一、概述
在燃烧和爆炸的工艺技术领域，人们的认识往往滞后于通常是灾难性事件的经验。例如1880年在英国伦敦，一条地下污水管道沼气泄漏偶发的火灾，使人类首次观察到了燃烧波的作用。在这之前，人们普遍认为燃烧的传播，并不比在本生灯的内焰中观察到的快多少。随后不久提出的转入20世纪得到验证的一种理论，阐明了燃烧波的本质。在之后的70年中，虽然有往复内燃机、喷气发动机和火箭的开发，加之两次世界战争的促进，但人们对燃烧过程的认识，仍然停留在对无约束的蒸气云爆炸知之甚少的阶段。比如，对于1967年发生在美国Louisiana州，1968年发生在荷兰Rotterdnm港附近，1974年发生在英国Flixborough地区的蒸气云爆炸，至今还没有令人满意的解释。
燃烧和爆炸事故，特别是规模很大时，其作用的再生实验耗费巨大。所以，必须从事故调查中得到最大量的信息。从很小的事故和近似失误的调查中也可以得到有价值的信息。这种认识已被许多大的化学和石油企业普遍接受。即使有幸不是很严重的事故，也提倡进行详尽调查，对其经验广泛推广。然而，人们倾向于重视较大灾难中显现出来的教训，从小事故中得到的同样的结果往往会受到忽视。至于基于实验室实验数据的纯理沦预测，人们的反应则更加冷淡。
第一次世界大战时，人们已经熟知硝酸铵的爆炸性质。但那时对于硝酸铵贮存和应用中的许多严重问题，还没有人过问过。1922年在德国，6000t硝酸铵炸药爆炸，毁灭了Oppau镇，使1100人丧生。这次事件之后人们才发现，大量的硝酸铵化肥在室外成堆垛存放，硝酸铵暴露在风雨中，会结成一层固体硬壳，在装运前就转化成了采石惯用的炸药。
所有事故对于缺乏经验的人来说，都是梦幻般地发生的。这对于造成生命和财产巨大损失的燃烧和爆炸事故，是千真万确的。婴儿在不断跌倒中学会了走路。类似的，化学加工工业经历了过去的许多灾难，今天变得更加安全一些。对事故适当调查，对结果广泛推广，无疑发挥了重要作用。调查的意义远远超越了事故本身。它不仅可以避免同类事故的再现，而且可以提供燃烧和爆炸作用的许多有价值的信息，有助于人类对于燃烧和爆炸本质的探索和认识。
二、事故的调查程序和步骤
1．调查程序
对于任何事故的调查，在确定事故致因之前，都必须尽可能多的收集证据。人们常根据过去的经验推测事故的致因。但这种推测不能作为事故调查的结论。仍然需要广泛地收集证据，包括意料中的特别是被忽略的证据，对推测进行严格检验。这样才能产生恰如其分的调查结论。经过时间考验受到高度评价的正规调查程序包括以下七个步骤：
(1)调查授权；
(2)事故初步了解；
(3)事故前实际情况调查；
(4)事故损坏检查；
(5)证人探访；
(6)研究和分析；
(7)调查报告准备。
步骤(1)、(2)和(3)应该循序进行。步骤(4)、(5)和(6)不需要排定任何特别的顺序，可以在这三个标题下分别进行。随着调查的进展，就可以开始步骤(7)的工作。前面步骤的进一步信息，应该不断补充进去。
2．调查授权和事故初步了解
调查授权是指调查者从上一级领导那里接受调查任务。在这一阶段，调查者得到的只是事故调查的总体指令和笼统的事故描述，没有太多的事故细节。这一步骤的必要性仅在于，只有完成了这一步骤，调查者才能展开后续工作。
初步了解这一步骤的目的是，使调查者概括了解事故的全貌，以便更容易理解下一阶段收集到的信息的价值和意义。在这一阶段，调查者像是从高远处观察事故，对事故还不会有中肯的恰当的评价。在许多情况下，初步了解只需要消耗很短的时间就能完成。
3．事故前实际情况调查
如果调查者不熟悉事故前事发地的一般条件，花费时间了解事故前的实际情况是值得的。这会在后续步骤中，特别是损坏检查和证人探访中节省时间。损坏检查和证人探访，需要结合事故前的实际情况进行。可以把实际情况划分为“硬件”和“工艺过程”两部分。
对于调查者来说，工程设计图纸是很有价值的信息源。甚至是事故前其他活动的旧照片都有可能成为有用的信息源。从上述信息源可以了解到设备和物料的状况，即所谓硬件条件。对于工艺过程，调查者可以考察设计几乎相同的邻近工厂类似的工艺过程，也可以与对工艺过程熟悉的证人进行讨论。石油炼厂和化学加工厂都是一天24h轮班运转，其他班的人员也可以提供硬件和工艺过程方面的帮助。总之，调查者对于事故工厂的设备、工艺过程、有关物料的性质必须相当熟悉。只有这样，才能恰当地使用证据，形成事故前实际情况的完整印象。
4．损坏检查和证人探访
损坏详细检查的最初目的是，首先找到事故原发区，很可能还有失误所在。然而在重大灾难的情形，还应该慎重考虑次生作用，这些信息只有在事故之后才能得到。对于爆炸的情形，爆裂断片区和远离爆炸源的冲击波的作用，都有可能成为事故有价值的证据。这些证据的价值不会立即显现出来，但在没有发生任何扰动的时候，应该把这些证据拍照记录下来。还会有其他一些存疑款项，标上地点后搁置一边，留待以后核查。应该仔细考察爆炸废墟确定损坏的程度，不能心存侥幸忽略目前还无法解释的任何现象。
目击者的证据是很有价值的。除去事故现场人员外，还应该从目睹事发的公众人员那里取得证据。应该鼓励所有证人事后尽可能快地记录下他们的观察。这些记录应该在证人间有机会议论事故之前完成。预先不准备出证的证人，应该要求他们在没有探访者提示的条件下，给出他们自己的事故说明。后来询问时的意见改变应该记录下来，但是原始记录永远不能销毁。应该尽量把证人引至探访室外，鼓励证人在事故现场或重设的事故场景中，讲述他们的经历。在许多情况下，目击者的证据是矛盾的。但仍然要把它们记录下来，留待借助技术资料分析鉴定。在关联事故致因的显著水平时，目击者证据前不能加权重因子。
5．调查分析和报告
随着证据的收集，必须考虑进一步的研究。如果试样需要化学分析，则应该尽快进行。另一方面，对于某些特定的试验，为了保证试验的真实性，只有证据收集全后才能进行。对于需要长期试验的情形，调查者需等至试验完成后才能得到工作结论。
报告的形式因写作模式而异。但所有的报告都应该做到，让读者能够从事前情况逐步深入事故，从事故证据逐步过渡到逻辑结论。正文内容过多会分散读者对主要问题的注意力，次要内容应该归人附录中。对于大型事故的调查报告，推荐采用主件和附件的正式呈文形式撰写。
三、燃烧和爆炸分析
1．燃烧分析
损坏分布可以提供火源区域的有力证据。木器燃烧持续的时间最长，炭化的程度也最深。假如火焰是连带燃烧的经典扩散型的，经验指出，木材炭化2．5cm需要40min的时间。如果从救火者那里了解到灭火的时间，就可以从炭化深度测定确定火源区域。对于气体或蒸气迅速释放的火炬火焰的情形，木器的炭化速率要更快一些。
火灾后容器的状况可以提供燃烧时间长短的有价值的证据。任何容器暴露在火焰中，所装载的液体都可以防止容器内油漆涂层的损坏，液面之上的容器壁涂层则会爆皮。如果容器内原来的液面是已知的，火灾后的液面结合容器的上述特征可以检查出来，从而不难确定液体的蒸发量和蒸发热。对于重灾非火炬燃烧的情形，如果容器是直立的并被火焰所包围，容器壁润湿面单位面积的最大传热速率确定为17W·cm－2。这样，根据热平衡就可以近似估算出燃烧的最小可能暴露时间。
化工厂的多数火灾火温不超过1000℃。易燃液体和易燃固体的燃烧温度相近。除去高扰动火焰刷排逸出的射流气体或蒸气的燃烧外，很少遇到特别高的燃烧温度。因为纯铜的熔点是1080℃，虽然铜导线由于表面氧化会被损耗掉，一般纯铜能够承受燃烧的作用。铜合金，如黄铜和青铜，其熔点在800～1000℃之间，通常在火灾中会熔化，火灾后会有铜合金液滴不引人注目地粘附在其他金属表面上。如果在导体上发现纯铜液滴，这表明在火灾中有电流通过，强化了燃烧的热量。只是火焰单独作用，即使是局部温度超过了纯铜的熔点，纯铜通常会被损耗掉而不会产生液滴。纯铜液滴以及纯铜导体由于在电弧焰中蒸发而产生的凹痕，这些证据与火灾或爆炸的原始火源之间不一定有密切联系。但是如果有电缆通过，电流在燃烧的早期由于电缆熔断而被切断，这时，纯铜液滴和纯铜导体上的电弧焰凹痕，则成为火源区的有力证据。
铁和钢的熔点在1300～1500℃之间，在火灾中一般不会熔化。但结构钢制件在550～600℃之间，强度会严重恶化，产生惊人的扭曲变形。结构钢制件扭曲变形现象在火灾中随处可见，在火灾调查中意义不大。
2．爆炸分析
(1)爆炸作用表现模式
多种因素影响着内压增加容器破裂的方式。除去与静负荷有关的强度因素外，容器壁的状况甚至比内压增加速率起更重要的作用。在静负荷超量的极限情形，压力下凝聚相的爆轰会产生脆性破裂。对于气体爆燃比较缓慢的情形，断裂的方式则是纯粹弹性的，与物理过压产生静负荷的破裂方式类似。然而，在爆燃断裂瞬间之后，压力仍继续上升，所以爆燃往往比静负荷的情形产生更多的碎片。容器内缓慢的加压过程，最初会产生经典的弹性断裂，继而会裂口，最后会加速至脆性断裂。所以，找到初始断裂点是重要的。对于脆性破裂的情形，容器断片的断口标记会指回到初始点。对于绝大多数弹性破裂的情形，初始点通常都是在容器最薄的地方附近。
(2)物理过压
容器，如锅炉或被火焰包围的其他密封容器，由于物理过压而破裂是常见的事情。过压中的压力指的是气压，或者是液压。液压过压产生的发射物比气压过压产生的发射物要少。对于物理过压，破裂的起始点往往在容器潜在的薄弱点处。
(3)单一容积系统气相爆炸
如果易燃气体混合物在一个加工容器中，如一个罐或室中燃烧，燃烧过程会使压力不断升高，最后会引起器壁爆裂。对于单一的容器，火焰扩散通常是亚声速的，爆炸应力总是均匀分布的，而破裂模式则与物理过压产生的破裂模式类似。容器会在其薄弱点破裂，这可能是由于容器中某处的砂眼或初始点火源的识别比气相起火要容易得多。一般来说，固体物质起火，需要点火源持续一些时间，而能够点燃气体混合物的静电释放只有几分之一秒。电动机或电缆的电力故障、隔板上的易燃液体玷污液以及人员的活动，是化工厂火灾的普通原因。虽然已经证明，除非高于空气的氧浓度，燃着的香烟一般不能点燃汽油蒸气，但是如果把未熄火的香烟头丢在能够阴燃的垫托上，却能引发燃烧。随着阴燃过程的加速，稍后物质就会进发出火焰。焊接和切割的火花，其引火能力超过了人们的想像，如果这些火花被怀疑是火灾或爆炸的起因，应该考虑模拟实验，而且不应该忽略高浓度氧的可能作用。
初始火源的确定常被认为是所有调查的最终目的。对于火灾的情形，很可能是这样的。但对于偶发的气相爆炸事故，无法确认点火源占很大比例。空气突然进入蒸馏装置常引发爆炸，这表明杂质或金属表面长期对烃类物质暴露而处于还原态，一旦对大气中的氧暴露就会形成局部热点，易于起火，则进一步说明这种现象。