование углеродистых материалов методом измерения
электросопротивления.
Методом исследования электросопротивления можно изучать любые
углеродистые материалы, дающие при горении твердый углистый или
коксовый остаток. К таким материалам относятся, в частности,
термореактивные полимеры, а также тяжелые нефтепродукты (мазут, гудрон,
Рис. 4.3. Кривые ДТА образцов древесины: 1 - исходный материал,
2, 3, 4, 5, 6 – древесина, подвергнутая пиролизу при 200, 300, 400,
95
94
минеральные масла). Зависимости электросопротивления карбонизованных
остатков полимерных материалов от температуры пиролиза, воспроизводятся
практически на всех материалах на основе поливинилхлорида (плитках,
рулонных отделочных материалах, ПВХ- изоляции проводов и др.),
материалах на основе полистирола, фенолформальдегидных смол и
некоторых других полимеров.
Следует заметить, что данный метод не приемлем для исследования
полимерных материалов, содержащих значительные количества
неорганических наполнителей, а также металлизированные и другие
электропроводные компоненты.
В связи с большим многообразием искусственных и синтетических
полимерных материалов, по-видимому, не представляется возможным
построить универсальные номограммы, аналогичные тем, которые созданы
для древесины. Поэтому при исследовании полимеров метод исследования
электросопротивления следует использовать как сравнительный. Имеется,
впрочем, методический прием, позволяющий при необходимости определять
температуру прогрева материалов на пожаре. Для этого в каждом конкретном
случае необходимо строить калибровочную кривую зависимости удельного
сопротивления (точнее его десятичного логарифма) карбонизованного
полимера от температуры прогрева. Для построения такой кривой следует
отобрать образец точно такого же материала в месте, заведомо не
подвергнутом термическому воздействию. Небольшие части этого образца
прогревают в лабораторных условиях при разных температурах с требуемым
шагом, а затем измеряют электросопротивление обугленных остатков этих
модельных образцов.
4.3. Исследование органических инициаторов горения и выявление
средств поджога
Пожары от поджогов, от нарушения правил пожарной безопасности и
неосторожного обращения с огнем, причиняют большой материальный ущерб,
наносят вред жизни и здоровью людей. В процессе судопроизводства по
делам, связанными с пожарами, которые произошли в условиях
неочевидности, необходимо установить механизм возникновения пожара, его
причину, условия, которые способствовали его развитию. Правильное
определение причин возникновения пожаров помогает выяснить наличие или
отсутствие состава преступления, помогает разработать и осуществить
мероприятия по их предупреждению. Установление причины возникновения
пожара - сложное исследование, базирующееся на применении методик и
96
95
методов специальных исследований. Следователю или суду для решения этих
вопросов необходима помощь специалистов в области исследования пожаров.
Обычно эта помощь оказывается в форме проведения судебных пожарнотехнических экспертиз или специальных исследований.Если лицо
действовало с целью уничтожить или повредить строения, материальные
ценности огнем, или не имело такой цели, но предвидело и допускало
возможность возникновения пожара и умышленно нарушило правила
пожарной безопасности, то пожар необходимо считать следствием
поджога[27]. Если пожар привел к человеческим жертвам, крупному
материальному ущербу, выявлены признаки поджога или сокрытия какоголибо другого преступления, уголовное дело возбуждается незамедлительно.
В среднем на 10 пожаров в России приходится 1 поджог. Поджог —
умышленное нанесение ущерба имуществу с использованием огня. Поджог
является одним самых опасных способов уничтожения или повреждения
имущества.[17]
В России уничтожение или повреждение имущества путём поджога
является преступлением, предусмотренным ч. 2 статьи 167 УК РФ [9]
(умышленное уничтожение или повреждение чужого имущества,
выполненное из хулиганских побуждений путем поджога, взрыва и другим
общеопасным способом либо повлекшие по неосторожности смерть человека
или иные тяжкие последствия если эти деяния повлекли причинение
значительного ущерба наказываются принудительными работами на срок до
5 лет, либо лишением свободы на тот же срок). [10]
Поджоги - особая группа причин пожаров, которым присущи
специфические особенности.[25]
В большинстве случаев поджог устраивают так, чтобы истинная
причина осталась не раскрыта, для этого имитируют другие причины
возникновения пожара – короткое замыкание электропроводки,
самовозгорание, неосторожное обращение с огнем и. т.д. Поджоги
совершаются как скрытно, в ночное время, так и в дневное время (например
путем забрасывания через окно бутылок с зажигательной смесью).
В настоящее время имеется множество различных методов совершения
поджогов. Основные методы классификации поджога можно
классифицировать данным образом:
- по способу поджога. Тактика поджога может быть от зажигания
небольшого участка до поджигания всего объекта.
- по типу использования инициаторов горения. Это могут быть жидкие
или твердые горючие вещества, специальные смеси и составы.
97
96
- горение может быть вызвано тепловым воздействием, химической
реакцией, разрядом электричества.[7]
Специалисты выделяют пять групп способов поджога.
Первая – поджоги, совершаемые без специальной подготовки, при
обычном для данных условий пожароопасном сосредоточении горючих или
легковоспламеняющихся материалов.[28] В этом случае «техника» поджога
проста и непосредственно за поджогом происходит быстрое развитие горение.
Поджог в данном случае бывает трудно отличить от неосторожности или
случайной искры. [19]
Вторая - случаи, когда поджигатель пользуется горючими материалами
и веществами, которые он находит на месте поджога или приносит с
собой.[28]
В этом случае в начальной стадии пожара возможны характерные
признаки горения веществ и материалов, использованных для поджога (цвет
дыма и.т.д).[19]
Третья – поджоги, которые выполнены с использованием специальных
технических средств или сконструированных зажигательных
приспособлений, которые вызывают возгорание спустя значительное время
после их применения. [28] Найденные на месте пожара остатки зажигательных
устройств и приспособлений являются важным вещественным
доказательством. [19]
Четвертая - когда поджигатель имитирует возникновение пожара от
случайных причин - по неосторожности или из-за неумышленного нарушения
правил пожарной безопасности.[28] Раскрытие таких поджогов составляет
большую трудность. Здесь особенно необходимо тщательное и всестороннее
расследование с изучением местной специфики, условий и обстоятельств,
предшествующих пожару.[19]
Пятая группа - способы поджога, сочетающие в себе признаки четырех
предыдущих.[28]
Установление причины пожара проводят путем отработки отдельных
экспертных версий. Круг этих версий эксперт определяет, исходя из
обстоятельства пожара, очага пожара и состояния обнаруженных в нем
материальных объектов (средств поджога, оплавленных проводов). Анализ
версий по причине пожара строится путем аргументированного отведения
невозможных или маловероятных и заканчивая наиболее вероятной версией.
Версию о поджоге как причине пожара можно рассматривать как
непосредственно на месте пожара, так и в ходе его расследования. Основанием
для этого могут быть показания очевидцев и пострадавших. Версия об
98
97
искусственном инициировании горения может появиться после
профессионального анализа и исключения версий о другой причине
возникновения пожара. Существует ряд признаков, которые выявляются
дознавателем или экспертом непосредственно на месте пожара.
Вещества, которые используются как средства поджога называют
инициаторами горения. Некоторые специалисты считают, что более
правильно называть данные вещества интенсификаторами или ускорителями
горения. Они считают, что под термином « инициатор горения» должен
пониматься источник зажигания, а не вещество, которое использовалось для
поджога. [17]
Инициаторы горения могут использоваться самостоятельно либо
входить в состав смесей и технических средств для поджога. Инициаторы
горения можно разделить на три группы:
- традиционные. В эту группу входят ГЖ, ЛВЖ.
Из числа традиционных инициаторов горения чаще всего используют
моторное топливо (бензин, керосин, дизельное топливо, реактивное топливо),
растворители и технические жидкости (осветленный керосин, уайт - спирит),
растворители не нефтяного ряда (ацетон, спирт). Также в качестве
инициаторов горения иногда применяются такие жидкости, как духи, лосьоны
и другие спиртосодержащие жидкости.[17]
В настоящее время существует множество классификаций различных
категорий ГЖ и ЛВЖ. Они классифицируются по физическим,
технологическим, химическим, эксплуатационным свойствам, по составу.
Чаще всего ГЖ делят на ЛВЖ (сюда входит и категория особо опасных) и
собственно ГЖ. Единственным параметром классификации в этом случае
служит классификация по температуре вспышки.
Температура вспышки - это наименьшая температура жидкости, при
которой над поверхностью жидкости образуется паровоздушная смесь, в
таком количестве, что пары способны вспыхивать от внешнего источника огня
в условиях испытаний в открытом или закрытом тигле. Устойчивого горения
жидкости при этом не возникает.
К ГЖ и ЛВЖ относятся технические жидкости, растворители для
лакокрасочных материалов, клеи на основе растворителей, смесевые
растворители, парфюмерно - косметические средства, спирты и. т.п.
Автомобильные бензины, керосины, часть дизельных топлив попадают
в категорию ЛВЖ.
Существует множество классификаций ГЖ по их составу,
эксплуатационным, химическим и физическим свойствам. Наиболее детально
99
98
разработана классификация нефтепродуктов (НП). НП - сложные смеси
различных химических соединений, основу которых составляют
парафиновые, нафтеновые, ароматические, олефиновые углеводороды. Также
в НП могут присутствовать различные органические и неорганические
соединения, которые добавляют в качестве присадок и наполнителей,
примеси, которые остаются после переработки нефти, и загрязнители. [8]
Продукты, которые вырабатываются на нефтеперерабатывающих заводах,
делятся на топлива, парафины и церезины, нефтяные битумы, нефтяные масла,
пластические смазки, нефтяной кокс, присадки к маслам и топливам. В
качестве инициаторов горения из этих продуктов могут использоваться
некоторые автомобильные, дизельные топлива, ароматические углеводороды
(толуол, бензол), а также иные нефтепродукты, например осветительные
керосины. Все ЛВЖ и ГЖ делятся на две основные группы: инициаторы
горения нефтяного происхождения и ненефтяной породы.
Основными параметрами классификации моторных топлив и нефтяных
растворителей является их фракционный состав и эксплуатационные
характеристики. Для пожарно - технической экспертизы эти характеристики
являются практически непригодными. Это объясняется тем, что эти
показатели могут быть определены при наличии больших объемов
анализируемых продуктов, а экспертиза чаще всего имеет дело с малыми
количествами данных веществ.
Вторую группу инициаторов горения называют нетрадиционными
(спецсоставы). Примером может служить смесь перманганата магния,
который служит окислителем, и глицерина. Эта смесь у поджигателей
считается самой популярной, хоть используется не так часто как ГЖ и ЛВЖ.
В случае применения поджигателем смеси компонентов в очаговой зоне
может присутствовать окислитель в исходной (окисленной) и
восстановленной формах. [7]. Вещества, используемые для приготовления
спецсоставов разнообразны. Чаще всего они имеют неорганическую породу хроматы, броматы, йодиты, фосфоросодержащие вещества. Поджигателями
они используются из - за своих свойств выделять кислород или водород при
нагреве, выделять большое количество тепла, которое способно воспламенить
окружающие предметы.[7]
Специальные технические средства поджога относятся к третьей группе
инициаторов горения. По сложности и отношению к технической сфере они
могут быть самыми различными - от радиоуправляемых электронных
устройств до простейших сооружений, включающих спички, свечи и .т.п.
Используются такие средства крайне редко. Для изготовления таких
100
99
устройств нужны определенные знания и умение. [6]. Раскрытие поджогов с
использованием специальных технических средств иногда представляет
большую трудность. Эти устройства бывают быстродействующими или
рассчитанными на срабатывание через некоторое время. Они позволяют
злоумышленники к моменту возникновения пожара быть уже в другом месте
и обеспечить себе алиби.
Для обнаружения и экспертного исследования инициаторов горения и
их остатков, изъятых с месте пожара, применяют инструментальные методы,
которые принято разделять на полевые и лабораторные.
Первые позволяют обнаружить место, где необходимо и наиболее
целесообразно отобрать пробу с остатками инициаторов горения, вторые выявить и подтвердить наличие в пробе таких остатков, а также, что не менее
важно, решить задачи их диагностики и идентификации [1].
Применение только полевых методов (более простых и экспрессных)
может привести к принципиальным ошибкам и потому недопустимо.
Основной проблемой в оценке и сопоставлении методов изучения ЛВЖ и ГЖ
является то, что, будучи сложными смесями соединений с различными
химическими свойствами, они не имеют специфических общих
характеристик. Большинство ЛВЖ и ГЖ - это сложные многокомпонентные
смеси различных химических соединений. В соответствии с особенностями
состава и молекулярной структуры компонентов различных ЛВЖ для их
исследования должны применяться различные физико-химические методы.
Особенностью экспертизы ЛВЖ и ГЖ с места пожара является то, что
они имеются, чаще всего, в малых и следовых количествах, в том числе в
количествах и в состоянии, не позволяющем получить какую-либо
информацию о них, кроме констатации их присутствия на месте пожара. Тем
не менее, даже решение этой минимальной задачи необходимо,ибо
присутствие остатков ЛВЖ (ГЖ) там, где их быть не должно, о многом говорит
эксперту и следствию.
Установление состава, разновидности, групповой принадлежности,
типа, марки и т.п. характеристик обнаруженного вещества является,
разумеется, более сложной задачей.
Полнота решения этой задачи зависит от степени выгорания вещества и
определяется эффективностью применяемых методов исследования.
При этом каждый метод в отдельности, даже самый
высокоэффективный, не в состоянии дать полную экспертную информацию
при исследовании ЛВЖ, ГЖ, изъятых с места пожара.
101
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]