Объекты исследования, аппаратура и методика измерений

Исследование холоднодеформированной проволоки из цветных металлов. Выявление зон термических поражений

Методика и технические средства ее реализации разработаны в Санкт-Петербургском филиале ВНИИПО (Исследовательский центр экспертизы пожаров ФПС) [17].

Основы методики

Методика рассчитана на исследование объектов из алюминиевой или медной электротехнической проволоки, изготовленных методом холодной деформации и не подвергшихся отжигу в процессе изготовления. Суть методики заключается в оценке глубины развития дорекристаллизационных и рекристаллизационных процессов у неотоженных проволочных изделий при нагревании в ходе пожара.

Как известно, степень термических поражений холоднодеформированных стальных изделий оценивается по глубине прошедших рекристализационных процессов путем определения их магнитных характеристик (см. раздел 1.4). Однако данный метод не применим к холоднодеформированным изделиям из цветных металлов. В то же время, эти изделия (в первую очередь, жилы электрических проводов) достаточно широко встречаются на месте пожара. И если найти возможность тем или иным способом количественно определять степень их рекристаллизации (отжига) в различных зонах, то это позволило бы получить ценную информацию о распределении термических поражений по месту пожар и облегчило бы поиски его очага.

В данной методике определение степени рекристаллизации отдельных участков проволоки, расположенных в различных зонах пожара, осуществляется методом определения усилия изгиба.

Измеряемым параметром является величина усилия изгиба F (H). С увеличением температуры нагрева степень рекристаллизации увеличивается, а, соответственно, величина усилия изгиба при нагреве в изотермических условиях последовательно уменьшается.

При нагреве в динамическом режиме изменение величины F начинается от 200 °С и заканчивается с завершением процесса рекристаллизации - при 600 - 700 °С. В случае алюминиевых проводов процесс рекристаллизации ограничен температурой плавления алюминия 550 ºС (рисунок 1.23).

Таким образом, в пределах указанных температур зоне наибольшего теплового воздействия соответствует местонахождение изделия с экстремально низкой величиной усилия изгиба.

1 – медная проволока 2 – алюминиевая проволока

Рисунок 1.23 – Изменение величины усилия изгиба при нагреве проволоки диаметром 1,8 мм в динамическом режиме

(20 - 600 ºС, средняя скорость подъема 7 º/мин.)

Условия охлаждения проволоки на пожаре не оказывают влияния на результаты измерений.

Объекты исследования, аппаратура и методика измерений

Путём холодной деформации изготавливаются все наиболее распространённые виды жил кабелей, шнуров и проводов. Они являются основными объектами исследования по данной методике.

Для определения величины усилия изгиба используется тестер отжига проводов ТОП-01-ЭП, разработанный в ИЦЭП ФПС МЧС России.

Тестер состоит из двух блоков - клещей, с установленным в нем тензодатчиком, и индикаторного устройства МС250.

Конструкция клещей представлена на рисунке 1.24. Устройство состоит из двух рычагов – верхнего 1 и нижнего 2, соединенных осью 3 между собой. На конце верхнего рычага предусмотрены углубления для установки проволоки 4. В нижнем рычаге установлен тензодатчик 5 с чувствительным элементом 6, выполненным в виде коромысла, со скругленными внизу углами во избежание перекусывания проволоки.

Подготовка поверхности проволоки перед измерением не требуется. Необходимо лишь снять остатки изоляции.

Рисунок 1.24 – Клещи с тензодатчиком

Исследуемый участок проволоки устанавливается в углубления на конце верхнего рычага 1. Сжатием кисти совместить рычаги до упора, при этом коромысло 6 изгибает проволоку. На индикаторе отображается максимальное усилие изгиба проводника F (H) или пропорциональная ему масса m (г).

Измерения проводятся на однотипных проволочных изделиях непосредственно на месте пожара в различных его зонах. Расстояние между участками измерений зависимости от размеров исследуемых помещений, может составлять от 0,10 до 4,0-5,0 м.

Циклы измерений в одной точке измерения проволоки повторять несколько раз нельзя, поэтому необходимо сдвигать клещи приблизительно на 20 мм вдоль, после чего проводить повторные измерения. Измерения на намеченном участке повторяются 5-7 раз, после чего рассчитывается среднее значение F.

Порядок работы

1 Включить индикатор.

2 Нажать клавишу «F».

3 Подвести клещи к исследуемому участку проволоки. Установить исследуемый участок проволоки в углубления на конце верхнего рычага 1 и сжать рычаги до упора, при этом, коромысло 6 изгибает проволоку. На индикаторе отобразится максимальное усилие изгиба проводника. Занести значения в протокол.

4 Разжать рычаги. Убрать проволоку.

5 Нажать клавишу «F» до двойного звонка.

6 Следующее измерение проводить в соответствии с пунктами п. 2-5.

Время, затрачиваемое на одно измерение, - не более минуты.

Внимание! В тестере отсутствует ограничитель изгиба тензодатчика, поэтому при высвечивании на экране «0000000000» или «ERROR» необходимо немедленно прекратить измерения. В противном случае тензодатчик будет сломан.

Сравнительная оценка степени рекристаллизации проводится по величине усилия изгиба.

По результатам измерений значения усилия изгиба наносят на план места пожара. Затем на плане строят зоны с близкими значениями усилия изгиба, так называемые изозоны. Эти зоны будут соответствовать зонам термических поражений конструкций и предметов, при этом зона наименьших усилий изгиба будет соответствовать зоне наибольших термических поражений и наоборот.