油浸可燃物自燃火灾原因分析及防治措施

●黄维佳

(上海市普陀消防支队,上海 200333)

动、植物油浸可燃物质(以下简称油浸可燃物)是指外层浸涂有动、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、润滑等作用,因而广泛用于工业生产和民用生活当中。然而,由于此类物质往往具有自燃特性,而且火灾时隐蔽性强,难以发现,容易造成较大的财产损失。2004年 6月 8日凌晨 1时30分左右,上海市普陀区某仓库突发大火,烧毁库存油麻 1.5吨及高档洁具、水表等物资,直接经济损失30万元。

1 “6· 8”火灾原因调查分析

1.1 火场基本情况

“6·8”火灾中建筑共 2层,砖混结构,其中底层为仓库,二层闲置。仓库南北宽 8m,东西长 9m,层高 3m,库内自西向东分别用 2堵留有门洞(宽 1.5m,高 1.8m)的砖墙分隔成面积均等(24m2)的 3间,编号依次为 1#、2#、3#库。 整个库房仅设 1个门(位于 3#库南墙)和 1扇窗(位于 1#库南墙),各库均堆放大量用纸盒、木盒盛装的铁闸阀、洁具、电表等物资。

从火场外部看,仓库建筑整体尚好,1#库南墙上的窗户玻璃全部炸裂掉落地面,其贴地一面有浓密烟熏痕迹。建筑外墙烟熏明显。进入火场,内存物资大部烧毁,火烧及炭化程度呈自西向东(即 1#-3#库)渐轻,局部物质残体倒塌呈西低东高。以 1#库为重点进行细项勘查,发现库内除堆放有大量用纸箱盛装的铁闸阀、洁具外,在紧贴库房南墙处还堆放有大量油麻残骸。油麻烧损严重,局部结焦粘连,火烧痕迹呈以靠近窗户的油麻堆垛为中心渐轻特点。现场提取油麻封样后送公安部消防局天津消防科研所检测,经红外光谱、热谱测定结果为：(1)送检油麻纤维上附着大量油酸、亚油酸、亚麻酸及少量酯类。(2)室温下有明显的吸氧现象(即氧化放热现象),140℃开始大量放热。

1.2 火灾原因分析

根据现场勘查、询问调查情况,结合火因鉴定结果,火调人员排除了人为纵火、电气火灾、夹带火种等因素,经综合判定认为,“6·8”火灾原因系油麻氧化放热并蓄热后自燃起火,具体分析如下：

1.2.1 油麻具有自燃特性。“6·8”火灾中库存油麻是由黄麻外涂亚麻籽油制成。首先,亚麻籽油中含有大量由不饱和脂肪酸组合成的酯类,这些酸如油酸(15%～22%),亚油酸(18%～26%),亚麻酸(49%～50%)都具有很强的自燃特性,于室温下即可在空气中氧化和聚合析出热量。其次,黄麻亦具有自燃特性,当其含水量大于 9%,空气相对湿度达到75%～85%,其纤维即会因膨胀而放热,同时膨胀的纤维又促进麻中的纤维素和果胶发生水解产生大量糖类,供应给微生物繁殖、发酵,进而产生大量热。当几种途径产生的热量扩散不畅时,就可引燃黄麻(燃点仅为 150℃)起火。

1.2.2 仓储环境提供了自燃条件。一是气象条件具备。火灾前夕,从 6月 2日至 6日,上海市连日阴雨天气,空气湿度大,至 6月 7日,天气转晴,气温骤升至 32℃,此时仓库处于闷热潮湿状态。特别是 1#库南墙窗户最上层有 2块玻璃破损,雨水正好可落至贴窗堆放的油麻堆垛上,致使黄麻纤维膨胀放热加剧。二是蓄热条件具备。“6·8”火灾中整个仓库面积约72m2,仅设一个门和一扇窗,平日紧闭,库内又堆放大量物资,通风条件极差,油麻堆垛严密(最高处约 2m),不易散热。

2 油浸可燃物自燃的机理

动、植物油属高闪点的可燃物质,其在常温下呈液态的称为油,呈固态的称为脂。油脂的主要成分是各类脂肪酸甘油脂(见表 1)。

不饱和脂肪酸甘油脂是由如油酸、亚油酸、亚麻酸、桐油酸等不饱和脂肪酸与甘油结合的产物。由于这些不饱和脂肪酸分子中碳原子之间有一个或几个双键,自由能较大,临近双键的氢在热、光或金属(如铁)的作用下易离析出来形成自由基,自由基与氧结合成过氧基,它从另外的不饱和脂肪酸中夺取氢原子生成氢的过氧化物并产生新的自由基,以此反复进行,可用下式表示：(1)RH→R-+H+;(2)R-+O2→RO2-;(3)RO2-+RH→ROOH+R-。上述氧化反应属放热过程,当反应持续进行时,不断放出的热量若积聚不散就能使可燃物自燃。

表1 几种油脂中脂肪酸甘油脂的组成

3 油浸可燃物自燃的条件

3.1 油脂具备自行氧化能力

油脂的自氧化能力与不饱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强。通常油脂中不饱和脂肪酸甘油脂的含量可用碘值来标定。所谓碘值,是指 100g油脂所能吸收的碘的克数。碘值越大,表明油脂中含不饱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、菜籽油等可视为无自燃能力油脂。

3.2 高温潮湿环境对具有自燃特性的可燃物质的影响

有些可燃物质如黄麻、棉花等,其本身具有较强的自燃能力,当环境温度较高,湿度较大时,可促进其纤维膨胀放热,同时为内部微生物大量繁殖、发酵创造条件,产生热量。

3.3 油与浸涂油的可燃物质比例适当

油与浸涂油的可燃物质比例为 1∶2～1∶3时易发生自燃,油比例过多,会堵塞布、麻、棉纤维的孔隙,减少油的氧化表面积,产生的热量少,温度不易达到自燃点;油过少,氧化产生的热量小于向外扩散的热量,也难以发生自燃。油布油棉自燃性能试验数据见表 2。

3.4 要有良好的蓄热条件

油浸可燃物堆积严密时,散热表面小,油氧化聚合产生的热易于积聚,反过来又加速油的氧化放热,当温升至可燃物自燃点时,即起火燃烧。

4 油浸可燃物自燃火灾的防治

首先,应正确选择油脂涂层。应尽量选用碘值低于 80～90的无自燃能力油脂作为可燃物涂层,当选用可自燃油脂时应考虑加入抗氧化剂(如叔丁基对羟基茴香醚)保护,从而在根本上预防自燃火灾的发生。其次,控制油与油浸可燃物质的比例。两者比例应控制在 ＞1∶2或 ＜1∶4,以此减少油脂氧化放热量,防止自燃起火。最后,严格控制仓储环境。油浸可燃物应存放于干燥、阴凉、通风良好的库房内,堆垛应避免重叠堆积,并远离火源、热源,与氧化剂、高纯氧、压缩空气等应隔离储运,仓库应保持通风顺畅以利散热,对库内温湿度应做好定期检查,发现闷热潮湿时应及时采取措施降温除湿。

表2 油布油棉自燃性能试验条件和所得数据