鋁合金火災痕跡在火災現場勘驗中的作用

劉澤平

(湛江市消防救援支隊 廣東湛江 524000)

1 引言

火災痕跡,是指在火災現場中,由于煙、熱、火焰等作用在材料上形成的印跡。火災痕跡分布在火災現場上，具有直觀性、存在的普遍性、物質的客觀性、同火災發生和發展過程密切的關聯性等特征，是證明火災發生和發展的重要物證。由于火災痕跡的形成與火災發生和發展過程之間存在著客觀的因果關系,在火災現場勘驗中,通過對火災痕跡的研究和分析,可以協助判斷火災發生和發展的過程, 為更準確的分析和認定起火部位、起火點、起火原因提供重要的證據。

2 鋁合金簡介

鋁合金是以鋁金屬為基的合金總稱，工業中廣泛應用在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業領域。隨著近年來經濟社會的飛速發展和鋁合金加工技術工藝的進步，鋁合金材料越來越多的應用在人們的生活中，例如室內裝修、家具、汽車、自行車零部件等。

鋁合金能夠在生活領域中的大量普及使用，除了價格適中外，還因為它有以下優點：一是質量輕，強度高。鋁合金的密度約為2.7g/cm3,大約是鐵的1/3，但強度比較高，接近或超過優質鋼。二是耐腐蝕性好，鋁合金暴露在空氣中時，其表面會形成一層致密的具有保護性的氧化膜，使其不會繼續“生銹”。三是易加工，塑性好。鋁合金容易實現鑄造加工和車、銑、刨等機械加工。

鋁合金材料在生活領域中的大量使用，使得近年來的火災現場中鋁合金構件形成的火災痕跡越來越多。掌握了解鋁合金火災痕跡的基本特征、形成機理、證明作用，有助于火災調查人員更好的開展火災現場勘驗，更快更準的查明起火部位和起火原因。

3 鋁合金火災痕跡種類

3.1 熔化痕跡

當溫度達到金屬的熔點時,會使金屬熔化,留下熔痕。純鋁熔點低，一般在660℃左右，鋁合金一般熔點在447℃～575℃之間。在火災熱的作用下,一般鋁合金構件都會發生熔化,例如汽車鋁合金輪轂，建筑鋁合金門窗框等。這些鋁合金構件在受熱溫度達到熔點溫度時開始熔化，且隨著溫度繼續升高，作用時間增加而熔化面積擴大，熔化程度變重。熔化的過程中形成鋁合金熔滴，熔瘤，冷卻后形成不同形狀的熔化痕跡。鋁合金熔化痕跡在火災現場中比較常見。

3.2 變形痕跡

鋁合金構件在火災作用下產生變形的主要原因是高溫下金屬的局部受熱膨脹和強度降低。鋁合金的熱膨脹系數較大,在火災中受熱后膨脹比較嚴重。兩端受到限制或各面被固定的鋁合金構件,可能產生膨脹變形痕跡。受熱溫度越高,熱膨脹程度越大,產生的變形也越大。鋁合金同一般金屬一樣，常溫條件下強度會隨溫度升高而逐漸下降，當溫度達到一定數值時（不同鋁合金成分不同差距較大），鋁合金的強度開始顯著下降。在火災現場中, 受熱鋁合金構件由于本身荷載的作用,或者本身重量的作用發生變形。同樣的荷載下,受熱溫度越高,變形越嚴重。因鋁合金熔點較低，在火災中非常容易發生熔化，使其在火災中形成的變形痕跡照比鋼鐵等常見金屬要少且變形程度普遍較輕。

圖1 鋁合金立柱證明火災蔓延方向示意圖

圖2 鋁合金梯火災痕跡照片（立柱左低右高）

圖3 電動車鋁合金輪轂火災縱向熔化缺損

圖4 電動車鋁合金輪轂火災橫向熔化缺損

3.3 氧化變色痕跡

鋁合金在空氣中會和氧氣發生反應,在表面形成致密氧化膜并阻止其進一步發生氧化。有的鋁合金構件表面會噴涂保護漆或鍍保護膜。在火災高溫和煙熏作用下,鋁合金表面保護膜會被破壞并進一步發生氧化、變色,并留下相應的痕跡。如果在高溫并在水或水蒸氣的作用下會生成一部分氫氧化物。因鋁合金熔點較低，因此鋁合金構件氧化變色火災痕跡的對比差別照比鋼鐵等常見金屬要輕微。

4 鋁合金火災痕跡證明作用

4.1 證明火災蔓延方向

一般來說,在火災現場中,沿著火勢蔓延的方向,鋁合金構件殘留物燒損程度由重到輕變化。由于火勢在水平向前發展的同時向上蔓延,這會使鋁合金構件被燒熔化的位置沿著火勢蔓延的方向越來越高。在火災現場經常遇到若干并列鋁合金構件 (如鋁合金窗框)被燒后留下的痕跡。在火災現場勘驗中,觀察比較每個構件的燒損程度可以判斷火災蔓延方向。由于被火燒的次序不同,并列的鋁合金構件會按火災蔓延方向形成先短后長的跡象。這一火災痕跡特征類似于木材構件火災痕跡特征。

火災中,鋁合金構件的迎火面首先受到火災熱的作用, 溫度高,受熱時間長,強度下降，并會引起相對較大的變形。因此,對比不同部位鋁合金構件的受熱變形程度,可以判斷火勢蔓延方向。這一火災痕跡特征則類似于鋼鐵構件火災痕跡特征。

4.2 證明起火部位

鋁合金產生的熔化痕跡可以證明起火部位。火災現場中,鋁合金構件若距火源近,則面向火源方向一面先受熱熔化,被燒程度重,形成明顯的受熱面。現場勘驗時,可通過分析對比輕重程度和判別受熱面,確定起火部位。這一火災痕跡特征類似于塑料類高分子材料火災痕跡特征。

5 結語

鋁合金低熔點特征使得它照比常見的鋼鐵構件在火災中更容易熔化，形成形態差別對比更明顯的火災痕跡。不燃燒性特征使得它照比常見的木材構件和塑料類高分子構件更容易在火災中得以保留，形成火災痕跡，為火災調查人員開展火災現場勘驗并準確尋找起火部位提供重要依據。鋁合金材料在人們生產生活中使用越來越廣泛，其火災痕跡在火災現場中也普遍存在，重視并掌握鋁合金火災痕跡特征對精準高效開展火災現場勘驗幫助重大。