油浸可燃物自燃火災原因分析及防治措施

●黃維佳

(上海市普陀消防支隊,上海 200333)

動、植物油浸可燃物質(以下簡稱油浸可燃物)是指外層浸涂有動、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,因而廣泛用于工業生產和民用生活當中。然而,由于此類物質往往具有自燃特性,而且火災時隱蔽性強,難以發現,容易造成較大的財產損失。2004年 6月 8日凌晨 1時30分左右,上海市普陀區某倉庫突發大火,燒毀庫存油麻 1.5噸及高檔潔具、水表等物資,直接經濟損失30萬元。

1 “6· 8”火災原因調查分析

1.1 火場基本情況

“6·8”火災中建筑共 2層,磚混結構,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,編號依次為 1#、2#、3#庫。 整個庫房僅設 1個門(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。進入火場,內存物資大部燒毀,火燒及炭化程度呈自西向東(即 1#-3#庫)漸輕,局部物質殘體倒塌呈西低東高。以 1#庫為重點進行細項勘查,發現庫內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。油麻燒損嚴重,局部結焦粘連,火燒痕跡呈以靠近窗戶的油麻堆垛為中心漸輕特點。現場提取油麻封樣后送公安部消防局天津消防科研所檢測,經紅外光譜、熱譜測定結果為：(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象(即氧化放熱現象),140℃開始大量放熱。

1.2 火災原因分析

根據現場勘查、詢問調查情況,結合火因鑒定結果,火調人員排除了人為縱火、電氣火災、夾帶火種等因素,經綜合判定認為,“6·8”火災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,當其含水量大于 9%,空氣相對濕度達到75%～85%,其纖維即會因膨脹而放熱,同時膨脹的纖維又促進麻中的纖維素和果膠發生水解產生大量糖類,供應給微生物繁殖、發酵,進而產生大量熱。當幾種途徑產生的熱量擴散不暢時,就可引燃黃麻(燃點僅為 150℃)起火。

1.2.2 倉儲環境提供了自燃條件。一是氣象條件具備。火災前夕,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,天氣轉晴,氣溫驟升至 32℃,此時倉庫處于悶熱潮濕狀態。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”火災中整個倉庫面積約72m2,僅設一個門和一扇窗,平日緊閉,庫內又堆放大量物資,通風條件極差,油麻堆垛嚴密(最高處約 2m),不易散熱。

2 油浸可燃物自燃的機理

動、植物油屬高閃點的可燃物質,其在常溫下呈液態的稱為油,呈固態的稱為脂。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合的產物。由于這些不飽和脂肪酸分子中碳原子之間有一個或幾個雙鍵,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生新的自由基,以此反復進行,可用下式表示：(1)RH→R-+H+;(2)R-+O2→RO2-;(3)RO2-+RH→ROOH+R-。上述氧化反應屬放熱過程,當反應持續進行時,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。通常油脂中不飽和脂肪酸甘油脂的含量可用碘值來標定。所謂碘值,是指 100g油脂所能吸收的碘的克數。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 高溫潮濕環境對具有自燃特性的可燃物質的影響

有些可燃物質如黃麻、棉花等,其本身具有較強的自燃能力,當環境溫度較高,濕度較大時,可促進其纖維膨脹放熱,同時為內部微生物大量繁殖、發酵創造條件,產生熱量。

3.3 油與浸涂油的可燃物質比例適當

油與浸涂油的可燃物質比例為 1∶2～1∶3時易發生自燃,油比例過多,會堵塞布、麻、棉纖維的孔隙,減少油的氧化表面積,產生的熱量少,溫度不易達到自燃點;油過少,氧化產生的熱量小于向外擴散的熱量,也難以發生自燃。油布油棉自燃性能試驗數據見表 2。

3.4 要有良好的蓄熱條件

油浸可燃物堆積嚴密時,散熱表面小,油氧化聚合產生的熱易于積聚,反過來又加速油的氧化放熱,當溫升至可燃物自燃點時,即起火燃燒。

4 油浸可燃物自燃火災的防治

首先,應正確選擇油脂涂層。應盡量選用碘值低于 80～90的無自燃能力油脂作為可燃物涂層,當選用可自燃油脂時應考慮加入抗氧化劑(如叔丁基對羥基茴香醚)保護,從而在根本上預防自燃火災的發生。其次,控制油與油浸可燃物質的比例。兩者比例應控制在 ＞1∶2或 ＜1∶4,以此減少油脂氧化放熱量,防止自燃起火。最后,嚴格控制倉儲環境。油浸可燃物應存放于干燥、陰涼、通風良好的庫房內,堆垛應避免重疊堆積,并遠離火源、熱源,與氧化劑、高純氧、壓縮空氣等應隔離儲運,倉庫應保持通風順暢以利散熱,對庫內溫濕度應做好定期檢查,發現悶熱潮濕時應及時采取措施降溫除濕。

表2 油布油棉自燃性能試驗條件和所得數據