फ्यूज़िबल प्लग

फ्यूज़िबल प्लग सामान्यतः कांस्य, पीतल या गनमेटल का एक थ्रेडेड धातु सिलेंडर होता है जिसको लंबाई के माध्यम से पूरी तरह से ड्रिल किया जाता है और यह  एक पतले छेद के रूप में होता है। इस छेद को कम गलनांक वाली धातु से सील कर दिया जाता है जो पूर्व निर्धारित उच्च तापमान पर पहुंचने पर बह जाता है। फ्यूसिबल प्लग का प्रारंभिक उपयोग भाप इंजन बॉयलरों में कम पानी के स्तर के विरुद सुरक्षा सावधानी के रूप में किया गया था, लेकिन बाद में अनुप्रयोगों ने अन्य बंद जहाजों जैसे एयर कंडीशनिंग प्रणाली और संक्षारक या तरलीकृत पेट्रोलियम गैसों के परिवहन के लिए टैंकों का उपयोग किया जाता है।

उद्देश्य
एक फ़्यूज़िबल प्लग एक सुरक्षा वाल्व के रूप में कार्य करता है जब खतरनाक तापमान, के अतिरिक्त खतरनाक दबाव बंद बर्तन में पहुँच जाता है। (भाप इंजन)  फ्यूज़ होने वाले प्लग का मुकुट शीट (शीर्ष प्लेट) में खराब कर दिया जाता है, फायरबॉक्स  सामान्यतः एक इंच (25 मिमी) इसके ऊपर पानी की जगह में फैला होता है। इसका उद्देश्य जल स्तर के खतरनाक रूप से कम होने की स्थिति में अंतिम उपाय सुरक्षा उपकरण के रूप में कार्य करना है जब प्लग का शीर्ष पानी से बाहर हो जाता है तो यह ज़्यादा गरम हो जाता है और कम कम गलनांक कोर पर पिघल जाता है और परिणामस्वरूप शोर होता है फ़ायरबॉक्स में भाप की रिहाई फ़ायरबॉक्स के शीर्ष के पूरी तरह से सूखने से पहले खतरे के ऑपरेटरों को चेतावनी देने का कार्य करती है, जिसके परिणामस्वरूप बॉयलर की विनाशकारी विफलता हो सकती है। भाप इंजन के फ़ायरबॉक्स में फ़्लू गैसों का तापमान 1000 डिग्री फ़ारेनहाइट 550 डिग्री सेल्सियस तक पहुँच जाता है जिस तापमान पर तांबा से ऐतिहासिक रूप से अधिकांश फ़ायरबॉक्स बनाए गए थे,  एक ऐसी स्थिति में नरम हो जाता है जो अब बॉयलर के दबाव को बनाए नहीं रख सकता है और यदि बॉयलर में जल्दी से पानी नहीं डाला गया तो आग लग सकती है और उसे बुझाया गया तो विस्फोट हो सकता है। प्लग में छेद इतना छोटा होता है कि भाप के दबाव को कम करने में कोई बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है और इसमें से गुजरने वाले पानी की थोड़ी सी मात्रा से आग बुझाने में कोई बड़ा प्रभाव नहीं पड़ता।।

इतिहास
डिवाइस का आविष्कार 1803 में रिचर्ड ट्रेविथिक  द्वारा किया गया था, जो अपने नए बॉयलरों में से एक में विस्फोट के परिणामस्वरूप उच्च दबाव  वायुमंडलीय भाप इंजन के विपरीत भाप इंजन के प्रस्तावक के रूप में थे। उनके विरोधी उच्च दबाव वाली भाप की पूरी अवधारणा की निंदा करने के लिए उत्सुक थे, लेकिन ट्रेविथिक ने साबित कर दिया कि दुर्घटना इसलिए हुई क्योंकि उनके फायरमैन ने बॉयलर को पानी से भरा रखने की उपेक्षा की थी। उन्होंने इन आलोचनाओं का मुकाबला करने के लिए पेटेंट के बिना अपने आविष्कार का व्यापक रूप से प्रचार किया।

प्रयोग
1830 के दशक में बेंजामिन फ्रैंकलिन इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, बोस्टन द्वारा किए गए प्रयोगों ने शुरू में उपकरण के माध्यम से भाप के निकलने के तुरंत बाद पानी  डालने के कार्य पर संदेह व्यक्त किया था। एक भाप बॉयलर को कांच की एक छोटी अवलोकन खिड़की के साथ फिट किया गया था और फायरबॉक्स के शीर्ष के नीचे जल स्तर के साथ अपने सामान्य ऑपरेटिंग तापमान से अधिक गरम किया गया था। जब पानी डाला गया तो पाया गया कि दबाव अचानक बढ़ गया और ऑब्जर्वेशन ग्लास टूट गया। रिपोर्ट ने निष्कर्ष निकाला कि धातु के उच्च तापमान ने अतिरिक्त पानी को बहुत जल्दी वाष्पीकृत कर दिया था और एक विस्फोट अपरिहार्य परिणाम के रूप में था। यह 1852 तक इस धारणा को चुनौती नहीं दी गई थी संस्थान के अपने निरीक्षकों में से एक थॉमस रेडमंड ने उस वर्ष 3 अप्रैल को  ओहियो नदी  पर भाप के जहाज रेडस्टोन पर बॉयलर विस्फोट की अपनी जांच में इस सिद्धांत को विशेष रूप से अस्वीकार कर दिया था। वेल्स में 1907 की एक जांच इसी तरह के निष्कर्ष पर पहुंची  राइमनी रेलवे  से संबंधित एक  भाप इंजन को अनजाने में उसके सुरक्षा वाल्वों को गलत तरीके से इकट्ठा करके बाहर भेज दिया गया था। बॉयलर में दबाव इस हद तक बना कि  इंजेक्टर  विफल हो गए और मुकुट की चादर खुल गई और आग की गर्मी  कमजोर हो गई और हिंसक रूप से अलग हो गई।  रेलवे निरीक्षणालय  के कर्नल ड्रिट के नेतृत्व में हुई जांच ने इस सिद्धांत को अस्वीकार कर दिया कि इंजीनियर इंजेक्टरों को शुरू करने में सफल हो गए थे और ठंडे पानी की अचानक वृद्धि ने भाप पैदा हुई और बॉयलर फट गया। उन्होंने मैनचेस्टर भाप यूज़र एसोसिएशन राष्ट्रीय बॉयलर प्रमाणीकरण और बीमा संस्था द्वारा प्रयोगों के परिणामों का हवाला देते हुए साबित किया कि तांबे की उपस्थिति का वजन  बॉयलर के दबाव को बढ़ाने के लिए पर्याप्त भाप उत्पन्न करने के लिए अपर्याप्त था। (इसकी विशिष्ट गर्मी के साथ माना जाता है) वास्तव में ठंडे पानी के जुड़ने से दबाव कम हो गया था। तब से यह स्वीकार किया गया कि फ्यूजिबल प्लग के संचालन की स्थिति में सही प्रकार से  पानी को इकट्ठा करना था।

कोरेड फ्यूसिबल प्लग
मूल डिजाइन एक साधारण ठोस प्लग के रूप में होता है जो कम गलनांक वाले मिश्र धातु के एक स्लग से भरा होता है। जब यह पिघलता है, तो यह पहले प्लग के माध्यम से एक संकीर्ण चैनल के रूप में पिघलता है। इससे भाप और पानी तुरंत बाहर निकलने लगता है। 1860 के दशक में मिश्र धातु के नरम  हो जाने पर गहरे छेद के लिए कोर्ड फ्यूसिबल प्लग विकसित किया गया था। इस संस्करण में एक ठोस पीतल या कांस्य केंद्र  जो निम्न गलनांक की मिश्र धातु की परत सोल्डर के माध्यम से जोड़ने के लिए उपयोग किया जाता है। यह ज़्यादा गरम होने पर, प्लग तब तक कोई भाप या पानी नहीं छोड़ता है जब तक मिश्रधातु पर्याप्त रूप से पिघल कर केंद्र प्लग को छोड़ नहीं कर देता है। प्लग अब नाटकीय रूप से विफल हो जाता है और इसके पूरे बोर को तुरंत खोल देता है। और फुल-बोर जेट को यहां  देखे  जाने की अधिक संभावना होती है।

ध्यान न देने वाले पिघले हुए प्लग
डिवाइस में एक दोष 7 मार्च 1948 को पाई गई, जब लंदन, मिडलैंड और स्कॉटिश रेलवे के एलएमएस कोरोनेशन क्लास  प्रिंसेस एलेक्जेंड्रा की फायरबॉक्स क्राउन शीट ग्लासगो से लंदन के लिए यात्री रेलगाड़ी को खींचते समय असफल हो गई।  पूछताछ में पाया गया कि दोनों दोनों पानी के गेज खराब थे और उस दिन यात्रा के की अवधि में एक या दोनों फ़्यूज़िबल प्लग पिघल गए थे, लेकिन इंजन के चालक दल द्वारा इस पर किसी का ध्यान नहीं गया क्योंकि ड्राफ्ट से निकलने वाली भाप को दूर ले जा रहा था।

मिश्र धातु संरचना
जांच ने प्लग एजिंग पर मिश्र धातु के महत्व को दिखाया। मिश्र धातुओं को शुरू में पसंद किया गया था क्योंकि उन्होंने शुद्ध धातुओं की तुलना में कम गलनक्रांतिक  गलनांक के प्रस्ताव रखे थे। चूंकि देखा गया कि कई मिश्रणों के कारण वे कमजोर पड़ जाते थे और वे प्लग के पानी की सतह पर आक्साइड के मैट्रिक्स के विकास को प्रोत्साहित करते थे। इस मैट्रिक्स में खतरनाक रूप से उच्च गलनांक होता है जो प्लग को निष्क्रिय बना देता है। 1888 में अमेरिकी स्टीमबोट निरीक्षण सेवा ने एक आवश्यकता की कि प्लग को शुद्ध बंगका टिन इकोनॉमी से बनाया जाए और वार्षिक रूप से प्रतिस्थापित किया जाए। इससे लेड और जिंक संदूषण से बचा जा सकता है।  जस्ता  संदूषण को इतनी गंभीर समस्या के रूप में माना जाता था कि प्लग का स्थिति  भी पीतल तांबा जस्ता मिश्र धातु से  बदल दिया गया था, ताकि मूल अवस्था से मिश्र धातु प्लग में जाने वाले जस्ता के विपत्ति से बचा जा सके।

प्लग उम्र बढ़ने
1920 के दशक में यूएस मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान  द्वारा स्टीमबोट निरीक्षण सेवा के संयोजन में की गई जांच में पाया गया कि फ़्यूज़िबल कोर के ऊपर  लाइमस्केल  और  जंग  के उपयोग से डिवाइस के गलनांक  को बढ़ाया जा सकता है और ज़रूरत पड़ने पर इसे काम करने से रोका जा सकता है: गलनांक  प्रयुक्त उदाहरणों में 2000 °F (1100 °C) से अधिक बिंदु पाए गए हैं। लोकोमोटिव में विशिष्ट वर्तमान अभ्यास के लिए 15 से 30 कार्य दिवसों के बाद (पानी की स्थिति और लोकोमोटिव के उपयोग पर निर्भर) या नए प्लग का निरीक्षण करने की आवश्यकता होती है हर छह महीने में कम से कम एक बार, बॉयलर के ऑपरेटिंग दबाव और तापमान पर निर्भर करता है।

अन्य अनुप्रयोग
फ़्यूज़िबल प्लग का सिद्धांत तरलीकृत पेट्रोलियम गैसों के परिवहन पर भी लागू होता है, जहाँ फ़्यूज़िबल प्लग (या कंटेनरों की लाइनिंग मेम्ब्रेन के छोटे, खुले पैच) को गलनांक या झरझरा बनने के लिए डिज़ाइन किया जाता है यदि बहुत अधिक तापमान पहुँच जाता है: एक नियंत्रित 250 °F (120 °C) के सामान्य तापमान पर रिलीज़, उच्च तापमान पर विस्फोटक रिलीज़ (एक  BLEVE ) के लिए बेहतर है। संक्षारक गैस कंटेनर, जैसे कि जो तरल  क्लोरीन  के लिए उपयोग किए जाते हैं, लगभग 158 से 165 °F (70–74 °C) के ऑपरेटिंग तापमान वाले एक या अधिक फ़्यूज़िबल प्लग के साथ फिट होते हैं। फ़्यूज़िबल प्लग विमान के पहियों में सामान्य हैं, सामान्यतः बड़े या उच्च-प्रदर्शन वाले विमानों में। असामान्य लैंडिंग और ब्रेकिंग स्थितियों द्वारा लगाए गए बहुत बड़े तापीय भार (जैसे कि एक उच्च-गति  अस्वीकृत टेकऑफ़, जहां ईंधन के साथ भारी विमान को बहुत तेज गति से अपेक्षाकृत कम दूरी पर रुकने के लिए कठिन ब्रेक लगाना पड़ता है) पहले से ही उच्च कारण बन सकता है। टायरों में दबाव इस बिंदु तक बढ़ जाता है कि टायर फट सकता है, इसलिए फ़्यूज़िबल प्लग को राहत तंत्र के रूप में उपयोग किया जाता है। ब्रेकिंग सतहों को ठंडा करने के लिए वेंटेड गैस को निर्देशित किया जा सकता है। किसी भी चिकनाई वाले तेल वाष्प के प्रज्वलन के खिलाफ एहतियात के तौर पर फ्यूजिबल प्लग को कभी-कभी एयर कंप्रेशर्स के रिसीवर में लगाया जाता है। यदि कंप्रेसर की क्रिया हवा को एक सुरक्षित तापमान से ऊपर गर्म करती है तो कोर पिघल जाएगा और दबाव छोड़ देगा। ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग सिस्टम सामान्यतः फ़्यूज़िबल प्लग के साथ फिट होते थे, जो 100-110 °C पर काम करते थे, लेकिन किसी भी रिलीज़ किए गए  शीतल  के पर्यावरणीय प्रभावों के बारे में चिंताओं से यह फ़ंक्शन एक विद्युत स्विच द्वारा ले लिया गया है। यदि बाहरी तापमान बहुत अधिक हो जाता है तो एक पेटेंट (पेटेंट प्रकाशित 1867) प्रकार की अग्निरोधक तिजोरी अपनी सामग्री को पानी से डुबाने के लिए एक फ्यूज़िबल प्लग का उपयोग करती है। फ्यूसिबल प्लग रिएक्टर के ओवरहीटिंग को रोककर तरल फ्लोराइड थोरियम रिएक्टर  की सुरक्षा को बढ़ाते हैं। इस घटना में कि तापमान एक सीमा तक पहुँच जाता है, रिएक्टर के तल पर रखा गया एक फ़्यूज़िबल प्लग पिघल जाता है, जिससे द्रव रिएक्टर ईंधन भूमिगत भंडारण टैंकों में बह जाता है, जिससे  परमाणु मंदी  को रोका जा सकता है।

यह भी देखें

 * बॉयलर फटना