CC BY
14
ВОЗМОЖНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПОРТАТИВНОГО РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОГО СПЕКТРОМЕТРА ПРИ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЖАРОВ НА АВТОТРАНСПОРТЕ
Ю.Н. Бельшина, начальник кафедры, к.т.н., доцент,
А.Д. Щенков, адъюнкт,
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, г. Санкт-Петербург
Развитие современного методического обеспечения расследования пожаров направлено в первую очередь на разработку новых способов на основе уже внедренных методик. Для внедрения последних разработок и усовершенствований в практическую деятельность органов государственного надзора и судебно-экспертных учреждений МЧС России необходимо постоянно отслеживать последние тенденции развития инструментальных методов анализа и проводить работы по их апробации. Особенно важным представляется то обстоятельство, что многие методы в настоящее время могут быть реализованы непосредственно на месте нахождения подлежащего исследованию образца, а результат анализа выдается в реальном времени. Можно говорить о тенденции к переходу на методы измерения, действующие в реальном масштабе времени.
Среди объектов пожарно-технической экспертизы наиболее сложным остается автотранспорт, что связано с сочетание большого количества потенциальных источников горения с концентрированной пожарной нагрузкой, относительной локальностью автомобиле, а также сложность изъятия и отбора проб для дальнейшего лабораторного исследования. Поэтому применения полевых приборов в случае исследования пожаров на транспорте особенно актуально.
На сегодняшний день методическое обеспечение исследования обстоятельств пожаров автомобилей развито довольно слабо, что в значительной мере затрудняет достижение результата в работе специалистов и дознавателей даже при решении сравнительно несложных задач, связанных с установлением причины возникновения пожара. В то же время среди полевых методов исследования в ходе установления очага пожара на автомобиле могут применять самые разнообразные приборы, что связано с наличием материалов разной природы, фиксирование изменений свойств которых может дать информацию о том каким образом происходило горения на пожаре. Среди новинок в области портативных приборов можно выделить рентгенофлуоресцентные анализаторы, которые позволяют непосредственно на месте происшествия провести элементный анализ поверхности крупногабаритных образцов, к которым можно отнести корпус автомобиля.
Наибольшая зависимость элементного состава от степени нагрева, очевидно, будет наблюдаться для компонентов лакокрасочного покрытия (ЛКП), что может служить источником информации, как о распространении горения, так и о причине возгорания. Сложность состава покрытия позволяет использовать результаты инструментального исследования в широком температурном диапазоне.
В качестве объектов исследования был выбран фрагмент кузова автомобиля с вишневым акриловым ЛКП, полученным в заводских условиях. Образцы в виде металлических пластинок размером 5х5 см помещали в муфельную печь СНОЛ и выдерживали в течение 15 мин при температурах от 100 0C до 700 0C. После чего проводили анализ их поверхности с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра Niton. При этом в работе не ставилась задача установления природы ЛКП, сравнительный анализ, применяемый в пожарно-технической экспертизе, не требует точной идентификации материала, достаточно выявить изменения, характер иные для большинства образцов. Следует отметить, что элементы, не определяемые прибором, объединяются и определяются прибором Niton в совокупности, обозначаясь символом Bal.
При увеличении температуры происходит снижение содержания в образце неопределяемых элементов, увеличение содержания титана и железа. Данные элементы могут входить как в состав функциональных добавок - красителей, стабилизаторов, антиоксидантов, наполнителей и других. Однако в работе задачи устанавливать природу компонентов, в которые входят фиксируемые методом РФА элементы, не ставилось. Также нельзя исключить, что некоторые из фиксируемых элементов являются следствием загрязнения или попадают в ЛКП в процессе нанесения покрытия. Содержание в составе покрытия бария и свинца также несколько увеличивается, но четкой зависимости содержания данных элементов от температуры не прослеживается.
Нужно отметить, что изменение содержания многих из элементов происходит по мере нагревания неравномерно: оно вначале плавно увеличивается или уменьшается, а при температуре 300 0C происходит резкое изменение содержания элементов. Объяснить это можно тем, что именно при этой температуре происходит выгорание полимерного связующего покрытия. Данный диапазон характеризуется ссыпанием верхнего декоративного слоя покрытия образца, элементы, содержащиеся после 400 0C, относятся скорее к внутренним слоям покрытие - шпатлевке и грунтовке.
Интересно также проследить динамику содержания элементов, не относящихся к идентифицируемым прибором, а объединяемым им в единую группу Bal. Они составляют основу материала (изначально их содержится около 80 % от совокупного содержания всех элементов). При температуре от 300 до 400 0C их содержание снижается на 50 %, после чего практически не меняется. До 700оС содержание в образце Bal варьируется около 50 %. В данную группу элементов входят все элементы периодической системы до Mg, соответственно, в нее попадает кислород, который среди прочих элементов данной группы, может содержаться в соединениях не разлагающихся до 700 0C, например, оксидах различных металлов, которые часто используются в качестве наполнителей в шпатлевках или целевых добавок в грунтовках, именно поэтому содержание Bal в покрытии так велико, даже при высоких температурах. Аналогичные, проводимые с покрытиями автомобилей, показывали плавное снижение содержания Bal в широком диапазоне температур, вероятно характер зависимости определяется в первую очередь природой покрытия. В целом для них также наблюдается резкое изменение в содержании в диапазоне от 300 до 400 0C, при
этом можно отдельно выделить плавное увеличение содержания хлора до температуры 500 0C, которое описывается линейным уравнением, указанным на рисунке, достоверность аппроксимации при этом составляет R2=0,94.
Таким образом, показано, что с помощью портативного прибора РФА можно проследить изменение элементного состава покрытия автомобиля, произошедшие во время пожара, непосредственно на месте, без необходимости изъятия образцов для лабораторных исследований. Сравнивая содержание неопределяемых компонентов в разных точках и нанося результат на схему можно обнаружить зоны разной степени термического воздействия.
Список использованной литературы
1. Комплексная методика анализа окрашенных стальных элементов автомобиля, на основе полевых методов исследования / Т.П. Сысоева, Ю.Н. Бельшина, М.А. Галишев // Науч. эл. журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России», vestnik.igps.ru. -2015. - № 1.
2. Металлографические методы исследования аварийных режимов в электросетях и внедрение их в подготовку судебных экспертов / Т.П. Сысоева // матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций», г. Санкт-Петербург, 24 октября 2012 г. СПб: СПб ун-т ГПС МЧС России. - 2012.
3. Основы криминалистического исследования материалов, веществ и изделий из них / В.С. Митричев, В.Н. Хрусталев. - СПб.: Питер, 2003. - 591с.
4. Расследование пожаров. Учеб. /Под ред. Г.Н. Кириллова, М.А. Галишева, С.А. Кондратьева. - СПб.: СПб ун-т ГПС МЧС России, 2007 - 544с.
5. Чешко И.Д. Экспертиза пожаров (объекты, методы методики исследования) / Под ред. канд. юр. наук Н.А. Андреева. - СПб.: СПбИПБ МВД России, 1997. - 560 с.
