CC BY
299
5. Безродный И.Ф. Тушение нефти и нефтепродуктов: Пособие / И.Ф. Безродный, А.Н. Гилетич, В.А. Меркулов и др. - М.: ВНИИПО, 1996. - 216 с.
6. Киреев А.А. Перспективные направления снижения экономического и экологического ущерба при тушении пожаров в жилом секторе / А.А. Киреев, К.В. Жерноклёв, А.В. Савченко // Науковий вюник будiвництва: Зб. наук. праць. - Харюв ХДТУБА, ХОТВ, АБУ, 2005. - Вип. 31 - С. 295-299.
7. Савченко О.В. / Дослщження часу займання зразюв ДСП, оброблених гелеутворюючою системою CaCl2 - Na2O-2,95 SiO2 - Н2О / О.В. Савченко, О.О. Островерх, Т.М. Ковалевська, С.В. Волков // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. тр. - Харьков, 2011. - Вып. 30. - С. 209-215.
8. Резервуари вертикальш сталевi для збер^ання нафти i нафтопродуклв з тиском насичених парiв не вище 93,3 кПа: ВБН В.2.2-58.2-94. - [Чинний вщ 1994-10-01]. К.: Держкомнафтогаз Украши, 1994. -98 с. - (Нацюнальний стандарт Украши).
9. Савченко О.В. / Використання гелеутворюючих систем для оперативного захисту конструкцш та матерiалiв при гасшш пожеж / О.В. Савченко, О.О. Островерх, О.М. Семюв, С.В. Волков // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. тр. - Харьков, 2012. - Вып. 32. - С. 180188.
10. Савченко О.В. Результати натурного випробування оптимiзованого кшьюсного складу гелеутворюючо!' системи у типових умовах пожежi житлового сектору // Проблемы пожарной безопасности: Сб. науч. тр. УГЗ Украины - Вып. 26 - Харьков: УГЗУ, 2009. - С. 121-125.
МЕТОДИКА ИЗЪЯТИЯ И ИССЛЕДОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ
ИЗДЕЛИЙ В ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ
Г.А. Сикорова, старший преподаватель, соискатель
В.А. Смирнов, соискатель Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России,
г.Санкт-Петербург
Разработка новых подходов изучения материалов, подвергшихся термическому воздействию на пожаре, остается одной из основных задач пожарно-технической экспертизы. Стальные конструкции и изделия очень распространены в промышленности и в быту, их почти всегда можно отыскать на месте пожара, поэтому они часто становятся основными объектами, подлежащими исследованию при установлении очага. По изменениям свойств сталей, определяемых с помощью полевых и
лабораторных методов, можно выявить области, подвергнутые различному термическому воздействию, тем более, что среди металлов они отличаются наиболее широким температурным диапазоном в котором можно получить информацию о характеристиках нагрева материала на пожаре.
С точки зрения пожарно-технической экспертизы стальные конструкции и детали делятся на два вида: горячекатаные и холоднодеформированные. Методом горячей прокатки или литья изготавливается основной ассортимент стальных изделий - уголков, тавров, рельсов, труб, листа; затем из них сваривают конструкции зданий и технологического оборудования. Холоднодеформированные стальные изделия - это болты, части корпуса автомобиля, шурупы, скобы, некоторые виды труб (изготовленные методом холодной деформации) и др. Это изделия изготовленные методом холодной деформации - протяжки, штамповки и нарезки.
Последствия теплового воздействия в ходе пожара на стали и конструкции из них можно разделить на шесть основных групп, условно расположив их исходя из последовательности проявления при нагреве в следующий ряд:
1) деформации;
2) окислы на поверхности стальных изделий;
3) растворение металла в металле;
4) расплавление и проплавление;
5) горение металлов и сплавов. [1]
Последствия всех рассмотренных изменений, происходящих с металлическими изделиями на пожаре, могут быть зафиксированы в ходе осмотра места пожара по визуальным признакам. Более объективно оценить изменения в материале при нагреве можно с помощью инструментальных исследований, которые позволяют детально изучить структурные преобразования в материале, которые собственно и приводят к изменениям физико-химических и механических свойств.
Среди методов исследования стальных конструкций наибольшее распространение в пожарно-технической экспертизе получили следующие:
- вихретоковый метод измерения толщины стальной окалины (индукционная толщинометрия) - это полевой метод исследования, применяемый на пожаре для исследования горячекатаных сталей;
- магнитный метод, связанный с измерением величины коэрцитивной силы или пропорционального ей тока размагничивания -полевой метод, применяемый для холоднодеформированных стальных изделий
- металлография, метод, основанный на исследовании морфологических преобразований (оценке коэффициента формы зерна), применяемый при исследовании как горячекатаных, так и холоднодеформированных стальных изделий.
- химический анализ стальной окалины, позволяющий по соотношению в пробе окалины двух- и трехвалентного железа оценить время и температуру нагрева (данный метод из-за трудоемкости в настоящее время практически перестал применяться),
- рентгеноструктурный анализ стальной окалины - РСА, позволяющий оценить время и температуру нагрева материала по соотношению в пробе окалины вустита и гематита [1] [2].
Для исследования, на месте пожара отбираются однотипные стальные изделия, рассредоточенные по исследуемой зоны пожара. Например, это могут быть крепёжные элементы, которыми были скреплены детали транспортного средства. Не менее важно взять образцы одинакового материала для изучения в лабораторных условиях отлитые конструкции и детали. Изымаемые изделия должны быть одинакового типоразмера. Количество проб не менее 10-12 (чем больше, тем лучше). По возможности, целесообразно в качестве объекта сравнения изъять один экземпляр такого же изделия, находящегося вне зоны нагрева. В настоящее время однотипность образцов для последующего исследования дознаватель определяет примерно, руководствуясь только внешним видом изделий. Принять решение об изъятии он должен немедленно на месте пожара и оформить их документально. Результаты исследования помогут определиться с зоной наибольших термических повреждений, что в свою очередь укажет на очаг пожара. Сроки проведения проверки по факту пожара строго регламентированы, на это отводится три дня и только в особых случаях продлевается до 10 дней. За это время дознаватель должен принять решение о возбуждении или отказе возбуждения уголовного дела. Этому предшествует поиск очага пожара, а затем уже в очаговой зоне дознаватель ищет следы источника зажигания. Актуальной проблемой при проведении пожарно-технической экспертизы является определение состава металла на месте пожара. Эту проблему может решить переносной прибор рентгенофлуоресцентного анализа (РФА).
Современные портативные РФА приборы позволяют качественно, полуколичественно и количественно определять все элементы от бериллия до урана, находящиеся в металле, кроме того в них уже имеется база по составу известных марок сталей, применив на месте пожара портативный прибор РФА, для дальнейшего исследования будет гарантированно произведён отбор проб одинакового материала.
Степень термического поражения горячедеформированных стальных изделий определяют по росту зерна аустенита. При температурах выше 700оС в стали могут наблюдаться переходы перлита в аустенит, а интенсивный рост зерен аустенита начинается в низкоуглеродистых сталях примерно с температур 850-900оС. При этом разные марки стали характеризуются различной склонностью к росту зерна. Интенсивность роста зерна зависит от режима раскисления, количества неметаллических
включений и т.д., что также приводит к необходимости проведения экспрессного элементного анализа стальных образцов для дальнейшего исследования в рамках пожарно-технической экспертизы.
Возможности портативных РФА анализатор для целей пожарно-технической экспертизы в настоящее время изучены недостаточно. Процессы, происходящие на поверхности стальных изделий и конструкций при нагреве, такие как образование окалины и рост зерен, несомненно могут приводить к изменению фиксируемого на ней набора элементов.
В данной работе было проведено исследование стальных образцов, подвергнутых различному термическому воздействию, методом РФА с применением портативного анализатора Niton, кроме того был исследован элементный состав образцов методом оптико-эмиссионного спектрального анализа. Оптический эмиссионный спектральный анализ (ОЭСА) - один из наиболее распространенных методов анализа элементного состава материалов. Важнейшие достоинства ОЭСА - его быстрота наряду с высокой точностью и низкими пределами обнаружения [3].
Проведенные исследования показали, что по мере нагрева материала происходит незначительный рост содержания железа. Нужно отметить, что при температуре выше 6000С на образцах образуется слой окалины, который во время измерений не удалялся. Исследование показало, что используя сравнительный анализ содержания железа можно оценить температуру нагрева образцов, как до образования окалины, так и после.
К основным элементам помимо железа, фиксируемых методом РФА, можно отнести медь и марганец, к примесным серу, кремний. Для данных элементов выявить зависимость их содержания от температуры нагрева на данном этапе работы не удалось.
Анализ изменений элементного состава образцов методом ОЭСА показал, что наиболее интересными для оценки степени термического воздействия являются содержащиеся в стали углерод, кремний, марганец и хром. Обнаружена зависимость содержания углерода от температуры нагрева образцов. Для всех образцов наблюдается снижение содержания углерода, причем во всех случаях зависимость описывается полиномиальным уравнением второго порядка. Максимальное изменение содержания углерода наблюдается после 8000С. Величина достоверности аппроксимации варьируется от 0,81 до 0,95, что говорит о хорошей корреляции между содержания углерода и температурой нагрева образца. Можно предположить, что данное имение не только обусловлено изменением морфологии образца, но также связано и с переменами в химическом составе материала, поскольку углерод при столь высоких температурах может частично окисляться.
Выполненная работа проводилась в рамках исследований неорганических материалов различной природы, проводимых на кафедре криминалистики и инженерно-технических экспертиз, и является вкладом
в решение комплексной задачи изучения объектах, изымаемых с мест пожаров.
Список использованной литературы
1. Расследование пожаров: Учебник / Под редакцией В.С. Артамонова, М.А. Галишева, С.А. Кондратьева - СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2007.
2. Экспертиза пожаров (объекты, методы и методики исследования) И.Д. Чешко под редакцией Н.А. Андреева СПб СПбИПБ, 1997. - 560 с.
3. Рентгенографический и электронно-оптический анализ. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н.: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд. Доп. и перераб. - М.: «МИСиС», 2002. - 360 с.
ОЦЕНКА ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА ПРИ ГОРЕНИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ
Е.И. Сухорукова, доцент, к.т.н., доцент
Н.И. Тарасов, к.т.н.
Т.С. Алексеева, преподаватель, соискатель Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России,
г.Санкт-Петербург
Статистические данные о гибели людей на пожаре говорят о следующем: от ожогов гибнет около 18%, в результате отравления оксидом углерода 48%, от воздействия оксида углерода и цианидов 16%, в результате комбинированного воздействия опасных факторов 18%.
Данные по воздействию высокой температуры на человека значительно отличаются друг от друга. Во многих работах авторы утверждают, что температура 49-54 °С является максимальным пределом температуры, при котором могут безопасно находиться пожарные в специальном снаряжении.
Высокая температура вызывает ожоги кожи. Несмотря на использование прогрессивных методов лечения ожогов, у человека, получившего ожоги третьей степени на большей части тела, очень мало шансов выжить. В институте космической медицины ВМФ США считают, что всякое повышение температуры кожи выше 44 °С приводит к ее повреждениям [1]. При этом время воздействия, вызывающие вторую степень ожога в сухой атмосфере, составляло: 7 секунд при температуре 177 °С 15 секунд при 100 °С и 28 секунд при 71 °С.
В перечне токсичных продуктов горения, выделяющиеся при пожарах, авариях и других ЧС содержится до 60-70 видов химических
