Диссертация (1172950), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Так, например, нарисунке4.10арезультатепоказанымикроструктурыэлектродуговоговзаимодействияоплавлений,междуобразовавшиесялатуннымвконтактом,выполненном из латуни марки Л63 и алюминиевым проводником. Латунь Л63,имевшая в исходном состоянии однофазную α-структуру, при контакте салюминием изменила фазовый состав и перешла в (α+β)-латунь.108При контактном взаимодействии латуни с алюминием в случае нагрева дотемператур, свыше 500 С на поверхности латунного изделия в зоне егосоприкосновения с алюминием происходило локальное разрушение медноцинковогосплава.Предположительно,данноеявлениесвязаносинтенсификацией процесса окисления латуни и образования на поверхностихрупкого и легко отслаивающегося оксида ZnO, который, выкрашиваясь, создаетлокальное углубление в латунном изделии. Металлографический анализ участкаразрушения латуни показал, что в исходной структуре α-латуни произошлоизменение фазового состава – на отдельных участках появилась β-фаз(рисунок 4.10б).В обоих рассмотренных случаях наличие β-фазы в структуре α-латунизатрудняло дифференцирование КЗ и внешнего теплового воздействия, т.к.
(α+β)латунь имела дендритно-ячеистое строение, схожее со структурами быстройРисунок 4.10 - Микроструктуры оплавлений латуни Л63, образовавшихся врезультате контакта с алюминиевым проводником: а) КЗ. Вся площадь снимказанята (α+β)-структурой; б) Контакт при температуре 600 °С в течение 40 мин.(α+β)-структура, частично занимающая площадь локально разрушенного участкалатуни109Основные выводы по главе 4В ходе проведения экспериментов по моделированию пожароопасногоаварийного электрического режима в различных условиях и исследованиявизуальным и инструментальными методами оплавлений латунных токоведущихизделий, а также при их контакте с другими металлами, были полученыследующие результаты:1 Определены диагностические критерии, позволяющие дифференцироватьследы КЗ, возникающего при контакте латунных изделий с другими металлами,и следы внешнего теплового воздействия.2 Отжиг электродуговых оплавлений латуней при температуре выше 500 °Сприводиткуничтожениюструктурбыстройкристаллизации.Однако,сравнение размеров зерен на оплавленном участке и в основном металле даетвозможность установить причину разрушения латуни.
При этом такжесохраняется визуально наблюдаемая граница между оплавлением и основнымметаллом.3 Внешнее тепловое воздействие пожара, нагрев свыше температуры плавлениялатуни и быстрое охлаждение водой формируют структуры быстройкристаллизации, схожие со структурами, образующимися при КЗ. В данномслучае диагностическим параметром, позволяющим отличить КЗ от внешнеготеплового воздействия, является усредненный поперечный размер структурныхсоставляющих D.4 При контакте с алюминиевым проводником в микроструктуре однофазной αлатуниможетдополнительнообразовыватьсяβ-фаза,чтозатрудняетдиагностику причины разрушения латунного изделия металлографическимметодом.5 Выявлены диагностические критерии, позволяющие определить причинуразрушения при пожаре латунных контактов - электродуговой процесс иливнешнее тепловое воздействие.6 На поверхности латунных контактов в зоне, прилегающей к месту оплавления,вызванногоэлектрическойдугойКЗ,приувеличенияхболее2000х,110обнаруживалосьналичиемножествашарообразныхчастицмикронныхразмеров (менее 10 мкм).
Подобные следы не были обнаружены на поверхностилатунных контактов, нагретых выше температуры плавления латуни вмуфельной печи. Шарообразные частицы сохранялись при дополнительномотжиге до 700 ºС. Дальнейший нагрев вызывал их уничтожение.7 При электродуговом контакте латунных изделий с проводниками тока из меди,алюминия и стали наблюдался процесс массопереноса элементов с одногометалланадругой,зафиксированный методамиРФАи электронноймикроскопией. Наиболее информативным способом определения металла, скоторым произошло взаимодействие латунного изделия, является анализповерхности, прилегающей к месту оплавления.8 Наметаллографическихполированныхшлифахлатунныхконтактов,подвергшихся электродуговому контакту с другими металлами, устойчивовоспроизводилось понижение содержания цинка в месте оплавления на 1,5 –2 % масс, чего не наблюдалось в оплавлениях, образовавшихся при тепловомвоздействии в муфельной печи.1115 ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЛАВЛЕНИЙ МЕДНЫХ ПРОВОДНИКОВ ИЛАТУННЫХ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ПРИ ЭКСПЕРТИЗЕПОЖАРОВРезультаты диссертационной работы, приведенные выше в главах 3, 4,позволяют внести определенные коррективы в применяемые на практикеметодикиэкспертногопроводников,исследованияпослеповысить обоснованностьпожараоплалвениймедныхи достоверность формулируемыхэкспертных выводов.Ниже приведена усовершенствованная аналитическая схема и рекомендуемаятрактовка полученных с их помощью результатов [42].5.1 Схема экспертного исследования оплавлений медных проводниковНа рисунке 5.1 приведена общая схема экспертного исследования послепожара медных кабельно-проводниковых изделий с оплавлениями.
Ниже описаныосновные ее этапы.1 этап. Визуальное исследованиеНа стадии визуального исследования необходимо определить природуоплавления, т.е. образовалось ли оно в результате протекания сверхтока или врезультате внешнего теплового воздействия.В случае выявления на медном проводнике только признаков механическогоповреждения или оплавлений, имеющих явные признаки формирования врезультате внешнего теплового воздействия, делается вывод о том, что на данныхпроводниках признаков протекания пожароопасных аварийных режимов работыэлектросети не обнаружено. Дальнейшее исследование таких проводниковинструментальными методами не проводится.При обнаружении повреждений в виде оплавлений, расположенных по длинепроводника и характерных для теплового воздействия сверхтока, дальнейший иханализ может не проводиться.
Исследование завершается выводом о выявлениипризнаков токовой перегрузки на исследуемом фрагменте проводника.112Примечание:Рисунок 5.1 – Схема экспертного исследования после пожараоплавлений медных проводников113При обнаружении повреждений в виде оплавлений, расположенных на концепроводника и характерных для теплового воздействия сверхтока (в т.ч.электродуговоговоздействия),необходимопродолжитьисследованиеинструментальными методами - СЭМ, РСА и металлографического анализа.При подозрении о растворении медного проводника при контакте слегкоплавкимметалломследуетпровестианализэлементногосоставаоплавленной зоны (при наличии соответствующего оборудования), а такжеметаллографический анализ.2 этап. Элементный анализАнализ элементного состава оплавления проводится, в частности, длявыявления взаимодействия медного проводника с легкоплавким металлом.
Приобнаружении в оплавленной зоне следов легкоплавких металлов, следуетучитывать возможность возникновения оплавления не только в результатевоздействия сверхтока, но и вследствие растворения меди при контакте слегкоплавким металлом. Для подтверждения данной версии необходимопроведение металлографического анализа.3 этап.
Сканирующая электронная микроскопияИсследование методом СЭМ применяется для определения природыоплавлений, а также для установления условий формирования оплавлений,вызванныхдугойКЗ.Данноеисследованиепроводитсяприналичииопределенияусловийсоответствующего оборудования.4 этап. Рентгеноструктурный анализИсследованиеметодомРСАпроводитсядляформирования оплавления, образовавшегося в результате протекания аварийногорежима КЗ (дифференциация ПКЗ-ВКЗ). Однако, данному исследованиюподвергают все оплавления, вызванные тепловым воздействием сверхтока, атакже оплавления неизвестной природы.Вслучае,еслипридальнейшемпроведенииметаллографическогоисследования будет установлено, что оплавление образовалось в результатепротекания аварийного режима токовой перегрузки или, в общем случае,114воздействия сверхтока, а также внешнего теплового воздействия, то результатРСА не используется для определения условий формирования оплавления.В случае, если при металлографическом исследовании оплавления будутвыявлены признаки его формирования вследствие КЗ, то результат проведениярентгеноструктурного анализа интерпретируется по одному из трех возможныхвариантов:0 < k < 0,5 – обнаружены признаки формирования оплавления в условияпожара (ВКЗ);0,5 ≤ k ≤ 2 – определить условия формирования оплавления методом РСА непредставляет возможным (НПВ);k > 2 - обнаружены признаки формирования оплавления в условия «допожара» (ПКЗ).5 этап.
Металлографический анализВрамкахметаллографическогоисследованиярешаютсяследующиеэкспертные задачи:- определениепричины,вызвавшейоплавлениетоковедущейжилы(аварийный режим работы электросети, внешнее тепловое воздействие илирастворение меди при контакте с легкоплавким металлом);- определение вида аварийного режима работы электросети, приведшего кобразованию оплавления токоведущей жилы (КЗ или токовая перегрузка).Металлографическомуисследованиюподвергаютсявсеоплавления,образовавшееся по визуальным (морфологическим) признакам в результатетеплового воздействия сверхтока, а также оплавления, природу которых, покаким-либо причинам, затруднительно определить на стадии визуального иморфологического исследования.В случае выявления признаков протекания КЗ необходимо определитьусловия, при которых сформировалось данное оплавление (ПКЗ или ВКЗ), всоответствии с рекомендациями, приведенными на этапе 4.В случае, если оплавление имеет признаки протекания токовой перегрузкиили невозможно уточнить вид аварийного режима работы электросети,115приведшего к образованию оплавления, определение условий, при которых оносформировалось не производится, поэтому результаты ранее проведенногорентгеноструктурного анализа не учитываются.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
