摘要:廠房因改造、出租等原因,致使動火作業時有開展,火災風險大幅增加,易發生火災事故。通過勘驗調查、視頻分析、現場實驗、技術分析等多維度技術方法,系統驗證了一起廠房倉庫電焊火災的起火時間、起火點、起火原因。調查發現,電焊焊渣具有高溫、飛濺、彈射等特性,在實驗條件下,焊渣能夠穿過彩鋼板底部縫隙,掉落至1cm的木屑堆垛上,進而導致木屑陰燃,這表明在未阻斷其墜落路徑的情況下,其具備穿過溝壑、底部縫隙引燃周邊可燃物的可能性。旨在為同類型火災的調查及防范提供技術支撐。
關鍵詞:電焊火災;廠房倉庫;焊渣;火災調查
中圖分類號:X928.7" " " 文獻標識碼:A" " " "文章編號:2096-1227(2025)10-0120-04
0 引言
電焊作業作為現代制造業的關鍵工藝,其產生的高溫熔渣具有濺射性與穿透性,構成了顯著的火災隱患。在手工電弧焊過程中,電弧溫度可達6000℃以上,熔渣的平均溫度也能達到2000℃。一旦防護措施不到位,接觸可燃物或易燃氣體,極易引發火災事故[1]。近年來,廠房場所因違規電焊作業導致的火災時有發生。例如,2022年11月21日,河南安陽某商貿公司發生火災,造成42人死亡、2人受傷[2];2023年4月17日,浙江武義某工貿有限公司發生火災,造成11人死亡[3]等,對人民生命財產安全造成了嚴重的威脅。據統計,2020—2024年期間,全國因焊割烘烤等動火作業引發火災4.1萬起,亡507人,分別占生產作業火災總數的37.4%和60.3%。在此期間發生的14起重特大火災事故中,有6起是由動火作業引發,已成為引發火災和造成重大人員傷亡的重要原因[4]。本文結合一起廠房因電焊作業引發的火災事故,分析調查認定過程,并以案為鑒分析問題癥結,提出建議對策,旨在為廠房區域電焊作業時的火災預防提供參考。
1 案例背景
2022年2月21日18時50分,某市發生一起廠房倉庫火災[5],涉事場所位于園區內部,園區共有建筑11幢(10幢廠房、1幢辦公樓),被分隔用于出租,總平面圖見圖1。
廠區總面積12000m2,其中火災過火面積達1500m2,集中在8號、7號、5號建筑,燒毀內部放置的塑料、木制品、電氣元件等物品,直接經濟損失超150萬元。
2 起火時間、起火點、起火原因的認定
2.1" 起火時間的認定
火災發生后,調查人員第一時間提取了園區內部的4處監控攝像。同步對18名當事人、知情人開展詢問,制作詢問筆錄25份,獲取以下證據:
1)2022年2月20日16時,廠區安保人員夏某在8號建筑周邊聞到焦味。
2)2022年2月21日5時,夏某形容焦味加重,并有悶燒的味道。
3)2022年2月21日11時50分許,夏某將焦味情形告知廠區負責人、8號建筑內的鋁合金倉庫負責人,上述人員到場后,聞到焦味,但未發現明火,將鋁合金倉庫的南、北大門打開進行通風。
4)2022年2月21日18時30分許,廠區內的動物出現異常行為,開始奔竄。
5)2022年2月21日18時48分許,視頻中10號建筑的北側玻璃反射出強烈的閃光,此時明火已出現蔓延。
結合火災發生發展規律,綜合判定火災發生時間為2022年2月21日18時30分許。
2.2" 起火點的認定
經現場勘驗、證人證言、光影分析等,獲取以下證據:
1)8號建筑整體東西長35m,南北寬20m,內部利用單層鋼板分隔為3個庫室,由西至東分別為木材倉庫、鋁合金倉庫、大米倉庫,主要的進出口均位于南側。
2)視頻監控中,最先出現閃光的玻璃,其反射面正對木材倉庫。
3)木材倉庫內部,設置有成組的木材堆垛,其中,西側堆垛僅表面過火,內部完好,而東側堆垛炭化嚴重,且其北側部分的燒損程度重于南側部分,北側部位的龜裂紋比南側密,且呈現有斜茬面。
4)木材倉庫內距離北墻2.40~4.20m,貼臨東側彩鋼板隔墻處的地面有木屑殘骸,且呈現炭化痕跡,炭化層厚度約為0.7cm,整體呈現低位燃燒痕跡。
因此,綜合認定起火點位于8號建筑西側木材倉庫內距離北墻2.40~4.20m,貼臨東側彩鋼板隔墻處。
2.3" 火災原因認定
此次火災的原因認定綜合利用了排除及演繹法。
根據視頻監控及現場痕跡分析,火災發生前7日內,無人員進出該木材倉庫,木材倉庫內部共有3個出入口,分別位于北側、西側、南側,均處于鎖閉狀態。起火部位也未提取到易燃液體等助燃劑及自燃物質,故排除了生活用火不慎、人為放火、物質自燃。
對線路進行提取送檢,除1處線路檢測有電熱熔痕外,其余線路均為火燒熔痕。該電熱熔痕線路距離起火點較遠(投影距離5.0m),無法對應,且與火災燃燒痕跡不符,故排除電氣故障。
而外來火種無法排除。
經視頻分析,火災發生的前1日(20日),有貨車停靠在鋁合金倉庫前,并有人員進出該鋁合金倉庫。
在鋁合金倉庫內,發現有1個鋁合金架,該鋁合金架位于該倉庫西側,與木材倉庫間僅間隔單層彩鋼板,貼臨起火點。鋁合金架南北長10m、東西寬2.8m、高2m,東、西面各有6根垂直鋁合金架作為支撐,上部設置24根水平鋁合金架。在水平鋁合金架的連接處有焊接共融痕跡,共融處有明顯的變色和灼燒痕跡,整體呈現凹凸不平的狀況。
3 認定爭議及調查過程
在詢問過程中,鋁合金倉庫負責人王某明確表示,火災前1日,即2月20日9時至14時,其聯系的某施工單位采用手工操作焊條的方式,對該鋁合金架進行了電弧焊(點焊)作業。
但王某主張,此次火災的發生與鋁合金倉庫的電焊行為無關。其認為:第一,電焊作業發生在鋁合金倉庫內,與木材倉庫之間有彩鋼板分隔,兩者在空間上無關聯。第二,電焊作業結束至明火出現,間隔達28h,兩者在時間上無關聯。
解決爭議焦點的核心,在于3個問題:一是起火點附近有無焊渣;二是電焊作業位置能否與起火點對應;三是明火如何形成。
3.1" 利用能譜儀驗查熔渣殘骸
通過詢問、現場勘驗,此次焊接采用2.5mm焊條電弧焊的工藝方法。同時,利用水洗法、磁棒吸取等方法,在鋁合金倉庫地面、木材倉庫起火點均提取到熔渣殘骸。經能譜儀驗證,該熔渣殘骸與焊條的主要成分完全一致,均為Fe、Cr、Ca、Si。證明木材倉庫起火點處的熔渣,為人員在鋁合金倉庫內采用焊條電弧焊時形成。
3.2" 利用現場試驗驗證
結合現場勘驗,該鋁合金倉庫與木材倉庫僅利用單層彩鋼板進行分隔,單層彩鋼板底部未利用防火泥進行完全封堵,留有空隙,經現場勘驗,空隙高度為1cm。
在鋁合金倉庫內模擬開展電焊作業實驗,試驗中使用2.5mm焊條,電焊機使用的調節電流設置為40A,并在木材倉庫貼近彩鋼板處鋪設厚度1cm的連續木屑材料。
電焊時,用焊條點焊鋁合金架靠近彩鋼板側的水平連接面(距地面2m),使產生的熔渣掉落地面,模擬情況見圖2。記錄熔渣是否能穿越地面的縫隙至相鄰的木材倉庫內、熔渣是否能引燃木材倉庫內的木屑。
在電焊作業1s后,熔渣少量透過縫隙迸射至木材倉庫內;21s后,熔渣量逐漸增多;29s后,熔渣呈光團狀大量迸射;30s后,可見有淡淡的黑色煙氣生成,說明木屑已處于陰燃狀態。具體情況見表1。
對于木材倉庫側1cm厚度的連續木屑材料,溫度變化見圖3。在27s時上升至157℃后,逐步穩定在100℃左右,木屑已處于陰燃過程。
3.3" 通風變量
此次火災中,起火點的木屑殘骸可見0.7cm的炭化層,廠區安保人員夏某明確表示,在明火發生前聞到“悶燒”的氣味,結合現場實驗及詢問筆錄,確定現場存在陰燃現象。
根據木屑陰燃的反應機理,木屑在發生吸熱的熱解反應,生成多孔炭并釋放出可燃氣體,隨后多孔炭發生氧化反應并放出熱量,在有足夠氧氣的條件下,陰燃會向明火轉化。在此次火災中,由于現場初始處于封閉狀態,三處開口均處于封閉狀態,缺乏足夠的氣流,火焰難以維持[6]。21日11時,鋁合金倉庫負責人在聞到焦味后,打開鋁合金倉庫的南、北大門進行通風,隨著風速增大、氣流增強,木屑質量損失速率加快,陰燃速度增大,最終轉為明火。
4 案例啟示
4.1" 從火災調查中總結防火經驗
在本案例中,電焊產生的熔渣在氣流和障礙物影響下,穿越分隔彩鋼板的底部縫隙,掉入相鄰木材倉庫的木屑堆垛內引發陰燃。此情況與浙江金華“4·17”火災類似。在電焊施工中,電焊工及監護人員均只關注周邊可燃物的清理,忽視了高溫熔渣本身的飛濺性、彈射性,是導致相鄰樓層、廠房區域發生火災的直接原因。揭示了當前防火工作的兩處薄弱環節:一是對動火作業現場的可燃物監管不足;二是對底部分隔的關注度不夠。
單位要切實發揮監護人員作用,結合《中華人民共和國消防法》《特種作業人員安全技術培訓考核管理規定》等法規及案例警示,落實安全管理責任,進一步明確要求,確保動火作業必須做到“與生產系統分隔、與可燃易燃氣體分隔”[7],并清理周邊水平范圍至少10m、垂直范圍的所有可燃物,還應在動火點周邊配置“不燃材料接渣盤”,阻斷熔渣墜落路徑。
在日常防火檢查過程中,檢查人員常關注防火卷簾、防火門的上部是否存在孔洞或未封堵到位情況,往往忽視地面基層部位。此次案例敲響了警鐘,焊渣、煙蒂、易燃液體、密度比空氣小的易燃氣體等極易穿越底部形成縱向立體燃燒,需嚴格按照《建筑設計防火規范》的要求,確保建筑內的防火隔墻從樓地面基層隔斷至梁、樓板或屋面板的底面基層。同時,部分廠房內為追求利益最大化,隨意搭建的行為也需警醒,這類廠房多采用彩鋼板、泡沫夾芯板等材料進行分隔,一旦起火,極易引起大面積燃燒,嚴重威脅著人員的生命安全[8]。
4.2" 關注證據的關聯性及其耦合性
“起火點的木屑有炭化層”“相鄰倉庫有過電焊行為”“分隔的彩鋼板地面有間隙”,看似無關的證據,實際環環相扣,火災調查過程中,要系統串聯證據鏈。在電焊作業火災中,若涉及焊條電弧焊的工藝措施,建議利用能譜儀對焊條、起火點附近的焊渣進行成分分析,確保證據的關聯性,同時密切關注“空間關聯性”“引燃溫度”等關鍵因素。建議開展現場實驗,在關注氣溫、濕度、風力等工況下,實驗能較強地將證據進行結合,結論可驗證勘驗的真實性,使當事人更信服火災調查結果。
4.3" 研判陰燃等燃燒特征
此次火災涉及木屑陰燃,在歷經28h陰燃后,在風速、氧氣濃度等條件變化下,陰燃轉變為明火是此次火災的特點之一。同時,雖然安保人員夏某在陰燃發生初始階段便有所察覺,形容有“悶燒”的味道,但一直未發現火點。充分說明了陰燃具有溫度低、蔓延速度慢、持續時間長、隱蔽性較強等特點,紙張、棉麻織物、稻草等多孔物質都易產生陰燃現象。針對此類廠庫房,要對易發生陰燃的物料進行實時監控、清理,嚴格控制周邊引火源,從根源切斷火災的發生。同時,要加強單位的消防安全管理水平,加大巡查力度,第一時間發現隱患,杜絕陰燃轉變為明火。
5 結束語
電焊作業時迸射的高溫焊渣,存在濺射引燃周邊可燃物的可能性,特別是當現場存在溝壑、孔洞、縫隙時,易在監護過程中出現紕漏,致使火災事故發生。因此,必須重視此類火災隱患,從制度、管理、培訓等多維度出發,完善安全防范機制。同時,在此類火災事故調查過程中,可在四步勘驗的基礎上,結合焊渣成分分析、梳理時間軸,形成空間、時間上的證據關聯性,并積極利用火災現場或小尺寸模型開展現場實驗,進一步驗證火災原因。
參考文獻
[1]郭海濤.消防安全管理技術[M].北京:化學工業出版社,2024.
[2]中華人民共和國應急管理部.河南安陽市凱信達商貿有限公司“11·21”特別重大火災事故調查報告公布[EB/OL].https://www.mem.gov.cn/xw/bndt/202308/t20230829_460835.shtml
[3]新華網.浙江武義“4·17”重大火災事故調查報告公布[EB/OL].
http://www.zj.xinhuanet.com/20230730/fe64356db50846a781731f851596feb1/c.html
[4]淅川縣人民政府.亡630人!動火作業和建筑保溫材料火災警示錄[EB/OL].https://www.xichuan.gov.cn/zl/119xfxcyzl/content_54393
[5]新民網.昨晚浦東新區環鎮南路一廠房發生火災 無人員被困[EB/OL].https://news.xinmin.cn/2022/02/22/32117893.html
[6]秦蘊竹,林少潤,陳玉瑩,等.陰燃臨界供氧特性的研究進展與綜述[J].燃燒科學與技術,2025,31(2):174-187.
[7]柳建勛,周梁軍.工業園區廠房的安全管理與火災撲救措施[J].今日消防,2025,10(2):70-72.
[8]趙謝元,陳躍超,楊藝偉.勞動集約型企業火災風險及對策探析[J].今日消防,2021,6(3):81-82.