铝合金火灾痕迹在火灾现场勘验中的作用

刘泽平

(湛江市消防救援支队 广东湛江 524000)

1 引言

火灾痕迹,是指在火灾现场中,由于烟、热、火焰等作用在材料上形成的印迹。火灾痕迹分布在火灾现场上，具有直观性、存在的普遍性、物质的客观性、同火灾发生和发展过程密切的关联性等特征，是证明火灾发生和发展的重要物证。由于火灾痕迹的形成与火灾发生和发展过程之间存在着客观的因果关系,在火灾现场勘验中,通过对火灾痕迹的研究和分析,可以协助判断火灾发生和发展的过程, 为更准确的分析和认定起火部位、起火点、起火原因提供重要的证据。

2 铝合金简介

铝合金是以铝金属为基的合金总称，工业中广泛应用在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业领域。随着近年来经济社会的飞速发展和铝合金加工技术工艺的进步，铝合金材料越来越多的应用在人们的生活中，例如室内装修、家具、汽车、自行车零部件等。

铝合金能够在生活领域中的大量普及使用，除了价格适中外，还因为它有以下优点：一是质量轻，强度高。铝合金的密度约为2.7g/cm3,大约是铁的1/3，但强度比较高，接近或超过优质钢。二是耐腐蚀性好，铝合金暴露在空气中时，其表面会形成一层致密的具有保护性的氧化膜，使其不会继续“生锈”。三是易加工，塑性好。铝合金容易实现铸造加工和车、铣、刨等机械加工。

铝合金材料在生活领域中的大量使用，使得近年来的火灾现场中铝合金构件形成的火灾痕迹越来越多。掌握了解铝合金火灾痕迹的基本特征、形成机理、证明作用，有助于火灾调查人员更好的开展火灾现场勘验，更快更准的查明起火部位和起火原因。

3 铝合金火灾痕迹种类

3.1 熔化痕迹

当温度达到金属的熔点时,会使金属熔化,留下熔痕。纯铝熔点低，一般在660℃左右，铝合金一般熔点在447℃～575℃之间。在火灾热的作用下,一般铝合金构件都会发生熔化,例如汽车铝合金轮毂，建筑铝合金门窗框等。这些铝合金构件在受热温度达到熔点温度时开始熔化，且随着温度继续升高，作用时间增加而熔化面积扩大，熔化程度变重。熔化的过程中形成铝合金熔滴，熔瘤，冷却后形成不同形状的熔化痕迹。铝合金熔化痕迹在火灾现场中比较常见。

3.2 变形痕迹

铝合金构件在火灾作用下产生变形的主要原因是高温下金属的局部受热膨胀和强度降低。铝合金的热膨胀系数较大,在火灾中受热后膨胀比较严重。两端受到限制或各面被固定的铝合金构件,可能产生膨胀变形痕迹。受热温度越高,热膨胀程度越大,产生的变形也越大。铝合金同一般金属一样，常温条件下强度会随温度升高而逐渐下降，当温度达到一定数值时（不同铝合金成分不同差距较大），铝合金的强度开始显著下降。在火灾现场中, 受热铝合金构件由于本身荷载的作用,或者本身重量的作用发生变形。同样的荷载下,受热温度越高,变形越严重。因铝合金熔点较低，在火灾中非常容易发生熔化，使其在火灾中形成的变形痕迹照比钢铁等常见金属要少且变形程度普遍较轻。

图1 铝合金立柱证明火灾蔓延方向示意图

图2 铝合金梯火灾痕迹照片（立柱左低右高）

图3 电动车铝合金轮毂火灾纵向熔化缺损

图4 电动车铝合金轮毂火灾横向熔化缺损

3.3 氧化变色痕迹

铝合金在空气中会和氧气发生反应,在表面形成致密氧化膜并阻止其进一步发生氧化。有的铝合金构件表面会喷涂保护漆或镀保护膜。在火灾高温和烟熏作用下,铝合金表面保护膜会被破坏并进一步发生氧化、变色,并留下相应的痕迹。如果在高温并在水或水蒸气的作用下会生成一部分氢氧化物。因铝合金熔点较低，因此铝合金构件氧化变色火灾痕迹的对比差别照比钢铁等常见金属要轻微。

4 铝合金火灾痕迹证明作用

4.1 证明火灾蔓延方向

一般来说,在火灾现场中,沿着火势蔓延的方向,铝合金构件残留物烧损程度由重到轻变化。由于火势在水平向前发展的同时向上蔓延,这会使铝合金构件被烧熔化的位置沿着火势蔓延的方向越来越高。在火灾现场经常遇到若干并列铝合金构件 (如铝合金窗框)被烧后留下的痕迹。在火灾现场勘验中,观察比较每个构件的烧损程度可以判断火灾蔓延方向。由于被火烧的次序不同,并列的铝合金构件会按火灾蔓延方向形成先短后长的迹象。这一火灾痕迹特征类似于木材构件火灾痕迹特征。

火灾中,铝合金构件的迎火面首先受到火灾热的作用, 温度高,受热时间长,强度下降，并会引起相对较大的变形。因此,对比不同部位铝合金构件的受热变形程度,可以判断火势蔓延方向。这一火灾痕迹特征则类似于钢铁构件火灾痕迹特征。

4.2 证明起火部位

铝合金产生的熔化痕迹可以证明起火部位。火灾现场中,铝合金构件若距火源近,则面向火源方向一面先受热熔化,被烧程度重,形成明显的受热面。现场勘验时,可通过分析对比轻重程度和判别受热面,确定起火部位。这一火灾痕迹特征类似于塑料类高分子材料火灾痕迹特征。

5 结语

铝合金低熔点特征使得它照比常见的钢铁构件在火灾中更容易熔化，形成形态差别对比更明显的火灾痕迹。不燃烧性特征使得它照比常见的木材构件和塑料类高分子构件更容易在火灾中得以保留，形成火灾痕迹，为火灾调查人员开展火灾现场勘验并准确寻找起火部位提供重要依据。铝合金材料在人们生产生活中使用越来越广泛，其火灾痕迹在火灾现场中也普遍存在，重视并掌握铝合金火灾痕迹特征对精准高效开展火灾现场勘验帮助重大。