典型火灾爆炸事故类型及特征.ppt
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1、1,第5.4章 典型火灾调查,有些火灾之所以称为典型火灾,是因为它具有如下特征:1、有的在火灾的发生中人的行为起了 决定性作用2、起火源和起火物的种类特殊3、起火特征和现场特征特殊4、火灾发生的场所特殊5、起火的原因特殊等,2,第5.4章 典型火灾调查,第一节 自燃火灾调查第二节 爆炸事故调查第三节 静电火灾调查第四节 雷击火灾调查第五节 电气火灾调查,3,第一节 自燃火灾调查,主要内容一、自燃火灾调查(一)自燃的概念(二)物质自然发热机理(三)自燃性物质的分类(四)自燃条件(五)自燃的特征(六)自燃火灾的调查方法(七)自燃火灾原因的认定条件二、遇水、混触自燃(爆炸)火灾调查(一)遇水自燃的类
2、型及其物质(二)混触自燃(爆炸)的类型及其物质(三)遇水、混触自燃火灾调查方法,4,第一节 自燃火灾调查,一、自燃火灾调查(一)自燃的概念 自燃是物质在空气中在远低于自燃点的温度下自然发热,并且经过长时间的蓄热、升温,达到其自燃点而燃烧的现象。(如麦草、铁粉自燃等),5,第一节 自燃火灾调查,(二)物质自然发热机理1、氧化生热,如铁粉与氧反应生热;2、吸附生热,如活性碳吸附空气生热;3、分解生热,如赛璐珞的水解生热;4、聚合生热,如聚氨酯的聚合生热;5、发酵生热,如麦草堆的发酵生热。将低自燃点物质自燃在此一起研究。(如三乙基铝),6,第一节 自燃火灾调查,(三)自燃性物质的分类1、低自燃点物质
3、 物质的自燃点低于常温,如三乙基铝,-52.5;白磷为40。,7,第一节 自燃火灾调查,2、吸氧生热物质(1)动植物油 因含不饱和双键,能氧化生热,其自燃条件:A、碘值大于80;B、有一定过氧化值增长 率(见表8-1,P261);C、不易挥发;D、具有较大的氧化面积;E、含油量3%50%;F、有一定的蓄热条件;H、有一定的初始温度(如桐油为4050)。,8,9,第一节 自燃火灾调查,2、吸氧生热物质(2)金属粉末和金属屑(能与氧反应生热)(3)碳粉类(能吸附空气中的氧生热)(4)其它类,黄铁矿、鱼粉骨粉、橡胶粉、煤、原棉和棉籽等。,10,第一节 自燃火灾调查,3、分解放热物质 如硝化棉、赛璐珞
4、、硝化甜油等(酸、碱有催化作用)。C6H7O2(ONO2)3n+3nH2O C6H7O2(OH)3n+3nHNO3+Q,11,4、聚合放热物质 如丙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等在缺少阻聚剂,或混入活性催化剂、受热光照时自动聚合生热。nCH3-CH=CH2(CH-CH2)n+Q CH3,12,第一节 自燃火灾调查,5、发酵放热物质 常见的动植物杆棵、果实等,于含有一定水分、一定温度下,在微生物的作用下发酵生热,当达到7080时再经过吸附、氧化等生热升温过程,条件适宜,达到自燃点而起火。稻草类的自燃条件为:(1)含水量20%c以上;(2)具有一定的温度;(3)具有一定的保温条件。,13,烟叶包发酵
5、自燃现场,14,第一节 自燃火灾调查,(四)自燃条件1、热的积蓄(1)导热率,越小越利于热的积蓄。(2)堆积方式,越大越利于热的积蓄。(3)空气流速,越低越利于热的积蓄。,15,第一节 自燃火灾调查,2、放热速率(1)温度,越高反应速率越高,放热越快。(2)放热量,越多升温越快,放热越快。(3)水分,适量的水分对有些物质利于自燃。(4)表面积,表面越大反应速率越快。(5)催化作用,有的物质对自燃有催化作用。(6)老化度,硝化棉老化度越大,越易自燃,煤、活性碳、动植物油等相反,越新越自燃。,16,第一节 自燃火灾调查,(五)自燃的特征不同自燃物质其自燃特征也不相同:1、植物桔杆堆垛的自燃特征(1
6、)起火前冒蒸气,有异味;(2)顶部下陷,内部温度高;(3)起火点一般位于堆垛中心部位;(4)从起火点到周围炭化和颜色呈渐变痕迹;(5)起火点处有炭化结块,体轻疏松、纤维纹络清楚;(6)多发生在高温多雨季节,堆垛大、含水量高。,17,18,第一节 自燃火灾调查,(五)自燃的特征2、赛璐珞、漆片、硝化纤维素的自燃特征(1)长时间存放、高温、潮湿易发生自燃;(2)火灾前有棕红色气体、赛璐珞有樟脑味;(3)赛璐珞残留有黑色光泽的网眼状残渣;切开残渣有黄色、或茶色、或焦油状纹络,有樟脑味;(4)自燃变质的赛璐珞在放大镜下,有以杂质为中心的类似细胞分裂的形态。3、金属粉末的自燃特征(1)自燃前冒烟有异味,
7、有烘烤感;(2)中心部位有熔融过的块状或瘤状金属。(3)堆垛大、保温好。,19,20,第一节 自燃火灾调查,(六)自燃火灾的调查方法1、查明起火点的位置,一般应位于堆垛中心(而低自燃点物质的起火点在堆垛边沿);2、查明现场的起火特征,一般应具有阴燃起火特征;3、查明起火点处有无自燃性物质;4、查明环境条件,如温度、湿度、含水量、通风等;,21,第一节 自燃火灾调查,(六)自燃火灾的调查方法5、了解火灾前的现象,如冒烟、异味等;6、检测起火点处残留物的组成及与自燃相关的参数;7、必要时可做模拟试验;8、查明有无其他原因引起火灾的可能。,22,第一节 自燃火灾调查,(七)自燃火灾原因的认定条件1、
8、起火点处存在着自燃性物质;2、起火点一般处于堆垛的中心部位(注意特殊情况);3、火灾现场有自燃起火的特征;4、起火前现场有发生自燃的条件;5、起火前一般有起火前兆。,23,第一节 自燃火灾调查,二、遇水、混触自燃(爆炸)火灾调查(一)遇水自燃的类型及其物质1、遇水自燃 该类物质与水接触或吸收空气中水分产生大量热和可燃性气体,导致着火或爆炸。主要包括:碱金属、部分碱土金属、硼氢化物、碳化钙、磷化钙等。2K+2H2O=2KOH+H2+Q B2H6+6H2O=2H3BO3+6H2+Q KH+H2O=KOH+H2+Q,24,第一节 自燃火灾调查,(一)遇水自燃的类型及其物质2、遇水引燃 该类物质遇水发
9、热,能引燃接触或包装的可燃物质。如生石灰、漂白粉、浓硫酸、碱金属过氧化物等。例如常见石灰遇水引燃、浓硫酸泄漏引燃等。CaO+H2O=Ca(OH)2+Q 2Na2O2+4H2O=4NaOH+O2+Q,25,漂白粉漂白过的棉花中残留有漂白粉,受潮后生热引燃棉花。,26,第一节 自燃火灾调查,(二)混触自燃(爆炸)的类型及其物质例,深圳八五大爆炸(是过硫酸铵与硫化钠混触造成的)。1、氧化剂与还原剂混触 常见氧化剂:HNO3、KNO3、KMnO4、K2Cr2O7、O2、Cl2等。常见还原剂:S、P、金属粉、烃及其衍生物、可燃纤维等。,27,过硫酸铵与硫化钠混触爆炸,过氧化氢与硫混触着火,28,第一节
10、自燃火灾调查,2、氧化性盐与强酸混触 生成大量热和氧化性更强的物质,极易引燃接触的可燃物。常见氧化性盐:KNO3、KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、KClO2等;常见的强酸:H2SO4、HNO3、HCl等。6KClO3+3H2SO4=2HClO4+3K2SO4+4ClO2+2H2O+Q,29,第一节 自燃火灾调查,3、混触后产生不稳定物质 不稳定物质为易燃、易爆物质或具有强氧化性物质。(NH2)2+NaNO2=NaN3+2H2O 此反应中产生的叠氮化钠,遇磨擦、碰撞发生爆炸。,30,第一节 自燃火灾调查,二、遇水、混触自燃(爆炸)火灾调查(三)遇水、混触自燃(爆炸)火灾调查方法1、寻找起
11、火部位和起火点;2、查明起火部位处原来物质的种类、性质、数量,判断有无遇水、混触着火或爆炸性物质;3、查明包装、吸潮、浸水、混触情况;4、查明反应机理、反应热、反应速率等;5、查明气相条件、环境条件;,31,第一节 自燃火灾调查,(三)遇水、混触自燃(爆炸)火灾调查方法6、查明当时的操作情况,如摩擦、碰撞、通电等;7、查明火灾或爆炸前的不正常现象;8、提取并鉴定起火点处的残留物;9、有必要时作模拟试验;10、查明有无其它原因引起火灾的可能性。案例:深圳大爆炸,32,第二节 爆炸事故调查,主要内容一、爆炸的分类二、固体爆炸事故调查三、泄漏气体爆炸事故调查四、容器爆炸事故调查,上图:车间爆炸;下图
12、:下水道爆炸,33,第二节 爆炸事故调查,案例一:1988年 8月12日,青岛黄岛油库因雷击导致水泥油罐大爆炸。案例二:1998年3月5日,西安煤气公司西郊液化石油气站因法兰螺拴断裂,导致泄漏液化石油气,发生大爆炸。,34,第二节 爆炸事故调查,一、爆炸的分类 爆炸是指物质由一种状态迅速转变为另一种状态,或气体、液体蒸气瞬间发生剧烈膨胀,并释放出大量能量的现象。1、按爆炸物质的变化分类 化学爆炸、物理爆炸。2、按爆炸物质的状态分类 气体爆炸、液体爆炸、固体爆炸、粉尘爆炸。,35,第二节 爆炸事故调查,3、从火灾调查和爆炸现场特征的角度分类(1)固体爆炸性物质爆炸 如炸药爆炸,固体混触爆炸等。(
13、2)泄漏气体爆炸,泄漏的乙炔气、石油气爆炸等。(3)容器爆炸和爆破 化工反应器、锅炉等的爆炸或爆破。,36,第二节 爆炸事故调查,二、固体爆炸事故调查(一)固体爆炸现场的特点1、炸点明显 炸点是放置固体爆炸性物质的具体位置。由于固体爆炸时能量高度集中,易形成炸坑、炸洞等。有无炸点是确定是否为固体事故的重要依据。如图1;图2。2、抛出物细碎、量多、密集 抛出物是指炸点及其周围的物体被击碎而抛出的碎片。,37,第二节 爆炸事故调查,在地面爆炸 在墙面或楼板爆炸,返回,38,返回,39,第二节 爆炸事故调查,3、冲击波强大、传播方向均匀、衰减快 易破坏建筑物、物体,伤害人体。4、部分爆炸炸点和抛出物
14、表面有明显的烟痕 如,TNT,炭黑色;苦味酸,黑色;黑火药,黑白点。5、有的爆炸能留下燃烧痕迹 低爆速炸药爆炸,如黑火药和硝化棉等,易引起燃烧;中爆速炸药,硝酸铵炸药等,不易引起燃烧;高爆速炸药,如黑索金、泰恩等,易引起炸点处可燃物局部燃烧。,40,第二节 爆炸事故调查,(二)固体爆炸现场勘查的主要内容1、对炸点的勘查 炸点的位置、形状、大小,判断药量和破坏程度。炸点和抛出物的气味,可判断炸药种类,可取样送检,TNT有苦味、黑火药H2S味、NH4NO3涩味。在炸点采取烟痕,判断炸药种类。2、对抛出物的的检验 抛出物的分布方位、密度、与炸点距离等;并检验气味、燃烧痕、烟痕、熔化痕、冲击痕和划擦痕
15、等。,41,第二节 爆炸事故调查,(二)固体爆炸现场勘查的主要内容3、对现场炸药残留物采取送检 残留物包括原形物、分解产物、包装物、引爆器具残留物、爆炸尘土等。4、破坏伤亡情况 从中心向外勘查,建筑物的倒塌、断裂、变形,伤亡人员的位置、姿态、朝向、损伤部位等。,42,第二节 爆炸事故调查,(三)固体爆炸现场访问的主要内容1、了解爆炸现象 声、光、火焰、烟、气味、震动等。2、爆炸发生的详细经过3、现场爆炸前后的变化情况4、事主及相关人员使用、接触爆炸物品情况5、事主的经济、政治、社会关系、生活等情况,43,第二节 爆炸事故调查,二、泄漏气体爆炸事故调查 案例,1994年济南市和平路管道煤气泄漏爆
16、炸案。泄漏气体或液体的蒸气一般情况下浓度低,爆炸时能量密度低,爆炸压力低,最佳混合爆炸压力不超过10个大压,所对现场的破坏力比较小,由于气体充分接触现场可燃物质,因此容易引起燃烧。,44,45,第二节 爆炸事故调查,(一)泄漏气体爆炸现场特点1、没有明显的炸点 将引火源的位置定义为炸点。对炸点无明显的破坏,难以查明。可根据对称破坏现象判断。2、击碎力小、抛出物大3、冲击波作用弱、燃烧波致伤多 只产生推移性破坏使墙外移、开裂,门窗变形等,但可燃气体弥漫广,燃烧面积大。,46,第二节 爆炸事故调查,(一)泄漏气体爆炸现场特点4、烟痕一般不明显 因为一般浓度很低,空气充足,能充分燃烧。但象乙炔等高含
17、碳量气体爆炸时,产生较多烟痕。5、易引起燃烧 易引起火场内几处同时燃烧,有时形成多处起火点。,47,48,第二节 爆炸事故调查,(二)泄漏气体爆炸现场的主要内容1、寻找泄漏点(1)爆炸后可燃气体仍然在气源处燃烧,即可发现泄漏点;(2)若容器在泄漏气体爆炸后又发生爆炸,泄漏点已破坏,可查明设备的设计、生产、按装、使用、质量等情况进行综合分析判断。,49,第二节 爆炸事故调查,2、查明泄漏原因(1)材料强度降低(2)外部载荷突变(3)内部压力突然上升(4)阀门操作错误导致泄漏(5)忘盖孔盖造成泄漏(6)带压检修泵、阀等造成泄漏(7)接缝、转轴微小泄漏(8)液化石油气灶具故障泄漏,50,第二节 爆炸
18、事故调查,3、火源的寻找、检验和分析(1)持续性火源(2)临时性火源(3)绝热压缩高温(4)低自燃点物质泄漏(5)金属碎片撞击火花(6)静电火花 多个火源同时存在,离泄漏点近的火源有引起爆炸的可能性。,51,第二节 爆炸事故调查,(三)泄漏气体爆炸事故调查访问1、发生爆炸时的现象和过程;2、泄漏气体的种类、设备、及泄漏位置;3、泄漏的原因及采取的措施;4、爆炸前生产、使用、贮存情况,有无特殊现象;5、设备的设计施工、检修情况;6、以前是否发生过泄漏事故,什么原因,如何处置;7、附近有什么经常性的火源和临时性的火源;,52,第二节 爆炸事故调查,四、容器爆炸事故调查(一)容器爆炸现场特征1、爆炸
19、容器显而易见2、抛出物块大量少距离不等 一般不会发生粉碎性破坏,多数炸成较大块,有的裂成几个口,有时整人容器位移。3、冲击波有方向性4、一般没有烟痕(特殊情况如乙炔爆炸有烟痕)5、一般无燃烧现象,53,54,第二节 爆炸事故调查,(二)容器爆炸现场勘查的主要内容1、检查容器本身的破坏情况(1)查明容器爆破点的位置,多处于强度薄弱的部位,如局部腐蚀处、金属疲劳区等;(2)观察检验破裂断面,包括颜色、光泽、裂缝、花纹等特征,取断面材料作化学分析、力学检验等。(3)破坏形状,测量裂口长宽、周长、壁厚等。(4)检查碎片和抛出物,包括形状、数量、重量、距离、飞行方向等。(5)收集内容物的残留物,寻找内容
20、物、喷溅物,记录形态、颜色、种类、数量等,包装送检。,55,第二节 爆炸事故调查,2、检查安全附件情况(1)压力表,表面冲破指针打弯为超压;指针卡住为失灵;对记录式压力表,查明事故发生时压力。(2)安全阀,是不有开启痕迹,是否失灵,是否被人动过;试验其灵敏度,检查内部腐蚀情况等。(3)液位表,是否与主容器连通,是不有假指示现象,根据印痕检查爆炸前液体数量,残余液体量等。3、检查进出阀门的开闭状态,有无错装物料4、建筑物破坏情况5、人员伤亡情况,56,第二节 爆炸事故调查,(三)容器爆炸调查访问的主要内容1、爆炸容器的名称、用途、型号、使用年限、质量、生产厂家等;2、爆炸时间、爆炸时的现象、冲击
21、波方向;3、容器爆炸前内容物种类、数量、配比,是否超量或错半装;4、容器正常情况的温度和压力,如何正常操作;5、爆炸前温度、压力有什么不正常变化;6、压力表、减压阀和液位表是不经常失灵;7、设备设计、施工、使用、检修情况;8、附近有什么火源。,57,第二节 爆炸事故调查,(四)容器爆炸原因1、容器本身破坏的原因(1)塑性破坏,是由于内部压力逐渐升高金属经过塑性变形造成。破坏原因,过是充装、超压运行、受热、腐蚀等。(2)脆性破坏,是材料变性或内压突变性增大千成的。破坏原因,温度低于金属的脆性转变温度,加载速率过快、突然冲击等。(3)疲劳破坏,在常期交变力的作用下材料有缺陷的地方产生裂纹,最终导致
22、断裂。破坏原因,频繁加压泄压,压力波动幅度大,温度周期性变化等。(4)其它原因,如蠕变破坏、腐蚀破坏。,58,第二节 爆炸事故调查,2、容器内部压力上升的原因(1)气体体积膨胀,容器内温度升高导致压力增大。P2=T2P1/T1(2)液体体积膨胀,因过量充装,温度上升时充满整个容器,导致内部压力急剧增大。(3)液体蒸气压上升,因温度升高导致蒸气压上升。(4)物态变化,如液体发生临界相变,压力突然上升几百倍,有时上千倍。(5)化学反应,如物料快速燃烧、气体突然分解、单体聚合反应等。案例:家属楼爆炸案,59,第三节 静电火灾调查,一、静电火灾形成的条件二、静电火灾调查的主要内容三、静电火灾原因的分析
23、和认定,60,一、静电火灾形成的条件,1、火灾现场有产生静电和聚集静电的条件 如管道输油、粉碎、穿脱毛衣等易产生静电;矿物油、常见塑料、橡胶等为带静电物质,易聚集静电荷。2、具有足够大的静电场强度能形成静电放电 一般在干燥的空气中平板间的击穿电压3035 kV/cm。3、被静电放电引燃的可燃性气体或可燃性粉尘的浓度处于爆炸极限之间(火花温度足够高)4、静电放电的能量大于或等于爆炸物的最小点火能量(静电火花仅能引燃可燃性气体和粉尘等最小点火能量较低的物质)。,61,二、静电火灾调查的主要内容,(一)对现场的设备、操作工艺和操作人员的调查1、查明操作工序的每个环节设备的构造、功能、材料种类,各设备
24、的位置,各设备间的导电连接和接地情况;2、操作工艺情况,包括操作种类、操作时间、操作速率、现场温度和压力等;3、操作人员活动、穿脱服装、嗅觉和触觉的感觉情况、使用工具情况等;,62,二、静电火灾调查的主要内容,(二)对现场操作物的调查1、操作物的种类组成、状态、电阻率、介电常数、带电能力、自燃点、闪点、爆炸限、最小点火能量等;2、操作物在火场中的位置,运输、加工、储存等情况;,63,二、静电火灾调查的主要内容,(三)对火灾前现场环境条件的调查1、操作场所的危险等级(如甲类:闪点小于28的液体、爆炸下限小于10%气体等场所);2、事故当天的气象情况;3、现场可燃气体、易挥性发液体和粉尘的泄漏和泄
25、喷情况;4、现场存在的孤立导体分布情况;5、现场地面导走静电的能力。,64,二、静电火灾调查的主要内容,(四)在起火点处发现静电放电痕迹 在金属上出现微小的火山口模样的痕迹,可用电子显微镜或X射线能谱进行分析。(五)现场测试获取证据 如测量流速、管子直径、粉碎速率、静电电位等。(六)模拟试验 最好在现场做,也可在实验室做,以获得静电积累和放电引燃的实际条件。(七)查明有无其它火源引起火灾的可能性。,65,三、静电火灾原因的分析认定,静电火灾现场特点是:起火点不明显、证据不足、原因复杂。所以,火灾原因多是分析判定的结果。(一)分析认定现场有产生静电的操作根据 如:在起火现场是否有液体的流动、过滤
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