ФГБОУВО «Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России»
Рентгенофазный анализ электропроводов, изъятых с места пожара с целью установления причастности к возникновению возгорания
Пивоварова А.В., Магистрант
г. Санкт-Петербург
Аннотация
В работе рассмотрены основные принципы осмотра и изъятия фрагментов электрооборудования после пожара. Методика исследования электропроводов при помощи рентгеновского дифрактометра ДР-01, определение причастности образца к возникновению возгорания.
Ключевые слова: исследование места пожара, рентгенофазный анализ, электрооборудование, духовые оплавления.
Annotation
The paper discusses the basic principles of inspection and removal offragments of electrical equipment after a fire. A technique for examining electrical wires using an X-ray diffractometer DR-01, determining the involvement of a sample in the occurrence of a fire.
Key words: investigation of the fire site, X-ray phase analysis, electrical equipment, brass reflow.
При возникновении пожара от бытовых электронагревательных приборов очаг пожара, как правило, характеризуется сосредоточенным выгоранием предмета (мебели) и даже конструкций здания в месте, где был оставлен прибор.
Крышка стола и другие подставки часто прогорают насквозь, а прибор проваливается на пол.
Известны случаи, когда происходил сквозной прогар перекрытия и электроприбор обнаруживали на нижележащих этажах или застрявшим в конструкциях. электропровод дифрактометр пожар рентгеновский
Наличие на месте пожара любых электронагревательных приборов должно быть зафиксировано в протоколе осмотра, а сам прибор или его обгоревшие остатки (фрагменты, детали) должны быть изъяты для дальнейших исследований.
Возможно изъятие с места пожара электронагревательных приборов, обнаруженных только в пределах очаговой зоны. Однако, учитывая, что при осмотре дознаватель (специалист, эксперт) может не иметь достаточных данных для достоверного установления места возникновения пожара или может просто ошибиться, более правильно и целесообразно изымать все электронагревательные приборы или их остатки, находящиеся или находившиеся в пределах зоны горения.
Необходимо зафиксировать в протоколе идентификационные признаки прибора или его деталей (габаритные размеры, признаки аварийных режимов (дуговые оплавления, проплавления в ТЭНах), локальные разрушения корпуса и т.п.), а также другие характерные признаки изъятого объекта.
Дуговые оплавления на жилах электропроводов могут быть разных видов и размеров, на рисунке 1 представлены основные виды таких оплавлений.
Если проводов с оплавлениями немного, то все они могут быть изъяты для лабораторных исследований в целях установления природы оплавления и характера возможного дугового процесса (так называемые "первичное", "вторичное" КЗ). На крупном пожаре, на энергонасыщенном объекте, проводов с оплавлениями могут оказаться сотни, и все их изымать на исследование нецелесообразно. В этом случае необходима предварительная дифференциация дуговых оплавлений и оплавлений теплом пожара путем визуального осмотра проводов. На рисунке 2 представлено локальное оплавление многожильного медного провода.
Рисунок 2. Локальное оплавление провода
При осмотре места пожара требуется точная фиксация места обнаружения прибора или его остатков (словесно, в протоколе осмотра, фото - и видеосъемка). С максимально возможной точностью должно быть измерено и зафиксировано в протоколе расстояние от обнаруженного объекта до стен помещения, ближайших конструкций и предметов. Необходимо указать, где обнаружен объект, - в слое пожарного мусора (на какой глубине), на поверхности, в других помещениях или вне здания.
Учитывая хрупкость обгоревших материалов, изъятие и упаковку следует проводить с максимальной осторожностью, избегая разрушений.
При изъятии необходимо постараться сохранить (не счищать) обгоревшие остатки, налипшие на корпус прибора и его отдельные детали. При невозможности отделить электроприбор или отдельные его части от карбонизованных остатков их вырезают вместе.
В некоторых случаях от нагревательных приборов после пожара сохраняются лишь отдельные металлические детали, например, нагревательная спираль или ее фрагменты. Они подлежат изъятию по тем же правилам, что и электроприбор в целом.
При необходимости может быть проведено измерение электросопротивления нагревательной спирали или ТЭНа. Это позволит определить, целы они или перегорели, а также рассчитать мощность нагревательного устройства. При этом необходимо учитывать, что спираль может состоять из 2-3 участков для обеспечения варьирования мощности нагревательного устройства.
В связи с этим место нахождения нагревательного прибора должно быть исследовано в целях выявления и фиксации зоны локальных термических поражений - более глубокого обугливания, прогаров и т.д.
При обнаружении каких-либо объектов непонятной природы - агломератов металлов, обгоревших полимеров - они также изымаются с места пожара.
Рентгенофазный анализ применяется только для медных жил. Он является не разрушающим методом и позволяет сохранить участки жил с оплавлениями для дальнейших исследований. Рентгенофазовый анализ выполняется при помощи рентгеновского дифрактометра ДР-01 (рисунок 3).
Рисунок 3. Рентгеновский дифрактометр ДР-01
Известно, что медь обладает большим сродством с кислородом. При коротком замыкании не в условиях пожара по длине жилы возникает градиент температур. В месте оплавления достигается температура расплавления меди 1083°С и выше, на поверхности оплавления и вблизи него на прилегающем участке, интенсивно образуется закись меди СuО в виде пленки или чешуек черного цвета.
По мере удаления от места оплавления температурное влияние дуги короткого замыкания ослабевает, и содержание закиси меди на поверхности жилы уменьшается.
При коротком замыкании в условиях реального пожара в задымленной атмосфере содержатся продукты неполного сгорания органических веществ, в частности СО. В этом случае при коротком замыкании будет происходить восстановление закиси меди в месте оплавления и на непосредственно прилегающем к нему участке жилы.
Поэтому приповерхностное содержание закиси меди Cu2О на этих участках будет значительно ниже, чем на отстоящем участке.
Данное исследование заключается в определении и последующем сравнении количества CuO в приповерхностном слое медного проводника непосредственно вблизи оплавления (участок 1) и на удалении от него на 30 - 35 мм (участок 2).
На рисунке 4 представлены участки провода, подвергаемые рентгеноструктурному анализу.
После измерений находят соотношение площадей линий Cu2O и Cu для первого и второго измерения, пропорциональное интенсивности этих линий ICu2O/ Ku и поверхностной концентрации закиси меди.
Рисунок 4. Участки провода, подвергаемые рентгеноструктурному анализу
Если величина отношения интенсивностей Icu2o/Icu участка 1 больше величины участка 2 в два и более раз, то оплавление образовалось в результате короткого замыкания, возникшего не в условиях пожара.
Если величина отношения интенсивностей ICu2O/ICu участка 1 меньше величины участка 1 в два и более раз, то оплавление образовалось в результате короткого замыкания, возникшего в процессе пожара. На рисунке 5 представлена рентгенограмма проводника.
Рисунок 5. Линии меди и закиси меди в дифрактограмме медного проводника
Литература
1. Колмаков А.И. Экспертное исследование металлических изделий (по делам о пожарах) / Учебное пособие / А.И. Колмаков, Н.М. Граненков, С.И. Зернов и др. М. ЭКЦ МВД России, 1993 г. - с. - 104.
2. Чешко И.Д., Плотников В.Г. Анализ экспертных версий возникновения пожара. В 2-х книгах. СПбФ ФГБУ ВНИИПО МЧС России, Кн. 2 - Санкт - Петербург: 2012. - 364 с.
3. Мутылина И.Н. Металловедение. Цветные металлы и сплавы на их основе: Учебно-методический комплекс. - Проспект - 2017. - 160с.