一種火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于一種檢測方法，具體涉及一種火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，對于火場物證的檢測，目前國內(nèi)外采用的主要方法是從火場殘留物中檢測是否存在未燃燒或過火程度較輕的易燃液體。并以此為基礎(chǔ)，采用多種分析手段進行分析。但是，現(xiàn)有大多數(shù)鑒定方法的使用前提是火災(zāi)撲救及時、火場燃燒不嚴(yán)重，而且要求所提取的樣品要非常純凈，不能受到污染，否則不容易檢測出火場中殘存的易燃液體成分。但火災(zāi)現(xiàn)場復(fù)雜，大部分為變動現(xiàn)場，現(xiàn)場助燃劑易揮發(fā)并受外來污染，給火場中助燃劑的檢驗與認(rèn)定帶來困難。因此，尋找一種方便有效的檢測方法，以提高火場環(huán)境中助燃劑的檢測效率和準(zhǔn)確性，有著重要的實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種檢測效果良好，操作較為簡便的火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法。本發(fā)明使用一種特殊金屬材料加工的樣品為觀察對象，利用不同環(huán)境氣氛與金屬氧化膜生長熱力學(xué)/動力學(xué)之間的定性-定量關(guān)系，以及金屬材料的高溫氧化動力學(xué)、氧化膜結(jié)構(gòu)及合金體系擴散特征的影響機理，在系統(tǒng)分析相關(guān)材料和表面氧化物的性質(zhì)基礎(chǔ)上，通過不同金屬材料在多氧化劑環(huán)境中的氧化行為的差異，指示高溫氣氛中燃料油的存在。解決了檢驗火場環(huán)境中是否有助燃劑的難題。
[0004]本發(fā)明一種火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法，其特征在于:選用火災(zāi)現(xiàn)場的金屬材料，經(jīng)精確稱重后放入實驗容器中，通過對其中金屬材料受火災(zāi)影響后的增重檢測，以確定是否該火災(zāi)是由液體可燃物引起的。
[0005]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法，其特征在于:
[0006]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法具體為重量法，S卩:使金屬材料經(jīng)高溫和腐蝕介質(zhì)作用后，比較腐蝕前后材料的重量變化從而確定腐蝕速度，以確定是否存在可燃物；
[0007]如果測試得知腐蝕后材料的增重率數(shù)值為同等測試溫度和時間條件下空氣中增重率數(shù)值的2倍或以上(因為剝落而使得增重不明顯的情況也考慮在內(nèi)，此情況視為增重量很小，對應(yīng)的:實測樣品的增重率相對于同等條件下空氣中增重率的比值很大)；則判斷火場環(huán)境中存在液體可燃物。
[0008]所述金屬材料具體為下述三者之一或其組合:Cu、Fe、Al;所述作用于金屬材料的高溫為 250-1050°C。
[0009]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法滿足下述要求之一或其組合:
[00?0]其一，當(dāng)所述金屬材料具體為Cu，所述作用于金屬材料的高溫為900 ±50°C;若測試得知腐蝕后材料的增重率數(shù)值為同等測試溫度和時間條件下空氣中增重率數(shù)值的3倍或以上;則判斷火場環(huán)境中可能存在的液體可燃物為汽油;若測試得知腐蝕后材料的增重率數(shù)值為同等測試溫度和時間條件下空氣中增重率數(shù)值的2-3倍，則判斷火場環(huán)境中可能存在的液體可燃物為乙醇或/和煤油；
[0011]其二，當(dāng)所述金屬材料具體為Fe，所述作用于金屬材料的高溫為600-900°C;若測試得知腐蝕后材料的增重率數(shù)值為同等測試溫度和時間條件下空氣中增重率數(shù)值的7倍或以上;則判斷火場環(huán)境中可能存在的液體可燃物為汽油;若測試得知腐蝕后材料的增重率數(shù)值為同等測試溫度和時間條件下空氣中增重率數(shù)值的2-6倍，則判斷火場環(huán)境中可能存在的液體可燃物為乙醇或/和煤油；
[0012]其三，當(dāng)所述金屬材料具體為Al，所述作用于金屬材料的高溫為550-750°C;若測試得知腐蝕后材料的增重率數(shù)值為同等測試溫度和時間條件下空氣中增重率數(shù)值的3倍或以上;則判斷火場環(huán)境中可能存在的液體可燃物為汽油;若測試得知腐蝕后材料的增重率數(shù)值為同等測試溫度和時間條件下空氣中增重率數(shù)值的2-3倍，則判斷火場環(huán)境中可能存在的液體可燃物為乙醇或/和煤油。
[0013]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法，其特征在于:
[0014]選定金屬材料，然后經(jīng)特定的熱處理方法制得粗坯，之后通過特殊的熱處理和機加工工藝使之滿足特定的形狀并具有合適的表面光潔度，經(jīng)精確稱重后放入特殊容器中，當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時通過對其中金屬材料的增重率檢測，即能確定該火災(zāi)是否是由液體可燃物引起的;具體說明如下:
[0015]①所述特定的金屬材料具體為滿足下述成分和含量要要求的合金:Cu:70_75%，N1:20-25% ,Al:l-5% ,Fe:l-3% ,Co<l% ；
[0016]②上述的經(jīng)特定的熱處理方法制得粗坯的具體要求是:合金采用中頻感應(yīng)電爐熔煉，爐襯采用酸性爐襯，熔煉時使用玻璃覆蓋;之后再鑄造澆注溫度1450?1480°C下鑄造成型獲得粗坯；
[0017]③之后粗坯還要求經(jīng)過下述熱處理過程:升溫到800±10°C后保溫I小時，然后升溫到1000±10°C后保溫I小時，之后隨爐冷卻;然后進行機械加工的粗加工操作；
[0018]④之后進行下述熱處理過程:升溫到700±10°C后保溫I小時，然后降溫到600±10°C后保溫I小時，之后隨爐冷卻;然后進行機械加工的精加工操作;精加工后獲得的金屬試樣為圓片型結(jié)構(gòu)件，其直徑為30-80mm，厚度3-5mm，中間鉆孔尺寸為Φ 5mm，表面光潔度要求為R1.6;
[0019]⑤將經(jīng)過上述過程得到的精加工后的金屬試樣放入裝置容器中，該容器至少具有兩個相鄰且相互獨立的空間，其中一空間與外界氣氛相連通，另一空間充滿空氣并與外界隔咼；
[0020]所述裝置容器本身的材質(zhì)為鎳基高溫合金，裝置容器形狀為長方體或者圓柱體，其中每一空間體積不小于0.03m3，要求其能夠抵受不低于2噸的撞擊力，在1100°C高溫下5小時不會受損，在不低于3Mpa的靜水壓力下不產(chǎn)生滲漏；
[0021]⑥裝置容器的安裝應(yīng)滿足:至墻壁、梁邊的水平距離不應(yīng)小于I米;裝置周圍0.5米內(nèi)不應(yīng)有遮擋物;至建筑物送風(fēng)口邊的水平距離不應(yīng)小于I米;該裝置設(shè)置在建筑物寬度小于3米的內(nèi)走道頂棚上時應(yīng)居中布置;該裝置之間的安裝間距不應(yīng)超過10米，裝置距端縫的距離不應(yīng)大于裝置安裝間距的一半;裝置要求優(yōu)先水平安裝，當(dāng)必須傾斜安裝時，傾斜角度不大于45度。
[0022]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法，其特征在于:所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法，是在增重檢測的基礎(chǔ)上輔以金屬材料表面氧化物的檢測，根據(jù)金屬材料表面氧化物的形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)判斷是否存在液體可燃物；
[0023]所依據(jù)的原理是:火場高溫環(huán)境中由于燃料氣氛的加入其在金屬材料表面形成的氧化物存在特異性，其與在空氣氣氛中形成在金屬材料表面的氧化物不同；從而影響了高溫下金屬材料表面氧化物形成的條件；意即:有液體可燃物存在時和無液體可燃物存在時表面氧化物的形態(tài)與晶體結(jié)構(gòu)與單純空氣中的氧化有較大區(qū)別。
[0024]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法中，金屬材料表面氧化物使用X射線衍射(XRD)分析檢出，從而利用金屬材料表面氧化物的形態(tài)或/和晶體結(jié)構(gòu)的不同判斷火場中燃料氣氛是否存在。
[0025]本發(fā)明所述技術(shù)方案內(nèi)容的相關(guān)說明:
[0026]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法，選用火災(zāi)現(xiàn)場的金屬材料，經(jīng)精確稱重后放入實驗容器中，通過對其中金屬材料受火災(zāi)影響后的增重檢測，以確定是否該火災(zāi)是由液體可燃物引起的。
[0027]所述火場環(huán)境中液體可燃物的檢測方法具體為重量法，S卩:使金屬材料在一定的條件下(一定溫度、壓力、介質(zhì)濃度等)經(jīng)腐蝕介質(zhì)一定時間的作用后，比較腐蝕前后材料的重量變化從而確定腐蝕速度的一種方法。對于均勻腐蝕，根據(jù)腐蝕產(chǎn)物容易除去或完全牢固地附著在試樣表面的情況，可分別采用單位時間、單位面積金屬腐蝕后的重量損失或重量增加來表示腐蝕速度。重量法是一種經(jīng)典的試驗方法，試驗結(jié)果真實可靠，被廣泛應(yīng)用。
[0028]對于一表面狀態(tài)及成份確定的合金，在某一溫度下空氣中的氧化速度是確定的，其增重率也隨之確定。如其在某一溫度下的增重率有顯著增加，而其它條件(如合金成分，環(huán)境溫度)并無變化，可推測這是由于氧化氣氛中存在腐蝕性氣氛。腐蝕性氣氛的加入提高了該合金的氧化速度，從而使增重率提高。不同腐蝕性氣氛的加入對增重率的影響也不相同，可以通過實驗來確定某一特定合金在空氣及腐蝕性氣氛中的增重率。通過比較同一溫度下，不同氣氛中該合金的增重率的不同來推測環(huán)境中是否具有腐蝕性氣氛。實驗證明在同一溫度下，液體可燃物氣氛的加入明顯提高了該合金的增重率，在液體可燃物氣氛中增重率為空氣中氧化的2倍左右。
[0029]當(dāng)銅合金在具有液體可燃物環(huán)境中氧化時，環(huán)境中的腐蝕性氣氛使合金表面有深綠色的銅綠生成，即有堿式碳酸銅(Cu2(OH)2CO3)生成；而在空氣中氧化時合金表面只生成黑色的氧化銅(CuO)及鮮紅色的氧化亞(Cu2O)。
[0030]增重檢測:目前測定腐蝕速度的方法很多，重量法是其中之一。所謂重量法，就是使金屬材料在一定的條件下(一定溫度、壓力、介質(zhì)濃度等)經(jīng)腐蝕介質(zhì)一定時間的作用后，比較腐蝕前后材料的重量變化從而確定腐蝕速度的一種方法。對于均勻腐蝕，根據(jù)腐蝕產(chǎn)物容易除去或完全牢固地附著在試樣表面的情況，可分別采用單位時間、單位面積金屬腐蝕后的重量損失或重量增加來表示腐蝕速度。重量法是一種經(jīng)典的試驗方法，試驗結(jié)果真實可靠，被廣泛應(yīng)用。
[0031]火災(zāi)現(xiàn)場的燃燒過程極其復(fù)雜，不僅與材料的熱解機理、點燃特性和火蔓延特性有關(guān)，而且與室內(nèi)環(huán)境包括室內(nèi)的溫度、熱輻射強度和煙氣流動等因素密切相關(guān)，相關(guān)學(xué)者一直在努力從各個方面進行研究。金屬是傳統(tǒng)材料，一般不可燃。在火災(zāi)環(huán)境中，金屬材料與周圍環(huán)境相互作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。首先發(fā)生活潑氣體在金屬表面的吸附，其后發(fā)生氧化物形核，晶核沿橫向生長形成連續(xù)的薄氧化膜，同時氧化膜沿著垂直于表面方向增長使其厚度增加。在生長過程中，氧化物晶粒長大是由正、負(fù)離子持續(xù)不斷通過已形成的