फ्यूज़िबल प्लग

फ्यूज़िबल प्लग सामान्यतः कांस्य, पीतल या गनमेटल का थ्रेडेड धातु सिलेंडर होता है जिसे 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 के बॉयलरों में कम पानी के स्तर के विरुद सुरक्षा सावधानी के रूप में किया जाता 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 था।

उद्देश्य
फ़्यूज़िबल प्लग एक सुरक्षा वाल्व के रूप में कार्य करता है जब अत्यधिक तापमान पर दबाव बंद बर्तन में पहुँच जाता है। (भाप इंजन) फ्यूज़ होने वाले प्लग की ताज की चादर (शीर्ष प्लेट) को खराब कर दिया जाता है, और फायरबॉक्स सामान्यतः एक इंच 25 मिमी इसके ऊपर पानी की जगह में फैला होता है। इसका उद्देश्य जल स्तर के अत्यधिक तापमान को कम होने की स्थिति में ला कर 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 गलनांक कोर पर पिघल जाता है और परिणामस्वरूप शोर होता है फ़ायरबॉक्स में भाप का बहाव फ़ायरबॉक्स के शीर्ष को पूरी तरह से सूखने से पहले संकेत से 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
उपकरण 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 बिना पेटेंट के अपने आविष्कार का व्यापक रूप से प्रचार किया था ।

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। भाप बॉयलर को कांच की एक छोटी अवलोकन खिड़की के साथ फिट किया जाता है और फायरबॉक्स के शीर्ष के नीचे जल स्तर के साथ अपने सामान्य ऑपरेटिंग तापमान से अधिक गरम किया जाता है। 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 हुआ 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 था। बॉयलर में दबाव इस हद तक बना कि इंजेक्टर विफल हो गए और क्राउन की चादर खुल गई और आग की गर्मी कमजोर हो कर 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।

अनदेखे 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 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 संमिश्रण 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 एजिंग
1920 के दशक में यूएस मानक और प्रौद्योगिकी का राष्ट्रीय संस्थान द्वारा स्टीमबोट निरीक्षण सर्विस के साथ की गई जांच में पाया गया कि फ्यूज़िबल कोर के ऊपर एनक्रस्टेशन और आक्सीकरण के उपयोग से डिवाइस के गलनांक को बढ़ाया जा सकता है और ज़रूरत पड़ने पर इसे काम करने से रोका जा सकता है। और अधिक गलनांक के लिए प्रयुक्त उदाहरणों में 2000 डिग्री फ़ारेनहाइट 1100 डिग्री सेल्सियस से अधिक पाए गए हैं। लोकोमोटिव में विशिष्ट वर्तमान अभ्यास के लिए बॉयलर के परिचालन दबाव और तापमान के आधार पर 15 से 30 कार्य दिवसों के बाद पानी की स्थिति और लोकोमोटिव के उपयोग पर निर्भर करती है और 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 अस्तर झिल्ली के छोटे, खुले पैच को बहुत अधिक तापमान तक पहुँचने पर गलनांक या झरझरा बनने के लिए डिज़ाइन किया जाता है यह एक नियंत्रित 250 डिग्री फ़ारेनहाइट 120 डिग्री सेल्सियस के सामान्य तापमान पर रिलीज़, उच्च तापमान पर विस्फोटक रिलीज़ ( ब्लेव ) के लिए अच्छा होता है। संक्षारक गैस कंटेनर, जैसे कि जो तरल क्लोरीन के लिए उपयोग किए जाने वाले लगभग 158 से 165 डिग्री फ़ारेनहाइट और 70–74 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान वाले एक या अधिक फ़्यूज़िबल प्लग के साथ फिट होते हैं।

फ़्यूज़िबल प्लग विमान के पहियों में सामान्य रूप में होते है, सामान्यतः बड़े या उच्च-प्रदर्शन वाले विमानों में असामान्य लैंडिंग और ब्रेकिंग स्थितियों द्वारा लगाए गए बहुत बड़े तापीय भार पहले से ही उच्च कारण बन सकता है। 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 ब्रेक लगाना पड़ता है। टायर में दबाव इतना 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।

फ़्यूज़िबल प्लग कभी-कभी विद्यमान किसी भी चिकनाई वाले तेल वाष्प के प्रज्वलन के विरुद्ध सावधानी के तौर पर एयर कंप्रेशर्स के रिसीवर में फिट किए जाते हैं। यदि कंप्रेसर की क्रिया एक सुरक्षित तापमान से ऊपर हवा को गर्म करती है तो कोर पिघल जाएगा और दबाव छोड़ देता है।

ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग प्रणाली सामान्यतः फ़्यूज़िबल प्लग के साथ फिट हो जाते थे, जो 100-110 डिग्री सेल्सियस पर काम करते थे, लेकिन किसी भी रिलीज़ किए गए रेफ्रिजरेंट गैस के के पर्यावरणीय प्रभावों के बारे में चिंताओं से इस फलन को एक विद्युत स्विच द्वारा ले लिया जाता है।

एक पेटेंट को 1867 में प्रकाशित किया गया ये एक प्रकार की अग्निरोधक सेफ (तिजोरी) का बाहरी तापमान बहुत अधिक होने पर इसकी सामग्री को पानी से डुबाने के लिए एक फ्यूज़िबल प्लग का उपयोग करती है।

फ्यूसिबल प्लग रिएक्टर के ओवरहीटिंग को रोककर तरल फ्लोराइड थोरियम नाभिकीय रिएक्टरों की सुरक्षा को बढ़ाता है। इस घटना में 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 नाभिकीय परमाणु दुर्घटना को रोका जा सकता है।

यह भी देखें

 * बॉयलर विस्फोट