Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Причины пожаров легковых автомобилей (аналитический обзор) 6
1.1 Некоторые статистические данные о пожарах на автомобильном транспорте 6
1.2 Причины пожаров легковых автомобилей 8
1.3 Анализ основных причин пожаров легковых автомобилей ... 14
1.3.Электротехнические неисправности 14
1.3.2 Утечки горючих жидкостей 17
1.3.3 Поджоги 20
1.4 Существующие проблемы при расследовании пожаров автотранспортных средств, выбор направлений исследований 23
Глава 2. Применение технических средств при установлении очага пожара в автомобиле 25
2.1 Использование магнитных методов для выявления зон термических поражений на кузовных деталях автомобилей 28
2.1.1 Методика проведения исследований 31
2.1.2 Результаты проведенных исследований и их анализ... 34
2.1.3 Экспертная методика проведения исследований кузовных деталей автомобиля после пожара 36
2.2 Определение прогнозируемых термических поражений автомобиля исходя из распределения пожарной нагрузки 40
2.3 Определение очага пожара по результатам инструментальных исследований с учетом пожарной нагрузки 49
Глава 3. Исследование светлых нефтепродуктов: возможность обнаружения и классификации; сохранность в естественных условиях 55
3.1 Стратификация розлива топлива при технической неисправности и поджоге 56
3.1.1 Особенности розлива топлива при технической неисправности транспортного средства 56
3.1.2 Стратификация розлива горючей жидкости при совершении поджога 81
3.1.3 Практические рекомендации 92
3.2 Исследование сохранности светлых нефтепродуктов, применяемых в качестве моторных топлив и возможность обнаружения их паров в газовой фазе 97
3.2.1 Методика проведения исследований 98
3.2.2 Результаты исследований 99
3.3 Изменение компонентного состава светлых нефтепродуктов при выгорании и возможность классификации выгоревших остатков методом газожидкостной хроматографии 111
З.З.Юбъекты и методика исследований 112
3.3.2 Результаты проведенных исследований и их анализ... 114
Глава 4. Натурный эксперимент по моделированию поджога 123
4.1 Методика проведения эксперимента 123
4.2 Ход и результаты эксперимента 126
4.3 Выявление и фиксация очаговых признаков инструментальными методами 133
4.4 Обнаружение остатков горючей жидкости, использованной для поджога 139
4.4.1 Анализ газовой фазы 139
4.4.2 Лабораторное исследование проб отобранных с места пожара 141
Глава 5. Основы методики экспертной дифференциации поджога с применением горючей жидкости и технической неисправности, связанной с утечкой топлива 149
Общие выводы 156
Список использованных источников
- Анализ основных причин пожаров легковых автомобилей
- Экспертная методика проведения исследований кузовных деталей автомобиля после пожара
- Особенности розлива топлива при технической неисправности транспортного средства
- Выявление и фиксация очаговых признаков инструментальными методами
Введение к работе
Количество пожаров автомобилей растет во всем мире темпами, опережающими рост парка автомобильного транспорта [1-3]. Пожары транспортных средств можно разделить на две группы:
- пожары, связанные с техническими неисправностями и аварийными ситуациями;
- искусственно инициированные пожары (поджоги).
Первые происходят в основном либо в результате аварийных режимов в электросети автомобиля или его сервисных устройств, либо по причине утечки моторного топлива и иных горючих жидкостей (ГЖ) с загоранием их при контакте с нагретыми поверхностями автомобиля.
Вторые (поджоги) считают основной причиной пожаров легковых автомобилей в промышленно развитых странах, убытки от них в мире составляют миллиарды долларов. Подсчитано, например, что только в США на долю поджогов приходится убытков на сумму около 2,5 млрд долларов в год. В Великобритании за 10 учетных лет общее число пожаров автомобилей увеличилось на 60 %, тогда как доля поджогов выросла на 240 %. Высокий процент поджогов в статистических сводках пожаров отмечается и в нашей стране [4-6].
Необходимость научно-методического обеспечения экспертного исследования пожаров вообще и, особенно, связанных с поджогами, становится особо актуальной в настоящее время, в условиях проходящей в России правовой реформы и становлением рынка страхования.
Так, выяснение причины пожара имеет основополагающее значение для страховой компании в фазе установления лица, несущего ответственность за ущерб. Кто виноват? Кто будет платить? Последнее наиболее важно, поэтому поиск доказательств становится дополнительной задачей. Если некоторые дела завершаются мировым соглашением, то другие - только в гражданском или уголовном суде (особенно пожары, связанные с поджогами). При этом свою позицию специалистам пожарной охраны и правоохранительных органов все чаще приходится доказывать, в присутствии оппонентов в лице адвокатов и приглашенных ими специалистов (экспертов). И, чтобы доказать суду свою правоту, специалисту нужны не общие соображения, а веские аргументы [7].
Поджоги, как правило, связаны с розливом горючей жидкости, которую злоумышленник использует для интенсификации горения.
Если при пожарах в жилых зданиях само наличие остатков горючей жидкости на месте пожара обычно является признаком поджога, то на автотранспорте это далеко не так. Кроме того, в пожарно-технической экспертизе приходится иметь дело со следовыми количествами продукта, обнаруженного обычно в измененном виде, что значительно усложняет задачу дифференциации обнаруженной жидкости.
Кроме поджогов (преднамеренного розлива и зажигания ПК), пожар автомобиля может возникать при утечке, в результате технической неисправности, собственного топлива или иной горючей жидкости. Экспертам достаточно часто приходится разбираться с происхождением найденной на месте пожара жидкости.
И если установлению причастности к возникновению пожаров автомобилей аварийных электрических режимов посвящено достаточное количество работ, в результате которых созданы и применяются на практике соответствующие экспертные методики, то возможности дифференциации поджога и загорания при «неумышленном» розливе топлива изучены явно недостаточно.
Очевидно, что сбор доказательств поджога, а соответственно и раскрытие преступления (разоблачение преступника), являются важнейшей социальной задачей. Поэтому разработка новых методик экспертного обеспечения решения данной задачи, безусловно, актуальна
Анализ основных причин пожаров легковых автомобилей
К пожару на легковом автомобиле могут привести неисправности штатного электрооборудования, установленного заводом - изготовителем, а также нарушения, допущенные при монтаже и эксплуатации электрических цепей подключения нештатных устройств (сигнализации, центрального замка, магнитолы и др.). Причины и признаки возгораний, связанных с аварийными режимами работы электрических систем указаны в табл. 2.
Нахождение аварийного узла в ходе расследования пожара может иметь принципиальное значение для определения физического или юридического лица, которое должно компенсировать причиненный ущерб. Поэтому отработка электротехнических версий предусматривает тщательное исследование всех участков электросети. В частности, необходимо осмотреть блок предохранителей и выявить, в каких цепях произошло их срабатывание. Особое внимание следует обращать на места прохождения жгутов проводов через технологические отверстия в корпусе. При обнаружении характерных оплавлений на жилах данный проводник подлежит обязательному изъятию.
В случае изъятия какого-либо проводника на экспертизу, важно выяснить его принадлежность к конкретному электрооборудованию, или зарегистрировать, от какого узла он отходит. Если это невозможно, то следует дать точное описание его особенностей (место нахождения, количество проводов в жгуте, диаметр жилы, цвет изоляции и т.д.). При отработке версии короткого замыкания следует иметь ввиду, что в проводах малых сечений (0,5-1,5 мм2) оно редко приводит к возникновению горения, так как тонкая жила провода не приваривается к металлу и быстро выгорает. К тому же, при длине провода малого сечения более 7 м, температура нагрева не может достигнуть критического значения в связи с тем, что большое сопротивление цепи ограничивает проходящий ток. Напротив, в проводах больших сечений ( 2,5 мм2) короткое замыкание характеризуется устойчивым контактом в месте замыкания, резким и значительным повышением температуры [16].
Подтвердить первичность (вторичность) короткого замыкания по отношению к случившемуся пожару можно с помощью методов, позволяющих определить различия в условиях его возникновения до и во время пожара, а конкретнее - различия в температуре и газовом составе окружающей среды. Достаточно надежными из них считаются рентгеноструктурный анализ и металлографическое исследование [29, 30].
Используя инструментальную методику металлографического исследования, можно также установить факт локального возгорания изоляции провода вследствие прохождения по нему тока, в несколько раз превышающего номинальный (то есть, факт перегрузки по току). Для перегрузки характерно наличие в проводах зон с исходной нерекристаллизованной равноосной структурой, а также зон с литой структурой [31].
Аварийным процессам в зонах больших переходных сопротивлений свойственен, как правило, затяжной характер. До появления возгорания проходят дни, недели и даже месяцы. В этот период наблюдаются признаки плохого контакта (мигание электролампочек, сбои в работе электропотребителей и т.п.) свидетельствующие об аварийном состоянии электрической цепи.
Для установления причастности больших переходных сопротивлений к возникновению пожара рекомендуется использовать методику исследования проводников с помощью растровой электронной микроскопии. При отработке версии в расчет принимаются также наличие потенциально опасного соединения, свидетельские показания, динамика развития процесса горения [32, 33].
Таким образом, для установления причины пожара, связанной с электротехнической неисправностью легкового автомобиля, эксперт имеет возможность использовать не только визуально-аналитический подход, но и ряд современных лабораторных методов исследований. Разумеется, однако, что полноценная реализация этих возможностей осуществима лишь при определенной сохранности вещественных доказательств. При сильном выгорании электрооборудования, массированном расплавлении металлоизделий дифференцирующие признаки могут быть утрачены, и решить экспертную задачу становится значительно сложнее.
Экспертная методика проведения исследований кузовных деталей автомобиля после пожара
Объектами исследования могут быть любые стальные изделия кузова автомобиля, полученные методом холодной штамповки (капот, крылья, двери, крыша и т.п.).
Измеряемым параметром при работе по предлагаемому методу является величина остаточной магнитной индукции (Вг), которая остается в предварительно намагниченном до насыщения материале после снятия магнитного поля.
Для определения остаточной магнитной индукции предлагается использовать некоторые разновидности портативных импульсных коэрцитиметров (например, КИМ-2М). Принцип действия таких приборов заключается в намагничивании контролируемого участка детали накладным преобразователем и размагничивании его ступенчато нарастающим полем. При этом фиксируется напряженность поля, которая пропорциональна остаточной магнитной индукции Вг.
Особо тщательная подготовка поверхности изделия под установку полюсов преобразователя (входящего в комплект прибора) не требуется.
Для проведения измерений, необходимо составить план элемента конструкции (например, капота) в масштабе на котором делается разметка будущих точек измерения. Точки нумеруются. Затем разметка с плана переносится с соблюдением масштаба на реальное изделие. Преобразователь прибора устанавливается на изделие и, после цикла намагничивание-размагничивание, определяется величина остаточной магнитной индукции. Циклы измерений в одной точке повторяются не менее 5 раз, после чего рассчитывается среднее значение Вг, результаты измерений заносят в таблицу.
Полученные результаты измерений остаточной магнитной индукции наносят на план изделия, после чего вычерчиваются зоны с одинаковыми значениями Вг, которые характеризуют температурные поля после пожара. Для вычерчивания данных зон можно использовать стандартную программу Microsoft Excel.
Необходимо, однако, отметить, что вышеизложенным методом определяется не только очаг (очаги) пожара, но и очаги горения. Поэтому следующим, не менее ответственным этапом в работе пожарно-технического специалиста (эксперта), должна быть дифференциация установленных очагов.
Дифференциация очагов пожара и очагов горения обычно производится путем сопоставления термических поражений с распределением пожарной нагрузки по автомобилю. В настоящее время это осуществляется экспертами умозрительно и весьма приблизительно. Если в ходе исследования обнаруживается зона экстремально высоких термических поражений, в которой пожарная нагрузка такая же, как и в других местах или даже ниже, и при этом отсутствуют условия, способные стимулировать горение, сильные разрушения можно объяснить только более длительным горением, что обычно характерно для очага пожара. В прочих случаях задача определения очага пожара становится трудноразрешимой существующими методами [53].
Очевидно, что для достоверного определения очага пожара необходимо попытаться количественно оценить возможные термические поражения исходя из распределения штатной пожарной нагрузки по автомобилю.
Пожарная нагрузка автомобиля характеризуется массой, типом и составом горючих материалов используемых при его изготовлении и эксплуатации, ее подразделяют на постоянную и временную. Постоянная пожарная нагрузка Ps обуславливается массами горючих веществ и материалов конструкции, агрегатов оборудования АТС, а временная Рп -массами горюче-смазочных материалов и перевозимых грузов [16]. Полная пожарная нагрузка представляет собой сумму Ps и Рп. БИБЛИОТЕКА
Для построения распределения пожарной нагрузки на плане АТС необходимы исходные данные по теплотам сгорания хотя бы основных конструкционных и отделочных материалов, применяемых на транспортных средствах.
Особенности розлива топлива при технической неисправности транспортного средства
Система питания двигателя, как известно, обеспечивает подачу в него топлива (чаще всего бензина) и воздуха. Основные узлы этой системы: топливный бак, топливный насос, устройство для создания горючей смеси (карбюратор, инжектор и т.п.), топливопроводы. Топливная система автомобиля изолирована по отношению к окружающей среде, поэтому топливо может образовывать взрывоопасную и горючую среду только при разгерметизации системы [66].
Наибольшую опасность представляет такое повреждение на сливном топливопроводе, так как возможные при этом утечки не повлияют на работу двигателя, и они могут длительное время оставаться не замеченными. Также могут быть не замечены и утечки, происходящие после топливного насоса на подающем топливопроводе, так как его производительность практически в 10 раз превышает потребность двигателя в горючей смеси [67]. И даже если произойдет полный обрыв гибкого шланга, двигатель будет работать некоторое время, пока не израсходует весь запас бензина, находящегося в карбюраторе (или пока не спадет давление в рампе форсунок для инжекторной системы питания).
Топливо, которое может вытечь из поврежденных соединений топливопровода, согласно ГОСТ 25478 - 82 и Правил ЕЭК ООН № 34 и 36, должно попасть на землю, однако как это действительно происходит на практике неизвестно. Кроме того, может наблюдаться расплескивание на отдельные узлы и агрегаты автотранспортного средства.
Поэтому, прежде всего, попытаемся определить возможные места скопления горючей жидкости при разгерметизации системы питания.
В большинстве автомашин наиболее вероятные места утечки топлива -это места соединения неподвижных элементов с помощью гибких шлангов [66].
Ввиду конструктивных особенностей карбюраторной и инжекторной системы питания вообще и у отдельных марок автомобилей, в частности, возможные места розлива топлива при разгерметизации и имеющиеся там потенциальные источники зажигания могут существенно отличаться друг от друга. Поэтому рассмотрим их отдельно, на примере некоторых марок отечественных и иностранных автомобилей, имеющих разновидности топливных систем, наиболее распространенные на территории Российской Федерации.
Хотя в настоящее время карбюраторные системы питания двигателя, постепенно вытесняются инжекторными системами, их общее количество на территории России еще довольно велико. Поэтому рассмотрим их особенности на примере наиболее распространенных отечественных автомобилей - ВАЗ 2106, без обратного слива топлива и ВАЗ 2109, с обратным сливом топлива.
Как уже отмечалось, наиболее вероятными местами утечки топлива являются места соединения неподвижных узлов друг с другом с помощью гибких (резиновых) шлангов, которые обозначены на схемах (рис. 12) красным.
Автомобиль ВАЗ 2106 и его модификации
По своей конструкции система питания автомобиля ВАЗ 2106 мало чем отличается от других заднеприводных модификаций ВАЗа (так называемой "классики").
Топливный бак (рис. 12) размещен в багажнике на резиновых прокладках в правом заднем крыле и прикреплен к кузову двумя хомутами. Сверху бак имеет заливную горловину и датчик указателя уровня топлива в сборе с топливоприемной трубкой. С помощью гибкого шланга (резиновый шланг в тканевой оплетке) топливоприемная трубка соединяется с задней трубкой и крепится винтовыми стяжными хомутами. Топливопроводы изготавливаются из стальных освинцованных или оцинкованных трубок. Задняя трубка проходит через весь салон автомобиля и оканчивается в моторном отсеке. Размещена она таким образом, чтобы исключалась возможность повреждения при движении по неровной дороге. Далее с помощью гибкого шланга она соединяется с бензонасосом, а он, в свою очередь, с карбюратором. Перед топливным насосом, в разрыве шланга, устанавливается фильтр тонкой очистки топлива, который крепится на шлангах винтовыми стяжными хомутами. Фильтр неразборной конструкции, с бумажным фильтрующим элементом в пластмассовом корпусе [68].
В качестве источника зажигания, способного поджечь топливо при утечке, может выступать выпускной коллектор, расположенный с правой стороны картера двигателя. Он находится под карбюратором. Также под карбюратором установлены генератор и стартер, при работе которых наблюдается искрение щеток в месте соприкосновения с контактными кольцами ротора. С левой стороны картера в качестве потенциального источника зажигания может выступать система зажигания автомобиля, над бензонасосом установлен распределитель зажигания с проводами высокого напряжения.
Выявление и фиксация очаговых признаков инструментальными методами
После завершения эксперимента на сгоревшем автомобиле визуально можно было выделить две независимые очаговые зоны, одна из которых (основная) расположена в левой передней части транспортного средства, а вторая - в районе установки правого заднего фонаря. Очевидно, что второй зоны могло бы и не быть при меньшем количестве или более "аккуратном" выплескивании горючей жидкости использованной для поджога.
При детальном осмотре моторного отсека в районе установки аккумуляторной батареи была выявлена локальная зона максимальных термических поражений (фото 23), которую вполне можно принять и за очаговую, о чем свидетельствовали: - полное выгорание сгораемых материалов, оборудования и изоляции жгутов штатной электропроводки автомобиля; - выгорание корпуса аккумуляторной батареи; - выгорание блока предохранителей; - наличие следов побежалости на внутренней крышке капота и на внутренней части левого переднего брызговика.
Для количественной фиксации термических поражений, полученных моторным отсеком автомобиля, были проведены измерения остаточной магнитной индукции по площади капота. Для этих целей использовалась экспертная методика, изложенная в п. 2.1.3. Результаты данных исследований, обработанные с помощью программы Microsoft Excel, представлены на рис. 39.
На данной карте видно, что максимальные термические поражения, которые получил капот автомобиля, расположены в левой части по ходу движения - максимальное значение величины остаточной магнитной индукции. При этом в результате визуального осмотра моторного отсека было установлено, что в данной зоне из горючих материалов находятся: в задней части - тормозной бачок с жидкостью, а в передней -аккумуляторная батарея и пластмассовый блок предохранителей, между ними какого-либо сосредоточения пожарной нагрузки не наблюдалось.
При этом остается непонятным, почему на карте зафиксирована одна большая зона, а не две (которые могли бы находиться в месте расположения вышеуказанных деталей), произошло ли слияния их в процессе горения или в данном месте находились какие-либо посторонние горючие изделия.
Поэтому для определения более точного места расположения очага пожара был использован предлагаемый в данной работе для этих целей очаговый критерий, выражающий разность безразмерных степеней фактического и расчетного термических поражений (см. п. 2.3).
Для этого первоначально были изучены все основные сгораемые изделия, расположенные в моторном отсеке (табл. 19) и их удельные теплоты сгорания. Затем с помощью компьютерной программы, используя математическую модель (см. п. 2.2), были построены прогнозируемые термические поражения на основании распределения штатной пожарной нагрузки (рис. 40).
Затем по формуле 12 рассчитали очаговый критерий в каждой точке и построили карту сопоставления данных по зонам термических поражений конструкций с прогнозируемыми температурными зонами (рис. 41). При этом степени фактического и расчетного термического поражения определяли по формулам 13 и 14.
На данной карте видно, что зона максимального значения очагового критерия расположена у левого края капота автомобиля. В данном месте находится крепление стойки амортизатора к левому переднему брызговику, то есть какие-либо горючие вещества, в данном месте, отсутствуют, как и потенциальные источники зажигания.
При необходимости, кроме капота, можно было провести магнитные исследования передних крыльев автомобиля и на количественном уровне сравнить их термические поражения. В данном случае необходимости в этом не было, так как различия были очевидны - термические поражения левого крыла и колеса были значительно выше правых.
В совокупности, карта распределения очагового критерия и термические поражения передних крыльев позволяли сделать однозначный вывод о расположении очага пожара вне моторного отсека, в районе левого крыла и колеса, что, собственно, и имело место в данном случае.
По окончании эксперимента производилось исследование асфальтового покрытия под машиной и около нее с помощью фотоионизационного детектора АНТ-3 (калибровка по шкале алифатических углеводородов).
По результатам проведенных исследований была построена карта обнаруживаемых концентраций паров горючей жидкости спустя 2 и 24 часа после пожара (рис. 42). Как видно из данного рисунка, наибольшие концентрации паров ЛВЖ обнаруживаются под колесами автомобиля (больше с левой части, где выливали бензин) и по периметру передней части автомашины, что подтверждает "криминальный" характер данного возгорания и эффективность предложенного выше, в разделе 3.1, методического подхода к выявлению признаков поджога.
При этом следует особо отметить, что разгерметизация топливной системы во время пожара не внесла никаких видимых изменений в сложившуюся картину стратификации разлитой горючей жидкости. Как уже отмечалось выше, это произошло вероятнее всего, из-за того, что находяпщйся в топливопроводах бензин выгорел, не успев стечь на дорожное покрытие.
