注冊安全工程師輔導：燒和爆炸分析
發布時間：2011-09-30 共1頁
1.燃燒分析
損壞分布可以提供火源區域的有力證據.木器燃燒持續的時間最長,炭化的程度也最深.經驗指出,本材炭化2.5cm需要40min的時間.如果從救火者那里了解到滅火的時間,就可以從炭化深度測定確定火源區域.
火災后容器的狀況可以提供燃燒時間長短的有價值的證據.任何容器暴露在火焰中,所裝載的液體都可以防止容器內油漆涂層的損壞,液面之上的容器壁涂層則會爆皮.如果容器內原來的液面是已知的,火災后的液面結合容器的上述持征可以檢查出來,從而不難確定液體的蒸發量和蒸發熱.
純銅的熔點是1080℃,一般純銅能夠承受燃燒的作用.銅合金,如黃銅和青銅,其熔點在800一1000℃之間,通常在火災中會熔化.火災后會有銅合金液滴粘附在其他金屬表面上.如果在導體上發現純銅液滴,這表明在火災中有電流通過,強化了燃燒的熱量.如果有電纜通過,電流在燃燒的早期由于電纜熔斷而被切斷,這時,純銅液滴和純銅導體上的電弧焰凹痕,成為火源區的有力證據.
鐵和鋼的熔點在1300一1500℃之間,在火災中一般不會熔化,在550一600℃之間,會產生驚人的扭曲變形.結構鋼制件扭曲變形現象在火災中隨處可見,在火災調查中意義不大.
2.爆炸分析
(1)爆炸作用表現模式
多種因素影響著容器破裂的方式.
在靜負荷超量的極限情形,壓力下凝聚相的爆轟會產生脆性破裂.
對于氣體爆燃比較緩慢的情形,斷裂的方式則是純粹彈性的,破裂的起始點在容器的薄弱點處.在爆燃斷裂瞬間之后,壓力仍繼續上升,此時會產生更多的碎片.容器內緩慢的加壓過程,最初會產生彈性斷裂,繼而會裂口,最后臺加速至脆性斷裂.
所以,找到初始斷裂點是重要的.對于脆性破裂的情形,容器斷片的斷口標記會指回到初始點.對于絕大多數彈性破裂的情形.初始點通常都是在容器最薄的地方附近.
(2)物理過壓
容器,如鍋爐或被火焰包圍的其他密封容器,由于物理過壓而破裂是常見的事情.過壓中的壓力指的是氣壓,或者是液壓.
液壓過壓產生的發射物比氣壓過壓產生的發射物要少.對于物理過壓,破裂的起始點往往在容器潛在的薄弱點處.
(3)單一容積系統氣相爆炸
如果易燃氣體混合物在一個加工容器中,如一個罐或室中燃燒.燃燒過程會使壓力不斷升高,最后會引起器壁爆裂.對于單一的容器,火焰擴散通常是亞聲速的.爆炸應力總是均勻分布的,容器會在其薄弱點破裂,這可能是由于容器中某處的砂眼或夾層中的燃燒所致,但是從破裂模式無法推斷出砂眼或火源的位置.這個原則同樣適用于單一容器內的爆炸.
(4)復合容積系統氣相爆炸
當氣相爆炸在互相連通的容器內擴散時,最嚴重的損壞總是發生在遠離火源處.火焰從一個容器傳播至下一個容器時被加速,從而壓力升高的速率和破壞強度會相應增加.類似的,復合容積系統中的粉塵爆炸,最嚴重的損壞也是發生在遠離初始火源處.在氣體爆炸中,壓力的堆積造成連通容積系統驚人的破壞,甚至會導致爆轟.依據上述機理,容器承受的壓力會突然增至通常過程壓力的100倍以上.而單一容器的爆炸,壓力很少超過初始壓力的10倍.
(5)氣體爆轟
氣體爆轟通常發生在管道或高徑比較大的容器內,最大損壞也發生在遠離火源處.化工廠氣體爆轟最顯著的特征是,爆轟本身會突然改變方向.在沿著爆轟波傳播線的許多孤立點上,會發現爆裂和普通過壓的證據.爆轟產生爆裂是縱向的,所以管道的斷片往往是長條形的.爆轟破裂會延伸到很遠的距離,而簡單的過壓或爆燃產生的破裂,長度很少超過幾倍管徑的距離.
3.火源分析
如果木制品,紡織品,隔板,或其他某些固體物質最先起火,其初始點火源的識別要比識別氣相起火容易.一般來說,固體物質起火,需要點火源持續一些時間,而能夠點燃氣體混合物的靜電釋放只有幾分之一秒.
電動機或電纜的電力故障,隔板上的易燃液體玷污液以及人員的活動,是化工廠火災的普通原因.
焊接和切割的火花.其引火能力超過了人們的想像,如果這些火花被懷疑是火災或爆炸的起因,應該考慮模擬實驗,而且不應該忽略高濃度氧的可能作用.
初始火源的確定常被認為是所有調查的最終目的.對于火災的情形,很可能是這樣的.但對于偶發的氣相爆炸事故,無法確認點火源占很大比例.
