Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Определение температуры карбонизации

Для того чтобы определить не просто степень термического пораже­ния, а температуру, при которой карбонизовался изъятый с места пожара полимерный материал, необходимо взять образец такого же материала, не подвергшегося термическому воздействию, отдельные его навески нагреть в лабораторных условиях при различных температурах, после чего исследовать полученные пробы и построить график зависимости электросопротивления обугленных остатков данного материала от темпера­туры пиролиза. Подобный график показан на рис.9.3.

Рис.9.3.Зависимость удельного электросопротивления карбонизованных остатков поливинилхлоридных материалов от температуры пиролиза.

- линолеум ПВХ; - ПВХ-изоляция электропровода.

Этот график можно использовать как калибровочный для определения тем­пературы карбонизации изъятых с места пожара проб. Так, например, если привезенная с места пожара проба карбонизованного ПВХ-линолеума имеет электросопротивление (Р = lgR = 3,0), то по графику на рис.9.3. можно устано­вить, что температура, при которой происходила карбонизация данного участка линолеума на пожаре, составляла 580-630 ⁰С.

То же можно сделать не только для полимерных материалов, но и для других органических материалов, дающих при нагревании коксовый оста­ток, например для минеральных масел.

Приведем пример пожара, на котором такого рода данные были необходимы при установлении причины пожара.

Это был крупнейший по площади ленинградский пожар последних десятилетий - пожар в производственном объединении "Севкабель" (1987г).

В результате пожара выгорело несколько находящихся под одной крышей цехов на площади около 16000 квадратных метров.

При осмотре места пожара было установлено, что очаг пожара находится в зоне расположения так называемой "бронемашины №4" - технологической установки длиною несколько десятков метров, на которой изготав­ливался бронированный судовой кабель. В состав установки входило несколько битумных ванн. Каждая ванна представляла собой емкость с "рубашкой" для разогрева битума. Битум, находившийся во внутренней емкости ванны, разогревался до нужной температуры масляной баней и подался шнеком вверх, на полив кабеля. Минеральное масло, находившееся в наружной "рубашке" ванной, в свою очередь нагревалось десятью ТЭНами мощностью по 1 кВт каждый, расположенными горизонтально.

При осмотре места пожара все ванны вскрыли. Везде масло сохрани­лось, а в одной - ванной №2 - закоксовалось, выгорело. Коксовые остат­ки в незначительных количествах сохранились на ТЭНах и на стенках мас­ляной бани. Стало ясно, что вероятный очаг пожара - ванна № 2, ибо там степень термического поражения масла выше, чем в других ваннах (и это при относительно одинаковой пожарной нагрузке во всех ваннах и вокруг них). Данный вывод подтверждался наличием дуговых оплавлений на проводах, питающих ТЭНы ванны 2 – у других ванн оплавлений не было, а это означало, что когда горение дошло до этих ванн, провода были не под напряжением, т.к. цех уже был обесточен.

Пробы коксовых остатков отбирали на исследование. Одновременно взяли также образец исходного масла - "Цилиндрового № 52". В лаборато­рии навески масла заливали в фарфоровые тигли и нагревали при за­данных температурах, измеряли электросопротивление остатков и в ре­зультате получили калибровочные кривые, выражающие зависимость электросопротивления коксовых остатков масла от температуры карбонизации (рис.9.4). Кривых на рисунке две - для длительности нагрева 30 и 60 минут. Кривые близки между собой, т.е. основное влияние на электросопротивление оказывает температура карбонизации, влиянием же длительности нагрева можно пренебречь и использовать в качестве калибровочной кривую, проведенную пунктиром на рис.9.4.

Рис.9.4.Зависимость электросопротивления коксовых остатков масла «Цилиндровое – 52» от температуры пиролиза.

Затем измерили электросопротивление проб, отобранных на месте пожара, а с помощью калибровочной кривой определили температуру нагрева отдельных ТЭНов и участков на стенках битумной ванны (рис.9.5). Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

а) на стенках битумной ванны температура была выше 570 °С, чем на распо­ложенных примерно на этой же высоте ТЭНах №2 и №9 (500 и 545 °С). Таким образом, коксование масла происходило в первую очередь от внешнего теплового воздействия, а не от внутреннего нагрева ТЭНами;

б) если не считать ТЭНов №1 и №10 (о них речь ниже), то наиболь­шие температуры нагрева были в зоне ТЭНов №7 (№6, №8). Похоже, что бак подогревался преимущественно с правого нижнего края;

в) самое главное - на ТЭНе №1 температура была равной 700 ⁰С; ТЭН №10 вообще не имеет карбонизованных остатков - т.е. либо он не был покрыт маслом вообще (на начальной стадии пожара, пока ТЭНы не обесточили), либо температура на нем была выше 800-900 ⁰С и карбонизованные остатки выгорели.

Осмотр ТЭНов показал, что они исправны, на входе имеют следы КЗ и короткие замыкания вторичны - т.е. ТЭНы на начальной стадии пожара бы­ли под напряжением.

Включение ТЭНа в электросеть на воздухе приводит к нагреву его поверхности до температуры 850 ⁰С. При этом происходит воспламене­ние карбонизованного остатка масла, а затем температура снижается до 550 ⁰С. Но и эта температура значительно выше температуры самовоспламенения масла.

Рис.9.5.Схема битумной ванны, точки отбора проб и температуры, при которых происходила карбонизация проб масла в различных ее зонах (определены анализом проб коксовых остатков).

Причиной пожара, судя по полученным данным, явилось воспламенение паров масла оголившимся в ванне ТЭНом. Затем, вероятно, произошел выб­рос горящего масла через заливное отверстие из битумной ванны, загора­ние отходов битума рядом с ней. Из-за недостатка воздуха в масляной рубашке горение там масла, видимо, затем прекратилось, и его карбонизация происходила за счет внешнего нагрева от горящего рядом с ванной битума. Горение рядом с ванной привело к обгоранию проводов, питающих ТЭНы, и их обесточиванию, что не дало им сжечь коксовые остатки масла на своей поверхности.