鋁合金火災(zāi)痕跡在火災(zāi)現(xiàn)場勘驗中的作用

劉澤平

(湛江市消防救援支隊 廣東湛江 524000)

1 引言

火災(zāi)痕跡,是指在火災(zāi)現(xiàn)場中,由于煙、熱、火焰等作用在材料上形成的印跡。火災(zāi)痕跡分布在火災(zāi)現(xiàn)場上，具有直觀性、存在的普遍性、物質(zhì)的客觀性、同火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展過程密切的關(guān)聯(lián)性等特征，是證明火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的重要物證。由于火災(zāi)痕跡的形成與火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展過程之間存在著客觀的因果關(guān)系,在火災(zāi)現(xiàn)場勘驗中,通過對火災(zāi)痕跡的研究和分析,可以協(xié)助判斷火災(zāi)發(fā)生和發(fā)展的過程, 為更準(zhǔn)確的分析和認(rèn)定起火部位、起火點、起火原因提供重要的證據(jù)。

2 鋁合金簡介

鋁合金是以鋁金屬為基的合金總稱，工業(yè)中廣泛應(yīng)用在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。隨著近年來經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展和鋁合金加工技術(shù)工藝的進步，鋁合金材料越來越多的應(yīng)用在人們的生活中，例如室內(nèi)裝修、家具、汽車、自行車零部件等。

鋁合金能夠在生活領(lǐng)域中的大量普及使用，除了價格適中外，還因為它有以下優(yōu)點：一是質(zhì)量輕，強度高。鋁合金的密度約為2.7g/cm3,大約是鐵的1/3，但強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼。二是耐腐蝕性好，鋁合金暴露在空氣中時，其表面會形成一層致密的具有保護性的氧化膜，使其不會繼續(xù)“生銹”。三是易加工，塑性好。鋁合金容易實現(xiàn)鑄造加工和車、銑、刨等機械加工。

鋁合金材料在生活領(lǐng)域中的大量使用，使得近年來的火災(zāi)現(xiàn)場中鋁合金構(gòu)件形成的火災(zāi)痕跡越來越多。掌握了解鋁合金火災(zāi)痕跡的基本特征、形成機理、證明作用，有助于火災(zāi)調(diào)查人員更好的開展火災(zāi)現(xiàn)場勘驗，更快更準(zhǔn)的查明起火部位和起火原因。

3 鋁合金火災(zāi)痕跡種類

3.1 熔化痕跡

當(dāng)溫度達到金屬的熔點時,會使金屬熔化,留下熔痕。純鋁熔點低，一般在660℃左右，鋁合金一般熔點在447℃～575℃之間。在火災(zāi)熱的作用下,一般鋁合金構(gòu)件都會發(fā)生熔化,例如汽車鋁合金輪轂，建筑鋁合金門窗框等。這些鋁合金構(gòu)件在受熱溫度達到熔點溫度時開始熔化，且隨著溫度繼續(xù)升高，作用時間增加而熔化面積擴大，熔化程度變重。熔化的過程中形成鋁合金熔滴，熔瘤，冷卻后形成不同形狀的熔化痕跡。鋁合金熔化痕跡在火災(zāi)現(xiàn)場中比較常見。

3.2 變形痕跡

鋁合金構(gòu)件在火災(zāi)作用下產(chǎn)生變形的主要原因是高溫下金屬的局部受熱膨脹和強度降低。鋁合金的熱膨脹系數(shù)較大,在火災(zāi)中受熱后膨脹比較嚴(yán)重。兩端受到限制或各面被固定的鋁合金構(gòu)件,可能產(chǎn)生膨脹變形痕跡。受熱溫度越高,熱膨脹程度越大,產(chǎn)生的變形也越大。鋁合金同一般金屬一樣，常溫條件下強度會隨溫度升高而逐漸下降，當(dāng)溫度達到一定數(shù)值時（不同鋁合金成分不同差距較大），鋁合金的強度開始顯著下降。在火災(zāi)現(xiàn)場中, 受熱鋁合金構(gòu)件由于本身荷載的作用,或者本身重量的作用發(fā)生變形。同樣的荷載下,受熱溫度越高,變形越嚴(yán)重。因鋁合金熔點較低，在火災(zāi)中非常容易發(fā)生熔化，使其在火災(zāi)中形成的變形痕跡照比鋼鐵等常見金屬要少且變形程度普遍較輕。

圖1 鋁合金立柱證明火災(zāi)蔓延方向示意圖

圖2 鋁合金梯火災(zāi)痕跡照片（立柱左低右高）

圖3 電動車鋁合金輪轂火災(zāi)縱向熔化缺損

圖4 電動車鋁合金輪轂火災(zāi)橫向熔化缺損

3.3 氧化變色痕跡

鋁合金在空氣中會和氧氣發(fā)生反應(yīng),在表面形成致密氧化膜并阻止其進一步發(fā)生氧化。有的鋁合金構(gòu)件表面會噴涂保護漆或鍍保護膜。在火災(zāi)高溫和煙熏作用下,鋁合金表面保護膜會被破壞并進一步發(fā)生氧化、變色,并留下相應(yīng)的痕跡。如果在高溫并在水或水蒸氣的作用下會生成一部分氫氧化物。因鋁合金熔點較低，因此鋁合金構(gòu)件氧化變色火災(zāi)痕跡的對比差別照比鋼鐵等常見金屬要輕微。

4 鋁合金火災(zāi)痕跡證明作用

4.1 證明火災(zāi)蔓延方向

一般來說,在火災(zāi)現(xiàn)場中,沿著火勢蔓延的方向,鋁合金構(gòu)件殘留物燒損程度由重到輕變化。由于火勢在水平向前發(fā)展的同時向上蔓延,這會使鋁合金構(gòu)件被燒熔化的位置沿著火勢蔓延的方向越來越高。在火災(zāi)現(xiàn)場經(jīng)常遇到若干并列鋁合金構(gòu)件 (如鋁合金窗框)被燒后留下的痕跡。在火災(zāi)現(xiàn)場勘驗中,觀察比較每個構(gòu)件的燒損程度可以判斷火災(zāi)蔓延方向。由于被火燒的次序不同,并列的鋁合金構(gòu)件會按火災(zāi)蔓延方向形成先短后長的跡象。這一火災(zāi)痕跡特征類似于木材構(gòu)件火災(zāi)痕跡特征。

火災(zāi)中,鋁合金構(gòu)件的迎火面首先受到火災(zāi)熱的作用, 溫度高,受熱時間長,強度下降，并會引起相對較大的變形。因此,對比不同部位鋁合金構(gòu)件的受熱變形程度,可以判斷火勢蔓延方向。這一火災(zāi)痕跡特征則類似于鋼鐵構(gòu)件火災(zāi)痕跡特征。

4.2 證明起火部位

鋁合金產(chǎn)生的熔化痕跡可以證明起火部位。火災(zāi)現(xiàn)場中,鋁合金構(gòu)件若距火源近,則面向火源方向一面先受熱熔化,被燒程度重,形成明顯的受熱面。現(xiàn)場勘驗時,可通過分析對比輕重程度和判別受熱面,確定起火部位。這一火災(zāi)痕跡特征類似于塑料類高分子材料火災(zāi)痕跡特征。

5 結(jié)語

鋁合金低熔點特征使得它照比常見的鋼鐵構(gòu)件在火災(zāi)中更容易熔化，形成形態(tài)差別對比更明顯的火災(zāi)痕跡。不燃燒性特征使得它照比常見的木材構(gòu)件和塑料類高分子構(gòu)件更容易在火災(zāi)中得以保留，形成火災(zāi)痕跡，為火災(zāi)調(diào)查人員開展火災(zāi)現(xiàn)場勘驗并準(zhǔn)確尋找起火部位提供重要依據(jù)。鋁合金材料在人們生產(chǎn)生活中使用越來越廣泛，其火災(zāi)痕跡在火災(zāi)現(xiàn)場中也普遍存在，重視并掌握鋁合金火災(zāi)痕跡特征對精準(zhǔn)高效開展火災(zāi)現(xiàn)場勘驗幫助重大。