油浸可燃物自燃火災(zāi)原因分析及防治措施

●黃維佳

(上海市普陀消防支隊(duì),上海 200333)

動(dòng)、植物油浸可燃物質(zhì)(以下簡稱油浸可燃物)是指外層浸涂有動(dòng)、植物油脂的可燃物,如油布、油麻、油棉等。由于其具有防水、防腐、潤滑等作用,因而廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和民用生活當(dāng)中。然而,由于此類物質(zhì)往往具有自燃特性,而且火災(zāi)時(shí)隱蔽性強(qiáng),難以發(fā)現(xiàn),容易造成較大的財(cái)產(chǎn)損失。2004年 6月 8日凌晨 1時(shí)30分左右,上海市普陀區(qū)某倉庫突發(fā)大火,燒毀庫存油麻 1.5噸及高檔潔具、水表等物資,直接經(jīng)濟(jì)損失30萬元。

1 “6· 8”火災(zāi)原因調(diào)查分析

1.1 火場基本情況

“6·8”火災(zāi)中建筑共 2層,磚混結(jié)構(gòu),其中底層為倉庫,二層閑置。倉庫南北寬 8m,東西長 9m,層高 3m,庫內(nèi)自西向東分別用 2堵留有門洞(寬 1.5m,高 1.8m)的磚墻分隔成面積均等(24m2)的 3間,編號(hào)依次為 1#、2#、3#庫。 整個(gè)庫房僅設(shè) 1個(gè)門(位于 3#庫南墻)和 1扇窗(位于 1#庫南墻),各庫均堆放大量用紙盒、木盒盛裝的鐵閘閥、潔具、電表等物資。

從火場外部看,倉庫建筑整體尚好,1#庫南墻上的窗戶玻璃全部炸裂掉落地面,其貼地一面有濃密煙熏痕跡。建筑外墻煙熏明顯。進(jìn)入火場,內(nèi)存物資大部燒毀,火燒及炭化程度呈自西向東(即 1#-3#庫)漸輕,局部物質(zhì)殘?bào)w倒塌呈西低東高。以 1#庫為重點(diǎn)進(jìn)行細(xì)項(xiàng)勘查,發(fā)現(xiàn)庫內(nèi)除堆放有大量用紙箱盛裝的鐵閘閥、潔具外,在緊貼庫房南墻處還堆放有大量油麻殘骸。油麻燒損嚴(yán)重,局部結(jié)焦粘連,火燒痕跡呈以靠近窗戶的油麻堆垛為中心漸輕特點(diǎn)?，F(xiàn)場提取油麻封樣后送公安部消防局天津消防科研所檢測,經(jīng)紅外光譜、熱譜測定結(jié)果為：(1)送檢油麻纖維上附著大量油酸、亞油酸、亞麻酸及少量酯類。(2)室溫下有明顯的吸氧現(xiàn)象(即氧化放熱現(xiàn)象),140℃開始大量放熱。

1.2 火災(zāi)原因分析

根據(jù)現(xiàn)場勘查、詢問調(diào)查情況,結(jié)合火因鑒定結(jié)果,火調(diào)人員排除了人為縱火、電氣火災(zāi)、夾帶火種等因素,經(jīng)綜合判定認(rèn)為,“6·8”火災(zāi)原因系油麻氧化放熱并蓄熱后自燃起火,具體分析如下：

1.2.1 油麻具有自燃特性。“6·8”火災(zāi)中庫存油麻是由黃麻外涂亞麻籽油制成。首先,亞麻籽油中含有大量由不飽和脂肪酸組合成的酯類,這些酸如油酸(15%～22%),亞油酸(18%～26%),亞麻酸(49%～50%)都具有很強(qiáng)的自燃特性,于室溫下即可在空氣中氧化和聚合析出熱量。其次,黃麻亦具有自燃特性,當(dāng)其含水量大于 9%,空氣相對濕度達(dá)到75%～85%,其纖維即會(huì)因膨脹而放熱,同時(shí)膨脹的纖維又促進(jìn)麻中的纖維素和果膠發(fā)生水解產(chǎn)生大量糖類,供應(yīng)給微生物繁殖、發(fā)酵,進(jìn)而產(chǎn)生大量熱。當(dāng)幾種途徑產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散不暢時(shí),就可引燃黃麻(燃點(diǎn)僅為 150℃)起火。

1.2.2 倉儲(chǔ)環(huán)境提供了自燃條件。一是氣象條件具備?；馂?zāi)前夕,從 6月 2日至 6日,上海市連日陰雨天氣,空氣濕度大,至 6月 7日,天氣轉(zhuǎn)晴,氣溫驟升至 32℃,此時(shí)倉庫處于悶熱潮濕狀態(tài)。特別是 1#庫南墻窗戶最上層有 2塊玻璃破損,雨水正好可落至貼窗堆放的油麻堆垛上,致使黃麻纖維膨脹放熱加劇。二是蓄熱條件具備。“6·8”火災(zāi)中整個(gè)倉庫面積約72m2,僅設(shè)一個(gè)門和一扇窗,平日緊閉,庫內(nèi)又堆放大量物資,通風(fēng)條件極差,油麻堆垛嚴(yán)密(最高處約 2m),不易散熱。

2 油浸可燃物自燃的機(jī)理

動(dòng)、植物油屬高閃點(diǎn)的可燃物質(zhì),其在常溫下呈液態(tài)的稱為油,呈固態(tài)的稱為脂。油脂的主要成分是各類脂肪酸甘油脂(見表 1)。

不飽和脂肪酸甘油脂是由如油酸、亞油酸、亞麻酸、桐油酸等不飽和脂肪酸與甘油結(jié)合的產(chǎn)物。由于這些不飽和脂肪酸分子中碳原子之間有一個(gè)或幾個(gè)雙鍵,自由能較大,臨近雙鍵的氫在熱、光或金屬(如鐵)的作用下易離析出來形成自由基,自由基與氧結(jié)合成過氧基,它從另外的不飽和脂肪酸中奪取氫原子生成氫的過氧化物并產(chǎn)生新的自由基,以此反復(fù)進(jìn)行,可用下式表示：(1)RH→R-+H+;(2)R-+O2→RO2-;(3)RO2-+RH→ROOH+R-。上述氧化反應(yīng)屬放熱過程,當(dāng)反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行時(shí),不斷放出的熱量若積聚不散就能使可燃物自燃。

表1 幾種油脂中脂肪酸甘油脂的組成

3 油浸可燃物自燃的條件

3.1 油脂具備自行氧化能力

油脂的自氧化能力與不飽和脂肪酸甘油脂的含量成正比,含量越大,油脂的自燃能力就越強(qiáng)。通常油脂中不飽和脂肪酸甘油脂的含量可用碘值來標(biāo)定。所謂碘值,是指 100g油脂所能吸收的碘的克數(shù)。碘值越大,表明油脂中含不飽和脂肪酸甘油脂的含量越高,自燃能力也越大。碘值小于 80～90的油脂,如花生油、菜籽油等可視為無自燃能力油脂。

3.2 高溫潮濕環(huán)境對具有自燃特性的可燃物質(zhì)的影響

有些可燃物質(zhì)如黃麻、棉花等,其本身具有較強(qiáng)的自燃能力,當(dāng)環(huán)境溫度較高,濕度較大時(shí),可促進(jìn)其纖維膨脹放熱,同時(shí)為內(nèi)部微生物大量繁殖、發(fā)酵創(chuàng)造條件,產(chǎn)生熱量。

3.3 油與浸涂油的可燃物質(zhì)比例適當(dāng)

油與浸涂油的可燃物質(zhì)比例為 1∶2～1∶3時(shí)易發(fā)生自燃,油比例過多,會(huì)堵塞布、麻、棉纖維的孔隙,減少油的氧化表面積,產(chǎn)生的熱量少,溫度不易達(dá)到自燃點(diǎn);油過少,氧化產(chǎn)生的熱量小于向外擴(kuò)散的熱量,也難以發(fā)生自燃。油布油棉自燃性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表 2。

3.4 要有良好的蓄熱條件

油浸可燃物堆積嚴(yán)密時(shí),散熱表面小,油氧化聚合產(chǎn)生的熱易于積聚,反過來又加速油的氧化放熱,當(dāng)溫升至可燃物自燃點(diǎn)時(shí),即起火燃燒。

4 油浸可燃物自燃火災(zāi)的防治

首先,應(yīng)正確選擇油脂涂層。應(yīng)盡量選用碘值低于 80～90的無自燃能力油脂作為可燃物涂層,當(dāng)選用可自燃油脂時(shí)應(yīng)考慮加入抗氧化劑(如叔丁基對羥基茴香醚)保護(hù),從而在根本上預(yù)防自燃火災(zāi)的發(fā)生。其次,控制油與油浸可燃物質(zhì)的比例。兩者比例應(yīng)控制在 ＞1∶2或 ＜1∶4,以此減少油脂氧化放熱量,防止自燃起火。最后,嚴(yán)格控制倉儲(chǔ)環(huán)境。油浸可燃物應(yīng)存放于干燥、陰涼、通風(fēng)良好的庫房內(nèi),堆垛應(yīng)避免重疊堆積,并遠(yuǎn)離火源、熱源,與氧化劑、高純氧、壓縮空氣等應(yīng)隔離儲(chǔ)運(yùn),倉庫應(yīng)保持通風(fēng)順暢以利散熱,對庫內(nèi)溫濕度應(yīng)做好定期檢查,發(fā)現(xiàn)悶熱潮濕時(shí)應(yīng)及時(shí)采取措施降溫除濕。

表2 油布油棉自燃性能試驗(yàn)條件和所得數(shù)據(jù)