CC BY
18УДК 614.841.2.001.2
КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СТЕПЕНИ ТЕРМИЧЕСКОГО ПОРАЖЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОТРАНСПОРТА
Г.А. Сикорова.
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России
Обосновывается применение комплексной методики исследования корпуса сгоревшего автомобиля для определения места возникновения пожара. Возможность достоверного установления очага пожара, позволит определить причину, приведшую к загоранию. Впоследствии, на основе анализа данной информации, можно делать выводы об эффективности всех мер, направленных на повышение пожарной безопасности транспортных средств.
Ключевые слова: очаг пожара, корпус автомобиля, термические изменения, полевые методы, комплексная методика, магнитные свойства, твёрдость
COMPREHENSIVE METHOD OF STUDYING THE DEGREE OF THERMAL DAMAGE OF STEEL ELEMENTS OF MOTOR TRANSPORT
G.A. Sikorova. Saint Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia
The application of a comprehensive technique for examining the body of a burned-out car to determine the place of fire is substantiated. The possibility of reliably establishing the source of the fire will also determine the cause that led to sunbathe. Subsequently, based on the analysis of this information, conclusions can be drawn on the effectiveness of all measures aimed at improving the fire safety of vehicles.
Keywords: fire center, car body, thermal changes, field methods, complex technique, magnetic properties, hardness
Введение
Автомобильный парк России неуклонно растёт, увеличение количества транспортных средств происходит в основном за счет покупки личных легковых автомобилей, расширения списков маршрутных такси в крупных городах. Эти тенденции несколько снизились в период пандемии коронавируса, но общественная жизнь постепенно возвращается в привычное русло, перемещения активизируются с новой силой.
По статистике, ежегодно предоставляемой Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России), за 2020 г. произошло 439 394 пожаров, погибло 8 313 человек, прямой ущерб исчисляется 20 876 301 руб. Количество пожаров на транспорте составило 3,88 % от общего количества по стране, при этом погибло 120 человек, ущерб составил 2 460 011 руб.
Несмотря на то, что всего по стране на пожары, связанные с транспортными средствами, приходится 3,88 %, в абсолютных значениях это внушительная цифра -17 063 пожара. Из них грузовые машины горели 2 191 раз, автобусы - 377, трамваи - 32 и троллейбусы - 19, мототранспорт -137 раз. Железнодорожный транспорт горел в общей сложности 120 раз, а прочие транспортные средства пострадали от огня 1 425 раз (рис. 1). Наибольшее число пожаров из года в год приходится на легковой транспорт, в 2020 г. эта цифра составила 12 756 единиц (рис. 1) [1, 2].
■ Легковые автомобили
■ Автобусы
■ Троллейбусы
■ Трамваи
■ Мототранспорт
■ Прочие транспортные средства
Грузовые автомобили
Железнодорожный транспорт
Рис. 1. Количество пожаров по видам транспортных средств, произошедших в Российской Федерации за 2020 г.
Быстрое развитие горения при пожаре на автомобиле, обусловленное большим количеством постоянной и переменной горючей нагрузки, зачастую приводит к полному выгоранию, поэтому при установлении очага пожара в качестве объекта, несущего значимую информацию о признаках очага и направлению развития горения, остается только поврежденный стальной корпус. Изменения, которые происходят при нагреве в таких объектах, можно проследить с помощью исследования свойств, зависящих от структуры материала, к которым можно отнести магнитные характеристики. Современные методики пожарно-технического исследования сгоревших автомобилей, реализуемые в судебно-экспертных учреждениях МЧС России, предполагают использование коэрцитиметров [3]. Для получения достоверных данных о степени термического воздействия на крупногабаритные стальные конструкции целесообразно использовать не один, а несколько методов в комплексе. Процессы рекристаллизации в структуре холоднодеформированных стальных изделий, таких как корпус автомобиля, несомненно, будут оказывать влияние на твёрдость стали. Появление на рынке портативных твердомеров позволяет реализовать данный метод непосредственно на месте пожара. Внедрение данного метода в комплексе с уже существующими предполагает проведение большого объема исследований, позволяющих оценить его эффективность и рекомендовать его для внедрения в экспертную практику [4, 5].
Используемая в работе методика исследования включала последовательное применение двух методов исследования: измерение токов размагничивания (1р), с помощью импульсного коэрцитиметра КИМ-2М и измерения твердости, с помощью твердомера полевого прибора ТЭМП-4 (электронного твердомера) по шкале Бринелля. Оба метода требуют предварительной подготовки поверхности, заключающейся в ее очистке от остатков лакокрасочного покрытия и слоев образовавшегося слоя окалины. Методика работы на твердомере предусматривает более жёсткие требования к шероховатости поверхности (Яа 2,5), этот результат достигается при помощи наждачной бумаги Р 800 и мельче. Схема проведения исследования состояла в зашлифовке поверхности корпуса в точках проведения измерений и дальнейшем снятии показаний вначале коэрцитиметром, затем твердомером. В каждой точке показатели замерялись по семь раз, за результат принималось значение среднего арифметического полученных измеренных значений [6-8].
Исследование легкового автомобиля после пожара
В практике пожарно-технической экспертизы при использовании инструментальных методов практически никогда не приводятся абсолютные значения измеренных величин. При формулировке выводов об очаге пожара гораздо чаще используют относительные показатели, связано это с тем, что получаемая информация носит сравнительный характер, главная задача сравнить различные свойства материалов, сохранившихся на пожаре между собой, и выявить области максимальных и минимальных термических воздействий. Обычно полученные данные нормируют относительно результатов исследования аналогичных материалов, не подвергнутых термическому воздействию. В случае сгоревшего автомобиля такой подход нельзя применять, поскольку найти не поврежденный огнем участок, ввиду динамики горения и локальности объекта, не представляется возможным.
В работе использовали приведенные параметры относительно минимальных из полученных значений. Такой подход был выбран потому, что как величина токов размагничивания, так и твердость сталей, применяемых для изготовления корпусов автомобилей, при увеличении степени отжига снижаются, следовательно, в точке максимальных термических поражений относительный показатель будет равен 1. Такой подход позволит сопоставить результаты, полученные разными методами, и сделать вывод об эффективности для совместного использования.
В качестве объекта для отработки предлагаемой схемы исследования был выбран полностью сгоревший легковой автомобиль Audi (рис. 2), определить конкретную модель не представилось возможным из-за тотального выгорания. На корпусе автомобиля по всему периметру были намечены 12 зон для снятия показателей.
б) в)
Рис. 2. Сгоревший автомобиль Audi: а) правая сторона; б) багажный отсек; в) моторный отсек
Полученные данные измерения тока размагничивания и твердости стального корпуса, а также результаты расчета относительных показателей приведены в таблице.
Таблица. Данные измерения тока размагничивания и твердости стального корпуса, а также результаты расчета относительных показателей
№ точки замера Ток размагничивания, мА Относительная величина Ip/Ip min Твердость по Бринеллю, НВ Относительная величина НВ/НВшт
1 0,032 1,03 199 1,02
2 0,031 1,00 196 1,00
3 0,036 1,16 225 1,15
4 0,052 1,68 242 1,23
5 0,055 1,77 256 1,31
6 0,058 1,87 282 1,44
7 0,060 1,94 273 1,39
8 0,056 1,81 247 1,26
9 0,053 1,71 240 1,22
10 0,051 1,65 232 1,18
11 0,040 1,29 201 1,03
12 0,043 1,39 216 1,10
По результатам, полученным с полевого коэрцитиметра зоны наибольшего теплового воздействия в точках 1, 2, 3 и 11, 12, участок максимального термического поражения находится в правой части моторного отсека (точки 1, 2 и 3), левая часть моторного отсека отожжена чуть меньше (точки 11 и 12). Метод измерения микротвердости показал, что к зонам наибольшего теплового воздействия также относятся точки 1 и 2 (правая часть моторного отсека), также к таким зонам можно отнести области расположения точек 11 и 12 (левая часть моторного отсека). Остальная часть корпуса характеризуется меньшей степенью термического поражения.
Для наглядности полученные данные представлены в виде рисунка, где цветом отмечены зоны, отличающиеся степенью термического воздействия (рис. 3)
7 6
8 5
9 4
10 з
И 2
12 1
6
5
4
3
Рис. 3. Зоны термического воздействия на корпус автомобиля
Полученные двумя выбранными методам данные не противоречат друг другу, судя по ним горение начало развиваться в моторном отсеке и затем перешло в салон и багажное отделение. Полученные в работе результаты показали, что использование коэрцитиметра и твердомера по отдельности позволяет выявить несколько зон на корпусе, соответствующих максимальному отжигу на пожаре, совместное их применение и сравнительный анализ полученных данных приводит к уточнению картины распределения зон термических поражений [6-11].
Заключение
Таким образом, сопоставление и совместное использование результатов исследования величины тока размагничивания и твердости корпуса сгоревшего автомобиля позволяют более локально выявить зоны максимальных термических поражений. Взаимно дополняя друг друга, выбранные методы позволяют получить больший объем аналитической информации, необходимой для формирования достоверных выводов о месте первоначального возникновения горения при исследовании пожаров на автомобилях.
Литература
1. Пожары и пожарная безопасность в 2020 году: стат. сборник / под общ. ред. Д.М. Гордиенко. М.: ВНИИПО, 2021. 112 с.
2. О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в 2020 году: Гос. доклад. М.: МЧС России. ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2021. 264 с.
3. Экспертиза пожаров: учеб. / М.А. Галишев [и др.]. СПб.: С.-Петерб. ун-т ГПС МЧС России, 2013. 294 с.
4. Пожарно-техническая экспертиза: учеб. / М.А. Галишев [и др.]. СПб.: С.-Петерб. ун-т ГПС МЧС России, 2014. 453 с.
5. Чешко И.Д. Экспертиза пожаров (объекты, методы, методики исследования) / под науч. ред. канд. юрид. наук Н.А. Андреева. СПб.: СПбИПБ МВД России, 1997. 562 с.
6. Чешко И.Д., Плотников В.Г. Анализ экспертных версий возникновения пожара. СПб.: Типография «Береста», 2010. Кн. 1. 708 с.
7. Оценка эффективности принятия решений по повышению пожарной безопасности на открытых автостоянках / Ю.Д. Моторыгин [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. 2017. Т. 26. № 1. С. 25-31.
8. Полевые инструментальные методы исследования объектов пожарно-технической экспертизы: учеб. пособие / Г.А. Сикорова [и др.]. СПб.: С.-Петерб. ун-т ГПС МЧС России, 2018. 136 с.
9. Сысоева Т.П., Бельшина Ю.Н. Эффективность применения портативных приборов при исследовании пожаров на автотранспорте // Технологии техносферной безопасности. 2015. № 1 (59). С. 83-88.
10. Сысоева Т.П., Бельшина Ю.Н., Галишев М.А. Комплексная методика анализа окрашенных стальных элементов автомобиля на основе полевых методов исследования // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун -та ГПС МЧС России». 2015. № 1. С. 53-61.
11. Елисеев Ю.Н., Скодтаев С.В., Сысоева Т.П. Динамика пожаров легковых автомобилей // Проблемы управления рисками в техносфере. 2018. № 2 (46). С. 127-132.
References
1. Pozhary i pozharnaya bezopasnost' v 2020 godu: stat. sbornik / pod obshch. red. D.M. Gordienko. M.: VNIIPO, 2021. 112 s.
2. O sostoyanii zashchity naseleniya i territory Rossijskoj Federacii ot chrezvychajnyh situacij prirodnogo i tekhnogennogo haraktera v 2020 godu: Gos. doklad. M.: MCHS Rossii. FGBU VNII GOCHS (FC), 2021. 264 s.
3. Ekspertiza pozharov: ucheb. / M.A. Galishev [i dr.]. SPb.: S.-Peterb. un-t GPS MCHS Rossii, 2013. 294 s.
4. Pozharno-tekhnicheskaya ekspertiza: ucheb. / M.A. Galishev [i dr.]. SPb.: S.-Peterb. un-t GPS MCHS Rossii, 2014. 453 s.
5. Cheshko I.D. Ekspertiza pozharov (ob"ekty, metody, metodiki issledovaniya) / pod nauch. red. kand. yurid. nauk N.A. Andreeva. SPb.: SPbIPB MVD Rossii, 1997. 562 s.
6. Cheshko I.D., Plotnikov V.G. Analiz ekspertnyh versij vozniknoveniya pozhara. SPb.: Tipografiya «Beresta», 2010. Kn. 1. 708 s.
7. Ocenka effektivnosti prinyatiya reshenij po povysheniyu pozharnoj bezopasnosti na otkrytyh avtostoyankah / Yu.D. Motorygin [i dr.] // Pozharovzryvobezopasnost'. 2017. T. 26. № 1. S. 25-31.
8. Polevye instrumental'nye metody issledovaniya ob"ektov pozharno-tekhnicheskoj ekspertizy: ucheb. posobie / G.A. Sikorova [i dr.]. SPb.: S.-Peterb. un-t GPS MCHS Rossii, 2018. 136 s.
9. Sysoeva T.P., Bel'shina Yu.N. Effektivnost' primeneniya portativnyh priborov pri issledovanii pozharov na avtotransporte // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. 2015. № 1 (59). S. 83-88.
10. Sysoeva T.P., Bel'shina Yu.N., Galishev M.A. Kompleksnaya metodika analiza okrashennyh stal'nyh elementov avtomobilya na osnove polevyh metodov issledovaniya // Nauch.-analit. zhurn. «Vestnik S.-Peterb. un-ta GPS MCHS Rossii». 2015. № 1. S. 53-61.
11. Eliseev Yu.N., Skodtaev S.V., Sysoeva T.P. Dinamika pozharov legkovyh avtomobilej // Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere. 2018. № 2 (46). S. 127-132.
