Thời gian vừa qua, thông qua báo đài, tôi biết được nhiều xe máy, xe hơi bị cháy mà chưa xác định được nguyên nhân rõ ràng. Là một kỹ sư nhiều năm làm việc trong lĩnh vực hệ thống đốt công nghiệp, tôi đã đến rất nhiều nhà máy từ miền Bắc cho tới miền Nam để can thiệp, sửa chữa các hệ thống đốt bị trục trặc kỹ thuật.
Tôi đưa ra một số phân tích sau để bạn đọc và các chuyên gia cùng phân tích đánh giá.
Về nguyên lý, để một phản ứng cháy xảy ra trong điều kiện áp suất và nhiệt độ bình thường đòi hỏi phải có 2 yếu tố:
1. Hỗn hợp nhiên liệu trộn lẫn với không khí với tỷ lệ thích hợp.
2. Tác nhân gây phản ứng cháy (ở đây là tia lửa, mồi lửa).
Lấy ví dụ từ đầu đốt công nghiệp, theo nghiên cứu của hãng đầu đốt WEISHAUPT -CHLB Đức, quá trình này được mô tả như sau:
Máy đốt có nhiệm vụ hòa trộn nhiên liệu, có thể là dầu hoặc gas theo tỷ lệ thích hợp để phản ứng cháy có thể xảy ra hoàn toàn. Các kỹ sư và công nhân vận hành hệ thống đốt của các nhà máy nắm rất rõ điều này, ngay cả khi máy đốt hòa trộn nhiên liệu và không khí có sai lệch so với tiêu chuẩn vẫn khó đốt và có khi phải mồi lặp lại nhiều lần. Nói như vậy để thấy không phải là dễ cháy và không phải xe nào cũng cháy mặc dù cùng một loại xe và cùng đổ xăng một nơi.
Trong lò đốt, khi đáp ứng đủ các điều kiện và có tác nhân cháy ở đây là tia lửa điện, phản ứng cháy xảy ra như sau:
Nhiên liệu là dầu DO hoặc FO, tác nhân cháy là tia lửa điện.
Nói tóm lại là trong điều kiện áp suất và nhiệt độ bình thường, để xảy ra cháy phải có đủ các yếu tố là: nhiên liệu như xăng, dầu gas, củi gỗ… mà phải trộn lẫn với không khí và phải có tác nhân cháy là tia lửa hoặc mồi lửa.
Nói về tia lửa trước, trong cấu tạo ô tô xe máy có rất nhiều chỗ có thể phát sinh tia lửa điện mà mắt thường khó nhìn thấy như: rơ le đề của motor khởi động động cơ khi đang khởi động xe, cổ góp của motor đề khi đang khởi động, các công tắc đóng mở đèn, các rơ le đóng mở mạch điện, v.v …tất cả các bộ phận đó khi hoạt động đều tạo ra tia lửa điện mà mắt thường khó nhìn thấy.
Đặc biệt là rơ le khởi động và cổ góp của motor khởi động phát ra tia lửa điện nhiều hơn những chỗ khác do dòng điện khởi động động cơ có ampe tương đối cao. Khi thiết kế, chế tạo và thử nghiệm các loại xe trong điều kiện môi trường không khí bình thường hoặc hơi xăng ít (môi trường nghèo nhiên liệu) thì các tia lửa đó là an toàn.
Ngoài các tia lửa phát sinh trong hệ thống điện còn có thể phát sinh các tia lửa khác mà mắt thường cũng khó nhìn thấy như: trong quá trình vận hành khi xe rung lắc, các bộ phận kim loại cọ xát vào nhau, do đá văng vào xe…Lấy ví dụ về việc cọ xát kim loại gây ra tia lửa, khi người ta mới chế tạo ra thùng phuy đựng xăng dầu, hồi đó sử dụng cái mở nắp phuy bằng thép, cái nắp phuy cũng bằng thép, nhiều vụ cháy nổ đã xảy ra.
Khi nghiên cứu kỹ người ta phát hiện có sự xuất hiện tia lửa mà mắt thường khó nhìn thấy giữa khóa mở phuy và nắp thùng phuy, các tia lửa nhỏ này gây ra cháy. Để khắc phục, ngày nay ta sử dụng cái mở nắp phuy bằng kim loại màu như đồng, nhôm để không phát sinh tia lửa.
Ngoài ra trong quá trình chạy xe do rung lắc những chỗ dây điện bị tróc vỏ cũng có thể chạm vào sườn xe, chạm vào chỗ có bụi bẩn ẩm ướt dẫn điện và có thể tạo ra tia lửa điện hoặc xe đang đậu ở nhà có chuột bọ chui vào xe cọ xát tạo ra tia lửa do tĩnh điện, hoặc làm xao động dây điện có những chỗ tróc vỏ tạo ra tia lửa.
Các cọc bình ắc qui nếu bị lỏng hay không tiếp xúc cũng có thể tạo ra tia lửa, các zắc cắm, mối nối điện nếu không tiếp xúc tốt cũng có thể tạo ra tia lửa điện. Ngay cả với bóng đèn xi nhan, nếu chuôi và bóng không tiếp xúc tốt khi bật cũng có thể nẹt tia lửa ở chuôi.
Khi tắt máy và đậu xe, ắc qui vẫn duy trì mạch điện chống trộm, mạch báo động, mạch mở cửa điện, đóng mở cửa bằng điều khiển từ xa. Khi kích hoạt, rơ le của chúng gắn trên xe cũng tạo ra tia lửa điện hoặc cọc bình, zắc cắm và các mối nối không tiếp xúc tốt lúc này cũng có thể nẹt lửa.
Như vậy hiện tượng tạo ra tia lửa điện trên ô tô xe máy là an toàn trong điều kiện bình thường và nó đã song hành cùng chúng ta hàng thế kỷ qua.
Nếu giả thử để xe trong một căn phòng kín nối ống xả của xe ra khỏi phòng, mở bình gas của bếp gas cho nồng nặc hơi gas, khởi động xe thì các tia lửa điện chắc chắn gây cháy nổ. Cũng như trong nhà mà bị xì gas khi ta bật công tắc đèn có thể gây cháy nổ. Nói như vậy để thấy vấn đề tia lửa điện không phải là yếu tố chính mà nhiên liệu mới là yếu tố chính gây ra cháy xe.
Chúng ta thử lấy một cái nắp xăng ra săm soi thử xem, nếu quan sát kỹ sẽ nhìn thấy trên nắp xăng có một lỗ thông hơi, vì sao lại có cái lỗ này? Các nhà thiết kế xe tính đến trường hợp nếu do xăng bay hơi hay nhiệt độ bình xăng do môi trường hoặc vận hành mà tăng lên khi đó áp suất trong bình xăng tăng theo; nếu không có lỗ thông hơi này, áp suất tăng sẽ gây hư hỏng cho bình xăng hoặc nguy hiểm cho người sử dụng. Mặt khác nếu không có lỗ thông hơi, khi xăng sử dụng cạn dần trong bình, tạo ra giảm áp và xăng sẽ không thể chảy ra khỏi bình qua vòi xăng.
Do đó hơi nhiên liệu thường xuyên thoát ra qua lỗ thông hơi trên nắp xăng, việc này ta có thể xác minh ngay lập tức bằng cách mở yên xe và ngửi sát khu vục gần nắp xăng sẽ thấy sặc mùi xăng. Ngoài ra xăng còn bay hơi ra ngoài tại bình xăng con qua lỗ tràn, qua kim xăng và cửa hút gió.
Với xăng đạt tiêu chuẩn chất lượng, tất cả việc thoát hơi xăng kể trên là bình thường, nằm trong thiết kế và an toàn. Vì lượng hơi xăng bay ra theo lỗ thông hơi ở nắp bình xăng và các vị trí khác trên xe ở mức độ có thể dễ dàng khuếch tán vào môi trường xung quanh không có cơ hội để tạo ra một khu vực hỗn hợp không khí giàu nhiên liệu có thể gây cháy ngay cả khi có tia lửa điện.
Với các loại xăng có pha các chất dễ bay hơi và dễ bắt lửa hơn xăng thông thường chẳng hạn như axeton, khả năng thoát hơi qua lỗ thông hơi nhiều hơn tính toán của các nhà thiết kế. Với việc thoát hơi nhiên liệu nhiều hơn khả năng khuếch tán ra môi trường xung quanh, việc tạo ra những khu vực giàu nhiên liệu trong không khí là có thể (khu vực có hỗn hợp nhiên liệu và không khí thích hợp cho phản ứng cháy), hơi của những nhiên liệu này lại có độ bắt lửa cao hơn xăng thông thường, việc cháy nổ hoàn toàn có thể xảy ra khi có tia lửa điện.
Việc này cũng giống như trong nhà bếp bị xì gas chỉ cần bật công tắc có tia lửa điện là gây cháy. Có nhiều khả năng những chất pha vào xăng rất dễ bay hơi hơn xăng thông thường và hơi của chúng có thể nặng hơn không khí và khó khuếch tán vào không khí, dễ tích tụ dưới yên xe hoặc bên trong hông xe hơi.
Nói tóm lại, qua những phân tích ở trên theo tôi đa số việc cháy xe là do xăng có pha những chất có độ bay hơi cao và độ bắt lửa cao hơn nhiều so với xăng bình thường.
Có thể trong các vụ cháy đó có xe đang sử dụng xăng bình thường nhưng do xăng bị rò rỉ hoặc tràn ra vì một lý do nào đó làm cho mật độ hơi xăng đạt điểm cháy tại vị trí có tia lửa điện xảy ra cháy, hoặc có thể do chập điện, do phá hoại…
Như tôi đã nói ở trên, ngay cả đầu đốt gas công nghiệp, khi máy phun gas và không khí vào buồng đốt có kèm tia lửa điện, nếu điều chỉnh hỗn hợp không khí –gas có sai lệch chút ít, nhiều khi cũng không đốt được, do đó việc tích tụ hơi nhiên liệu để đủ xảy ra cháy và trùng lặp có tia lửa ngay vị trí đó xảy ra ở xác suất rất nhỏ có thể bao gồm cả sự xui xẻo trong đó.
Việc có nhiều xe cháy như vậy chứng tỏ độ bay hơi và độ bắt lửa của chất pha vào xăng là rất cao, nhà chức trách có thể dễ dàng kiểm tra độ bay hơi trên một đơn vị diện tích của nhiên liệu và độ bắt lửa của hơi nhiên liệu tương đối dễ dàng.
Cần lưu ý những lý do sau đây cũng làm cho nhiên liệu bay hơi nhiều hơn bình thường:
- Khi xe chạy qua những chỗ xóc, ổ gà, khi ta mới đổ xăng do bơm xăng tạo dòng chảy cuộn lên trong bình xăng.
- Hơi nhiên liệu và nhiên liệu lỏng còn thoát ra nhiều hơn do roăng cao su ở nắp xăng bị chai không kín, do vặn nắp xăng chưa khớp…
- Hoặc khi ta đổ xăng quá đầy, không những hơi nhiên liệu thoát qua lỗ thông hơi của nắp xăng mà ngay cả xăng lỏng cũng tràn ra đó khi chạy xóc làm cho mật độ bay hơi của nhiên liệu tăng lên rất nhiều, vì một lý do nào đó mà bình xăng tăng nhiệt lên, xăng sẽ bay hơi nhiều hơn.
Trong bài viết của Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, khi bình xăng gần hết thì độ bay hơi nhiều hơn, điều này chỉ đúng khi xe đang chạy, mặc dù khả năng bay hơi tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt và nhiệt độ chất lỏng. Ở đây khi ta chạy xe xăng bị chao qua lại trong bình, nó làm ướt thành xung quanh bên trong bình xăng và vô tình làm tăng diện tích bay hơi nên lượng hơi xăng bay ra nhiều hơn bình thường. Mặt khác khi xăng ít thì bình xăng dễ dàng tăng nhiệt hơn.
Đối với các nước phát triển, các vụ cháy xe không phải là ít nhưng đa số họ tìm ra nguyên nhân như do chập điện ( khi cầu chì không đúng), do vỡ ống nhiên liệu làm tràn xăng ra ngoài, do trục trặc kỹ thuật, do tai nạn…..
Có thể hạn chế việc cháy xe với các biện pháp như sau:
- Kiểm tra nắp xăng, nếu roăng cao su hỏng phải thay nắp xăng khác và phải vặn thật khớp, không đổ xăng quá đầy.
- Buổi tối nên để xe ở chỗ thoáng, mở yên xe lau chùi sạch sẽ ở khu vực nắp xăng và bình xăng, ban đêm không nên đóng sát yên xe để hơi xăng dễ dàng khuếch tán.
- Trước khi khởi động xe cần dắt xe ra chỗ thông thoáng, mở yên kiểm tra xem có bị rò rỉ xăng, xem có mùi xăng hay không.
- Khi chạy xe không nên để nùi giẻ, áo mưa trên nắp hoặc khu vực bình xăng để hơi xăng dễ dàng khuếch tán ra ngoài.
- Không nên để xe ở những nơi có nhiệt độ cao như gần giàn nóng máy lạnh.
- Mua xăng ở những cây xăng lớn có uy tín.
Trở lại các vụ cháy xe máy ôtô thời gian vừa qua, có những xe mới khởi động đã cháy có thể do nhiên liệu thoát hơi nhiều tụ ở khu vực rơ le đề hoặc motor đề nên khi có tia lửa điện xảy ra cháy.
Có những xe đậu ban đêm cháy như vụ xe tắc xi cháy làm tài xế tử vong có thể do hơi xăng bay ra từ từ, tích tụ không khuếch tán hết tạo ra khu vực thích hợp cho phản ứng cháy ngay tại vị trí tiếp điểm điện của mạch mở cửa tự động hoặc mạch báo động chống trộm, khi mạch này làm việc, tạo tia lửa gây cháy.
Còn có những xe đang chạy bốc cháy có thể khi chạy do xóc, hơi nhiên liệu bay ra nhiều có khi cả nhiên liệu lỏng thoát ra rồi mới bay hơi và không khuếch tán kịp, trùng lặp tích tụ ở những vị trí có mạch điện tạo ra tia lửa hoặc do cọ xát kim loại hoặc đá văng tạo tia lửa gây cháy, điều này có thể giải thích cho những xe cháy từ các bộ phận phía sau vì thường xe hơi có lỗ thông hơi bình xăng ở phía hông sau xe.
