Образование окислов на поверхности стальных конструкций и изделий

Если поверхность стального изделия обработанная, гладкая, то первый признак теплового воздействия, который можно обнаружить визуально, - так называемые цвета побежалости. Они появляются при нагревании стали до температуры 200-300°С благодаря образованию на ее поверхности микронной толщины пленки окисла. Толщина слоя окисла зависит от температуры нагрева (чем больше температура, тем окисел толще), а за счет интерференции света с изменением толщины пленки меняется ее цвет. Таким образом, цвет пленки окисла (цвет побежалости) зависит от температуры нагрева стали и может использоваться для ее примерного определения при исследовании пожара (табл. 4.3).

Таблица 4.3

Цвета побежалости на стали

Наличие признаков побежалости на стальных изделиях, их локализация должны быть зафиксированы в протоколе осмотра. При поисках очага такая информация оказывается полезной очень редко, но она может понадобиться при установлении причины пожара, связанного с трением, локальным перегревом в технологических установках, двигателях и т.д.

Окалина

Высокотемпературный окисел - окалина - образуется на сталях обыкновенного качества (за время нагрева, характерное для среднего пожара) при температуре от 700 °С и выше. Рост толщины окалины происходит по параболическому закону: чем больше температура и длительность нагрева, тем она толще.

От температуры образования зависит и состав окалины.

Она может состоять из трех слоев различных окислов - вустита (оксида двухвалентного железаFeO), гематита (оксида трехвалентного железа Fе₂О₃) и магнетита (оксида двух-трехвалентного железа Fе₂О₃ Чем выше температура, тем больше в окалине вустита и меньше гематита. Вустит имеет черный цвет, а гематит - рыжий. Это обстоятельство позволяет по цвету окалины и ее толщине ориентировочно оценивать температуру нагрева металлоконструкций.

Низкотемпературная окалина (700-750°С), в которой мало вустита, обычно имеет рыжеватый оттенок и достаточно тонкая. Окалина, образовавшаяся при 900-1000°С и более - толстая и черная. Если окисел на поверхности стальной конструкции рыхлый и рыжий - это, скорее всего, не окалина, а обыкновенная ржавчина.

В протоколе осмотра должен быть отражен цвет окалины на различных участках стальных конструкций. Весьма полезно также сбить молотком, зубилом (или путем деформации конструкции, если она достаточно тонкая) куски окалины на различных участках и измерить микрометром ее толщину. Полученные данные занести в протокол осмотра.

Путем анализа окалины инструментальными и химическими методами возможно определение температуры и длительности высокотемпературного нагрева стальных конструкций в ходе пожара. Для этого пробы окалины отбирают по методике, указанной в разд. 12.2 и направляют на лабораторные исследования.

Возможно, зондирование слоя окалины непосредственно на месте пожара вихретоковым методом (см. разд. 12.2).