高压软管火灾及痕迹表现

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概述

       高压软管广泛适用于‌液压传动、油气能源、工程机械、汽车制动、石油化工、矿山冶金等需承受高压流体输送或控制的领域。在上述领域的火灾调查中,经常遇到各类烧毁的高压软管,不同的工况下,软管会呈现不同的火灾痕迹特征,总结这类火灾痕迹特征,对于分析判定起火点,甚至起火原因具有重要意义。

       本文通过高压软管火灾调查案例,对不同工况下的火灾痕迹特征及形成机理做简要总结,供广大火灾调查工作者参考。

 


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高压软管分类及结构

       高压软管是液压系统中用于输送高压液体、气体(如液压油、燃气等)的关键部件,其核心性能主要体现在压力范围和结构组成上。

       软管采用多层复合材料结构,各层分工明确,共同保证耐压、耐温及耐介质腐蚀性能。主要由以下三部分组成:内胶层、增强层(钢丝等高强材料)、外胶层。

       高压软管的压力范围根据结构形式和应用场景的不同而有所差异,主要分为以下几个等级:

       1.中低压(3~10MPa):主要为钢丝编织软管,由1-2层钢丝编织,适用于中低压管路,如刹车管路。


       2.高压(10~31.5MPa):主要为钢丝编织软管,由2~4层钢丝编织,或钢丝缠绕软管,由4层钢丝缠绕,适用于常规高压液压系统,如工程机械、机床液压系统。


       3.超高压(31.5~120MPa及以上):主要为钢丝缠绕软管,由4~6层及以上钢丝缠绕,适用于高压、超高压及脉动压力大的极端工况,如矿井液压支架、石油钻采。


高压软管故障现象

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爆破特征

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高压软管故障表现

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       外胶层鼓包开裂,增强层钢丝锈蚀,出现毛刺,开花状断裂,地面或附近物体呈现液压油。

痕迹形成机理及表现

       火灾中的高压软管基本可以分为两种工况状态:无压状态或高压状态。

无压状态:在此状态下,软管经过火焰、烟气等高温作用,不会发生明显截面尺寸变化,整体外观一致性较好,没有“颈缩”现象。

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高压状态

       第一种情况:高压状态第一种情况:局部钢丝增强层损坏,失去承压结构,由于软管內胶层不具备较强的承压能力,软管内介质泄漏喷射。引发火灾后,软管破损处钢丝受火焰高温作用点集中,强度下降,在拉力、喷射反作用力、高温三重作用下发生产生塑性形变,小范围拉伸,截面尺寸明显减小,也就是软管局部“颈缩”现象,这种“颈缩”痕迹和钢丝增强层损坏(常见为腐蚀、机械损坏或电作用损坏)痕迹在火灾后可以得到保留。

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        第二种情况:钢丝增强层完好,由于软管內胶层原发性局部断裂破坏,高压可燃介质泄漏。引发火灾后,软管泄漏处钢丝受火焰高温作用点集中,强度下降,并在拉力、高温作用下发生小范围拉伸,产生塑性形变,截面尺寸明显减小,进而产生“颈缩”现象,这种局部“颈缩”现象在火灾后同样可以得到保留,但钢丝增强层相对完整。如未引发火灾,外胶层会出现鼓包。

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      第三种情况:如果高压软管位于起火部位(点)附近,火灾蔓延后,受高温作用软管内胶层局部断裂破坏。火烧情况下高温范围较大,作用点不集中,软管钢丝发生大范围拉伸,产生的“颈缩”现象存在过渡区,“颈缩”范围广。

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小结

       除胶层鼓包开裂、增强层钢丝锈蚀、出现毛刺、开花状断裂、接头脱落、地面或附近物体呈现液压油外,无压状态下,软管不会发生明显截面尺寸变化,整体外观一致性较好,没有“颈缩”现象。高压状态下,软管局部钢丝增强层损坏会产生的“颈缩”痕迹和钢丝增强层损坏痕迹可以保留,如损坏具有电作用特征,结合其他证据甚至可以证明起火原因;软管內胶层原发性局部断裂破坏也可以产生“颈缩”现象,钢丝增强层完好,可以证明起火物;软管发生大范围拉伸,截面尺寸逐渐减小,产生的“颈缩”现象存在过渡区,是火烧的结果。

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