Вопрос 2. Версия о причине пожара от бытовых нагревательных электроприборов.

Электронагревательные приборы могут привести к возникновению пожара в основном в трех случаях:

1) при возникновении в электрической части прибора аварийного режима работы (КЗ, БПС) в нормальных условиях эксплуатации;

2) при работе прибора в непредусмотренных конструкцией условиях (например, электрокипятильника или чайника после выкипания воды);

3) в ситуации, когда взаимное расположение нагревательного прибо­ра и сгораемых веществ и материалов таково, что последние способны нагреться до температуры, обеспечивающей возникновение и развитие горения.

Признаки причастности электронагревательного прибора к возникновению пожара формируются как на окружающих конструкциях и предметах, так и на нем самом. Рассмотрим эти признаки по порядку.

Признаки на окружающих конструкциях представляют собой локальные разрушения в очаговой зоне, прогары. Образуются они за счет длительного (многочасового) локального нагрева конструкции и пиролиза, протекающего в режиме тления. Хрестоматийным стал приведенный Б.В. Мегорским пример пожара, когда забытый на столе утюг прожег стол, паркет, черновой пол, перекрытие и был после пожара найден на нижележащем этаже под дырой в потолке;

Признаки включения электроприбора в сеть, выявляемые осмотром вил­ки, розетки, электрошнура.

При анализе версии о причастности электроприбора к возникновению пожара сначала нужно уяснить, а был ли прибор вообще включен в электросеть?

Если вилка электроприбора на момент осмотра места пожара находится в электророзетке, то можно считать, что дознавателю повезло; ему останется зафиксировать этот факт в протоколе осмотра, фото- или видеосъемкой. Правда, нужно еще проверить, не была ли обесточена электросеть (осмотреть аппараты защиты) и нет ли на самом электроприборе до­полнительного выключателя.

Если вилка находится не в розетке, целесообразно осмотреть ее шты­ри, закопчены они или нет. То же самое относится к гнездам электроро­зетки, в которую предположительно был включен электроприбор.

Необходимо осмотреть сам шнур питания или то, что от него оста­лось (обычно это металлическая жила, т.к. изоляция сгорает). Наличие на жилах шнура дуговых оплавлений - неопровержимое свидетельство того, что электроприбор был под напряжением (если, конечно, в самом приборе нет дополнительного выключателя).

Необходимо отметить, что шнуры сами могут быть местом, где возник аварийный режим (КЗ, БПС). Этому способствует, прежде всего, излом про­водов. Особенно опасны в этом плане провода с литыми штепсельными вилками.

Специалисты Красноярской ИПЛ заметили, что наиболее часто излом провода происходит примерно на расстоянии 10 мм от вилки. В своем методическом пособии по исследованию пожаров они приводят примеры трех пожаров, произошедших в Красноярске с марта по июль 1987 года (фотоцех «Енисейфото» - красный фонарь; жилой дом - провод электрофена; костюмер­ная театра оперы и балета - провод удлинителя). Во всех случаях горение началось из-за дуги КЗ, произошедшей в месте излома провода в 10 мм от вилки. Так что на это роковое место при осмотре электрошнура, если шнур найден на месте пожара, обязательно надо обращать внимание.

К сожалению, на пожаре шнуры часто не сохраняются. Изоляция сго­рает, а медная жила при температуре выше 700 - 800 ⁰С становится хрупкой и рассыпается. Таким образом, не следует особо удивляться отсутствию шнура питания, если он находился в зоне достаточно интенсивного горения.

Признаки причастности к возникновению пожара, формирующиеся на самих электроприборах, целесообразно рассмотреть отдельно для каждой их разновидности.

Электроутюги

Утюги с исправным терморегулятором практически пожаробезопасны. С неработающим или отключенным регулятором утюг представляет достаточно мощный источник зажигания. Отечественные электроутюги, по экспериментальным данным, работают в аварийном режиме (с отключенным терморегу­лятором) до разрыва электрической цепи 10 - 36 минут, успевая нагреть­ся при этом до 500- 700 ⁰С. Утюг в таком состоянии способен поджечь многие сгораемые материалы.

Если подошва утюга алюминиевая, она при этом подплавляется, деформируется. Стальная же сохраняется.

В одной из работ Ленинградской ИПЛ К.П.Смирнов приводит пример утюга со стальной подошвой, изъятого из очага пожара. Утюг вскрыли, и оказалось, что внут­ренняя его поверхность покрыта пленкой окисла черного цвета, а на наружной поверхности окисел имеет преобладающий сине-голубой цвет. По указанным цветам можно сделать вывод о том, что на внутренней поверхности утюга температура достигала 400-420 ⁰С, в то время как снаружи она была на 50- 100 ⁰С ниже. Таким образом, можно заключить, что источник тепла был внутри корпуса утюга.

Еще интереснее было распределение цветов побежалости по подошве утюга. От периферии к центру подошвы цвет менялся в такой последовательности: черный – синий – голубой – темнопурпурный –фиолетовый - пурпурный – золотисто - желтый. То есть температура нагрева подошвы от края к центру последовательно уменьшалась. По всей вероятности, причиной такого распределения температур было тление под подошвой утюга. Наиболее активно оно происходило по краям, где есть приток свежего воздуха, поэтому здесь температура нагрева подошвы оказалась, соответственно, выше.

Характерные термические поражения имели и некоторые другие элементы утюга.

У утюга с алюминиевой подошвой характерным признаком работы в аварийном режиме является наибольшая деформация подошвы в зоне укладки электроспирали (в центре, четко по профилю укладки) и явно меньшая деформация на периферийных участках подошвы, где спирали нет. Очевидно, что такого не может быть в случае подплавления и деформации от внешнего теплового воздействия.

Полезным может оказаться металлографическое исследование подошвы утюга. Янишевский В.В. (ВНИИПО) в одной из публикаций приводит результаты исследований подошв утюгов, выполненных из алюмокремниевого сплава АК5М2. Автор указывает, что металлография дает возможность дифференцировать подошвы утюгов, работавших в аварийном режиме, и подошвы, просто подвергавшиеся вторичному нагреву в ходе пожара. Отличия заключаются в разной форме выделения кремния. В первом случае выделения по границам зерен имеют пластинчатое строение; во втором случае пластины кремния раздроблены, скоагулированы и имеют равноосную форму.

Электрокипятильники

Бытовые электрокипятильники имеют оболочки ТЭНов из латуни, стали, алюминия. Они по-разному ведут себя при аварийном режиме, предшествующем пожару, и на самом пожаре, поэтому должны быть рассмотрены отдельно.

Электрокипятильники с оболочкой из медных сплавов и стали.

К кипятильникам этой группы относятся кипятильники класса ЭПМ (электрокипятильник погружной, малого габарита). В соответствии с ГОСТ они выпускаются мощностью 0,3; 0,5; 0,7 кВт. Это самые распространенные в быту электро­кипятильники, рассчитанные на нагрев 0,25 - 0,5 - 1 л воды. Нагревательный элемент кипятильника – ТЭН - состоит из оболочки (латунь, сталь 10 или 20), внутри которой находятся проволока сопротивления (спираль) и мелкозернистый наполнитель – периклаз, который выполняет функцию изолятора, отделяющего спираль от оболочки ТЭНа.

Во включенном состоянии, но без погружения в воду, кипятильник в течение 1-2 минут раскаляется докрасна, температура оболочки в зоне нахождения электроспирали достигает 700-750 ⁰С. Кипятильник может сам обесточиться, если от нагрева произойдет нарушение спаев выводных кон­цов нагревательной спирали со шнуром питания. В этом случае пожара может и не произойти. Если же провод питания припаян качественно, то ки­пятильник становится крайне опасным источником зажигания. Пожар может начаться в следующих случаях:

а) при опрокидывании емкости, в которой находился кипятильник или при разрушении стеклянного стакана после того, как из него выкипела вода; в этом случае загорание происходит при непосредственном контакте кипятильника со сгораемым материалом;

б) если кипятильник находится в алюминиевой или стальной эмалиро­ванной кружке, стоящей на сгораемом основании, то возможно загорание этого основания от контактного нагрева кружкой, разогретой кипятильником. Эксперимент в лаборатории показал, что алюминиевая кружка емкостью 250 мл с включенным в сеть электрокипятильником прожигает дыру в 40- миллиметровой сосновой доске за 2- 2,5 часа после выкипания воды.

На пожаре от кипятильника часто остается один нагревательный элемент (ТЭН) (рис. 4). Для того чтобы установить причастность кипятильника к возникновению пожара, ТЭН надо исследовать - визуально, а еще лучше, инструментальными методами.

Визуальные признаки работы кипятильника в аварийном режиме.

ТЭН электрокипятильника, как видно на рис. 4, имеет спиральный участок, который нагревается в ходе работы кипятильника, и выводной (концевой) участок трубки, где нет спирали.

Визуальными признаками работы ТЭНа в аварийном режиме (без воды) являются:

- более светлый цвет трубки в зоне концевого участка и более темный там, где уложена спираль;

- металл на спиральном участке отожжен и трубка гнется руками легче, нежели на спиральном участке.

Злоупотреблять последним тестом, однако, не стоит, чтобы не испортить вещественное доказательство; надежнее и эффективнее исследовать его с помощью инструментальных методик.

Инструментальные исследования.

Факт работы кипятильников данного типа в аварийном режиме, т.е. без воды, может быть установлен инструментальным исследованием в лабо­ратории. Для этого применяются два метода: металлография (универсаль­ный метод исследования металлов и сплавов) и определение твердости (микротвердости) оболочки ТЭНа. Рассмотрим второй метод как наиболее прос­той.

Рис. 4. Результаты определения микротвердости оболочки кипятильников:

а) исходного кипятильника;

б) после работы в аварийном режиме (без воды);

в) после отжига в ходе пожара.

От кипятильника отрезают один виток, делают на его поверхности боковой шлиф и определяют твердость трубки с помощью микротвердомера ПМТ-3М в нескольких точках, как это показано на рисунке 4.

Твердость оболочки ТЭНа, не работавшего в аварийном режиме и не побывавшего на пожаре, примерно одинакова по всей ее длине. Когда кипятильник оказывается во включенном состоянии без воды, на витковом участке, т.е. там, где имееется нагревательная спираль, оболочка кипятильника разогревается до высокой температуры. При этом происходит рекристаллизация холоднодеформированного металла оболочки и существенно (в два раза, как видно из приведенных на рис. 4 цифр) снижается твердость оболочки. На выводном же участке, где нет спирали, оболочка нагревается незначительно и ее твердость практически не меняется. Поэтому, если на найденном на пожаре кипятильнике твердость оболочки распределяется подобным образом, это можно рассматривать как признак работы кипятильника в аварийном режиме. При внешнем тепловом воздействии на кипятильник в ходе пожара оболочка также может отжечь­ся, но в этом случае отожжется вся трубка (рис. 4).

Те же признаки рекристализации металла оболочки на локальном участке могут быть зафиксированы и методом металлографии.

ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ (5 мин)