Содержание к диссертации
Введение
1. Контроль пожароопасного состояния веществ и материалов при аварийных разливах нефтепродуктов на объектах нефтегазового комплекса 9
1.2. Аварийные ситуации, возникающие при разливах нефтепродуктов на объектах нефтегазового комплекса 9
1.3. Судебная экспертиза горюче-смазочных материалов, содержащихся в объеме и на поверхности строительных материалов 17
1.4. Оценка пожарной опасности природно-антропогенных объектов, формирующихся на территориях предприятий нефтегазового комплекса 25
1.5. Фиксация и диагностика бензинов на материалах различной природы 35
2. Исследование степени сохранности бензинов на конструктивных и отделочных материалах временных сооружений объектов нефтегазового комплекса 46
2.1. Методика проведения эксперимента по установлению степени сохранности бензина в образцах материалов весовым методом 46
2.2. Результаты экспериментов по исследованию потери массы образцов в процессе испарения при комнатной температуре 49
2.3. Результаты экспериментов по изучению степени сохранности бензина в образцах материалов под воздействием теплового потока 62
2.4. Выбор репрезентативных диагностических признаков бензинов в веществах и материалах методом молекулярного спектрального анализа 67
2.5. Исследование репрезентативности диагностических признаков бензинов в образцах материалов, при нагреве з
3. Регрессионная модель зависимости сохранности бензинов в веществах и материалах от физических свойств материала 90
3.1. Модель зависимости потери массы образцов, насыщенных бензином в процессе испарения при комнатной температуре от физических свойств материалов по результатам прямых весовых измерений 90
3.2. Модель зависимости потери массы образцов, насыщенных бензином в процессе испарения при комнатной температуре от физических свойств материалов по результатам люминесцентного анализа
4. Выводы 112
5. Литература
- Судебная экспертиза горюче-смазочных материалов, содержащихся в объеме и на поверхности строительных материалов
- Оценка пожарной опасности природно-антропогенных объектов, формирующихся на территориях предприятий нефтегазового комплекса
- Результаты экспериментов по исследованию потери массы образцов в процессе испарения при комнатной температуре
- Модель зависимости потери массы образцов, насыщенных бензином в процессе испарения при комнатной температуре от физических свойств материалов по результатам люминесцентного анализа
Введение к работе
Актуальность темы. Начальные этапы поиска и разведки, обустройства нефтяных и газоконденсатных месторождений, строительства внутрипромысловых и магистральных нефте- и газопроводов неизбежно связаны с развитием своеобразной инфраструктуры - вахтовых поселков временного использования. Множество крупнейших месторождений нефти России расположено в труднодоступных районах Западной Сибири и Крайнего Севера. В частности - Самотлорское, Приобское, Лянторское, Федоровское, Мамонтовское в Ханты-Мансийском АО, Ванкорское в Красноярском крае за полярным кругом в 140 км от Игарки, Русское в Ямало-Ненецком АО. Вахтовый поселок, собранный из отдельных блоков бытовок, выполняющих различные функции, это довольно сложное инженерно-строительное сооружение, в возведении которого используются самые разнообразные строительные, теплоизоляционные и отделочные материалы. Эксплуатируются эти строения, как правило, неоднократно. Разборка, транспортировка и повторный монтаж этих сооружений может вестись с возможным несоблюдением норм пожарной безопасности, вследствие чего они часто подвержены риску возникновения пожара. В значительной степени это связано с наличием на таких объектах большого количества горючих и легковоспламеняющихся жидкостей. В числе основных источников воздействия на окружающую обстановку являются автодорожный транспорт, строительная техника, буровая техника, хранилища с емкостями ГСМ, нефть, газ, газовый конденсат, поступающие из скважин. В целях профилактики, а также при возникновении загораний специалистам необходимо исследовать место пожара, дать соответствующее квалифицированное заключение и рекомендации по устранению аварийных ситуаций. В своей работе по установлению причин пожаров на временных объектах нефтегазового комплекса специалист должен рассматривать различные версии, в том числе непредумышленное или осознанное занесение источника зажигания. Горение органических материалов может быть интенсифицировано попаданием на них
легковоспламеняющихся жидкостей, а негорючие материалы в сочетании с попавшими на них легковоспламеняющимися жидкостями могут становиться горючими системами. Установление самого факта наличия на материалах остатков или следов ЛВЖ, а также их количества и качественного состава является неотъемлемой частью проводимых при этом исследований. В отношении дизельного топлива и более тяжелых нефтепродуктов поставленные задачи, как правило, успешно решаются. Для бензинов, как наиболее легких нефтепродуктов, используемых на временных объектах нефтегазового комплекса, решение указанных задач затруднено, как с методической, так и с технической точек зрения. Между тем, вопросы о степени возможной сохранности легковоспламеняющихся жидкостей, в частности бензинов, на материалах различной природы, интересующие в равной степени следователей, дознавателей, специалистов, до настоящего времени не получили однозначного ответа. Еще более сложными и трудноразрешимыми являются вопросы о репрезентативности состава выявленных измененных остатков ЛВЖ составу исходных продуктов. В значительной степени сохранность и репрезентативность остатков бензинов зависит от физико-химических свойств материала, времени, прошедшего с момента расследуемого события, условий окружающей среды, тепловых воздействий пожара. Имеющийся в распоряжении специалистов набор современных аналитических методов достаточен для решения указанных задач. Однако методическое обеспечение исследований веществ и материалов с находящимися на них легковоспламеняющимися жидкостями после пожара является недостаточно разработанным, что в значительной мере затрудняет работу специалистов и дознавателей. Достоверность и релевантность установления наличия и групповой диагностики бензинов чрезвычайно важны для следователей, дознавателей и иных специалистов, занимающихся решением ключевой технической задачи по установлению причины пожара. Необходимо расширение информационных возможностей при исследовании поведения веществ и материалов на пожаре.
В связи с этим в диссертационном исследовании поставлена актуальная научная задача - установление закономерностей в количественном и качественном составе бензинов, содержащихся в веществах и материалах в условиях внешнего воздействия, включая тепловое воздействие пожара.
Целью работы - разработка методики диагностики бензинов, содержащихся в веществах и материалах при их естественном испарении и тепловом воздействии для установления причин пожаров на объектах нефтегазового комплекса.
Задачи исследования:
1. Разработать методику исследования степени сохранности бензинов в
веществах и материалах при внешних воздействиях.
2. Установить репрезентативные диагностические признаки состава
бензинов в веществах и материалах, выявляемые медом молекулярной
люминесценции.
3. Построить регрессионную модель зависимости сохранности бензинов в
веществах и материалах от физических свойств материала.
Объект исследования.
Свойства бензинов, содержащихся в веществах и материалах, изменяющиеся под влиянием внешних воздействий.
Предмет исследования.
Степень сохранности и репрезентативность диагностических признаков бензинов, содержащихся в веществах и материалах различной природы, позволяющая устанавливать причины пожаров на нефтегазовых объектах.
Методы исследования: весовой анализ, молекулярная люминесценция, кластерный анализ, регрессионный анализ, корреляционный анализ.
Научная новизна
1. Разработана и экспериментально обоснована методика степени сохранности бензинов в веществах и материалах при внешних воздействиях.
2. Методом молекулярной люминесценции установлены
репрезентативные диагностические признаки состава бензинов в веществах и
материалах.
3. Впервые построена регрессионная модель зависимости сохранности
бензинов в веществах и материалах от свойств материалов.
Практическая значимость.
Методика криминалистического исследования количественных и качественных характеристик бензинов в веществах и материалах при внешних воздействиях может быть использована для проведения наблюдений за показателями пожарной безопасности временных сооружений на объектах нефтегазового комплекса.
Результаты работы используются в практической деятельности экспертных организаций МЧС России, что повышает эффективность и достоверность установления причин пожаров.
Основные положения работы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России при проведении занятий по дисциплине «Пожарно-техническая экспертиза».
Достоверность научных положений и выводов, изложенных в диссертации, подтверждается использованием современных физико-химических методов анализа и обеспечена значительным объемом экспериментального материала по изучению поведения бензинов в веществах и материалах. Обработка результатов проведена методами кластерного анализа, регрессионного анализа, корреляционного анализа.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Методика криминалистического исследования степени сохранности бензинов в веществах и материалах при внешних воздействиях.
-
Репрезентативные диагностические признаки состава бензинов в веществах и материалах, выявляемые медом молекулярной люминесценции.
-
Регрессионная модель зависимости степени сохранности бензинов в веществах и материалах от физических свойств материала.
Апробация работы.
Основные научные результаты исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры криминалистики и инженерно-технических экспертиз, а также на конференциях: О правовом регулировании судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации: Научно-практическая конференция. СПб.: 19-20 ноября 2010 г., Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России. 2010; Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы: IV Международная научно-практическая конференция СПб. 17 ноября 2011 г., СПб университет ГПС МЧС России. - 2011; Актуальные проблемы обеспечения безопасности в Российской Федерации: VI Всероссийская научно-практическая конференция. Екатеринбург: 30 мая 2012 г., Уральский институт ГПС МЧС России. - 2013; Совершенствование деятельности по расследованию преступлений: уголовно-правовые, уголовно-процессуальные и криминалистические аспекты. Всероссийская межведомственная научно-практическая конференция. Псков: 28-29 марта 2013 г., Псковский юридический институт ФСИН России. - 2013.
Материалы диссертационной работы отражены в 8 публикациях, среди которых 3 публикации в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для опубликования основных результатов диссертационных исследований.
Структура и объем работы.
Работа содержит 125 страниц печатного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованных источников (101 наименование), приложения, содержит 40 рисунков, 13 таблиц.
Судебная экспертиза горюче-смазочных материалов, содержащихся в объеме и на поверхности строительных материалов
Существенное снижение количества пожаров в 2009 году, по сравнению с предыдущими годами объясняется введением с 2009 года новых критериев информации о чрезвычайных ситуациях [8]. Пожары в зданиях, сооружениях, в т.ч. на магистральных газо-, нефте-, продуктопроводах учитывается при числе погибших 2 чел. и более или числе госпитализированных 4 чел. и более. Аварийный выброс нефти учитывается при авариях с разливом нефти и нефтепродуктов в объеме 20 т. и более, а при попадании в водные объекты 5 т. и более.
Пожары на объектах нефтегазового комплекса ведут свое начало практически с начала освоения залежей нефти и газа. Первого февраля 1901 года на расположенных в шести километрах от Баку нефтепромыслах произошел пожар. Охранник, следивший за безопасностью территории, решил «поэкспериментировать» с лужей мазута. Мазут, находившийся в луже вместе с водой, от простой спички не загорался. И тогда он вознамерился поэкспериментировать на самой металлической емкости, за стенками которой хранилось огромное количество мазута - 96 тысяч тонн! А если мазут и здесь от одной спички не загорится? Тогда, может быть, стоит сделать факел? И бросить его сверху? Последствия его безумного поступка трудно даже представить. Он зажег факел и кинул его на черную блестящую поверхность. Раздался хлопок -это вспыхнули пары мазута. Но уже через несколько минут заполыхала вся жидкая масса. Из металлической емкости потоками выливался горящий мазут. Попадая на землю, он поджигал траву, кустарники и деревья. Более того, из емкости в небо неожиданно полетели огромные снопы искр, поднявшийся ветер вскоре понес горючее облако на Баку. Пять дней и пять ночей бушевал пожар, в пламени которого сгорели сам поджигатель и еще около трехсот человек. Выгорели все близлежащие поселки, школы, магазины [9].
Вот как описывает свои впечатления о пожаре В.И. Немирович-Данченко, побывавший в Баку: «Море кругом шипело... Когда была зажжена пакля, мы различали вскакивавшие под водою пузыри. Тут нефтяной газ со дна проходит через всю толщу воды на воздух... Зажженную паклю бросили на волны; она заколыхалась вместе с ними, но тотчас кругом занялись тысячи огней... Казалось, что горели гребни волн, что вспыхивала самая вода... Миллионы мелких и больших пузырьков нефтяного газа, загораясь, обращались в желтые, голубые и красные языки пламени, вместе с волнами вскидывавшиеся вверх и падавшие вниз. В штиль и безветрие, случается, горит море до тех пор, пока не налетит вихрь и не разметет этот пожар в разные стороны».
Пожар на нефтяных промыслах Баку послужил первым серьезным сигналом, скорее даже, грозным предостережением не только местным рабочим, но и будущим поколениям - с горючими природными материалами обращаться следует крайне осторожно, природные катаклизмы могут отравить воду, землю и иметь непоправимые последствия для всей среды обитания и для нашего существования. Вот еще несколько примеров, подтверждающих пожарную опасность аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. Производственно-диспетчерская станция «Конда» компании «Сибнефтепровод», в 120 километрах от города Урай, 22 августа 2009 г. Воспламенился один из резервуаров с сырой нефтью объемом 20 тысяч кубометров, пламя почти сразу же охватило еще четыре цистерны. Причиной пожара стала молния, попавшая в металлические конструкции на емкости с нефтью [10].
На территории Радаевского нефтепромысла в ста километрах от Самары загорелся резервуар с нефтью. Пожар перекинулся на соседние резервуары и продолжался почти двое суток. Предварительное объяснение - возгорание неких пирофорных отложений, которые могли образоваться на стенах резервуаров [11].
Пожары на скважинах или нефтегазопроводах часто возникают при попытке несанкционированного забора топлива. По опубликованным данным в России и в Украине воруется около 10% всех добываемых и транспортируемых по трубопроводам топлив. Примеров много. Вот один из них. В апреле 2004 г. при попытке сделать врезку в трубопровод вблизи с. Ципки Гадячского района Полтавской области возник огненный факел высотой более 20 м, диаметром от 4 до 6 м и температурой более 1 тыс. градусов. Для его тушения было задействовано более ста человек. Приблизительный урон составил свыше 300 тыс. грн. [12].
В понедельник 29 марта 2004 г., ночью, загорелись три скважины, принадлежащие ОАО «Грознефтегаз»: две - на Эльдаровском месторождении (Надтеречный район) и одна - на Старогрозненском (Грозненский район). Расстояние между месторождениями - примерно 40 км. По данным республиканского МВД, причиной пожара явилось самовозгорание. Однако представители компании «Грознефтегаз» рассматривали пожар как диверсию. «Подобные вещи случаются всякий раз после проведения мероприятий по борьбе с хищениями нефти», - заявил гендиректор ОАО Б. Хамидов. Как раз в марте было закрыто несколько подпольных заводиков в Грозненском районе. За сутки в каждой скважине сгорает до двух тыс. т нефти. На тушение и ликвидацию последствий потребуется приблизительно 3 млн руб. для каждой скважины. В компании для таких целей существует специальный резервный фонд, к которому с 2000 г. приходилось прибегать в случае 141 горящей скважины [13].
1 ноября 2003 года при попытке хищения нефти из магистрального трубопровода у расположенного около г. Грозный населенного пункта Бердыкель возник пожар. В результате полностью уничтожены три приехавших сюда на загрузку автоцистерны. Их водители с тяжелыми ожогами госпитализированы. Ночью 5 ноября 2003 года неизвестные лица совершили нападение на нефтебазу у станицы Первомайская в Грозненском районе Чечни. В результате обстрела резервуаров из подствольных гранатометов, загорелась емкость, в которой хранилось 500 т нефти. По официальным оценкам, в Чечне в начале 2000-х годов ежегодно воровали не менее 500 тысяч т нефти. В незаконном нефтебизнесе участвовало около 30 тысяч человек. Значительная часть этого бизнеса контролировалась боевиками. За 10 месяцев 2003 года ликвидировано 183 незаконные врезки и более 3 тысяч установок по переработке нефти.
Ночью 5 ноября 2003 года неизвестные лица совершили нападение на нефтебазу у станицы Первомайская в Грозненском районе Чечни. В результате обстрела резервуаров из подствольных гранатометов, загорелась емкость, в которой хранилось 500 т нефти. Охранявшие нефтебазу 20 сотрудников полка вневедомственной охраны при МВД Чеченской республики стойко держали оборону. В конце концов "благодаря оперативно принятым мерам удалось пожар ликвидировать, а также остановить утечку нефти из емкостей".
В Мексике в декабре 2010 года более 28 человек погибли и 57 получили тяжелые ранения в результате взрыва на нефтепроводе государственной компании "Пемекс" в штате Пуэбла в центральной части Мексики. За считанные минуты улицы небольшого городка Сан Мартин Тексмелюкан затопила горящая нефть, которая сожгла около 100 жилых домов в радиусе свыше пяти километров. Причиной трагедии стала несанкционированная врезка в нефтепровод криминальных структур, которые наладили вывоз неучтенного топлива на бензовозах. Они нарушили технологию, в результате чего запорные задвижки не справились с высоким давлением трубы - произошел взрыв [14].
Вследствие врезки в продуктопровод (дизельное топливо) возник пожар 28 июня 2005 года в 3 км от пос. Песчаные Ковали Лаишевского района Татарстана [15].
На не названном предприятии госрезерва, которое находится в Лискинском районе Воронежской области, обнаружили исчезновение 500 т нефтепродуктов. Расследование показало, что нефтепродукты не своровали, а просто утекли в грунт через дырки в емкостях, установленных еще в 1960-70-е годы. Геологи, пробурив несколько скважин, определили, что толщина линзы нефтепродуктов составляет 3-4 метра. Еще под одним анонимным предприятием города Воронежа есть линза нефтепродуктов площадью 40 га. Химический анализ показал, что она имеет давнюю, еще советскую историю, поскольку в основном состоит из бензина А-66, выпуск которого был прекращен еще в начале 1970-х годов. Что происходит под всеми нефтебазами Воронежской области - никому не известно. Если раньше они были в каждом из 32 районов области, то сейчас их осталось лишь 8. Остальные либо законсервированы, либо заброшены. Наверняка под многими из них находятся такие же «залежи» утекших нефтепродуктов [16].
23-24 апреля 2004 г. произошел разлив нефти и пожар в Михайловском районе Волгоградской области на магистральном нефтепроводе "Самара -Лисичанск". Высота пламени достигала 50 м. Огонь удалось потушить только через 20 часов, после того, как большая часть разлившейся нефти выгорела. 5 июня 2004 г. в Нефтекумском районе на Камышбурунской станции ОАО "Черноморсктранснефть" в результате срабатывания взрывных устройств поврежден резервуар объемом 5000 кубометров. Вытекшая нефть загорелась. К ликвидации пожара было привлечено более 400 человек и 40 единиц техники. 14 октября 2004 г. около деревни Буньково (30 км от г. Иваново) начался пожар на месте разлива нефти из магистрального трубопровода Нижний Новгород 15
Ярославль. Возникла угроза для проходящего рядом магистрального газопровода. Для тушения пожара было привлечено 26 единиц техники и 107 пожарных. Официально заявленный объем разлива - 50 т нефти [17].
Компания "Транснефть" опять отличилась - на этот раз в Иркутской области.29 октября 2006 года в районе дер. Ст. Китой Иркутской области произошел мощный пожар с сильным задымлением. Однако попытки пожарных бригад, представителей местных органов власти и журналистов проехать на место событий не увенчались успехом. Они были остановлены вооруженными сотрудниками из службы безопасности компании "Транснефть".
Оценка пожарной опасности природно-антропогенных объектов, формирующихся на территориях предприятий нефтегазового комплекса
Относительная величина потери массы образцов за счет испарения летучих компонентов для всех неорганических материалов описывается обратной экспоненциальной зависимостью. Предэкспоненциальный множитель (W) в уравнениях регрессии характеризует относительную потерю массы, в результате полного испарения летучих компонентов к окончанию эксперимента (W, %). Коэффициент (Ь) при х в показателе степени экспоненциальной зависимости характеризует скорость потери массы образцов. Чем выше абсолютное значение этого коэффициента, тем интенсивнее идет испарение летучих компонентов. В работе предложено абсолютное значение данного коэффициент использовать в качестве индекса потери массы (1Пот.мас..)- Предлагаемый индекс потери массы меняется для различных материалов в довольно широких пределах от 0,9 (ТДВП) до 5 (базальтовая вата).
Установленные в настоящем исследовании максимальные временные интервалы, после которых еще возможна фиксация бензинов на тех или иных материалах, в сочетании с предлагаемым индексом потери массы могут служить основой для выработки критерия классификации конструкционных и отделочных материалов по их применимости к использованию в качестве объектов экспертных исследований при поисках следов бензинов (таблица). Для отнесения изученных материалов к той или иной классификационной группе был проведен кластерный анализ [82, 83]. В качестве векторов признаков исследуемых объектов выбраны индекс потери массы и количество суток, в течение которых возможно установить наличие бензина весовым методом. Поскольку переменные представляют собой числа близкие по порядку своих величин в качестве метрики использовано Евклидово расстояние между выбранными векторами признаков всех пар объектов [84] (таблица 7):
На рисунке 6 приведено поле рассеяния значений показателей - индекс потери массы и количество суток, в течение которых возможно установить наличие бензина весовым методом. На основании выбора объектов, Евклидово расстояние между которыми минимально (менее 1, 2), выделен кластер I (на рисунке обведен кругом), в который попадают ДСтП, ОСП, МДВТ, гипрок, легкий кирпич, силикатный кирпич. Сосновая древесина (№ 4) и базальтовая вата (№ 9) имеют большие значения Евклидова расстояния от указанных материалов и в кластер I не включены. Остается решить вопрос принадлежат ли выделенному кластеру образцы ТДВП (№ 1) и изовера (№ 10).
Рассчитываем Евклидово расстояние от центра тяжести кластера I до координат объекта № 10 (изовер). Оно равно 1,62. В случае объединения изовера и базальтовой ваты (№ 9) центр тяжести образованного кластера II будет иметь координаты IJJ = 4,09 , ти = 3. Евклидово расстояние от объекта базальтовая вата до центра тяжести кластера II составит 0,96. Таким образом, объект базальтовая вата объединяется с объектом изовер в кластер П.
Аналогичным образом рассчитываем Евклидово расстояние от центра тяжести кластера I до координат объекта № 1 (ТДВП). Оно равно 2,07. Это меньше, чем расстояние от объекта ТДВП до объекта сосновая древесина, и, разумеется, будет меньше, чем расстояние до центра тяжести вновь образованного кластера III - 1Ш = 1,14, тш = 1,5. Таким образом, объект ТДВП объединяется с объектом сосновая древесина в кластер III.
В результате проведенного кластерного анализа все изученные материалы объединяются в три кластера: Кластер I с координатами центра тяжести /7 = 1,86, т7 = 4 и мощностью 6. В нем объединены ДСтП, ОСП, МДВТ, гипрок, легкий кирпич, силикатный кирпич. Кластер II с координатами центра тяжести 1и = 4,09 , ти = 3 и мощностью 2, в котором объединены изовер и базальтовая вата. Кластер III с координатами центра тяжести 1Ш = 1,14, тш = 1,5 и мощностью 2, в котором объединены ТДВП и сосновая древесина. Итеративное применение описанной процедуры к каждому вновь изученному объекту приведет к наполнению кластеров и тем самым - к решению задачи дискриминации. В целом, на основании изучения процесса испарения бензина с различных материалов можно сделать следующие выводы. Достоверную информацию с использованием весового анализа можно получить, исследуя образцы материалов, в которых потеря массы образца происходит равномерно. В первую очередь - это древесные композиционные материалы, такие как МДВП, ДСтП, ОСП. Из них дольше всего сохраняет следы бензина МДВП (софтборд). Из материалов неорганической природы в эту группу входят силикатные материалы - гипрок, легкий и силикатный кирпичи. Наиболее достоверную информацию по содержанию бензина могут дать такие материалы, как базальтовая вата и изовер.
Наибольшие затруднения при обнаружении следов бензина могут возникнуть, по-видимому, при изучении цельной сосновой древесины. В данном материале негативное мешающее воздействие оказывают содержащиеся в природной древесине смолистые компоненты.
В работе построены также регрессионные зависимости снижения остаточного содержания летучих в образцах материалов в ходе испарения при комнатной температуре. На рисунках 7, 8, 9, 10 показаны примеры графиков таких зависимостей для некоторых материалов.
Результаты экспериментов по исследованию потери массы образцов в процессе испарения при комнатной температуре
При изучении образцов ТДВП (оргалит) полное испарение бензина наблюдалось после вторых суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 17,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 25,2 %. Для образцов МДВП (софтборд) полное испарение бензина наблюдалось к четвертым суткам. К этому времени масса образца сравнялась с массой исходного сухого образца. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 25,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала софтборд по отношению к бензину составила 40,4 %.
Твердые и мягкие древесноволокнистые плиты изготовлены из одинаковых материалов, но по разной технологии. Более рыхлые мягкие древесно 92 волокнистые плиты имеют плотность в 4 раза меньшую по сравнению с твердым оргалитом. Пористость МДВП в 1,6 раза выше пористости твердого оргалита. Соответственно и процесс испарения бензина из них идет более длительно. Таким образом, на данной паре одинаковых по исходным компонентам материалов можно выявить тенденцию к увеличению пористости и времени сохранности инородных жидкостей с уменьшением плотности материала.
Аналогичное сравнение проведено для двух близких по исходным компонентам материалов - древесностружечная плита и ориентированная стружечная плита. Исследование образцов ДСтП показало, что полное испарение бензина наблюдается в этом материале после третьих суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 25,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 30 %. Для образца ОСП полное испарение бензина установлено после двух суток эксперимента. К этому времени относительная потеря массы материала за счет испарения бензина составила 21,1 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала ОСП по отношению к бензину составляет 19,4 %.
В случае этих двух материалов ориентированные стружечные плиты, имеющие плотность в 1,2 раза меньшую по сравнению с плотностью ДСтП обладают и более низкими значениями пористости по отношению к бензину. На пористость материалов помимо плотности влияют иные факторы, такие как разветвленность и длина перколяционных каналов, взаимное расположение элементов внутренней структуры материалов. Как и в случае древесноволокнистых плит, материал, обладающий большей пористостью, дольше сохраняет в своей структуре следы посторонней жидкости.
Очень своеобразно происходит испарение летучих компонентов с цельной сосновой древесины. В данном материале уже в первые сутки эксперимента остаточная масса образца становиться меньше массы исходного сухого образца, а относительная потеря массы превысила содержание бензина в исходном образце. В дальнейшем масса исследованных образцов сосновой древесины продолжала уменьшаться вплоть до 4 суток. При этом относительная потеря массы почти в 2 раза превысила относительное содержание бензина в исходном образце. В данном случае убыль массы материала происходит, очевидно, не только за счет испарения бензина.
Сравнение цельной сосновой древесины с композиционными древесными материалами показывает, что имея плотность в 1,25 раза меньше плотности ОСП и в 1,5 раза меньше плотности ДСтП, древесина сосны по пористости примерно в 8 раз меньше пористости ориентированных стружечных плит и в 12,5 раз меньше пористости ДСтП. Данное обстоятельство еще раз показывает, что плотность материала играет далеко не главную роль в формировании порового пространства.
Изучение твердых неорганических материалов дало следующие результаты. В образцах гипрока полное испарение бензина наблюдалось после вторых суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 31,4 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 54,9 %.
В образцах силикатного кирпича полное испарение бензина происходит на 4 сутки эксперимента, а в образцах легкого кирпича - только на 5 сутки. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составляет в легком кирпиче 17,1 %, а в силикатном кирпиче - 25,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значений исходного содержания бензина в данных материалах. Пористость легкого кирпича по отношению к бензину составила 23,2 % при плотности 0,8 г/см . Пористость силикатного кирпича составила 18,8 %, при плотности 0,4 г/см .
Изучение мягких неорганических материалов дало следующие результаты. В образцах базальтовой ваты полное испарение бензина наблюдалось после третьих суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила максимальную величину 92,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 60,2 %.
В образцах изовера полное испарение бензина наблюдалось после вторых суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 61,8 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 78 %.
Таким образом, с одной стороны, имеются материалы, такие как базальтовая вата, изовер, которые при низкой плотности имеют очень высокую пористость. С другой стороны, силикатный кирпич при низкой плотности имеет и низкую величину пористости. Пористость материала зависит не только от плотности, но и от многих других факторов, в числе которых ориентированно-упорядоченное или хаотичное расположение слагающих материал частиц, наличие протяженных перколяционных кластеров.
Модель зависимости потери массы образцов, насыщенных бензином в процессе испарения при комнатной температуре от физических свойств материалов по результатам люминесцентного анализа
При изучении образцов ТДВП (оргалит) полное испарение бензина наблюдалось после вторых суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 17,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 25,2 %. Для образцов МДВП (софтборд) полное испарение бензина наблюдалось к четвертым суткам. К этому времени масса образца сравнялась с массой исходного сухого образца. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 25,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала софтборд по отношению к бензину составила 40,4 %.
Твердые и мягкие древесноволокнистые плиты изготовлены из одинаковых материалов, но по разной технологии. Более рыхлые мягкие древесно 92 волокнистые плиты имеют плотность в 4 раза меньшую по сравнению с твердым оргалитом. Пористость МДВП в 1,6 раза выше пористости твердого оргалита. Соответственно и процесс испарения бензина из них идет более длительно. Таким образом, на данной паре одинаковых по исходным компонентам материалов можно выявить тенденцию к увеличению пористости и времени сохранности инородных жидкостей с уменьшением плотности материала.
Аналогичное сравнение проведено для двух близких по исходным компонентам материалов - древесностружечная плита и ориентированная стружечная плита. Исследование образцов ДСтП показало, что полное испарение бензина наблюдается в этом материале после третьих суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 25,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 30 %. Для образца ОСП полное испарение бензина установлено после двух суток эксперимента. К этому времени относительная потеря массы материала за счет испарения бензина составила 21,1 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала ОСП по отношению к бензину составляет 19,4 %.
В случае этих двух материалов ориентированные стружечные плиты, имеющие плотность в 1,2 раза меньшую по сравнению с плотностью ДСтП обладают и более низкими значениями пористости по отношению к бензину. На пористость материалов помимо плотности влияют иные факторы, такие как разветвленность и длина перколяционных каналов, взаимное расположение элементов внутренней структуры материалов. Как и в случае древесноволокнистых плит, материал, обладающий большей пористостью, дольше сохраняет в своей структуре следы посторонней жидкости.
Очень своеобразно происходит испарение летучих компонентов с цельной сосновой древесины. В данном материале уже в первые сутки эксперимента остаточная масса образца становиться меньше массы исходного сухого образца, а относительная потеря массы превысила содержание бензина в исходном образце. В дальнейшем масса исследованных образцов сосновой древесины продолжала уменьшаться вплоть до 4 суток. При этом относительная потеря массы почти в 2 раза превысила относительное содержание бензина в исходном образце. В данном случае убыль массы материала происходит, очевидно, не только за счет испарения бензина.
Сравнение цельной сосновой древесины с композиционными древесными материалами показывает, что имея плотность в 1,25 раза меньше плотности ОСП и в 1,5 раза меньше плотности ДСтП, древесина сосны по пористости примерно в 8 раз меньше пористости ориентированных стружечных плит и в 12,5 раз меньше пористости ДСтП. Данное обстоятельство еще раз показывает, что плотность материала играет далеко не главную роль в формировании порового пространства.
Изучение твердых неорганических материалов дало следующие результаты. В образцах гипрока полное испарение бензина наблюдалось после вторых суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 31,4 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 54,9 %.
В образцах силикатного кирпича полное испарение бензина происходит на 4 сутки эксперимента, а в образцах легкого кирпича - только на 5 сутки. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составляет в легком кирпиче 17,1 %, а в силикатном кирпиче - 25,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значений исходного содержания бензина в данных материалах. Пористость легкого кирпича по отношению к бензину составила 23,2 % при плотности 0,8 г/см . Пористость силикатного кирпича составила 18,8 %, при плотности 0,4 г/см .
Изучение мягких неорганических материалов дало следующие результаты. В образцах базальтовой ваты полное испарение бензина наблюдалось после третьих суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила максимальную величину 92,5 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 60,2 %.
В образцах изовера полное испарение бензина наблюдалось после вторых суток эксперимента. Относительная потеря массы за счет испарения бензина составила 61,8 %, что входит в пределы доверительного интервала для значения исходного содержания бензина в образце. Пористость материала по отношению к бензину составила 78 %.
Таким образом, с одной стороны, имеются материалы, такие как базальтовая вата, изовер, которые при низкой плотности имеют очень высокую пористость. С другой стороны, силикатный кирпич при низкой плотности имеет и низкую величину пористости. Пористость материала зависит не только от плотности, но и от многих других факторов, в числе которых ориентированно-упорядоченное или хаотичное расположение слагающих материал частиц, наличие протяженных перколяционных кластеров.
По результатам прямых весовых измерений содержания бензиновых компонентов в образцах изученных материалов, приведенных в таблице, проведен корреляционный анализ. Количественной мерой линейности соотношения между переменными X и Y (любыми двумя переменными, включающими случайные ошибки) служит коэффициент линейной корреляции г - сравнительный показатель наличия взаимосвязей между X и Y.