一、概述
　　
　　在燃燒和爆炸的工藝技術領域，人們的認識往往滯后于通常是災難性事件的經驗。例如1880年在英國倫敦，一條地下污水管道沼氣泄漏偶發的火災，使人類首次觀察到了燃燒波的作用。在這之前，人們普遍認為燃燒的傳播，并不比在本生燈的內焰中觀察到的快多少。隨后不久提出的轉入20世紀得到驗證的一種理論，闡明了燃燒波的本質。在之后的70年中，雖然有往復內燃機、噴氣發動機和火箭的開發，加之兩次世界戰爭的促進，但人們對燃燒過程的認識，仍然停留在對無約束的蒸氣云爆炸知之甚少的階段。比如，對于1967年發生在美國Louisiana州，1968年發生在荷蘭Rotterdnm港附近，1974年發生在英國Flixborough地區的蒸氣云爆炸，至今還沒有令人滿意的解釋。
　　燃燒和爆炸事故，特別是規模很大時，其作用的再生實驗耗費巨大。所以，必須從事故調查中得到最大量的信息。從很小的事故和近似失誤的調查中也可以得到有價值的信息。這種認識已被許多大的化學和石油企業普遍接受。即使有幸不是很嚴重的事故，也提倡進行詳盡調查，對其經驗廣泛推廣。然而，人們傾向于重視較大災難中顯現出來的教訓，從小事故中得到的同樣的結果往往會受到忽視。至于基于實驗室實驗數據的純理淪預測，人們的反應則更加冷淡。
　　第一次世界大戰時，人們已經熟知硝酸銨的爆炸性質。但那時對于硝酸銨貯存和應用中的許多嚴重問題，還沒有人過問過。1922年在德國，6000t硝酸銨炸藥爆炸，毀滅了Oppau鎮，使1100人喪生。這次事件之后人們才發現，大量的硝酸銨化肥在室外成堆垛存放，硝酸銨暴露在風雨中，會結成一層固體硬殼，在裝運前就轉化成了采石慣用的炸藥。
　　所有事故對于缺乏經驗的人來說，都是夢幻般地發生的。這對于造成生命和財產巨大損失的燃燒和爆炸事故，是千真萬確的。嬰兒在不斷跌倒中學會了走路。類似的，化學加工工業經歷了過去的許多災難，今天變得更加安全一些。對事故適當調查，對結果廣泛推廣，無疑發揮了重要作用。調查的意義遠遠超越了事故本身。它不僅可以避免同類事故的再現，而且可以提供燃燒和爆炸作用的許多有價值的信息，有助于人類對于燃燒和爆炸本質的探索和認識。
　　
　　二、事故的調查程序和步驟
　　
　　1．調查程序
　　對于任何事故的調查，在確定事故致因之前，都必須盡可能多的收集證據。人們常根據過去的經驗推測事故的致因。但這種推測不能作為事故調查的結論。仍然需要廣泛地收集證據，包括意料中的特別是被忽略的證據，對推測進行嚴格檢驗。這樣才能產生恰如其分的調查結論。經過時間考驗受到高度評價的正規調查程序包括以下七個步驟：
　　(1)調查授權；
　　(2)事故初步了解；
　　(3)事故前實際情況調查；
　　(4)事故損壞檢查；
　　(5)證人探訪；
　　(6)研究和分析；
　　(7)調查報告準備。
　　步驟(1)、(2)和(3)應該循序進行。步驟(4)、(5)和(6)不需要排定任何特別的順序，可以在這三個標題下分別進行。隨著調查的進展，就可以開始步驟(7)的工作。前面步驟的進一步信息，應該不斷補充進去。
　　
　　2．調查授權和事故初步了解
　　調查授權是指調查者從上一級領導那里接受調查任務。在這一階段，調查者得到的只是事故調查的總體指令和籠統的事故描述，沒有太多的事故細節。這一步驟的必要性僅在于，只有完成了這一步驟，調查者才能展開后續工作。
　　初步了解這一步驟的目的是，使調查者概括了解事故的全貌，以便更容易理解下一階段收集到的信息的價值和意義。在這一階段，調查者像是從高遠處觀察事故，對事故還不會有中肯的恰當的評價。在許多情況下，初步了解只需要消耗很短的時間就能完成。
　　
　　3．事故前實際情況調查
　　如果調查者不熟悉事故前事發地的一般條件，花費時間了解事故前的實際情況是值得的。這會在后續步驟中，特別是損壞檢查和證人探訪中節省時間。損壞檢查和證人探訪，需要結合事故前的實際情況進行。可以把實際情況劃分為“硬件”和“工藝過程”兩部分。
　　對于調查者來說，工程設計圖紙是很有價值的信息源。甚至是事故前其他活動的舊照片都有可能成為有用的信息源。從上述信息源可以了解到設備和物料的狀況，即所謂硬件條件。對于工藝過程，調查者可以考察設計幾乎相同的鄰近工廠類似的工藝過程，也可以與對工藝過程熟悉的證人進行討論。石油煉廠和化學加工廠都是一天24h輪班運轉，其他班的人員也可以提供硬件和工藝過程方面的幫助。總之，調查者對于事故工廠的設備、工藝過程、有關物料的性質必須相當熟悉。只有這樣，才能恰當地使用證據，形成事故前實際情況的完整印象。
　　
　　4．損壞檢查和證人探訪
　　損壞詳細檢查的最初目的是，首先找到事故原發區，很可能還有失誤所在。然而在重大災難的情形，還應該慎重考慮次生作用，這些信息只有在事故之后才能得到。對于爆炸的情形，爆裂斷片區和遠離爆炸源的沖擊波的作用，都有可能成為事故有價值的證據。這些證據的價值不會立即顯現出來，但在沒有發生任何擾動的時候，應該把這些證據拍照記錄下來。還會有其他一些存疑款項，標上地點后擱置一邊，留待以后核查。應該仔細考察爆炸廢墟確定損壞的程度，不能心存僥幸忽略目前還無法解釋的任何現象。
　　目擊者的證據是很有價值的。除去事故現場人員外，還應該從目睹事發的公眾人員那里取得證據。應該鼓勵所有證人事后盡可能快地記錄下他們的觀察。這些記錄應該在證人間有機會議論事故之前完成。預先不準備出證的證人，應該要求他們在沒有探訪者提示的條件下，給出他們自己的事故說明。后來詢問時的意見改變應該記錄下來，但是原始記錄永遠不能銷毀。應該盡量把證人引至探訪室外，鼓勵證人在事故現場或重設的事故場景中，講述他們的經歷。在許多情況下，目擊者的證據是矛盾的。但仍然要把它們記錄下來，留待借助技術資料分析鑒定。在關聯事故致因的顯著水平時，目擊者證據前不能加權重因子。
　　5．調查分析和報告
　　隨著證據的收集，必須考慮進一步的研究。如果試樣需要化學分析，則應該盡快進行。另一方面，對于某些特定的試驗，為了保證試驗的真實性，只有證據收集全后才能進行。對于需要長期試驗的情形，調查者需等至試驗完成后才能得到工作結論。
　　報告的形式因寫作模式而異。但所有的報告都應該做到，讓讀者能夠從事前情況逐步深入事故，從事故證據逐步過渡到邏輯結論。正文內容過多會分散讀者對主要問題的注意力，次要內容應該歸人附錄中。對于大型事故的調查報告，推薦采用主件和附件的正式呈文形式撰寫。
　　
　　三、燃燒和爆炸分析
　　
　　1．燃燒分析
　　損壞分布可以提供火源區域的有力證據。木器燃燒持續的時間最長，炭化的程度也最深。假如火焰是連帶燃燒的經典擴散型的，經驗指出，木材炭化2．5cm需要40min的時間。如果從救火者那里了解到滅火的時間，就可以從炭化深度測定確定火源區域。對于氣體或蒸氣迅速釋放的火炬火焰的情形，木器的炭化速率要更快一些。
　　火災后容器的狀況可以提供燃燒時間長短的有價值的證據。任何容器暴露在火焰中，所裝載的液體都可以防止容器內油漆涂層的損壞，液面之上的容器壁涂層則會爆皮。如果容器內原來的液面是已知的，火災后的液面結合容器的上述特征可以檢查出來，從而不難確定液體的蒸發量和蒸發熱。對于重災非火炬燃燒的情形，如果容器是直立的并被火焰所包圍，容器壁潤濕面單位面積的最大傳熱速率確定為17W·cm－2。這樣，根據熱平衡就可以近似估算出燃燒的最小可能暴露時間。
　　
　　化工廠的多數火災火溫不超過1000℃。易燃液體和易燃固體的燃燒溫度相近。除去高擾動火焰刷排逸出的射流氣體或蒸氣的燃燒外，很少遇到特別高的燃燒溫度。因為純銅的熔點是1080℃，雖然銅導線由于表面氧化會被損耗掉，一般純銅能夠承受燃燒的作用。銅合金，如黃銅和青銅，其熔點在800～1000℃之間，通常在火災中會熔化，火災后會有銅合金液滴不引人注目地粘附在其他金屬表面上。如果在導體上發現純銅液滴，這表明在火災中有電流通過，強化了燃燒的熱量。只是火焰單獨作用，即使是局部溫度超過了純銅的熔點，純銅通常會被損耗掉而不會產生液滴。純銅液滴以及純銅導體由于在電弧焰中蒸發而產生的凹痕，這些證據與火災或爆炸的原始火源之間不一定有密切聯系。但是如果有電纜通過，電流在燃燒的早期由于電纜熔斷而被切斷，這時，純銅液滴和純銅導體上的電弧焰凹痕，則成為火源區的有力證據。
　　鐵和鋼的熔點在1300～1500℃之間，在火災中一般不會熔化。但結構鋼制件在550～600℃之間，強度會嚴重惡化，產生驚人的扭曲變形。結構鋼制件扭曲變形現象在火災中隨處可見，在火災調查中意義不大。
　　
　　2．爆炸分析
　　(1)爆炸作用表現模式
　　多種因素影響著內壓增加容器破裂的方式。除去與靜負荷有關的強度因素外，容器壁的狀況甚至比內壓增加速率起更重要的作用。在靜負荷超量的極限情形，壓力下凝聚相的爆轟會產生脆性破裂。對于氣體爆燃比較緩慢的情形，斷裂的方式則是純粹彈性的，與物理過壓產生靜負荷的破裂方式類似。然而，在爆燃斷裂瞬間之后，壓力仍繼續上升，所以爆燃往往比靜負荷的情形產生更多的碎片。容器內緩慢的加壓過程，最初會產生經典的彈性斷裂，繼而會裂口，最后會加速至脆性斷裂。所以，找到初始斷裂點是重要的。對于脆性破裂的情形，容器斷片的斷口標記會指回到初始點。對于絕大多數彈性破裂的情形，初始點通常都是在容器最薄的地方附近。
　　
　　(2)物理過壓
　　容器，如鍋爐或被火焰包圍的其他密封容器，由于物理過壓而破裂是常見的事情。過壓中的壓力指的是氣壓，或者是液壓。液壓過壓產生的發射物比氣壓過壓產生的發射物要少。對于物理過壓，破裂的起始點往往在容器潛在的薄弱點處。
　　
　　(3)單一容積系統氣相爆炸
　　如果易燃氣體混合物在一個加工容器中，如一個罐或室中燃燒，燃燒過程會使壓力不斷升高，最后會引起器壁爆裂。對于單一的容器，火焰擴散通常是亞聲速的，爆炸應力總是均勻分布的，而破裂模式則與物理過壓產生的破裂模式類似。容器會在其薄弱點破裂，這可能是由于容器中某處的砂眼或初始點火源的識別比氣相起火要容易得多。一般來說，固體物質起火，需要點火源持續一些時間，而能夠點燃氣體混合物的靜電釋放只有幾分之一秒。電動機或電纜的電力故障、隔板上的易燃液體玷污液以及人員的活動，是化工廠火災的普通原因。雖然已經證明，除非高于空氣的氧濃度，燃著的香煙一般不能點燃汽油蒸氣，但是如果把未熄火的香煙頭丟在能夠陰燃的墊托上，卻能引發燃燒。隨著陰燃過程的加速，稍后物質就會進發出火焰。焊接和切割的火花，其引火能力超過了人們的想像，如果這些火花被懷疑是火災或爆炸的起因，應該考慮模擬實驗，而且不應該忽略高濃度氧的可能作用。
　　初始火源的確定常被認為是所有調查的最終目的。對于火災的情形，很可能是這樣的。但對于偶發的氣相爆炸事故，無法確認點火源占很大比例。空氣突然進入蒸餾裝置常引發爆炸，這表明雜質或金屬表面長期對烴類物質暴露而處于還原態，一旦對大氣中的氧暴露就會形成局部熱點，易于起火，則進一步說明這種現象。