Расследование пожаров

РАЗДЕЛ 3. ВЫДВИЖЕНИЕ И АНАЛИЗ ВЕРСИЙ О ПРИЧИНАХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОЖАРОВ

Тема 11. Установление источника зажигания и непосредственной технической причины пожара. Отработка версии о причастности к возникновению пожара аварийных режимов работы электросетей

Основное содержание темы. Из всей цепи событий и явлений, приведших к загоранию, пожарнотехнический специалист должен и имеет право устанавливать только одно звено - так называемую "непосредственную" (или "техническую") причину пожара. Что же понимать под непосредственной технической причиной пожара? Вспомним классический треугольник пожара, который знаком нам по изучению многих дисциплин. Известно, что для возникновения горения необходимо наличие и взаимодействие трех материальных объектов: - источника зажигания; - горючего вещества; - окислителя. Решение вопроса о причине пожара должно заключаться в установлении природы этих трех объектов и порядка их взаимодействия. В первую очередь, устанавливается источник зажигания или пожароопасный процесс, приведший к возникновению горения. Затем пожарный специалист должен выяснить и разъяснить следствию, что за горючее вещество имелось в очаге и могло ли оно загореться от данного источника зажигания. И наконец, в отдельных случаях приходится объяснять также, каков был по природе и концентрации окислитель. На большинстве пожаров ответ на этот вопрос очевиден - окислителем является кислород воздуха в присущей воздуху концентрации. Но бывают ситуации, когда горение начинается при контакте сгораемых материалов с другими, более сильными окислителями или в обогащенной кислородом среде. На основании выявленных источника зажигания, сгораемого материала, окислителя и, что очень важно, механизма их взаимодействия, формируется вывод о причине пожара. Установление причины пожара проводят путем отработки отдельных экспертных версий. Причем круг этих версий специалист очерчивает, исходя из обстоятельств пожара, а главное, исходя из обнаруженных в очаге материальных объектов и их состояния (проводов с оплавлениями, остатков электроприборов, средств поджога и т.д.). Исследование аппаратов защиты электросетей. Так называемые "электротехнические версии" необходимо рассматривать во всех случаях, когда в очаговой зоне имелось электрооборудование, а электросеть была под напряжением. Отработка электротехнических версий предусматривает, тщательное исследование всех участков электросети от силового трансформатора до конечного потребителя, независимо от размеров зоны горения. Начинается это исследование в большинстве случаев с исследования после пожара аппаратов защиты и обработки получаемой при этом информации. Особенностью исследования аппаратов защиты электросетей является то, что они изучаются как в случае нахождения в зоне очага пожара, так и далеко за пределами зоны горения. Остальные электроприборы и устройства исследуются, как уже указывалось, лишь в случаях установления связи их нахождения с предполагаемым очагом пожара. Исследование автоматов защиты должно начинаться с внимательного внешнего осмотра. Устанавливается, по возможности, тип автомата и его номинальные характеристики, устанавливается и зарисовывается в виде схемы количество проводов, подсоединенных к каждой из контактных групп на входе и выходе автомата защиты, проверяется состояние контактов, важно зафиксировать положение рычага управления и механизма расцепителя, особенно любопытно зафиксировать не находится ли автомат в положении автоматического срабатывания, поскольку вручную выключатель автомата перевести в такое положение невозможно и оно однозначно свидетельствует о факте автоматического срабатывания выключателя. Автомат может сработать либо в результате роста тока вследствие аварийного режима в защищаемой сети, либо, если автомат имеет тепловой расцепитель, от внешнего нагрева корпуса в ходе пожара. Установить возможность самопроизвольного срабатывания автомата под воздействием внешнего нагрева можно, осмотрев его корпус. На корпусе автомата остаются характерные признаки нагрева - как минимум, это мелкозернистые вздутия пластмассы. Если такие повреждения имеются, то автомат мог сработать как от аварийного режима в электросети, так и от внешнего теплового воздействия, но если этого нет, а рычаг автомата находится в положении, соответствующем автоматическому отключению, значит в сети точно был аварийный режим.

Исследование после пожара плавких предохранителей сводится, в основном к исследованию плавкой вставки. При этом проверяется целостность плавкой вставки. Если выяснится, что вставка перегорела, ее целесообразно разобрать и осмотреть место разрыва. При коротком замыкании место оплавления имеет резко выраженную границу из-за взрывообразного разрушения плавкой вставки. На внутренней поверхности корпуса предохранителя обнаруживается большое количество мелких частиц (брызг) металла. При перегрузке и КЗ через большое переходное сопротивление (так называемом неполном КЗ) - идет медленный нагрев, постепенное плавление вставки. На ней образуются потеки, наплывы металла. Брызги на внутренней поверхности отсутствуют. Исследование электропроводов. Аварийные режимы работы электросетей. Важнейшей и неотъемлемой частью любой электросети являются соединительные провода и кабели. Известно, что основные аварийные режимы в электропроводках, приводящие к пожару: - короткое замыкание (КЗ); - перегрузка; - большое переходное сопротивление (БПС). При отработке версий о причастности этих аварийных режимов к возникновению пожара проводится тщательный осмотр проводов в зоне горения и вне ее. Преимущественное оплавление и обугливание изоляции по наружной поверхности как правило, является следствием термического воздействия пожара. В то же время обугливание или оплавление изоляции со стороны жилы - важный признак нагрева жилы токами КЗ или перегрузки. Далее необходимо решить вопрос было ли оплавление провода следствием нагрева на пожаре определенного участка провода до температуры плавления меди (алюминия) и более или оно вызвано действием электрической дуги при КЗ. От тепла пожара провод греется, как правило, не в точке, а на более широком участке. Поэтому оплавления от тепла пожара более "размазаны" по всему проводу. Оплавления дугой КЗ, как правило, локальны; когда горит дуга, в нескольких сантиметрах слева и справа еще относительно "холодно", а в локальной зоне, почти точке, дуга плавит металл. Дуговые оплавления могут иметь форму шарика, заостренного конца, косого среза, кратера.

Участок дугового оплавления обычно вытянут вдоль оси проводника. Поверхность оплавления гладкая - без газовых пор и взрывов. Если оплавлений несколько - необходимо просмотреть всю электрическую цепь и найти оплавление, наиболее удаленное от источника электропитания. Вопрос о первичности или вторичности КЗ решается путем инструментальных исследований. Участки проводов с оплавлениями необходимо изъять и отправить их на исследование. В первую очередь подлежат изъятию в качестве вещественных доказательств провода с локальными оплавлениями с участков, наиболее удаленных от источника питания. Изымать все провода с места пожара, в расчете на то, что эксперт сам разберется, какие нужны и важны, а какие нет, не следует. Длина изъятого участка провода с оплавлением должна быть не менее 35 мм. (лучше 40-50 мм.), но уж никак не больше 0,5 - 1,0 метра. Провод изымают в том виде, в котором его обнаружили, ни в коем случае не скручивая, не изгибая во избежание излома. Провод упаковывают, оформляют изъятие. Всегда, если есть сомнения КЗ это или просто разрыв или излом проводника, провод следует изъять. В лаборатории специалисты установят природу разрушения. Современная методика предполагает использование двух методов - рентгенофазового анализа и металлографии. Первый применяется в качестве экспрессного метода анализа, позволяющего исследовать достаточно большое количество оплавлений; второй - в случаях, когда информации, полученной методом РСА, оказывается недостаточной для решения поставленного вопроса. Другой аварийный режим работы электросети - перегрузка приводит к загоранию изоляции провода вследствие прохождения по нему тока, в несколько раз превышающего номинальный. Для отработки версия о перегрузке необходимо выяснить суммарную мощность потребителей, включенных в данную сеть. Исходя из этого рассчитывается величина тока перегрузки, определяется номинальный ток для данного типа проводника, а затем путем сравнения этих величин рассчитывается кратность перегрузки. Расчет рабочих токовых нагрузок на участках электросети позволяет практически во всех случаях установить причастность перегрузки к возникновению пожара. Кроме того, визуальным осмотром выявляются признаки перегрузки на проводах:

- протяженные зоны оплавления; - изменение сечения и формы провода по длине. Уяснение допожарной обстановки (наличие специфического запаха жженой резины, разлагающегося лака, масел и т.д., снижение накала электроламп, скорости вращения электродвигателей) также подтверждает наличие перегрузки. БПС - это сопротивление участка электроцепи в месте соединения отдельных элементов цепи при неплотном контакте проводников в различных контактных соединениях, при изломе проводников. Достаточно часто БПС возникает в соединениях, выполненных с нарушением правил электромонтажа (в так называемых "скрутках"), в плохо закрученных винтовых контактах. Особенно опасны контакты с резьбовыми соединениями в электрооборудовании, по условиям эксплуатации подверженному вибрации (например, в холодильниках). Выделение тепла на плохом контакте приводит к карбонизации изоляции и как следствие к ухудшению ее изоляционных свойств. Возникают токи утечки через карбонизованную изоляцию и происходит ее еще больший разогрев. Процесс принимает лавинообразный характер и в конечном счете, приводит к возникновению горения. БПС как причина пожара устанавливается по косвенным признакам: по термическим поражениям материалов в окружающей зоне (локальные выгорания с признаками "зоны тления" и др.), а также по динамике развития процесса. Возникновение горения в результате БПС развивается достаточно длительно - дни, недели, месяцы и может быть долго не замеченным. Часто наличие БПС не оказывает никакого влияния на работу токоприемников. Все же, иногда оно может быть замечено по внешним проявлениям - миганию электролампочек, частым сбоям в работе ЭВМ и др. приборов, запаху горелой изоляции и т.д. Поэтому важную роль при установлении данной причины пожара играют показания свидетелей. Внезапное возникновение и быстрое, интенсивное развитие горения не свойственны для БПС. Особенности исследования электропроводов в металлооболочках. Исследование после пожаров электропроводки в металлических оболочках имеет свои особенности. Аварийный режим работы такой проводки может привести к сквозным разрушениям стенок оболочки в виде прожога - локального или вытянутого вдоль трубы. Такие проплавления необходимо внимательно изучить. Как известно, температура плавления стали составляет 1400-1500 оС и на рядовом пожаре труба вряд ли расплавится только от внешнего нагрева теплом пожара. Причинами разрушения оболочки могут быть проплавления электродугой, возникшей между жилой электрического провода и заземленной оболочкой. Но не исключено, что прожог является следствием ремонтных, например, электрогазосварочных работ, проводимых еще до пожара, или расплавлением стали в результате попадания на нее других расплавленных металлов. Прожог трубы может образовываться как в результате первичного КЗ (старение изоляции, разрушение ее, замыкание провода на корпус трубы), так и вторичного КЗ, т.е. в результате нагрева трубы с электропроводкой в ходе пожара. Для установления причины прожога трубы и причастности данного обстоятельства к возникновению пожара необходимо проверить соответствие толщины стенки трубы нормативным требованиям. При толщине стенки большей или равной нормативной прожог в результате КЗ маловероятен. Сам прожог исследуется визуально и инструментальными методами. При первичном КЗ обычно образуется локальный прожог на небольшом участке. При вторичном КЗ более длительное существование дуги и ее передвижение по проводнику приводит к тому, что прожоги более протяженные. Прожоги стальных оболочек протяженностью более 50 мм. являются устойчивым визуальным признаком вторичного КЗ. Для исследования инструментальными методами отрезается поврежденная оболочка с остатками жил длиной не менее 1,5 м. Исследование проводится в лаборатории методом металлографии и рентгеноструктурного анализа.

Вопросы для самопроверки. 1. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электроустановочных и коммутационных приборов и устройств? (изложите порядок отработки версии) 2. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электропроводов? (изложите порядок отработки версии) 3. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электропроводов в металлооболочках? (изложите порядок отработки версии) 4. Как следует изымать электропровода с места пожара? Перечислите инструментальные методы их изучения. 5. Перечислите порядок исследования электропроводов на месте пожара и визуальные признаки короткого замыкания. 6. Как производится анализ поврежденных на пожаре электропроводов при внешнем осмотре? 7. Изложите краткую суть и последовательность операций при металлографическом изучении проводов со следами короткого замыкания.

8. Перечислите основные типы аппаратов защиты электросети и их конструктивные особенности, используемые при установлении причин пожаров. 9. Как при осмотре места пожара исследуются автоматические выключатели и какова получаемая при этом информация? 10. Как при осмотре места пожара исследуются плавкие предохранители и какова получаемая при этом информация? 11. Какие аварийные режимы в электросети могут явиться причиной пожара? В чем их различие по причинам возникновения и способу выявления? 12. Перечислите основные признаки, по которым устанавливается наличие аварийного режима короткого замыкания. 13. Перечислите основные признаки, по которым устанавливается наличие аварийного режима перегрузки. 14. Перечислите основные признаки, по которым устанавливается наличие аварийного режима большого переходного сопротивления. 15. Как определить явилось ли выявленное короткое замыкание причиной пожара или нет? 16. Как определить явился ли выявленный режим перегрузки электросети причиной пожара или нет? 17. Как определить явился ли выявленный режим большого переходного сопротивления причиной пожара или нет?

Тема 12. Отработка версии о причастности к возникновению пожара аварийных режимов работы электроустановок, теплового воздействия электронагревательных приборов

Основное содержание темы. Исследование коммутационных устройств. Все электротехнические приборы имеют внешние коммутационные устройства. Свидетельством работы выключателей, переключателей, электророзеток, штепсельных соединений, клеммных колодок, патронов к лампам в аварийном режиме (а аварийный режим работы - предвестник пожара) являются обычно следы локального перегрева, искрения, дугообразования на токоведущих частях. Они проявляются в следующих признаках: - электрической и термической эрозии (изменении формы и размеров, появлении каверн); - хрупкости металла, его подплавлении и спеканиии, выплавлении припоя; - появлении на стальных деталях цветов побежалости;

- оплавлении токоведущих частей от искрения и дугообразования и отложения копоти от искрения; - сваривание контактов электродугой; - на пластмассовых деталях этих устройств видны локальные следы деформации пластмассы, ее карбонизации, выгорания. О причастности электроустановочного изделия к пожару можно говорить только в том случае, если: - изделие имеет рассмотренные выше признаки аварийной работы; - находится в очаге; - исключаются прочие версии о причине пожара. Исследование ламп накаливания. Лампы накаливания могут привести к возникновению пожара двумя путями: - лампа может быть тепловым источником, нагревающим до критической температуры сгораемые материалы, находящиеся с ней в контакте или в непосредственной близости; - в лампе может возникнуть аварийный режим работы лампы, сопровождающийся разрушением ее и выбросом раскаленных частиц, которые приводят к загоранию расположенных поблизости веществ и материалов. Необходимо сопоставить температуру нагрева колбы лампы или объектов на определенном расстоянии от нее с пожароопасными свойствами материалов в очаговой зоне. Данные по пожароопасным свойствам материалов можно найти в пожарно-технической литературе. В общем, можно сказать, что если из материалов по пожару следует, что загоревшийся материал находился на расстоянии 15 - 20 см от горящей лампочки или пламенное горение возникло в считанные минуты, версию о причине пожара по причине теплового воздействия лампы накаливания можно исключить. И, все же, возможность возникновения горения в результате теплового воздействия лампы накаливания существует и не редко. Это может осуществится, если поверхность лампы полностью или частично прикрыта теплоизоляционным материалом, при этом происходит аккумуляция тепла, способная привести к загоранию. Наиболее распространенный аварийный режим в лампе, приводящий к пожару - образование дуги между никелевыми электродами в момент перегорания нити накаливания. Чаще это происходит при перенапряжении в сети, но может случиться и при нормальном напряжении. Горит дуга до 10-15 секунд. Колба лампы разрушается, брызги стекла и металла могут попасть на сгораемые материалы с соответствующими последствиями.

Отработка версии о причастности ламп к возникновению пожара производится путем оценки потенциальной возможности зажигания, с учетом радиуса разлета и высоты падения частиц, образующихся при дуге в лампе (эти данные можно поискать в пожарно-технической литературе). После этого проводится визуальное и инструментальное исследование остатков лампы. Признаками первичного аварийного режима работы лампы являются оплавление электродов, изменение их формы, разбрызганные частицы никеля и проплавления в колбе, которые они образуют. Если же наблюдается пробой лопатки и линзочки, который выглядит как затемненный участок стекла у линзы, расплавление стекла, отделение штабика и электродов от лопатки, то можно говорить, что лампа хоть и была под напряжением во время пожара, но разрушилась от внешнего нагрева. Лампу накаливания можно исследовать и инструментальными методами путем рентгеноструктурного анализа вольфрамовой нити или обнаружением напыленного никеля на стеклянных деталях лампы. Исследование люминесцентных светильников. Люминесцентные светильники, работающие в аварийном режиме, достаточно часто становятся причиной пожара. Наибольшую опасность представляет входящая в их состав, так называемая пускорегулирующая аппаратура (ПРА) - дроссели, стартеры, конденсаторы. Наибольшая пожарная опасность заключается в воспламенении горючих электроизоляционных материалов вследствие перегрева обмотки дросселя. Из-за перегрева, старения изоляции, вследствие некачественного изготовления в дросселе со временем могут происходить замыкания части витков. Замыкание уже семи витков (т.е. всего около 1 % от общего их количества) приводит к перегреву дросселя до критической температуры, при которой начинаются необратимые тепловые процессы. Наиболее вероятно воспламенение дросселя, как показал эксперимент, при замыкании 78 витков (11,7% от общей численности). Выявление причастности люминесцентных светильников к возникновению пожара проводится в основном визуальным осмотром как светильников в целом, так и более детально - отдельных их элементов (ПРА). Сначала очень полезно сравнить состояние светильников в очаге и вне очаговой зоны. Аварийным светильникам свойственны более сильные термические поражения. Полезно оценить и изменение термических поражений у одного светильника по его длине; если он имеет два дросселя, то деформация корпуса, обгорание краски обычно выражены в зоне установки аварийного дросселя.

При отсутствии заливочной массы дроссель визуально исследуется на предмет выявления межвитковых замыканий (делается это в лабораторных условиях). Осматривая стартер, необходимо выяснить, нет ли слипания (сваривания) контактов. Проверку слипания контактов можно осуществить измерением электросопротивления между выводами электродов. Конденсаторы имеет смысл "прозвонить" (измерить электросопротивление) с целью обнаружения пробоя. Исследование электрозвонков. При нормальной эксплуатации электрозвонки не представляют большой пожарной опасности. Но она резко возрастает при работе звонка в длительном режиме, на который он конструктивно не рассчитан. Подобный режим может возникнуть при заклинивании звонковой кнопки спичками, пластилином или просто при неисправной кнопке. Особенно опасно это на звонках мелодичного боя (например, типа "Гонг"), т.к. при длительно нажатой кнопке они не звонят и не привлекают тем самым к себе внимание окружающих. Электроцепь звонка при нажатой кнопке не размыкается и длительное протекание тока приводит к перегреву обмотки электромагнита (соленоида), разрушению изоляции, возникновению межвиткового КЗ, что еще больше увеличивает ток и разогрев обмоток. А так как токи при этом, как правило, не превышают номинальных токов срабатывания защиты, сеть не обесточивается. Тем временем пластмассовые детали звонка нагреваются, деформируются, плавятся, пластмасса стекает вниз, загорается, начинается пожар. Причастность электрозвонка к возникновению пожара устанавливается по нахождению в прихожей очага пожара, локальным термическим поражениям на корпусе звонка в зоне, где находится электромагнит или трансформатор, а также осмотром кнопки. Исследование электронагревательных приборов. Электронагревательные приборы могут привести к возникновению пожара в основном в трех случаях: - при возникновении в электрической части прибора аварийного режима работы (КЗ, БПС) в нормальных условиях эксплуатации; - при работе прибора в непредусмотренных конструкцией условиях (например, электрокипятильника или чайника после выкипания воды); - в ситуации, когда взаимное расположение нагревательного прибора и сгораемых веществ и материалов таково, что последние способны нагреться до температуры, обеспечивающей возникновение и развитие горения. Поэтому, признаки причастности электронагревательного прибора к возникновению пожара формируются как на окружающих конструкциях и предметах, так и на нем самом, а также на внешних коммутационных устройствах и подводящих проводах (об этих элементах мы уже говорили). Признаки на окружающих конструкциях представляют собой локальные разрушения в очаговой зоне, прогары. Образуются они за счет длительного (многочасового) локального нагрева конструкции и ее пиролиза, протекающего в режиме тления. Если электрочайник после выкипания в нем воды не будет отключен, то незащищенное деревянное основание под чайником загорается обычно через 10-15 минут после выкипания воды. Электрочайники современной конструкции, как правило, имеют трубчатые электронагревательные элементы (ТЭНы) непосредственно в объеме нагреваемой воды, ближе к днищу. При выкипании воды происходит оголение ТЭНа , перегрев его, деформация и, как следствие, замыкание спирали ТЭНа на корпус. В этой ситуации часто возникает КЗ с образованием дуги, проплавлением оболочки ТЭНа и разбрызгиванием раскаленных частиц металла, проплавлением корпуса. Для доказательства того, что именно этот аварийный режим явился причиной именно этого пожара, необходимо, прежде всего, отвести другие версии, а также объяснить, какими путями горение вышло за пределы чайника. Путей таких может быть три и их надо обнаружить при осмотре чайника. Первый путь - выход горения в месте нахождения резиновых прокладок. Второй путь - прожигание каплями расплавленного металла корпуса чайника (в особенности, если чайник алюминиевый). Третий путь - деформация ТЭНа или падение его на дно. Если к этому времени ТЭН не обесточится, то он будет нагревать днище и, либо в конечном счете проплавит его (если чайник алюминиевый), либо раскалит днище и оно, в свою очередь, начнет обугливать сгораемую поверхность под чайником. Пиролиз этой поверхности обычно протекает достаточно длительное время в режиме тления и лишь затем возникает пламенное горение. Поэтому, если пожар возникнет по такому сценарию, то должно образоваться локальное выгорание стола или другого основания на месте, где стоял чайник. Утюги с исправным терморегулятором практически пожаробезопасны. С неработающим же или отключенным регулятором утюг представляет достаточно мощный источник зажигания. Отечественные электроутюги по экспериментальным данным работают в аварийном режиме (с отключенным терморегулятором) до разрыва электрической цепи 10 - 36 минут, успевая нагреться при этом до 500- 700 оС. Утюг в таком состоянии способен поджечь многие сгораемые материалы.

Если подошва утюга алюминиевая, она при этом расплавляется. Стальная же сохраняется и ее можно исследовать. Изучается при этом чередование цветов побежалости на подошве утюга от края к середине. Бытовые электрокипятильники бывают с оболочками ТЭНа из латуни, стали, алюминия. Они по разному ведут себя при аварийном режиме, предшествующем пожару, и на самом пожаре, поэтому должны быть рассмотрены отдельно. Электрокипятильники с оболочкой из медных сплавов и стали оказавшись во включенном состоянии, но без водяного охлаждения, в течение 1-2 минут раскаляются докрасна, температура оболочки в зоне нахождения электроспирали достигает 700-750 оС. Правда, кипятильник при этом может обесточиться, если от нагрева произойдет нарушение спаев выводных концов нагревательной спирали со шнуром питания. Визуальными признаками работы ТЭНа в аварийном режиме являются: - более светлый цвет трубки в зоне концевого участка и более темный там, где уложена спираль; - металл на спиральном участке отожжен и трубка легче гнется руками, нежели на спиральном участке. Инструментальные исследования сводятся к определению микротвердости различных участков ТЭНа. Твердость оболочки ТЭНа до пожара примерно одинакова по всей ее длине. Когда кипятильник оказывается во включенном состоянии без воды, на участке, где имеется нагревательная спираль, оболочка кипятильника разогревается до высокой температуры. При этом происходит рекристаллизация холоднодеформированного металла оболочки и существенно снижается твердость оболочки. На выводном же участке, где нет спирали, оболочка нагревается незначительно и ее твердость практически не меняется.

Вопросы для самопроверки. 1. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электрозвонков? (изложите порядок отработки версии). 2. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электроосветительных приборов? (изложите порядок отработки версии). 3. Как устанавливается причастность к возникновению пожара люминесцентных светильников? (изложите порядок отработки версии). 4. Как устанавливается причастность к возникновению пожара бытовых холодильников? (изложите порядок отработки версии). 5. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электрочайников? (изложите порядок отработки версии).

6. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электронагревательных приборов? (изложите порядок отработки версии). 7. Как устанавливается причастность к возникновению пожара электрокипятильников? (изложите порядок отработки версии). 8. Как устанавливается причастность к возникновению пожара ламп накаливания? (изложите порядок отработки версии). 9. Как отличить повреждение электропроводов, возникшее при коротком замыкании от повреждения вследствие термического воздействия пожара? 10. Что входит в понятие «электросеть»? В каких случаях выдвигается версия о возникновении пожара от электротехнических приборов и устройств?

Тема 13. Отработка версии о возникновении пожара в результате, теплового проявления механической энергии, разрядов статического или атмосферного электричества

Основное содержание темы. Отработка версии о возникновении пожара от тепловых искр. Распространенным источником зажигания являются тепловые искры. Процессами, приводящими к образованию тепловых искр являются: а) электросварочные работы (образуется большое количество искр в виде расплавленных или раскаленных твердых частиц металла, окалины, флюса, способных разлетаться на большие расстояния): б) стационарные и подвижные котельные и другие специальные установки (образуются искры в виде горящих частиц сажи, топлива или накаленных кусочков окалины); аналогичные искры могут образоваться в дымовых трубах локомотивов и пароходов, правда, при использовании жидкого топлива эта опасность сравнительно мала, хотя и не исключена полностью в) дымовые трубы отопительных печей (в том числе сельских бань), плит, водогреев, самоваров, а также открытые очаги (костры); д) двигатели внутреннего сгорания. При отработке версии о возможности возникновения пожара от тепловых искр необходимо рассматривать сочетание наличия этих процессов и соответствующих пожароопасных материалов или сред, например, скопление твердых горючих материалов, парогазовоздушных сред соответствующей концентрации. Установление возможности возникновения пожара вследствие теплового проявления механической энергии.

Тепловое проявление механической энергии может выражаться в нагревании трущихся поверхностей или в образовании механических искр, имеющих высокую температуру. Воспламенение горючих материалов в результате их собственного нагрева при трении или при контакте с другими нагретыми трущимися деталями - достаточно частая причина возникновения пожаров на производстве (в технологическом оборудовании, механических устройствах). Такую опасность представляет то оборудование, в котором происходит механическое перемещение частей относительно друг друга. Наиболее опасные узлы - подшипники скольжения сильно нагруженных и высокооборотных машин. Версия о возникновении пожара от нагрева при трении может быть выдвинута в том случае, если в очаге пожара находится технологическое оборудование, в котором имеются постоянно трущиеся детали и узлы. Характерными признаками мест трения, на которых происходил перегрев, являются: - выработка металла в месте, где происходит трение; - полировка трущихся поверхностей и следы высокотемпературного нагрева (цвета побежалости) на ней; - заклинивание подшипников; - следы локального нагрева на агрегатах и окружающих деталях. Для поиска таких мест после пожара полезно бывает разобрать устройство, в котором произошло загорание, выявить указанные следы, зафиксировать это в протоколе осмотра, а в дальнейшем использовать при обосновании версии о причине пожара. Механические искры достаточно распространенные источники зажигания. Они образуются при взаимодействии двух материалов при трении или ударе. В связи с этим механические искры можно подразделить на искры ударные и искры трения. При трении материалов друг о друга микронеровности на их поверхности подвергаются значительной пластической деформации. Точечное нагревание обеих поверхностей и срезание частичек материала в этих микрозонах приводит к образованию искр трения. Удар представляет собой динамический, резкий контакт двух элементов. При этом происходит выделение теплоты в результате трения, а оторвавшиеся частички образуют ударную искру (УИ). В промышленных условиях возникновение искр возможно, в частности: - при работе промышленного оборудования в результате его перегрузки, ударов движущихся частей о неподвижные;

- при попадании в механизмы посторонних предметов, металлических деталей, камней и т.п. (такое возможно в мешалках, мельницах, вентиляторах - посторонние предметы могут оказаться в сырье или образоваться при поломках и повреждениях оборудования); - при использовании ненадлежащих инструментов при выполнении различных работ. Температура ударной искры повышается почти линейно с увеличением силы удара. Размеры искр трения и удара достигают 0,1-0,5 мм. По способности увеличения энергии после своего образования искры разделяют на две группы: искры пассивные и искры активные. Пассивные искры могут иметь высокую температуру, которая ограничивается точками плавления материалов твердых тел, участвующих в соударении. Их температура максимальна в начале образования и быстро снижается во время существования частиц. Поэтому воспламенение такой искрой может осуществиться за короткий промежуток времени. Наибольшую опасность представляют активные искры (пирофорные). В этих искрах происходит энергичное окисление раскаленных частиц в воздухе (например, частиц аллюминия и магния). Их температура может достигать значений 2000 оС и более (а также и выше, если искры попадают в среду с повышенным содержанием кислорода), следовательно они могут поджигать почти любые газопаровоздушные и пылевоздушные смеси, способные к воспламенению. Активные искры образуются из чрезвычайно распространенных в промышленности углеродистых низколегированных сталей. В этом случае, активным элементом искр являются частички углерода. Отметим, что при соударении или трении со сталью металлов, имеющих более низкую, чем сталь температуру плавления, искрообразование обычно не происходит. Например, при соударении латуни и чистой стали искр не образуется, в то время, как при ударе стали о сталь искры могут образовываться в значительном количестве. Однако, очень опасные искры могут образоваться при соударении аллюминия с ржавой сталью. При этом может возникнуть термитная реакция. Такое явление может наблюдаться, скажем, если ударить твердым предметом по ржавому железному прутку, покрытому алюминиевой краской. Для отработки версии о причастности к возникновению пожара механических искр необходимо установить: - источник образования механической искры и место образования (след от удара, локальное разрушение); - горючую среду, воспламенившуюся от искры. Практически, от механических искр способны воспламениться

- смеси с воздухом и кислородом горючих газов, паров, пылей; - материалы, склонные к тлению; - некоторые другие вещества и материалы в условиях повышенного содержания кислорода. Установление причастности к возникновению пожара разрядов статического электричества. Для того чтобы принять (или отвести) версию о причастности разряда статического электричества к возникновению пожара необходимо установить: - наличие процесса, приводящего к накоплению зарядов статического электричества; - наличие среды, для воспламенения которой достаточно искры разряда статического электричества. Средой, способной воспламениться от разрядов статического электричества является газопаровоздушная или пылевоздушная смесь в концентрации, соответствующей пределам воспламенения горючих смесей. Для воспламенения большинства газов и паровоздушных взрывоопасных смесей достаточна искра при разряде потенциалов 3 кВ., а большей части горючих пылей - 5 кВ. Такая разность потенциалов достигается при очень широком перечне процессов. Например, потенциал на людях при пользовании обувью с непроводящей электричество подошвой, одеждой и бельем из шерсти, шелка, искусственного шелка достигает величины 7 кВ, а в отдельных случаях, в зависимости от полимера, из которого изготовлен костюм, и интенсивности трения - 14-15 кВ. На возможность возникновения пожара от статического электричества может указывать состояние технологического или транспортного оборудования, в частности, наличие заземления изолированных проводников и его надежность (например, заземление цистерны бензовоза). Сам характер возникновения горения (при разряде статического электричества - вспышка!), обстоятельства и место возникновения, отсутствие в этой зоне других источников зажигания также могут указывать на возникновение пожара при разряде статического электричества. Необходимо учитывать влажность воздуха и его ионизацию. При влажности более 85% разряд статического электричества практически невозможен, т.к. во влажной атмосфере не накопится необходимый для этого потенциал.

Вопросы для самопроверки. 1. Как устанавливается причастность к возникновению пожара разрядов статического электричества? (изложите порядок отработки версии).

2. Какие искры могут быть источником зажигания, и какие из них наиболее опасны? Охарактеризуйте их теплофизические параметры (температуру, тепловой поток, время существования). 3. Какие тепловые проявления механической энергии могут привести к пожару? Опишите их особенности. 4. Как отрабатывается версия о возникновении пожара от трения? 5. Как отрабатывается версия о возникновении пожара от механических искр? 6. В чем разница между активными и пассивными механическими искрами? Приведите примеры. 7. Опишите условия, при которых возможно возникновение горения от ударной искры и перечислите материалы, способные воспламеняться при этих условиях. 8. Какие материалы проявляют склонность к тлеющему горению? 9. Как возникает статическое электричество, и в каких процессах оно может накапливаться? 10. Какие вещества способны воспламеняться от разрядов статического электричества? 11. Изложите порядок отработки версии о причастности к возникновению пожара разрядов статического электричества?

Тема 14. Отработка версии о возникновении пожара в результате воздействия маломощных источников зажигания, протекания процессов самовозгорания. Расследование пожаров, протекающих через стадию тлеющего горения

Основное содержание темы. Раньше источники зажигания малой мощности принято было называть низкокалорийными. И сейчас очень часто приходится сталкиваться именно с таким названием. Однако, калории - это единица измерения энергии, а зажигающая способность определяется не энергией потенциального источника зажигания, а количеством этой энергии, выделяемым в единицу времени, т.е. мощностью. Как и при отработке иных версий о причине пожара, в версии о маломощном источнике зажигания необходимо отыскать сам источник зажигания, а также тот горючий материал или горючую среду, которые могли бы от данного источника загореться. А поскольку искать окурок на месте пожара, занятие не очень перспективное (хотя некоторые учебники криминалистики и советуют это делать), важнейшими задачами расследования пожара в данном случае являются: - выявление материалов, способных к тлеющему горению; - установление условий, при которых возможен процесс тления; - выяснение динамики развития горения и возможности перехода от тления к пламенному горению. Решающим фактором, определяющим возможность возникновения пожара от тлеющего табачного изделия, являются способность к тлению материала, оказавшегося в контакте с окурком. Только пористые материалы, которые образуют твердый углистый остаток при нагревании, могут претерпевать самостоятельно поддерживаемое тлеющее горение. Круг веществ, способных к тлению весьма широк: торф, угольная пыль, древесные опилки, сено, травяная мука, отруби, мучная пыль, многие ткани и другие текстильные изделия (ленты, шнуры и т.д.), бумага, табак и табачные изделия, некоторые теплоизоляционные материалы, прокладочные материалы (например пенополиуретан - основной компонент современной мягкой мебели, вата), бумага, древесноволокнистые плиты. В определенных условиях к тлению способны горючие жидкости. Кроме природы материала, способность к тлению очень существенно определяется его структурой (пористостью). Практически невероятной следует считать версию о возникновении пожара через стадию тления от маломощного источника зажигания непокрытой поверхности деревянного стола или пола, крыши, покрытой рубероидом или пола, покрытого поливинилхлоридным линолеумом. А вот окурок, попавший в щель сухой трухлявой деревяшки может привести к ее тлению. Для устойчивости тлеющего горения, как и для любого диффузионного горения, должны быть выполнены, по крайней мере, два условия: - достаточно высокая скорость подвода окислителя из атмосферы к зоне реакции; - не слишком большие теплопотери из зоны реакции. Сочетание указанных условий может осуществляться в краевых зонах соприкосновения различных предметов, один из которых (или оба) склонны к тлеющему горению. Это могут быть щели между спинкой и сидением кресла, обрывки бумаги в мусорной корзине и т.п. Пламенное горение может установиться на поверхности твердого вещества лишь в том случае, если скорость выделения летучих продуктов превзойдет определенную критическую скорость. Для достижения температур, необходимых для этого требуется большое количество времени. Обычно это составляет не менее 4-5 часов.

Тление указанных выше материалов может возникнуть не только от тлеющего табачного изделия, но и от других, более мощных источников зажигания, например искр и раскаленных частиц сварки, контакта с нагретой поверхностью, воздействия открытого огня. Тление может начаться в результате самовозгорания. Наконец, стадией тления может в условиях недостатка кислорода закончиться пламенное горение. Таким образом, тление возможно и без низкокалорийного источника зажигания, а вот он без тления, как промежуточного перед пламенным горением процесса, привести к пожару не может. Как правило, причастность тлеющего табачного изделия к возникновению пожара устанавливается: - путем исключения других версий; - по наличию комплекса условий, необходимых и достаточных для возникновения горения от данного источника; - по характерной для источников малой мощности динамике развития горения; - по наличию характерных признаков низкотемпературного пиролиза (тления) на окружающих конструкциях и предметах. С достаточной уверенностью можно говорить о данной причине, как наиболее вероятной, только в случае положительного ответа, по крайней мере по первым трем, а еще лучше - по четырем пунктам. Обычно, от момента занесения источника до возникновения пламенного горения проходит 3 - 4 - 6 часов, а иногда 12 часов и более. В этом существенное отличие пожаров, вызванных достаточно мощным источником зажигания, например электрической дугой, и уж, тем более, от поджогов с применением инициаторов горения. Таким образом, если достаточно интенсивное горение обнаружено через 10-20 минут после того, как люди покинули помещение, возникновение горения от тлеющего табачного изделия очень маловероятно. Тление происходит в небольшой по размеру, локальной зоне и если продолжается в течение более-менее значительного времени, то возникают достаточно глубокие термические поражения (обугливание, выгорания) в локальной, четко выраженной зоне. Тепловое воздействие при тлении на конструкции и предметы, расположенные вне очаговой зоны, при этом минимальное, поэтому их термические поражения могут быть значительно менее выражены. Такие зоны могут проявляться на сгораемых покрытиях пола и стен, если тлеют насыпанные на них или рядом с ними материалы, на матраце или сидении кресла, на которые уронили сигарету. Если пожар не запущен, то выгоревшая зона имеет при этом четко очерченный контур, с хорошо выраженной границей горевшего и негоревшего материала. На окружающих

73

предметах, даже близко расположенных, признаки термических поражений слабо выражены или их нет вообще. При развившемся пожаре эти признаки частично нивелируются, сглаживаются, но до определенного времени все же выявляются визуальным осмотром. Отработка версии о возникновении пожара по причине самовозгорания веществ и материалов. В зависимости от первичного импульса, запускающего механизм саморазогрева материала, т.е. того определяющего процесса, который дает начало созданию внутреннего источника зажигания, различают три вида самовозгорания: тепловое, химическое, микробиологическое. К тепловому самовозгоранию имеют склонность многие вещества и материалы, причем некоторые материалы, не склонные к самовозгоранию в обычном состоянии, могут приобрести эту склонность в пирофорном состоянии. К этим материалам относятся ряд масел и жиров, каменные угли, древесина, некоторые химические вещества. Версия о тепловом самовозгорании отрабатывается следующим путем: - устанавливается, что очаг расположен в массе материала, а не на его поверхности, в противном случае версию о тепловом самовозгорании можно сразу отвести; - устанавливается, находился ли в очаговой зоне материал, склонный к тепловому самовозгоранию; - устанавливается возможность самовозгорания выявленного материала в условиях, имевших место до пожара, что должно быть подтверждено результатами специальных испытаний. Только после установления местоположения очага внутри массы материала имеет смысл переходить к следующим стадиям отработки данной версии. Для реализации самовозгорания горючих твердых веществ или жидкостей в дисперсном состоянии необходимо выполнение трех условий: - главное условие - материал по своему химическому составу должен быть способен к вступлению в низкотемпературную экзотермическую реакцию (окисление, термодеструкция); Другие два условия те же, что и в случае возникновения горения от маломощного источника зажигания и определяют склонность материала к тлению: - материал должен быть достаточно пористым для обеспечения проникновения в массу вещества воздуха; - материал в процессе разложения должен давать твердый углистый остаток.

Рассматривая версию о самовозгорании какого-либо вещества или материала, следует определить эти его характеристики по справочнику или экспериментально. Выяснить, во первых, склонно ли вообще вещество, материал к самовозгоранию. Если да, то сравнить температуру, толщину слоя с теми же параметрами в обстановке, предшествующей пожару, а также расчетное и фактическое время самовозгорания. Если и температура окружающей среды или материала были равными или выше расчетной, и слой материала толще, и времени прошло достаточно - значит, самовозгорание было возможно. Если же расчетные параметры значительно выше реальных - вероятность самовозгорания достаточно мала. Химическое самовозгорание является результатом взаимодействия веществ друг с другом, средой с выделением достаточного количества тепла. Рассматривать эту версию имеет смысл, если дознанием или следствием установлено, что в помещении, где произошел пожар, имелись вещества, склонные к экзотермической реакции друг с другом. Укрепит версию и нахождение в зоне очага разрушенной тары, а также остатков хотя бы от одного из веществ. Для разработки данной версии следует - в первую очередь отвести версии более серьезные и криминальные, поскольку данная версия довольно экзотична. Если есть подозрение на наличие в очаге пожара химических веществ, склонных к самовозгоранию при контакте друг с другом, то следует отобрать пробы для инструментальных исследований с целью обнаружения в очаговой зоне остатков реагировавших между собой веществ. Далее, необходимо исследовать окружающие конструкции и предметы для выявления зоны длительного низкотемпературного пиролиза, характерного для пожаров такого рода, поскольку при химическом самовозгорании очаг находится не внутри контактирующих материалов, а во всем объеме их смеси. Локальные термические поражения в данном случае очень схожи со многими другими разобранными нами источниками зажигания. Микробиологическое самовозгорание характерно для органических дисперсных и волокнистых материалов, внутри которых возможна жизнедеятельность микроорганизмов (сено, солома, овощи, зерно, торф и др.). При низкой влажности сена (менее 16%) процессы, приводящие к микробиологическому самовозгоранию, практически не идут. При влажности более 20%, а особенно при влажности в пределах 63-92% в сене создаются идеальные условия для развития микроорганизмов - так называемых "термофильных" бактерий. Развитие и жизнедеятельность их популяции приводит к разогреву сена, образованию локальных зон частично термически деструктированного ("бурого") сена.

При температуре более 60-70 оС бактерии гибнут, но запущенный ими механизм автокаталитического разогрева продолжает действовать уже за счет окисления сена кислородом воздуха. При этом температура постепенно повышается. При 200С сено чернеет и переходит в пирофорное состояние. При 250 оС начинается его тление, которое затем может перейти в пламенное горение. Квалификационные признаки микробиологического самовозгорания: - очаг расположен в центре стога или массива другого, склонного к микробиологическому самовозгоранию материала, а не снаружи. Если копна сена имеет поверхностное обугливание (обгорание), а внутри все цело, то это никакое не самовозгорание, а "внешний источник открытого огня", искра и т.д.; - наличие неразвившихся очагов, в том числе в отдельных кипах. Они представляют собой локальные спекшиеся агломераты сена различной степени термодеструкции; - наличие условий, при которых микробиологическое самовозгорание возможно. Эти условия у сена, в частности, следующие: а) влажность более 16% (можно проверить на соседних негоревших стогах, заложенных одновременно со сгоревшим); б) время, прошедшее после закладки - 10-30 суток (опасность самовозгорания сохраняется в течение 3-4 месяцев); в) размеры стога сена должны быть не менее, чем - 2х2х2 метра; по теоретической теплофизической оценке, при меньших габаритах стог не способен загореться, т.к. слишком велики теплопотери в окружающую среду. пожар расследование очаг

Вопросы для самопроверки. 1. При каких условиях может возникнуть тление горючих жидкостей? 2. Какие физические и химические факторы могут оказывать влияние на развитие тлеющего горения? 3. По каким признакам устанавливается протекание процесса тлеющего горения? Какие инструментальные методы могут при этом применяться? 4. Как образуются и как выглядят признаки возникновения пожара от тлеющего табачного изделия на окружающих конструкциях и предметах? 5. Как отрабатывается версия о возникновении пожара от маломощного источника зажигания? 6. При каких условиях, и в каких материалах возможно возникновение горения от маломощного источника зажигания? 7. В чем сущность теплового самовозгорания веществ и материалов? Перечислите квалификационные признаки, по которым можно выявить протекание этого процесса.

8. В чем сущность химического самовозгорания веществ и материалов? Перечислите квалификационные признаки, по которым можно выявить протекание этого процесса. 9. В чем сущность микробиологического самовозгорания веществ и материалов? Перечислите квалификационные признаки, по которым можно выявить протекание этого процесса. 10. Опишите условия, при которых возможно микробиологическое самовозгорание. Какие теплофизические факторы способствуют его развитию? 11. По каким характерным признакам выявляются места трения, на которых происходил перегрев, способный привести к пожару? 12. В каких технологических процессах возникают механические искры, и какие материалы и среды могут от них воспламениться? 13. Что представляют их себя маломощные источники зажигания и почему они так названы? 14. Как выявляется возможность осуществления условий для тлеющего горения? 15. Перечислите виды самовозгорания веществ и материалов и укажите в чем сходство и различие между ними. 16. Какие вещества и материалы, и в каких условиях склонны к тепловому самовозгоранию? 17. Какие факторы могут влиять на увеличение склонности материалов к тепловому самовозгоранию, и как устанавливается возможность осуществления условий для теплового самовозгорания? 18. Какие вещества и материалы проявляют склонность к химическому самовозгоранию? Поясните примерами. 19. Каков порядок отработки версии о тепловом самовозгорании веществ и материалов? 20. При выявлении каких факторов, версию, о микробиологическом самовозгорании, следует отвергать? 21. Что общего и в чем различие в классификационных признаках возникновения пожара от ТТИ и в результате самовозгорания? 22. Какие версии о причине пожара могут быть выдвинуты в случае наличия на месте пожара продуктопроводов, по которым транспортируются горючие жидкости? 23. От каких источников зажигания и в каких условиях могут загореться материалы склонные к тлению?