वाष्पित्र विस्फोट: Difference between revisions
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सामग्री विज्ञान, निरीक्षण मानकों और गुणवत्ता नियंत्रण से पहले तेजी से बढ़ते वाष्पित्र निर्माण उद्योग के साथ पकड़े जाने से पहले, वाष्पित्र विस्फोटों की एक महत्वपूर्ण संख्या सीधे खराब डिजाइन, कारीगरी और खराब गुणवत्ता वाली सामग्री में ज्ञात खामियों के कारण होती थी। सामग्री और डिजाइन में दोषों के कारण यू.एस. में वाष्पित्र विफलताओं की खतरनाक आवृत्ति, [[ यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय |यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय (एएसएमई)]] जैसे अंतरराष्ट्रीय इंजीनियरिंग मानक संगठनों का ध्यान आकर्षित कर रही थी, जिसने 1884 में अपना पहला वाष्पित्र परीक्षण कोड स्थापित किया था। वाष्पित्र विस्फोट जिसने [[ ग्रोवर शू फैक्ट्री आपदा |ग्रोवर शू फैक्ट्री आपदा]] का कारण बना 10 मार्च, 1905 को ब्रॉकटन, मैसाचुसेट्स में आपदा के परिणामस्वरूप 58 मौतें हुईं और 117 घायल हुए, और मैसाचुसेट्स राज्य को 1908 में अपना पहला वाष्पित्र कानून प्रकाशित करने के लिए प्रेरित किया। | सामग्री विज्ञान, निरीक्षण मानकों और गुणवत्ता नियंत्रण से पहले तेजी से बढ़ते वाष्पित्र निर्माण उद्योग के साथ पकड़े जाने से पहले, वाष्पित्र विस्फोटों की एक महत्वपूर्ण संख्या सीधे खराब डिजाइन, कारीगरी और खराब गुणवत्ता वाली सामग्री में ज्ञात खामियों के कारण होती थी। सामग्री और डिजाइन में दोषों के कारण यू.एस. में वाष्पित्र विफलताओं की खतरनाक आवृत्ति, [[ यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय |यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय (एएसएमई)]] जैसे अंतरराष्ट्रीय इंजीनियरिंग मानक संगठनों का ध्यान आकर्षित कर रही थी, जिसने 1884 में अपना पहला वाष्पित्र परीक्षण कोड स्थापित किया था। वाष्पित्र विस्फोट जिसने [[ ग्रोवर शू फैक्ट्री आपदा |ग्रोवर शू फैक्ट्री आपदा]] का कारण बना 10 मार्च, 1905 को ब्रॉकटन, मैसाचुसेट्स में आपदा के परिणामस्वरूप 58 मौतें हुईं और 117 घायल हुए, और मैसाचुसेट्स राज्य को 1908 में अपना पहला वाष्पित्र कानून प्रकाशित करने के लिए प्रेरित किया। | ||
कई लिखित स्रोत वाष्पित्र विस्फोटों के कारणों का संक्षिप्त विवरण प्रदान करते हैं:<blockquote>"विस्फोट के मुख्य कारण, वास्तव में एकमात्र कारण, शेल या वाष्पित्र के अन्य भागों में शक्ति की कमी, अधिक | कई लिखित स्रोत वाष्पित्र विस्फोटों के कारणों का संक्षिप्त विवरण प्रदान करते हैं:<blockquote>"विस्फोट के मुख्य कारण, वास्तव में एकमात्र कारण, शेल या वाष्पित्र के अन्य भागों में शक्ति की कमी, अधिक दाब और अधिक ताप हैं। स्टीम वाष्पित्रों में शक्ति की कमी मूल दोष, खराब कारीगरी के कारण हो सकती है। , उपयोग या कुप्रबंधन से गिरावट।"<ref>Roper, Stephen (1899). ''Roper's Engineer's Handy Book'' (15th edition) Philadelphia: David McKay (p.207 – 208)</ref></blockquote>और:<blockquote>"कारण। -वाष्पित्र विस्फोट हमेशा इस तथ्य के कारण होते हैं कि वाष्पित्र का कुछ हिस्सा किसी कारण से दाब का सामना करने के लिए बहुत कमजोर होता है। यह दो कारणों में से एक के कारण हो सकता है: या तो वाष्पित्र है अपने उचित कार्य दाब को सुरक्षित रूप से ले जाने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है, अन्यथा सुरक्षा वाल्वों के चिपक जाने या कुछ इसी तरह के कारण से दाब को सामान्य बिंदु से ऊपर उठने दिया गया है"<ref>The Colliery Engineers Company (1900) ''Locomotive Boilers'' (I.C.S. Reference Library #59) Statione's Hall, London: International Textbook Company</ref></blockquote> | ||
=== कारणों की प्रारंभिक जांच === | === कारणों की प्रारंभिक जांच === | ||
हालाँकि गिरावट और गलत संचालन वाष्पित्र विस्फोटों के सबसे आम कारण हैं, लेकिन विनाशकारी वाष्पित्र विफलता का वास्तविक तंत्र तब तक अच्छी तरह से प्रलेखित नहीं किया गया था जब तक कि 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में यू.एस. वाष्पित्र निरीक्षकों द्वारा व्यापक प्रयोग नहीं किया गया था। वाष्पित्र में विभिन्न तरीकों से विस्फोट करने के लिए कई अलग-अलग प्रयास किए गए थे, लेकिन सबसे दिलचस्प प्रयोगों में से एक ने प्रदर्शित किया कि कुछ परिस्थितियों में, यदि वाष्पित्र में अचानक खुलने से वाष्प बहुत तेजी से बाहर निकलने की अनुमति देती है, तो जल का हथौड़ा पूरे विनाश का कारण बन सकता है। | हालाँकि गिरावट और गलत संचालन वाष्पित्र विस्फोटों के सबसे आम कारण हैं, लेकिन विनाशकारी वाष्पित्र विफलता का वास्तविक तंत्र तब तक अच्छी तरह से प्रलेखित नहीं किया गया था जब तक कि 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में यू.एस. वाष्पित्र निरीक्षकों द्वारा व्यापक प्रयोग नहीं किया गया था। वाष्पित्र में विभिन्न तरीकों से विस्फोट करने के लिए कई अलग-अलग प्रयास किए गए थे, लेकिन सबसे दिलचस्प प्रयोगों में से एक ने प्रदर्शित किया कि कुछ परिस्थितियों में, यदि वाष्पित्र में अचानक खुलने से वाष्प बहुत तेजी से बाहर निकलने की अनुमति देती है, तो जल का हथौड़ा पूरे विनाश का कारण बन सकता है। दाब पोत: | ||
<blockquote> "एक बेलनाकार वाष्पित्र का परीक्षण किया गया था और बिना चोट के 300 पाउंड (300 पीएसआई या 2,068 केपीए) के वाष्प | <blockquote> "एक बेलनाकार वाष्पित्र का परीक्षण किया गया था और बिना चोट के 300 पाउंड (300 पीएसआई या 2,068 केपीए) के वाष्प दाब का सामना किया।" "जब [डिस्चार्ज] वाल्व अचानक 235 पाउंड [235 पीएसआई या 1,620 केपीए] के दाब में खोला गया तो वाष्पित्र ने रास्ता दे दिया, लोहे को घुमाया गया और टुकड़ों में फाड़ दिया गया और सभी दिशाओं में फेंक दिया गया। इसका कारण यह था कि अचानक वाष्पित्र से डिस्चार्ज पाइप में वाष्प की भीड़ ने वाष्पित्र में दाब को बहुत तेजी से कम कर दिया। दाब में इस कमी के कारण जल के भीतर वाष्प की एक बड़ी मात्रा अचानक बन गई, और जल के भारी द्रव्यमान को बड़ी हिंसा के साथ फेंक दिया गया जिस उद्घाटन से वाष्प को निकाला जा रहा था, उस उद्घाटन के पास वाष्पित्र के हिस्से को मारा और फ्रैक्चर का कारण बना।"<ref>{{Cite book|title=The Colliery Engineers Company – Locomotive Boilers (I.C.S. Reference Library #59)|publisher=Stationer's Hall, London: International Textbook Company|year=1900|pages=(Sec.12-p.76)}}</ref></blockquote>लेकिन वाष्पित्र विस्फोट में जल के हथौड़े के अत्यधिक विनाशकारी तंत्र को तब से बहुत पहले समझा गया था, जैसा कि डी. के. क्लार्क ने 10 फरवरी 1860 को मैकेनिक्स पत्रिका के संपादकों को लिखे एक पत्र में लिखा था:<blockquote>वाष्पित्र में जल का अचानक फैलाव और प्रक्षेपण बायलर की बाउंडिंग सतहों के खिलाफ परिणामों की हिंसा का बड़ा कारण है: फैलाव, जल के द्रव्यमान में वाष्प की क्षणिक पीढ़ी के कारण होता है, और बचने के अपने प्रयासों में, यह जल को इससे पहले ले जाता है, और वाष्प और जल का संयुक्त संवेग उन्हें बाउंडिंग सतहों के माध्यम से और बीच में ले जाता है, और उन्हें इस तरह से विकृत या चकनाचूर कर देता है, जिसका हिसाब साधारण ओवरप्रेशर या वाष्प के साधारण संवेग से नहीं लगाया जा सकता है।<ref>{{Cite book|title=Steam boiler explosions|last=Colburn, Zerah, 1832-1870.|date=1873|publisher=D. Van Nostrand|oclc=4741077}}</ref></blockquote>जब गर्म वाष्पित्र ठंडे समुद्र के जल को छूता है तो डूबते जहाजों में वाष्पित्र में विस्फोट होना आम बात है, क्योंकि गर्म धातु के अचानक ठंडा होने से उसमें दरार आ जाती है; उदाहरण के लिए, जब {{SS|बेनलोमोंड|1922|6}} को एक यू-बोट द्वारा टारपीडो किया गया था, टारपीडो और परिणामस्वरूप वाष्पित्र विस्फोट के कारण जहाज दो मिनट में नीचे चला गया, जिससे 54 चालक दल के पूरक के रूप में [[ पून लिम |पून लिम]] एकमात्र जीवित बचा।<ref>{{cite web|url=http://uboat.net/allies/merchants/2462.html|title=Benlomond (British Steam merchant) – Ships hit by German U-boats during WWII – uboat.net|website=uboat.net}}</ref><ref>{{cite web|url=http://freepages.genealogy.rootsweb.ancestry.com/~judkins/survival.htm|title=Miracle Survival – Poon Lim|first=George|last=Judkins|website=freepages.genealogy.rootsweb.ancestry.com}}</ref> | ||
== लोकोमोटिव में == | == लोकोमोटिव में == | ||
(लोकोमोटिव-प्रकार) [[ आग ट्यूब बॉयलर |फायर ट्यूब वाष्पित्रों]] में [[ बॉयलर रहना |वाष्पित्र विस्फोट]] एक विशेष खतरे के होते हैं क्योंकि फायरबॉक्स (क्राउन शीट) के शीर्ष को हर समय कुछ मात्रा में जल से ढंकना चाहिए; या आग की गर्मी क्राउन शीट को कमजोर कर सकती है या सामान्य कामकाजी | (लोकोमोटिव-प्रकार) [[ आग ट्यूब बॉयलर |फायर ट्यूब वाष्पित्रों]] में [[ बॉयलर रहना |वाष्पित्र विस्फोट]] एक विशेष खतरे के होते हैं क्योंकि फायरबॉक्स (क्राउन शीट) के शीर्ष को हर समय कुछ मात्रा में जल से ढंकना चाहिए; या आग की गर्मी क्राउन शीट को कमजोर कर सकती है या सामान्य कामकाजी दाब पर भी क्राउन विफलता के बिंदु तक रहता है। | ||
यह 1995 में गार्डनर्स, पेन्सिलवेनिया के पास गेटिसबर्ग रेलरोड फायरबॉक्स विस्फोट<ref>{{Cite web|url=https://www.ntsb.gov/safety/safety-studies/Documents/SIR9605.pdf|title=STEAM LOCOMOTIVE FIREBOX EXPLOSION ON THE GETTYSBURG RAILROAD NEAR GARDNERS, PENNSYLVANIA JUNE 16, 1995|last=NATIONAL TRANSPORTATION SAFETY BOARD}}</ref> का कारण था, जहां कम जल ने क्राउन शीट के सामने को तब तक गर्म होने दिया जब तक कि नियमित ताज शीट के माध्यम से खींचा नहीं जाता, वाष्प का एक बड़ा हिस्सा जारी करता है और फायरबॉक्स में पूर्ण वाष्पित्र | यह 1995 में गार्डनर्स, पेन्सिलवेनिया के पास गेटिसबर्ग रेलरोड फायरबॉक्स विस्फोट<ref>{{Cite web|url=https://www.ntsb.gov/safety/safety-studies/Documents/SIR9605.pdf|title=STEAM LOCOMOTIVE FIREBOX EXPLOSION ON THE GETTYSBURG RAILROAD NEAR GARDNERS, PENNSYLVANIA JUNE 16, 1995|last=NATIONAL TRANSPORTATION SAFETY BOARD}}</ref> का कारण था, जहां कम जल ने क्राउन शीट के सामने को तब तक गर्म होने दिया जब तक कि नियमित ताज शीट के माध्यम से खींचा नहीं जाता, वाष्प का एक बड़ा हिस्सा जारी करता है और फायरबॉक्स में पूर्ण वाष्पित्र दाब में जल। क्राउन शीट डिज़ाइन में बटन-हेड सेफ्टी स्टे की कई वैकल्पिक पंक्तियाँ शामिल थीं, जो क्राउन शीट की विफलता को पारंपरिक स्टे की पहली पाँच या छह पंक्तियों तक सीमित कर देती थीं, जिससे पूरे क्राउन शीट को गिरने से रोका जा सकता था। | ||
इस प्रकार की विफलता रेलवे इंजनों तक ही सीमित नहीं है, क्योंकि लोकोमोटिव-प्रकार के वाष्पित्रों का उपयोग कर्षण इंजनों, पोर्टेबल इंजनों, खनन या लॉगिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले स्किड इंजनों, आरा मिलों और कारखानों के लिए स्थिर इंजनों, हीटिंग के लिए और वाष्प प्रदान करने वाले [[ पैकेज बॉयलर |पैकेज वाष्पित्रों]] के रूप में किया जाता है। अन्य प्रक्रियाओं के लिए। सभी अनुप्रयोगों में, सुरक्षित संचालन के लिए उचित जल स्तर बनाए रखना आवश्यक है। | इस प्रकार की विफलता रेलवे इंजनों तक ही सीमित नहीं है, क्योंकि लोकोमोटिव-प्रकार के वाष्पित्रों का उपयोग कर्षण इंजनों, पोर्टेबल इंजनों, खनन या लॉगिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले स्किड इंजनों, आरा मिलों और कारखानों के लिए स्थिर इंजनों, हीटिंग के लिए और वाष्प प्रदान करने वाले [[ पैकेज बॉयलर |पैकेज वाष्पित्रों]] के रूप में किया जाता है। अन्य प्रक्रियाओं के लिए। सभी अनुप्रयोगों में, सुरक्षित संचालन के लिए उचित जल स्तर बनाए रखना आवश्यक है। | ||
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[[File:Boiler explosion 1850.jpg|thumb|1850 के आसपास एक रेलवे लोकोमोटिव पर वाष्पित्र विस्फोट का परिणाम।|213x213px]]हेविसन (1983)<ref>[[#Hewison, Locomotive Boiler Explosions|Hewison, Locomotive Boiler Explosions]]</ref> 1815 और 1962 के बीच 137 को सूचीबद्ध करते हुए ब्रिटिश वाष्पित्र विस्फोटों का एक व्यापक विवरण देता है। यह उल्लेखनीय है कि इनमें से 122 19वीं शताब्दी में और केवल 15 20वीं शताब्दी में हुए थे। | [[File:Boiler explosion 1850.jpg|thumb|1850 के आसपास एक रेलवे लोकोमोटिव पर वाष्पित्र विस्फोट का परिणाम।|213x213px]]हेविसन (1983)<ref>[[#Hewison, Locomotive Boiler Explosions|Hewison, Locomotive Boiler Explosions]]</ref> 1815 और 1962 के बीच 137 को सूचीबद्ध करते हुए ब्रिटिश वाष्पित्र विस्फोटों का एक व्यापक विवरण देता है। यह उल्लेखनीय है कि इनमें से 122 19वीं शताब्दी में और केवल 15 20वीं शताब्दी में हुए थे। | ||
वाष्पित्र विस्फोट आम तौर पर दो श्रेणियों में आते हैं। पहला वाष्पित्र बैरल का टूटना है, कमजोरी/क्षति या अत्यधिक आंतरिक | वाष्पित्र विस्फोट आम तौर पर दो श्रेणियों में आते हैं। पहला वाष्पित्र बैरल का टूटना है, कमजोरी/क्षति या अत्यधिक आंतरिक दाब के कारण, जिसके परिणामस्वरूप एक विस्तृत क्षेत्र में वाष्प का अचानक निर्वहन होता है। गोद के जोड़ों पर तनाव जंग का टूटना शुरुआती वाष्पित्र विस्फोटों का एक सामान्य कारण था, जो शायद कास्टिक उत्सर्जन के कारण होता था। वाष्पित्रों में उपयोग किए जाने वाले जल को अक्सर बारीकी से नियंत्रित नहीं किया जाता था, और यदि अम्लीय हो, तो लोहे के वाष्पित्र प्लेटों को खराब कर सकता था। [[ बिजली उत्पन्न करनेवाली जंग |बिजली उत्पन्न करनेवाली जंग]] एक अतिरिक्त समस्या थी जहाँ तांबा और [[ लोहा |लोहा]] संपर्क में थे। वाष्पित्र प्लेटें एक मील (हेविसन, रोल्ट) के एक चौथाई तक फेंक दी गई हैं। दूसरा प्रकार बगल के वाष्पित्र से वाष्प के दाब में फायरबॉक्स का पतन है, आग की लपटों और गर्म गैसों को कैब में छोड़ता है। बेहतर डिजाइन और रखरखाव ने पहले प्रकार को लगभग पूरी तरह से समाप्त कर दिया, लेकिन अगर इंजीनियर और फायरमैन वाष्पित्र में जल के स्तर को बनाए नहीं रखते हैं तो दूसरा प्रकार हमेशा संभव होता है। | ||
यदि आंतरिक | यदि आंतरिक दाब बहुत अधिक हो जाता है तो वाष्पित्र बैरल फट सकते हैं। इसे रोकने के लिए, एक निर्धारित स्तर पर दाब छोड़ने के लिए सुरक्षा वाल्व लगाए गए थे। शुरुआती उदाहरण स्प्रिंग-लोडेड थे, लेकिन जॉन रैम्सबॉटम ने एक टैम्पर-प्रूफ वाल्व का आविष्कार किया जिसे सार्वभौमिक रूप से अपनाया गया था। विस्फोटों का अन्य सामान्य कारण आंतरिक क्षरण था जिसने वाष्पित्र बैरल को इतना कमजोर कर दिया कि यह सामान्य परिचालन दाब का सामना नहीं कर सका। विशेष रूप से, खांचे जल स्तर के नीचे क्षैतिज सीम (गोद जोड़ों) के साथ हो सकते हैं। दर्जनों विस्फोट हुए, लेकिन बट जोड़ों को अपनाने के साथ-साथ बेहतर रखरखाव कार्यक्रम और नियमित हाइड्रोलिक परीक्षण द्वारा 1900 तक समाप्त कर दिया गया। | ||
फ़ायरबॉक्स आमतौर पर तांबे से बने होते थे, हालाँकि बाद में लोकोमोटिव में [[ इस्पात |इस्पात]] फ़ायरबॉक्स होते थे। उन्हें बायलर के बाहरी हिस्से में स्टे (कई छोटे समर्थन) द्वारा आयोजित किया गया था। फुल स्टीम प्रेशर के संपर्क में फायरबॉक्स के हिस्सों को जल से ढक कर रखना होता है, ताकि उन्हें ज्यादा गर्म होने और कमजोर होने से बचाया जा सके। फायरबॉक्स के ढहने का सामान्य कारण यह है कि वाष्पित्र का जल स्तर बहुत कम हो जाता है और फायरबॉक्स (क्राउन शीट) का शीर्ष खुला हो जाता है और ज़्यादा गरम हो जाता है। यह तब होता है जब फायरमैन जल स्तर को बनाए रखने में विफल रहता है या स्तर संकेतक (गेज ग्लास) दोषपूर्ण होता है। संक्षारण या अनुपयुक्त सामग्री के कारण बड़ी संख्या में अवशेषों का टूटना एक कम सामान्य कारण है। | फ़ायरबॉक्स आमतौर पर तांबे से बने होते थे, हालाँकि बाद में लोकोमोटिव में [[ इस्पात |इस्पात]] फ़ायरबॉक्स होते थे। उन्हें बायलर के बाहरी हिस्से में स्टे (कई छोटे समर्थन) द्वारा आयोजित किया गया था। फुल स्टीम प्रेशर के संपर्क में फायरबॉक्स के हिस्सों को जल से ढक कर रखना होता है, ताकि उन्हें ज्यादा गर्म होने और कमजोर होने से बचाया जा सके। फायरबॉक्स के ढहने का सामान्य कारण यह है कि वाष्पित्र का जल स्तर बहुत कम हो जाता है और फायरबॉक्स (क्राउन शीट) का शीर्ष खुला हो जाता है और ज़्यादा गरम हो जाता है। यह तब होता है जब फायरमैन जल स्तर को बनाए रखने में विफल रहता है या स्तर संकेतक (गेज ग्लास) दोषपूर्ण होता है। संक्षारण या अनुपयुक्त सामग्री के कारण बड़ी संख्या में अवशेषों का टूटना एक कम सामान्य कारण है। | ||
20वीं सदी के दौरान, यूके में दो वाष्पित्र बैरल फेलियर और तेरह फ़ायरबॉक्स कोलैप्स हुए। वाष्पित्र बैरल की विफलता 1909 में कार्डिफ और 1921 में बक्सटन में हुई; दोनों सुरक्षा वाल्वों की गलत असेंबली के कारण वाष्पित्रों को उनके डिजाइन | 20वीं सदी के दौरान, यूके में दो वाष्पित्र बैरल फेलियर और तेरह फ़ायरबॉक्स कोलैप्स हुए। वाष्पित्र बैरल की विफलता 1909 में कार्डिफ और 1921 में बक्सटन में हुई; दोनों सुरक्षा वाल्वों की गलत असेंबली के कारण वाष्पित्रों को उनके डिजाइन दाबों से अधिक होने के कारण हुए थे। 13 फायरबॉक्स ढहने में से चार टूटे हुए अवशेषों के कारण थे, एक फायरबॉक्स पर बड़े पैमाने पर निर्माण के लिए, और बाकी कम जल स्तर के कारण थे। | ||
== सिद्धांत == | == सिद्धांत == | ||
कई | कई कोश-प्रकार के वाष्पित्रों में तरल जल का एक बड़ा कुंड होता है जिसे वायुमंडलीय दाब पर उबलते हुए जल की तुलना में उच्च ताप और दाब ([[ तापीय धारिता |एन्थैल्पी]]) तक गर्म किया जाता है। सामान्य संचालन के दौरान, तरल जल गुरुत्वाकर्षण के कारण वाष्पित्र के तल में रहता है, तरल जल के माध्यम से वाष्प के बुलबुले उठते हैं और संतृप्ति दाब तक पहुंचने तक उपयोग के लिए शीर्ष पर एकत्रित होते हैं, फिर क्वथन (उबलना) की क्रिया रुक जाती है। यदि कुछ दाब को विमुक्त कर दिया जाता है, तो क्वथन की क्रिया पुनः प्रारंभ हो जाती है, और इसी प्रकार आगे भी होता है। | ||
यदि वाष्प सामान्य रूप से | यदि वाष्प सामान्य रूप से (थ्रॉटल वाल्व खोलकर) विमुक्त होती है, तो जल की बुदबुदाहट की क्रिया मध्यम रहती है और अपेक्षाकृत शुष्क वाष्प को पात्र के उच्चतम बिंदु से निकाला जा सकता है। | ||
यदि वाष्प अधिक | यदि वाष्प अधिक तीव्रता से विमुक्त की जाती है, तो परिणामस्वरूप अधिक प्रबल क्वथन क्रिया "आर्द्र वाष्प" के रूप में बूँदों की एक सूक्ष्म फुहार प्रक्षेपित कर सकती है जो नलिकाओं, इंजन, टर्बाइन और अन्य नीचे के उपकरणों को हानि पहुँचा सकती है। | ||
यदि वाष्पित्र के | यदि वाष्पित्र के पात्र में एक बड़ी दरार या अन्य उद्घाटन आंतरिक दाब को बहुत अचानक कम करने की अनुमति देता है, तो जल में बची हुई ऊष्मा ऊर्जा वाष्प के बुलबुले में और भी अधिक तरल को फ्लैश करने का कारण बनेगी, जो तब शेष तरल को तेजी से विस्थापित कर देगी। बची हुई वाष्प और जल की संभावित ऊर्जा अब काम में बदल जाती है, ठीक वैसे ही जैसे वे एक इंजन में करते थे; ब्रेक के चारों ओर की सामग्री को वापस छीलने के लिए पर्याप्त बल के साथ, प्लेट के आकार को गंभीर रूप से विकृत करना, जो पूर्व में स्टे द्वारा आयोजित किया गया था, या अपने मूल बेलनाकार आकार द्वारा स्व-समर्थित था। वाष्प और जल की तेजी से रिहाई एक बहुत शक्तिशाली विस्फोट प्रदान कर सकती है, और आसपास की संपत्ति या कर्मियों को बहुत नुकसान पहुंचा सकती है। | ||
तेजी से फैलते वाष्प के बुलबुले वाष्पित्र के अंदर जल के बड़े "स्लग" को खोलने की दिशा में और आश्चर्यजनक गति से फेंक कर भी काम कर सकते हैं। जल का एक तेजी से चलने वाला द्रव्यमान गतिज ऊर्जा (विस्तारित वाष्प से) का एक बड़ा सौदा करता है, और वाष्पित्र के खोल के साथ टकराव में एक हिंसक विनाशकारी प्रभाव होता है। यह मूल फटने को बहुत बढ़ा सकता है, या खोल को दो में फाड़ सकता है।<ref>The Colliery Engineers Company (1900) Locomotive Boilers (I.C.S. Reference Library #59) Stationer's Hall, London: International Textbook Company (sec.12,p.76)</ref> | तेजी से फैलते वाष्प के बुलबुले वाष्पित्र के अंदर जल के बड़े "स्लग" को खोलने की दिशा में और आश्चर्यजनक गति से फेंक कर भी काम कर सकते हैं। जल का एक तेजी से चलने वाला द्रव्यमान गतिज ऊर्जा (विस्तारित वाष्प से) का एक बड़ा सौदा करता है, और वाष्पित्र के खोल के साथ टकराव में एक हिंसक विनाशकारी प्रभाव होता है। यह मूल फटने को बहुत बढ़ा सकता है, या खोल को दो में फाड़ सकता है।<ref>The Colliery Engineers Company (1900) Locomotive Boilers (I.C.S. Reference Library #59) Stationer's Hall, London: International Textbook Company (sec.12,p.76)</ref> | ||
कई प्लंबर, अग्निशामक और [[ स्टीमफिटर |स्टीमफिटर]] इस घटना से अवगत हैं, जिसे "वॉटर हैमर" कहा जाता है। उच्च वेग पर एक वाष्प लाइन के माध्यम से गुजरने वाले जल के कई-औंस "स्लग" और 90 डिग्री की कोहनी से टकराने से एक फिटिंग तुरंत टूट सकती है जो सामान्य स्थिर | कई प्लंबर, अग्निशामक और [[ स्टीमफिटर |स्टीमफिटर]] इस घटना से अवगत हैं, जिसे "वॉटर हैमर" कहा जाता है। उच्च वेग पर एक वाष्प लाइन के माध्यम से गुजरने वाले जल के कई-औंस "स्लग" और 90 डिग्री की कोहनी से टकराने से एक फिटिंग तुरंत टूट सकती है जो सामान्य स्थिर दाब को कई बार संभालने में सक्षम है। तब यह समझा जा सकता है कि वाष्पित्र शेल के अंदर समान वेग से चलने वाला कुछ सौ, या यहां तक कि कुछ हजार पाउंड जल आसानी से एक ट्यूब शीट को उड़ा सकता है, एक फायरबॉक्स को गिरा सकता है, यहां तक कि प्रतिक्रिया के माध्यम से पूरे वाष्पित्र को एक आश्चर्यजनक दूरी तक उछाल सकता है। जल वाष्पित्र से बाहर निकलता है, जैसे किसी भारी तोप के पीछे हटने से एक गेंद निकलती है। | ||
[[ SL-1 |एसएल-1]] प्रायोगिक रिएक्टर दुर्घटना के कई विवरण स्पष्ट रूप से एक | [[ SL-1 |एसएल-1]] प्रायोगिक रिएक्टर दुर्घटना के कई विवरण स्पष्ट रूप से एक दाब पोत पर जल के हथौड़े के अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली प्रभाव का वर्णन करते हैं:<blockquote>इस ताप प्रक्रिया के कारण विस्तार के कारण जल का हथौड़ा रिएक्टर पोत की ओर ऊपर की ओर बढ़ गया था सिर, रिएक्टर पोत के सिर पर लगभग 10,000 पाउंड प्रति वर्ग इंच (69,000 kPa) का दाब पैदा करता है जब जल सिर पर 160 फीट प्रति सेकंड (50 m/s) से टकराता है ... वॉटर हैमर प्रोपेल्ड कंट्रोल रॉड्स का यह चरम रूप , ढाल प्लग, और संपूर्ण रिएक्टर पोत ऊपर की ओर। एक बाद की जांच ने निष्कर्ष निकाला कि 26,000 पाउंड (12,000 किग्रा) पोत 9 फीट 1 इंच (2.77 मीटर) उछला था और ऊपरी नियंत्रण रॉड ड्राइव तंत्र ने अपने मूल स्थान पर वापस बसने से पहले रिएक्टर भवन की छत से टकराया था।<ref>{{Cite web|url=https://www.id.energy.gov/Foia/PDF/IDO-19313.pdf|title=IDO-19313 "ADDITIONAL ANALYSIS OF THE SL-1 EXCURSION" November 12, 1962. Flight Propulsion Laboratory Department, General Electric Company, Idaho Falls, Idaho.}}</ref></blockquote>{{cvt|350|psi|||}} पर चलने वाले एक स्टीम लोकोमोटिव का तापमान लगभग {{convert|225|C|||}} और {{cvt|963.7|kJ/kg|kJ/lb||}} की एक विशिष्ट तापीय धारिता होगी।<ref>Milo D. Koretsky, “Engineering and Chemical Thermodynamics”, John Wiley & Sons, 2004, p. 508</ref> चूंकि मानक दबाव संतृप्त जल में केवल {{cvt|418.91|kJ/kg|kJ/lb||}} की विशिष्ट एन्थैल्पी होती है,<ref>Milo D. Koretsky, “Engineering and Chemical Thermodynamics”, John Wiley & Sons, 2004, p. 509</ref> दो विशिष्ट एन्थैल्पी, {{cvt|544.8|kJ/kg|kJ/lb||}} के बीच का अंतर, कुल ऊर्जा खर्च होती है विस्फोट। तो एक बड़े लोकोमोटिव के मामले में जो उच्च दबाव और तापमान की स्थिति में {{cvt|10000|kg|||}} जल पकड़ सकता है, इस विस्फोट में लगभग {{convert|1160|kg|||}} टीएनटी के बराबर सैद्धांतिक ऊर्जा रिलीज होगी। | ||
== फायरबॉक्स विस्फोट == | == फायरबॉक्स विस्फोट == | ||
फायरबॉक्स विस्फोट के मामले में, ये आमतौर पर बर्नर [[ भड़कना |फ्लेमआउट]] के बाद होते हैं। दहन कक्ष के अंदर तेल के धुएं, प्राकृतिक गैस, प्रोपेन, कोयला, या कोई अन्य ईंधन का निर्माण हो सकता है। | फायरबॉक्स विस्फोट के मामले में, ये आमतौर पर बर्नर [[ भड़कना |फ्लेमआउट]] के बाद होते हैं। दहन कक्ष के अंदर तेल के धुएं, प्राकृतिक गैस, प्रोपेन, कोयला, या कोई अन्य ईंधन का निर्माण हो सकता है। पात्र गर्म होने पर यह विशेष रूप से चिंता का विषय है; तापमान के कारण ईंधन तेजी से अस्थिर होगा। एक बार निचली विस्फोटक सीमा (एलईएल) तक पहुँचने के बाद, प्रज्वलन के किसी भी स्रोत से वाष्प का विस्फोट होगा। | ||
फायरबॉक्स की सीमा के भीतर एक ईंधन विस्फोट | फायरबॉक्स की सीमा के भीतर एक ईंधन विस्फोट दाब वाले वाष्पित्र ट्यूब और आंतरिक खोल को नुकसान पहुंचा सकता है, संभावित रूप से संरचनात्मक विफलता, वाष्प या जल के रिसाव को ट्रिगर कर सकता है, और/या एक माध्यमिक वाष्पित्र खोल की विफलता और [[ भाप विस्फोट |वाष्प विस्फोट]] हो सकता है। | ||
मामूली फायरबॉक्स "विस्फोट" का एक सामान्य रूप "ड्रमिंग" के रूप में जाना जाता है और यह किसी भी प्रकार के ईंधन के साथ हो सकता है। आग की सामान्य "गर्जना" के बजाय, "धक्कों" की एक लयबद्ध श्रृंखला और झंझरी के नीचे और फायरडोर के माध्यम से आग की चमक से संकेत मिलता है कि ईंधन का दहन विस्फोटों की एक तीव्र श्रृंखला के माध्यम से आगे बढ़ रहा है, जो अनुचित हवा के कारण होता है। /ईंधन मिश्रण उपलब्ध ड्राफ्ट के स्तर के संबंध में। यह आमतौर पर लोकोमोटिव प्रकार के वाष्पित्रों में कोई नुकसान नहीं पहुंचाता है, लेकिन जारी रखने की अनुमति देने पर चिनाई वाले वाष्पित्र सेटिंग्स में दरारें पैदा कर सकता है। | मामूली फायरबॉक्स "विस्फोट" का एक सामान्य रूप "ड्रमिंग" के रूप में जाना जाता है और यह किसी भी प्रकार के ईंधन के साथ हो सकता है। आग की सामान्य "गर्जना" के बजाय, "धक्कों" की एक लयबद्ध श्रृंखला और झंझरी के नीचे और फायरडोर के माध्यम से आग की चमक से संकेत मिलता है कि ईंधन का दहन विस्फोटों की एक तीव्र श्रृंखला के माध्यम से आगे बढ़ रहा है, जो अनुचित हवा के कारण होता है। /ईंधन मिश्रण उपलब्ध ड्राफ्ट के स्तर के संबंध में। यह आमतौर पर लोकोमोटिव प्रकार के वाष्पित्रों में कोई नुकसान नहीं पहुंचाता है, लेकिन जारी रखने की अनुमति देने पर चिनाई वाले वाष्पित्र सेटिंग्स में दरारें पैदा कर सकता है। | ||
=== ग्रूविंग === | === ग्रूविंग === | ||
शुरुआती लोकोमोटिव वाष्पित्रों की प्लेटें सरल अतिव्यापी जोड़ों से जुड़ी हुई थीं। वाष्पित्र के चारों ओर चलने वाले कुंडलाकार जोड़ों के लिए यह अभ्यास संतोषजनक था, लेकिन अनुदैर्ध्य जोड़ों में, वाष्पित्र की लंबाई के साथ, प्लेटों के ओवरलैप ने वाष्पित्र क्रॉस-सेक्शन को उसके आदर्श गोलाकार आकार से मोड़ दिया। | शुरुआती लोकोमोटिव वाष्पित्रों की प्लेटें सरल अतिव्यापी जोड़ों से जुड़ी हुई थीं। वाष्पित्र के चारों ओर चलने वाले कुंडलाकार जोड़ों के लिए यह अभ्यास संतोषजनक था, लेकिन अनुदैर्ध्य जोड़ों में, वाष्पित्र की लंबाई के साथ, प्लेटों के ओवरलैप ने वाष्पित्र क्रॉस-सेक्शन को उसके आदर्श गोलाकार आकार से मोड़ दिया। दाब में बायलर, जितना संभव हो सके, परिपत्र क्रॉस-सेक्शन तक पहुंचने के लिए दाब डाला। क्योंकि डबल-थिकनेस ओवरलैप आसपास की धातु की तुलना में अधिक मजबूत था, वाष्पित्र के दाब में बदलाव के कारण बार-बार झुकने और रिलीज होने से जोड़ की लंबाई के साथ आंतरिक दरारें, या खांचे (गहरे गड्ढे) हो गए। दरारें आंतरिक जंग के लिए एक शुरुआती बिंदु की पेशकश करती हैं, जो विफलता को तेज कर सकती है।<ref>Hewison (1983: 59 et sec)</ref> अंततः यह पाया गया कि पर्याप्त आकार की प्लेटों का उपयोग करके इस आंतरिक जंग को कम किया जा सकता है ताकि जल स्तर के नीचे कोई जोड़ न हो।<ref name="CHH15">Hewison (1983: 15)</ref><ref>{{cite journal|last=Baldwin|first=Thomas|date=1 October 1867|title=On single and double riveted joints|journal=Transactions for 1866|publisher=[[Society of Engineers UK|Society of Engineers]]|location=London|page=150}}</ref> आखिरकार साधारण लैप सीम को सिंगल या डबल बट-स्ट्रैप सीम से बदल दिया गया, जो इस दोष से ग्रस्त नहीं हैं। | ||
फायरबॉक्स के निरंतर विस्तार और संकुचन के कारण स्टेबोल्ट्स के सिरों पर "तनाव जंग" का एक समान रूप हो सकता है, जहां वे फायरबॉक्स प्लेटों में प्रवेश करते हैं, और खराब जल की गुणवत्ता से तेज हो जाते हैं। अक्सर "[https://www.dli.mn.gov/sites/default/files/ नेकिंग]" के रूप में जाना जाता है, इस प्रकार का जंग स्टेबोल्ट की ताकत को कम कर सकता है जब तक कि वे सामान्य | फायरबॉक्स के निरंतर विस्तार और संकुचन के कारण स्टेबोल्ट्स के सिरों पर "तनाव जंग" का एक समान रूप हो सकता है, जहां वे फायरबॉक्स प्लेटों में प्रवेश करते हैं, और खराब जल की गुणवत्ता से तेज हो जाते हैं। अक्सर "[https://www.dli.mn.gov/sites/default/files/ नेकिंग]" के रूप में जाना जाता है, इस प्रकार का जंग स्टेबोल्ट की ताकत को कम कर सकता है जब तक कि वे सामान्य दाब में फायरबॉक्स का समर्थन करने में असमर्थ न हों। | ||
ग्रूविंग (गहरी, स्थानीयकृत पिटिंग) जलरेखा के पास भी होती है, विशेष रूप से उन वाष्पित्रों में जिन्हें जल से भरा जाता है जिसे डी-एरेट नहीं किया गया है या ऑक्सीजन सफाई एजेंटों के साथ इलाज नहीं किया गया है। जल के सभी "प्राकृतिक" स्रोतों में घुली हुई हवा होती है, जो जल के गर्म होने पर गैस के रूप में निकलती है। हवा (जिसमें ऑक्सीजन होता है) जल की सतह के पास एक परत में इकट्ठा हो जाती है और उस क्षेत्र में वाष्पित्र प्लेटों के क्षरण को बहुत तेज कर देती है।<ref>Graham, Frank D. (1945) "Audel's Power Plant Engineers guide" New York, Ny: Theo Audel and Co. (p.332-333, figure 55: "corrosion along the water line due to air")</ref> | ग्रूविंग (गहरी, स्थानीयकृत पिटिंग) जलरेखा के पास भी होती है, विशेष रूप से उन वाष्पित्रों में जिन्हें जल से भरा जाता है जिसे डी-एरेट नहीं किया गया है या ऑक्सीजन सफाई एजेंटों के साथ इलाज नहीं किया गया है। जल के सभी "प्राकृतिक" स्रोतों में घुली हुई हवा होती है, जो जल के गर्म होने पर गैस के रूप में निकलती है। हवा (जिसमें ऑक्सीजन होता है) जल की सतह के पास एक परत में इकट्ठा हो जाती है और उस क्षेत्र में वाष्पित्र प्लेटों के क्षरण को बहुत तेज कर देती है।<ref>Graham, Frank D. (1945) "Audel's Power Plant Engineers guide" New York, Ny: Theo Audel and Co. (p.332-333, figure 55: "corrosion along the water line due to air")</ref> | ||
=== फायरबॉक्स === | === फायरबॉक्स === | ||
एक लोकोमोटिव फायरबॉक्स का जटिल आकार, चाहे वह नरम तांबे या स्टील से बना हो, केवल आंतरिक दीवारों पर वाष्प के | एक लोकोमोटिव फायरबॉक्स का जटिल आकार, चाहे वह नरम तांबे या स्टील से बना हो, केवल आंतरिक दीवारों पर वाष्प के दाब का विरोध कर सकता है, अगर ये आंतरिक गर्डर्स और बाहरी दीवारों से जुड़े रहते हैं। वे [[ थकान (सामग्री) |थकान (सामग्री)]] के माध्यम से विफल होने के लिए उत्तरदायी हैं (क्योंकि आंतरिक और बाहरी दीवारें आग की गर्मी के तहत अलग-अलग दरों पर फैलती हैं), जंग से, या बर्बाद होने से, क्योंकि आग के संपर्क में रहने वाले सिर जल जाते हैं। अगर स्टे विफल रहता है तो फायरबॉक्स अंदर की ओर फट जाएगा। इसे रोकने के लिए नियमित दृश्य निरीक्षण, आंतरिक और बाह्य रूप से नियोजित किया जाता है।<ref name="CHH15" /><ref>{{cite book|last=Bell|first=A Morton|title=लोकोमोटिव|volume=1|year=1950|publisher=Virtue|location=London|pages=20–23|oclc=499543971}}</ref> यहां तक कि एक सुव्यवस्थित फायरबॉक्स भी विस्फोटक रूप से विफल हो जाएगा यदि वाष्पित्र में जल का स्तर इतना नीचे गिरने दिया जाए कि फायरबॉक्स की शीर्ष प्लेट को खुला छोड़ दिया जाए।<ref name="BTCenginemen">{{cite book | ||
|last=Staff | |last=Staff | ||
|title=Handbook for railway steam locomotive enginemen | |title=Handbook for railway steam locomotive enginemen | ||
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|chapter=The Boiler: Boiler Mountings and Details | |chapter=The Boiler: Boiler Mountings and Details | ||
}}</ref> यह पहाड़ी के शिखर को पार करते समय हो सकता है, क्योंकि जल बायलर के सामने के हिस्से में बहता है और फायरबॉक्स क्राउन शीट को उजागर कर सकता है। लोकोमोटिव विस्फोटों में से अधिकांश फायरबॉक्स विस्फोट हैं जो इस तरह के क्राउन शीट को खोलने के कारण होते हैं।<ref>{{cite web|url=http://www.homemodelenginemachinist.com/f19/small-model-boiler-explosion-video-4936/|title=Small model boiler explosion video – Home Model Engine Machinist|website=www.homemodelenginemachinist.com|access-date=2013-09-15|archive-date=2013-07-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20130727105724/http://www.homemodelenginemachinist.com/f19/small-model-boiler-explosion-video-4936/|url-status=dead}}</ref> | }}</ref> यह पहाड़ी के शिखर को पार करते समय हो सकता है, क्योंकि जल बायलर के सामने के हिस्से में बहता है और फायरबॉक्स क्राउन शीट को उजागर कर सकता है। लोकोमोटिव विस्फोटों में से अधिकांश फायरबॉक्स विस्फोट हैं जो इस तरह के क्राउन शीट को खोलने के कारण होते हैं।<ref>{{cite web|url=http://www.homemodelenginemachinist.com/f19/small-model-boiler-explosion-video-4936/|title=Small model boiler explosion video – Home Model Engine Machinist|website=www.homemodelenginemachinist.com|access-date=2013-09-15|archive-date=2013-07-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20130727105724/http://www.homemodelenginemachinist.com/f19/small-model-boiler-explosion-video-4936/|url-status=dead}}</ref> | ||
== | == भाप-चालित नाव वाष्पित्र == | ||
[[File:Helen McGregor 1830.jpeg|thumb|1830 में टेनेसी के मेम्फिस में | [[File:Helen McGregor 1830.jpeg|thumb|1830 में टेनेसी के मेम्फिस में भाप-चालित नाव में विस्फोट हुआ|213x213px]][[ पेंसिल्वेनिया (स्टीमबोट) |पेंसिल्वेनिया]] एक किनारे की ओर पहियों वाली भाप-चालित नाव थी जिसे मिसिसिपी नदी में एक वाष्पित्र विस्फोट का सामना करना पड़ा और 13 जून, 1858 को मेम्फिस, टेनेसी के पास यह शिप आइलैंड में डूब गई। 450 में से 250 से अधिक यात्रियों की मृत्यु हो गई, जिसमें लेखक [[ मार्क ट्वेन |मार्क ट्वेन]] के छोटे भाई हेनरी क्लेमेंस भी सम्मिलित थे। | ||
वर्ष 1860 के दशक के प्रारंभ में [[ सेंट पीटर हार्बर |सैन पेड्रो हार्बर]] में रुकने वाले बड़े तटीय भाप-चालित जलयान से यात्रियों और कार्गो को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक छोटी भाप-चालित नाव, [[ SS Ada Hancock |एसएस एडा हैनकॉक]] को उस समय आपदा का सामना करना पड़ा, जब 27 अप्रैल, 1863 को विलमिंगटन, कैलिफोर्निया के पास, लॉस एंजिल्स के बंदरगाह, [[ सैन पेड्रो बे (कैलिफोर्निया) |सैन पेड्रो बे]] में इसका वाष्पित्र हिंसक रूप से फट गया, जिससे बोर्ड पर सवार 26 लोगों की मृत्यु हो गई और 53 या इससे अधिक यात्रियों में से कई यात्री घायल हो गए। | |||
भाप-चालित नाव, ''सुल्ताना'' 27 अप्रैल 1865 को एक विस्फोट में नष्ट हो गई, जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त राज्य अमेरिका के इतिहास में सबसे बड़ी समुद्री आपदा घटित हुई। इसमें अनुमानित 1,549 यात्री मारे गए, जब जहाज के चार वाष्पित्रों में से तीन में विस्फोट हो गया और यह मेम्फिस, टेनेसी के पास जल कर डूब गई। एक वाष्पित्र के कोश की खराब तरीके से की गई मरम्मत को इसका कारण बताया गया था; पैच विफल हो गया, और उस वाष्पित्र के मलबे ने दो और वाष्पित्रों को नष्ट कर दिया। | |||
27 जनवरी, 1865 को एक अन्य अमेरिकी नागरिक युद्ध | [[ स्टीमर |स्टीमर]] ''एक्लिप्स,'' 27 जनवरी, 1865 को होने वाला एक अन्य अमेरिकी नागरिक युद्ध भाप-चालित नाव विस्फोट था, जो [[ 9वीं स्वतंत्र बैटरी इंडियाना लाइट आर्टिलरी |9वीं स्वतंत्र बैटरी इंडियाना लाइट आर्टिलरी]] के सदस्यों को ले जा रहा थी। एक आधिकारिक रिकॉर्ड रिपोर्ट में, आपदा में 10 लोगों के मरने और 68 लोगों के घायल होने का उल्लेख है;<ref>{{cite web|url=http://cdl.library.cornell.edu/cgi-bin/moa/pageviewer?frames=1&coll=moa&view=50&root=/moa/waro/waro0103/&tif=00622.TIF&cite=http://cdl.library.cornell.edu/cgi-bin/moa/moa-cgi?notisid=ANU4519-0103|title=The war of the rebellion: a compilation of the official records of the Union and Confederate armies. ; Series 1 – Volume 49 (Part I)|website=cdl.library.cornell.edu}}</ref> बाद की एक रिपोर्ट में उल्लेख किया गया है कि इसमें 27 लोग मारे गए और 78 घायल हुए।<ref>{{cite web|url=http://cdl.library.cornell.edu/cgi-bin/moa/pageviewer?frames=1&coll=moa&view=50&root=/moa/waro/waro0109/&tif=00722.TIF&cite=http://cdl.library.cornell.edu/cgi-bin/moa/moa-cgi?notisid=ANU4519-0109|title=The war of the rebellion: a compilation of the official records of the Union and Confederate armies. ; Series 1 – Volume 52 (Part I)|website=cdl.library.cornell.edu}}</ref> फॉक्स की सैन्य-दल हानियों की रिपोर्ट ने 29 लोगों के मारे जाने की सूचना दी।<ref>{{cite web|url=http://www.civilwarhome.com/chapt12.htm|title=Fox's Regimental Losses, Chapter 12|website=www.civilwarhome.com}}</ref><ref>{{Cite web | ||
|url=http://www.civilwararchive.com/Unreghst/uninarty.htm#9th | |url=http://www.civilwararchive.com/Unreghst/uninarty.htm#9th | ||
|title=9th Indiana Artillery History | |title=9th Indiana Artillery History | ||
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1879 में, कनाडा के [[ जापान में पहली बार |वुबुनो]] का वाष्पित्र फटा या नहीं, और | वर्ष 1879 में, कनाडा के [[ जापान में पहली बार |वुबुनो]] का वाष्पित्र फटा था या नहीं, और यदि यह फटा था, तो इसका कारण लापरवाह रखरखाव या तूफान में फँसने के दौरान [[ जॉर्जियाई खाड़ी |जॉर्जियाई खाड़ी]] के ठंडे जल से संपर्क में आना था।<ref>{{cite book|author=Bill Hester|title=Georgian Bay Navigation, 1847-1882|year=2015}}</ref> | ||
== वाष्पित्र का प्रयोग == | == वाष्पित्र का प्रयोग == | ||
विद्युत मशीनरी के लिए उपयोग किए जाने वाले [[ स्थिर भाप इंजन |स्थिर वाष्प इंजन]] [[ औद्योगिक क्रांति |औद्योगिक क्रांति]] के दौरान पहली बार प्रमुखता में आए, और प्रारंभिक दिनों में विभिन्न कारणों से कई वाष्पित्र विस्फोट हुए। [[ विलियम फेयरबैर्न |विलियम फेयरबैर्न]] इस समस्या के पहले जाँचकर्ताओं में से एक थे, जिन्होंने इस प्रकार के विस्फोटों से होने वाली हानि से निपटने वाली पहली बीमा कंपनी स्थापित करने में सहायता प्रदान की। इन्होंने प्रयोगात्मक रूप से यह भी स्थापित किया कि बेलनाकार दाब पात्र जैसे वाष्पित्र में परिधीय प्रतिबल, [[ अनुदैर्ध्य तनाव |अनुदैर्ध्य प्रतिबल]] से दोगुना था।<ref group="notes">[[William Fairbairn|Fairbairn]]'s theoretical calculation assumes that the cylindrical vessel is much longer than its diameter. In practice, this is a viable approximation for any boiler that is a [[right cylinder]] or longer. Even for a short, squat boiler such as the [[Scotch marine boiler|Scotch]], the reduced end area due to the tubes and their staying effect on the end-plates means that the principal stress is still this hoop stress.</ref> इस प्रकार की जाँच ने उन्हें और अन्य लोगों को कमजोर वाष्पित्रों में प्रतिबल सांद्रताओं के महत्व को समझाने में सहायता प्रदान की। | विद्युत मशीनरी के लिए उपयोग किए जाने वाले [[ स्थिर भाप इंजन |स्थिर वाष्प इंजन]] [[ औद्योगिक क्रांति |औद्योगिक क्रांति]] के दौरान पहली बार प्रमुखता में आए, और प्रारंभिक दिनों में विभिन्न कारणों से कई वाष्पित्र विस्फोट हुए। [[ विलियम फेयरबैर्न |विलियम फेयरबैर्न]] इस समस्या के पहले जाँचकर्ताओं में से एक थे, जिन्होंने इस प्रकार के विस्फोटों से होने वाली हानि से निपटने वाली पहली बीमा कंपनी स्थापित करने में सहायता प्रदान की। इन्होंने प्रयोगात्मक रूप से यह भी स्थापित किया कि बेलनाकार दाब पात्र जैसे वाष्पित्र में परिधीय प्रतिबल, [[ अनुदैर्ध्य तनाव |अनुदैर्ध्य प्रतिबल]] से दोगुना था।<ref group="notes">[[William Fairbairn|Fairbairn]]'s theoretical calculation assumes that the cylindrical vessel is much longer than its diameter. In practice, this is a viable approximation for any boiler that is a [[right cylinder]] or longer. Even for a short, squat boiler such as the [[Scotch marine boiler|Scotch]], the reduced end area due to the tubes and their staying effect on the end-plates means that the principal stress is still this hoop stress.</ref> इस प्रकार की जाँच ने उन्हें और अन्य लोगों को कमजोर वाष्पित्रों में प्रतिबल सांद्रताओं के महत्व को समझाने में सहायता प्रदान की। | ||
== आधुनिक वाष्पित्र == | == आधुनिक वाष्पित्र == | ||
आधुनिक वाष्पित्रों को | आधुनिक वाष्पित्रों को अतिरिक्त पंपों, वाल्वों, जल-स्तर निरीक्षकों, ईंधन सीमाओं, स्वचालित नियंत्रण और दाब विमोचन वाल्वों के साथ संरचित किया गया है। इसके अतिरिक्त, निर्माण को संबंधित प्राधिकारों द्वारा निर्धारित सख्त अभियांत्रिकी दिशानिर्देशों का पालन करना चाहिए। एनबीआईसी, एएसएमई और अन्य प्रयास, विस्तृत मानकों को प्रकाशित करके सुरक्षित वाष्पित्र संरचना सुनिश्चित करते हैं। इसका परिणाम एक ऐसी वाष्पित्र इकाई है जिसमें विनाशकारी दुर्घटनाओं की प्रवृत्ति कम होती है। | ||
इसके | इसके अतिरिक्त सुरक्षा में सुधार "पैकेज वाष्पित्रों" का बढ़ता उपयोग है। ये ऐसे वाष्पित्र हैं जो एक कारखाने में निर्मित होकर एक पूर्ण इकाई के रूप में कार्य स्थल पर भेज दिए जाते हैं। इनमें सामान्यतः ऐसे वाष्पित्रों की तुलना में बेहतर गुणवत्ता और कम समस्याएँ होती हैं, जो नलिका-दर-नलिका समन्वायोजित होते हैं। एक पैकेज वाष्पित्र को संस्थापन को पूर्ण करने के लिए केवल अंतिम संयोजन बनाने (विद्युत, भेदन, संघनन लाइन आदि) की आवश्यकता होती है। | ||
== वाष्प विस्फोट == | == वाष्प विस्फोट == | ||
Revision as of 15:13, 22 January 2023
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वाष्पित्र विस्फोट, एक वाष्पित्र की भयावह विफलता है। वाष्पित्र विस्फोट दो प्रकार के होते हैं। इसका एक प्रकार वाष्प और जल के पक्षों के दाब भागों की विफलता है। इसके सुरक्षा वाल्व की विफलता, वाष्पित्र के महत्वपूर्ण भागों का क्षरण, या निम्न जल स्तर जैसे कई अलग-अलग कारण हो सकते हैं। वलि संधियों (लैप-ज्वाइंट) के किनारों पर संक्षारण (जंग) प्रारंभिक वाष्पित्र विस्फोटों का एक सामान्य कारण था।
इसका दूसरा प्रकार ईंधन/हवा का भट्टी में विस्फोट है, जिसे अधिक सुचारु रूप से फायरबॉक्स विस्फोट कहा जाता है। ठोस-ईंधन से संचालित होने वाले वाष्पित्रों में फायरबॉक्स विस्फोट दुर्लभ होते हैं, लेकिन गैस या तेल से संचालित होने वाले वाष्पित्रों में फायरबॉक्स विस्फोट अभी भी एक संभावित खतरा है।
कारण
वाष्पित्र विस्फोट के कई कारण हैं जैसे खराब जल उपचार के कारण स्केलिंग और प्लेटों का अधिक गर्म होना, निम्न जल स्तर, एक अटका हुआ सुरक्षा वाल्व, या यहां तक कि एक भट्टी विस्फोट, जो बदले में, यदि पर्याप्त गंभीर है, तो वाष्पित्र विस्फोट का कारण बन सकता है। औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के बाद से खराब ऑपरेटर प्रशिक्षण के परिणामस्वरूप बायलर की उपेक्षा या अन्य गलत तरीके से विस्फोट होने का लगातार कारण रहा है। 19वीं सदी के अंत और 20वीं सदी की शुरुआत में, यू.एस., यूके और यूरोप में विभिन्न स्रोतों के निरीक्षण रिकॉर्ड से पता चला कि वाष्पित्र विस्फोट का सबसे लगातार कारण साधारण जंग के माध्यम से वाष्पित्रों का कमजोर होना था, कहीं भी सभी की तुलना में दो से पांच गुना अधिक अन्य कारण।
सामग्री विज्ञान, निरीक्षण मानकों और गुणवत्ता नियंत्रण से पहले तेजी से बढ़ते वाष्पित्र निर्माण उद्योग के साथ पकड़े जाने से पहले, वाष्पित्र विस्फोटों की एक महत्वपूर्ण संख्या सीधे खराब डिजाइन, कारीगरी और खराब गुणवत्ता वाली सामग्री में ज्ञात खामियों के कारण होती थी। सामग्री और डिजाइन में दोषों के कारण यू.एस. में वाष्पित्र विफलताओं की खतरनाक आवृत्ति, यांत्रिक इंजीनियरों का अमरीकी समुदाय (एएसएमई) जैसे अंतरराष्ट्रीय इंजीनियरिंग मानक संगठनों का ध्यान आकर्षित कर रही थी, जिसने 1884 में अपना पहला वाष्पित्र परीक्षण कोड स्थापित किया था। वाष्पित्र विस्फोट जिसने ग्रोवर शू फैक्ट्री आपदा का कारण बना 10 मार्च, 1905 को ब्रॉकटन, मैसाचुसेट्स में आपदा के परिणामस्वरूप 58 मौतें हुईं और 117 घायल हुए, और मैसाचुसेट्स राज्य को 1908 में अपना पहला वाष्पित्र कानून प्रकाशित करने के लिए प्रेरित किया।
कई लिखित स्रोत वाष्पित्र विस्फोटों के कारणों का संक्षिप्त विवरण प्रदान करते हैं:
"विस्फोट के मुख्य कारण, वास्तव में एकमात्र कारण, शेल या वाष्पित्र के अन्य भागों में शक्ति की कमी, अधिक दाब और अधिक ताप हैं। स्टीम वाष्पित्रों में शक्ति की कमी मूल दोष, खराब कारीगरी के कारण हो सकती है। , उपयोग या कुप्रबंधन से गिरावट।"[3]
और:
"कारण। -वाष्पित्र विस्फोट हमेशा इस तथ्य के कारण होते हैं कि वाष्पित्र का कुछ हिस्सा किसी कारण से दाब का सामना करने के लिए बहुत कमजोर होता है। यह दो कारणों में से एक के कारण हो सकता है: या तो वाष्पित्र है अपने उचित कार्य दाब को सुरक्षित रूप से ले जाने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं है, अन्यथा सुरक्षा वाल्वों के चिपक जाने या कुछ इसी तरह के कारण से दाब को सामान्य बिंदु से ऊपर उठने दिया गया है"[4]
कारणों की प्रारंभिक जांच
हालाँकि गिरावट और गलत संचालन वाष्पित्र विस्फोटों के सबसे आम कारण हैं, लेकिन विनाशकारी वाष्पित्र विफलता का वास्तविक तंत्र तब तक अच्छी तरह से प्रलेखित नहीं किया गया था जब तक कि 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में यू.एस. वाष्पित्र निरीक्षकों द्वारा व्यापक प्रयोग नहीं किया गया था। वाष्पित्र में विभिन्न तरीकों से विस्फोट करने के लिए कई अलग-अलग प्रयास किए गए थे, लेकिन सबसे दिलचस्प प्रयोगों में से एक ने प्रदर्शित किया कि कुछ परिस्थितियों में, यदि वाष्पित्र में अचानक खुलने से वाष्प बहुत तेजी से बाहर निकलने की अनुमति देती है, तो जल का हथौड़ा पूरे विनाश का कारण बन सकता है। दाब पोत:
"एक बेलनाकार वाष्पित्र का परीक्षण किया गया था और बिना चोट के 300 पाउंड (300 पीएसआई या 2,068 केपीए) के वाष्प दाब का सामना किया।" "जब [डिस्चार्ज] वाल्व अचानक 235 पाउंड [235 पीएसआई या 1,620 केपीए] के दाब में खोला गया तो वाष्पित्र ने रास्ता दे दिया, लोहे को घुमाया गया और टुकड़ों में फाड़ दिया गया और सभी दिशाओं में फेंक दिया गया। इसका कारण यह था कि अचानक वाष्पित्र से डिस्चार्ज पाइप में वाष्प की भीड़ ने वाष्पित्र में दाब को बहुत तेजी से कम कर दिया। दाब में इस कमी के कारण जल के भीतर वाष्प की एक बड़ी मात्रा अचानक बन गई, और जल के भारी द्रव्यमान को बड़ी हिंसा के साथ फेंक दिया गया जिस उद्घाटन से वाष्प को निकाला जा रहा था, उस उद्घाटन के पास वाष्पित्र के हिस्से को मारा और फ्रैक्चर का कारण बना।"[5]
लेकिन वाष्पित्र विस्फोट में जल के हथौड़े के अत्यधिक विनाशकारी तंत्र को तब से बहुत पहले समझा गया था, जैसा कि डी. के. क्लार्क ने 10 फरवरी 1860 को मैकेनिक्स पत्रिका के संपादकों को लिखे एक पत्र में लिखा था:
वाष्पित्र में जल का अचानक फैलाव और प्रक्षेपण बायलर की बाउंडिंग सतहों के खिलाफ परिणामों की हिंसा का बड़ा कारण है: फैलाव, जल के द्रव्यमान में वाष्प की क्षणिक पीढ़ी के कारण होता है, और बचने के अपने प्रयासों में, यह जल को इससे पहले ले जाता है, और वाष्प और जल का संयुक्त संवेग उन्हें बाउंडिंग सतहों के माध्यम से और बीच में ले जाता है, और उन्हें इस तरह से विकृत या चकनाचूर कर देता है, जिसका हिसाब साधारण ओवरप्रेशर या वाष्प के साधारण संवेग से नहीं लगाया जा सकता है।[6]
जब गर्म वाष्पित्र ठंडे समुद्र के जल को छूता है तो डूबते जहाजों में वाष्पित्र में विस्फोट होना आम बात है, क्योंकि गर्म धातु के अचानक ठंडा होने से उसमें दरार आ जाती है; उदाहरण के लिए, जब SS बेनलोमोंड को एक यू-बोट द्वारा टारपीडो किया गया था, टारपीडो और परिणामस्वरूप वाष्पित्र विस्फोट के कारण जहाज दो मिनट में नीचे चला गया, जिससे 54 चालक दल के पूरक के रूप में पून लिम एकमात्र जीवित बचा।[7][8]
लोकोमोटिव में
(लोकोमोटिव-प्रकार) फायर ट्यूब वाष्पित्रों में वाष्पित्र विस्फोट एक विशेष खतरे के होते हैं क्योंकि फायरबॉक्स (क्राउन शीट) के शीर्ष को हर समय कुछ मात्रा में जल से ढंकना चाहिए; या आग की गर्मी क्राउन शीट को कमजोर कर सकती है या सामान्य कामकाजी दाब पर भी क्राउन विफलता के बिंदु तक रहता है।
यह 1995 में गार्डनर्स, पेन्सिलवेनिया के पास गेटिसबर्ग रेलरोड फायरबॉक्स विस्फोट[9] का कारण था, जहां कम जल ने क्राउन शीट के सामने को तब तक गर्म होने दिया जब तक कि नियमित ताज शीट के माध्यम से खींचा नहीं जाता, वाष्प का एक बड़ा हिस्सा जारी करता है और फायरबॉक्स में पूर्ण वाष्पित्र दाब में जल। क्राउन शीट डिज़ाइन में बटन-हेड सेफ्टी स्टे की कई वैकल्पिक पंक्तियाँ शामिल थीं, जो क्राउन शीट की विफलता को पारंपरिक स्टे की पहली पाँच या छह पंक्तियों तक सीमित कर देती थीं, जिससे पूरे क्राउन शीट को गिरने से रोका जा सकता था।
इस प्रकार की विफलता रेलवे इंजनों तक ही सीमित नहीं है, क्योंकि लोकोमोटिव-प्रकार के वाष्पित्रों का उपयोग कर्षण इंजनों, पोर्टेबल इंजनों, खनन या लॉगिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले स्किड इंजनों, आरा मिलों और कारखानों के लिए स्थिर इंजनों, हीटिंग के लिए और वाष्प प्रदान करने वाले पैकेज वाष्पित्रों के रूप में किया जाता है। अन्य प्रक्रियाओं के लिए। सभी अनुप्रयोगों में, सुरक्षित संचालन के लिए उचित जल स्तर बनाए रखना आवश्यक है।
हेविसन (1983)[10] 1815 और 1962 के बीच 137 को सूचीबद्ध करते हुए ब्रिटिश वाष्पित्र विस्फोटों का एक व्यापक विवरण देता है। यह उल्लेखनीय है कि इनमें से 122 19वीं शताब्दी में और केवल 15 20वीं शताब्दी में हुए थे।
वाष्पित्र विस्फोट आम तौर पर दो श्रेणियों में आते हैं। पहला वाष्पित्र बैरल का टूटना है, कमजोरी/क्षति या अत्यधिक आंतरिक दाब के कारण, जिसके परिणामस्वरूप एक विस्तृत क्षेत्र में वाष्प का अचानक निर्वहन होता है। गोद के जोड़ों पर तनाव जंग का टूटना शुरुआती वाष्पित्र विस्फोटों का एक सामान्य कारण था, जो शायद कास्टिक उत्सर्जन के कारण होता था। वाष्पित्रों में उपयोग किए जाने वाले जल को अक्सर बारीकी से नियंत्रित नहीं किया जाता था, और यदि अम्लीय हो, तो लोहे के वाष्पित्र प्लेटों को खराब कर सकता था। बिजली उत्पन्न करनेवाली जंग एक अतिरिक्त समस्या थी जहाँ तांबा और लोहा संपर्क में थे। वाष्पित्र प्लेटें एक मील (हेविसन, रोल्ट) के एक चौथाई तक फेंक दी गई हैं। दूसरा प्रकार बगल के वाष्पित्र से वाष्प के दाब में फायरबॉक्स का पतन है, आग की लपटों और गर्म गैसों को कैब में छोड़ता है। बेहतर डिजाइन और रखरखाव ने पहले प्रकार को लगभग पूरी तरह से समाप्त कर दिया, लेकिन अगर इंजीनियर और फायरमैन वाष्पित्र में जल के स्तर को बनाए नहीं रखते हैं तो दूसरा प्रकार हमेशा संभव होता है।
यदि आंतरिक दाब बहुत अधिक हो जाता है तो वाष्पित्र बैरल फट सकते हैं। इसे रोकने के लिए, एक निर्धारित स्तर पर दाब छोड़ने के लिए सुरक्षा वाल्व लगाए गए थे। शुरुआती उदाहरण स्प्रिंग-लोडेड थे, लेकिन जॉन रैम्सबॉटम ने एक टैम्पर-प्रूफ वाल्व का आविष्कार किया जिसे सार्वभौमिक रूप से अपनाया गया था। विस्फोटों का अन्य सामान्य कारण आंतरिक क्षरण था जिसने वाष्पित्र बैरल को इतना कमजोर कर दिया कि यह सामान्य परिचालन दाब का सामना नहीं कर सका। विशेष रूप से, खांचे जल स्तर के नीचे क्षैतिज सीम (गोद जोड़ों) के साथ हो सकते हैं। दर्जनों विस्फोट हुए, लेकिन बट जोड़ों को अपनाने के साथ-साथ बेहतर रखरखाव कार्यक्रम और नियमित हाइड्रोलिक परीक्षण द्वारा 1900 तक समाप्त कर दिया गया।
फ़ायरबॉक्स आमतौर पर तांबे से बने होते थे, हालाँकि बाद में लोकोमोटिव में इस्पात फ़ायरबॉक्स होते थे। उन्हें बायलर के बाहरी हिस्से में स्टे (कई छोटे समर्थन) द्वारा आयोजित किया गया था। फुल स्टीम प्रेशर के संपर्क में फायरबॉक्स के हिस्सों को जल से ढक कर रखना होता है, ताकि उन्हें ज्यादा गर्म होने और कमजोर होने से बचाया जा सके। फायरबॉक्स के ढहने का सामान्य कारण यह है कि वाष्पित्र का जल स्तर बहुत कम हो जाता है और फायरबॉक्स (क्राउन शीट) का शीर्ष खुला हो जाता है और ज़्यादा गरम हो जाता है। यह तब होता है जब फायरमैन जल स्तर को बनाए रखने में विफल रहता है या स्तर संकेतक (गेज ग्लास) दोषपूर्ण होता है। संक्षारण या अनुपयुक्त सामग्री के कारण बड़ी संख्या में अवशेषों का टूटना एक कम सामान्य कारण है।
20वीं सदी के दौरान, यूके में दो वाष्पित्र बैरल फेलियर और तेरह फ़ायरबॉक्स कोलैप्स हुए। वाष्पित्र बैरल की विफलता 1909 में कार्डिफ और 1921 में बक्सटन में हुई; दोनों सुरक्षा वाल्वों की गलत असेंबली के कारण वाष्पित्रों को उनके डिजाइन दाबों से अधिक होने के कारण हुए थे। 13 फायरबॉक्स ढहने में से चार टूटे हुए अवशेषों के कारण थे, एक फायरबॉक्स पर बड़े पैमाने पर निर्माण के लिए, और बाकी कम जल स्तर के कारण थे।
सिद्धांत
कई कोश-प्रकार के वाष्पित्रों में तरल जल का एक बड़ा कुंड होता है जिसे वायुमंडलीय दाब पर उबलते हुए जल की तुलना में उच्च ताप और दाब (एन्थैल्पी) तक गर्म किया जाता है। सामान्य संचालन के दौरान, तरल जल गुरुत्वाकर्षण के कारण वाष्पित्र के तल में रहता है, तरल जल के माध्यम से वाष्प के बुलबुले उठते हैं और संतृप्ति दाब तक पहुंचने तक उपयोग के लिए शीर्ष पर एकत्रित होते हैं, फिर क्वथन (उबलना) की क्रिया रुक जाती है। यदि कुछ दाब को विमुक्त कर दिया जाता है, तो क्वथन की क्रिया पुनः प्रारंभ हो जाती है, और इसी प्रकार आगे भी होता है।
यदि वाष्प सामान्य रूप से (थ्रॉटल वाल्व खोलकर) विमुक्त होती है, तो जल की बुदबुदाहट की क्रिया मध्यम रहती है और अपेक्षाकृत शुष्क वाष्प को पात्र के उच्चतम बिंदु से निकाला जा सकता है।
यदि वाष्प अधिक तीव्रता से विमुक्त की जाती है, तो परिणामस्वरूप अधिक प्रबल क्वथन क्रिया "आर्द्र वाष्प" के रूप में बूँदों की एक सूक्ष्म फुहार प्रक्षेपित कर सकती है जो नलिकाओं, इंजन, टर्बाइन और अन्य नीचे के उपकरणों को हानि पहुँचा सकती है।
यदि वाष्पित्र के पात्र में एक बड़ी दरार या अन्य उद्घाटन आंतरिक दाब को बहुत अचानक कम करने की अनुमति देता है, तो जल में बची हुई ऊष्मा ऊर्जा वाष्प के बुलबुले में और भी अधिक तरल को फ्लैश करने का कारण बनेगी, जो तब शेष तरल को तेजी से विस्थापित कर देगी। बची हुई वाष्प और जल की संभावित ऊर्जा अब काम में बदल जाती है, ठीक वैसे ही जैसे वे एक इंजन में करते थे; ब्रेक के चारों ओर की सामग्री को वापस छीलने के लिए पर्याप्त बल के साथ, प्लेट के आकार को गंभीर रूप से विकृत करना, जो पूर्व में स्टे द्वारा आयोजित किया गया था, या अपने मूल बेलनाकार आकार द्वारा स्व-समर्थित था। वाष्प और जल की तेजी से रिहाई एक बहुत शक्तिशाली विस्फोट प्रदान कर सकती है, और आसपास की संपत्ति या कर्मियों को बहुत नुकसान पहुंचा सकती है।
तेजी से फैलते वाष्प के बुलबुले वाष्पित्र के अंदर जल के बड़े "स्लग" को खोलने की दिशा में और आश्चर्यजनक गति से फेंक कर भी काम कर सकते हैं। जल का एक तेजी से चलने वाला द्रव्यमान गतिज ऊर्जा (विस्तारित वाष्प से) का एक बड़ा सौदा करता है, और वाष्पित्र के खोल के साथ टकराव में एक हिंसक विनाशकारी प्रभाव होता है। यह मूल फटने को बहुत बढ़ा सकता है, या खोल को दो में फाड़ सकता है।[11]
कई प्लंबर, अग्निशामक और स्टीमफिटर इस घटना से अवगत हैं, जिसे "वॉटर हैमर" कहा जाता है। उच्च वेग पर एक वाष्प लाइन के माध्यम से गुजरने वाले जल के कई-औंस "स्लग" और 90 डिग्री की कोहनी से टकराने से एक फिटिंग तुरंत टूट सकती है जो सामान्य स्थिर दाब को कई बार संभालने में सक्षम है। तब यह समझा जा सकता है कि वाष्पित्र शेल के अंदर समान वेग से चलने वाला कुछ सौ, या यहां तक कि कुछ हजार पाउंड जल आसानी से एक ट्यूब शीट को उड़ा सकता है, एक फायरबॉक्स को गिरा सकता है, यहां तक कि प्रतिक्रिया के माध्यम से पूरे वाष्पित्र को एक आश्चर्यजनक दूरी तक उछाल सकता है। जल वाष्पित्र से बाहर निकलता है, जैसे किसी भारी तोप के पीछे हटने से एक गेंद निकलती है।
एसएल-1 प्रायोगिक रिएक्टर दुर्घटना के कई विवरण स्पष्ट रूप से एक दाब पोत पर जल के हथौड़े के अविश्वसनीय रूप से शक्तिशाली प्रभाव का वर्णन करते हैं:
इस ताप प्रक्रिया के कारण विस्तार के कारण जल का हथौड़ा रिएक्टर पोत की ओर ऊपर की ओर बढ़ गया था सिर, रिएक्टर पोत के सिर पर लगभग 10,000 पाउंड प्रति वर्ग इंच (69,000 kPa) का दाब पैदा करता है जब जल सिर पर 160 फीट प्रति सेकंड (50 m/s) से टकराता है ... वॉटर हैमर प्रोपेल्ड कंट्रोल रॉड्स का यह चरम रूप , ढाल प्लग, और संपूर्ण रिएक्टर पोत ऊपर की ओर। एक बाद की जांच ने निष्कर्ष निकाला कि 26,000 पाउंड (12,000 किग्रा) पोत 9 फीट 1 इंच (2.77 मीटर) उछला था और ऊपरी नियंत्रण रॉड ड्राइव तंत्र ने अपने मूल स्थान पर वापस बसने से पहले रिएक्टर भवन की छत से टकराया था।[12]
350 psi (2,400 kPa) पर चलने वाले एक स्टीम लोकोमोटिव का तापमान लगभग 225 °C (437 °F) और 963.7 kJ/kg (437.1 kJ/lb) की एक विशिष्ट तापीय धारिता होगी।[13] चूंकि मानक दबाव संतृप्त जल में केवल 418.91 kJ/kg (190.01 kJ/lb) की विशिष्ट एन्थैल्पी होती है,[14] दो विशिष्ट एन्थैल्पी, 544.8 kJ/kg (247.1 kJ/lb) के बीच का अंतर, कुल ऊर्जा खर्च होती है विस्फोट। तो एक बड़े लोकोमोटिव के मामले में जो उच्च दबाव और तापमान की स्थिति में 10,000 kg (22,000 lb) जल पकड़ सकता है, इस विस्फोट में लगभग 1,160 kilograms (2,560 lb) टीएनटी के बराबर सैद्धांतिक ऊर्जा रिलीज होगी।
फायरबॉक्स विस्फोट
फायरबॉक्स विस्फोट के मामले में, ये आमतौर पर बर्नर फ्लेमआउट के बाद होते हैं। दहन कक्ष के अंदर तेल के धुएं, प्राकृतिक गैस, प्रोपेन, कोयला, या कोई अन्य ईंधन का निर्माण हो सकता है। पात्र गर्म होने पर यह विशेष रूप से चिंता का विषय है; तापमान के कारण ईंधन तेजी से अस्थिर होगा। एक बार निचली विस्फोटक सीमा (एलईएल) तक पहुँचने के बाद, प्रज्वलन के किसी भी स्रोत से वाष्प का विस्फोट होगा।
फायरबॉक्स की सीमा के भीतर एक ईंधन विस्फोट दाब वाले वाष्पित्र ट्यूब और आंतरिक खोल को नुकसान पहुंचा सकता है, संभावित रूप से संरचनात्मक विफलता, वाष्प या जल के रिसाव को ट्रिगर कर सकता है, और/या एक माध्यमिक वाष्पित्र खोल की विफलता और वाष्प विस्फोट हो सकता है।
मामूली फायरबॉक्स "विस्फोट" का एक सामान्य रूप "ड्रमिंग" के रूप में जाना जाता है और यह किसी भी प्रकार के ईंधन के साथ हो सकता है। आग की सामान्य "गर्जना" के बजाय, "धक्कों" की एक लयबद्ध श्रृंखला और झंझरी के नीचे और फायरडोर के माध्यम से आग की चमक से संकेत मिलता है कि ईंधन का दहन विस्फोटों की एक तीव्र श्रृंखला के माध्यम से आगे बढ़ रहा है, जो अनुचित हवा के कारण होता है। /ईंधन मिश्रण उपलब्ध ड्राफ्ट के स्तर के संबंध में। यह आमतौर पर लोकोमोटिव प्रकार के वाष्पित्रों में कोई नुकसान नहीं पहुंचाता है, लेकिन जारी रखने की अनुमति देने पर चिनाई वाले वाष्पित्र सेटिंग्स में दरारें पैदा कर सकता है।
ग्रूविंग
शुरुआती लोकोमोटिव वाष्पित्रों की प्लेटें सरल अतिव्यापी जोड़ों से जुड़ी हुई थीं। वाष्पित्र के चारों ओर चलने वाले कुंडलाकार जोड़ों के लिए यह अभ्यास संतोषजनक था, लेकिन अनुदैर्ध्य जोड़ों में, वाष्पित्र की लंबाई के साथ, प्लेटों के ओवरलैप ने वाष्पित्र क्रॉस-सेक्शन को उसके आदर्श गोलाकार आकार से मोड़ दिया। दाब में बायलर, जितना संभव हो सके, परिपत्र क्रॉस-सेक्शन तक पहुंचने के लिए दाब डाला। क्योंकि डबल-थिकनेस ओवरलैप आसपास की धातु की तुलना में अधिक मजबूत था, वाष्पित्र के दाब में बदलाव के कारण बार-बार झुकने और रिलीज होने से जोड़ की लंबाई के साथ आंतरिक दरारें, या खांचे (गहरे गड्ढे) हो गए। दरारें आंतरिक जंग के लिए एक शुरुआती बिंदु की पेशकश करती हैं, जो विफलता को तेज कर सकती है।[15] अंततः यह पाया गया कि पर्याप्त आकार की प्लेटों का उपयोग करके इस आंतरिक जंग को कम किया जा सकता है ताकि जल स्तर के नीचे कोई जोड़ न हो।[16][17] आखिरकार साधारण लैप सीम को सिंगल या डबल बट-स्ट्रैप सीम से बदल दिया गया, जो इस दोष से ग्रस्त नहीं हैं।
फायरबॉक्स के निरंतर विस्तार और संकुचन के कारण स्टेबोल्ट्स के सिरों पर "तनाव जंग" का एक समान रूप हो सकता है, जहां वे फायरबॉक्स प्लेटों में प्रवेश करते हैं, और खराब जल की गुणवत्ता से तेज हो जाते हैं। अक्सर "नेकिंग" के रूप में जाना जाता है, इस प्रकार का जंग स्टेबोल्ट की ताकत को कम कर सकता है जब तक कि वे सामान्य दाब में फायरबॉक्स का समर्थन करने में असमर्थ न हों।
ग्रूविंग (गहरी, स्थानीयकृत पिटिंग) जलरेखा के पास भी होती है, विशेष रूप से उन वाष्पित्रों में जिन्हें जल से भरा जाता है जिसे डी-एरेट नहीं किया गया है या ऑक्सीजन सफाई एजेंटों के साथ इलाज नहीं किया गया है। जल के सभी "प्राकृतिक" स्रोतों में घुली हुई हवा होती है, जो जल के गर्म होने पर गैस के रूप में निकलती है। हवा (जिसमें ऑक्सीजन होता है) जल की सतह के पास एक परत में इकट्ठा हो जाती है और उस क्षेत्र में वाष्पित्र प्लेटों के क्षरण को बहुत तेज कर देती है।[18]
फायरबॉक्स
एक लोकोमोटिव फायरबॉक्स का जटिल आकार, चाहे वह नरम तांबे या स्टील से बना हो, केवल आंतरिक दीवारों पर वाष्प के दाब का विरोध कर सकता है, अगर ये आंतरिक गर्डर्स और बाहरी दीवारों से जुड़े रहते हैं। वे थकान (सामग्री) के माध्यम से विफल होने के लिए उत्तरदायी हैं (क्योंकि आंतरिक और बाहरी दीवारें आग की गर्मी के तहत अलग-अलग दरों पर फैलती हैं), जंग से, या बर्बाद होने से, क्योंकि आग के संपर्क में रहने वाले सिर जल जाते हैं। अगर स्टे विफल रहता है तो फायरबॉक्स अंदर की ओर फट जाएगा। इसे रोकने के लिए नियमित दृश्य निरीक्षण, आंतरिक और बाह्य रूप से नियोजित किया जाता है।[16][19] यहां तक कि एक सुव्यवस्थित फायरबॉक्स भी विस्फोटक रूप से विफल हो जाएगा यदि वाष्पित्र में जल का स्तर इतना नीचे गिरने दिया जाए कि फायरबॉक्स की शीर्ष प्लेट को खुला छोड़ दिया जाए।[20] यह पहाड़ी के शिखर को पार करते समय हो सकता है, क्योंकि जल बायलर के सामने के हिस्से में बहता है और फायरबॉक्स क्राउन शीट को उजागर कर सकता है। लोकोमोटिव विस्फोटों में से अधिकांश फायरबॉक्स विस्फोट हैं जो इस तरह के क्राउन शीट को खोलने के कारण होते हैं।[21]
भाप-चालित नाव वाष्पित्र
पेंसिल्वेनिया एक किनारे की ओर पहियों वाली भाप-चालित नाव थी जिसे मिसिसिपी नदी में एक वाष्पित्र विस्फोट का सामना करना पड़ा और 13 जून, 1858 को मेम्फिस, टेनेसी के पास यह शिप आइलैंड में डूब गई। 450 में से 250 से अधिक यात्रियों की मृत्यु हो गई, जिसमें लेखक मार्क ट्वेन के छोटे भाई हेनरी क्लेमेंस भी सम्मिलित थे।
वर्ष 1860 के दशक के प्रारंभ में सैन पेड्रो हार्बर में रुकने वाले बड़े तटीय भाप-चालित जलयान से यात्रियों और कार्गो को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली एक छोटी भाप-चालित नाव, एसएस एडा हैनकॉक को उस समय आपदा का सामना करना पड़ा, जब 27 अप्रैल, 1863 को विलमिंगटन, कैलिफोर्निया के पास, लॉस एंजिल्स के बंदरगाह, सैन पेड्रो बे में इसका वाष्पित्र हिंसक रूप से फट गया, जिससे बोर्ड पर सवार 26 लोगों की मृत्यु हो गई और 53 या इससे अधिक यात्रियों में से कई यात्री घायल हो गए।
भाप-चालित नाव, सुल्ताना 27 अप्रैल 1865 को एक विस्फोट में नष्ट हो गई, जिसके परिणामस्वरूप संयुक्त राज्य अमेरिका के इतिहास में सबसे बड़ी समुद्री आपदा घटित हुई। इसमें अनुमानित 1,549 यात्री मारे गए, जब जहाज के चार वाष्पित्रों में से तीन में विस्फोट हो गया और यह मेम्फिस, टेनेसी के पास जल कर डूब गई। एक वाष्पित्र के कोश की खराब तरीके से की गई मरम्मत को इसका कारण बताया गया था; पैच विफल हो गया, और उस वाष्पित्र के मलबे ने दो और वाष्पित्रों को नष्ट कर दिया।
स्टीमर एक्लिप्स, 27 जनवरी, 1865 को होने वाला एक अन्य अमेरिकी नागरिक युद्ध भाप-चालित नाव विस्फोट था, जो 9वीं स्वतंत्र बैटरी इंडियाना लाइट आर्टिलरी के सदस्यों को ले जा रहा थी। एक आधिकारिक रिकॉर्ड रिपोर्ट में, आपदा में 10 लोगों के मरने और 68 लोगों के घायल होने का उल्लेख है;[22] बाद की एक रिपोर्ट में उल्लेख किया गया है कि इसमें 27 लोग मारे गए और 78 घायल हुए।[23] फॉक्स की सैन्य-दल हानियों की रिपोर्ट ने 29 लोगों के मारे जाने की सूचना दी।[24][25]
वर्ष 1879 में, कनाडा के वुबुनो का वाष्पित्र फटा था या नहीं, और यदि यह फटा था, तो इसका कारण लापरवाह रखरखाव या तूफान में फँसने के दौरान जॉर्जियाई खाड़ी के ठंडे जल से संपर्क में आना था।[26]
वाष्पित्र का प्रयोग
विद्युत मशीनरी के लिए उपयोग किए जाने वाले स्थिर वाष्प इंजन औद्योगिक क्रांति के दौरान पहली बार प्रमुखता में आए, और प्रारंभिक दिनों में विभिन्न कारणों से कई वाष्पित्र विस्फोट हुए। विलियम फेयरबैर्न इस समस्या के पहले जाँचकर्ताओं में से एक थे, जिन्होंने इस प्रकार के विस्फोटों से होने वाली हानि से निपटने वाली पहली बीमा कंपनी स्थापित करने में सहायता प्रदान की। इन्होंने प्रयोगात्मक रूप से यह भी स्थापित किया कि बेलनाकार दाब पात्र जैसे वाष्पित्र में परिधीय प्रतिबल, अनुदैर्ध्य प्रतिबल से दोगुना था।[notes 1] इस प्रकार की जाँच ने उन्हें और अन्य लोगों को कमजोर वाष्पित्रों में प्रतिबल सांद्रताओं के महत्व को समझाने में सहायता प्रदान की।
आधुनिक वाष्पित्र
आधुनिक वाष्पित्रों को अतिरिक्त पंपों, वाल्वों, जल-स्तर निरीक्षकों, ईंधन सीमाओं, स्वचालित नियंत्रण और दाब विमोचन वाल्वों के साथ संरचित किया गया है। इसके अतिरिक्त, निर्माण को संबंधित प्राधिकारों द्वारा निर्धारित सख्त अभियांत्रिकी दिशानिर्देशों का पालन करना चाहिए। एनबीआईसी, एएसएमई और अन्य प्रयास, विस्तृत मानकों को प्रकाशित करके सुरक्षित वाष्पित्र संरचना सुनिश्चित करते हैं। इसका परिणाम एक ऐसी वाष्पित्र इकाई है जिसमें विनाशकारी दुर्घटनाओं की प्रवृत्ति कम होती है।
इसके अतिरिक्त सुरक्षा में सुधार "पैकेज वाष्पित्रों" का बढ़ता उपयोग है। ये ऐसे वाष्पित्र हैं जो एक कारखाने में निर्मित होकर एक पूर्ण इकाई के रूप में कार्य स्थल पर भेज दिए जाते हैं। इनमें सामान्यतः ऐसे वाष्पित्रों की तुलना में बेहतर गुणवत्ता और कम समस्याएँ होती हैं, जो नलिका-दर-नलिका समन्वायोजित होते हैं। एक पैकेज वाष्पित्र को संस्थापन को पूर्ण करने के लिए केवल अंतिम संयोजन बनाने (विद्युत, भेदन, संघनन लाइन आदि) की आवश्यकता होती है।
वाष्प विस्फोट
वाष्प रेल-इंजन वाष्पित्रों में, विस्फोटक स्थितियों और विस्फोटों के कारण होने वाली क्षति अपरिहार्य थी, जैसा कि प्रारंभिक दिनों में परीक्षण और त्रुटि से ज्ञान प्राप्त किया गया था। हालाँकि, उत्तम संरचना और रखरखाव ने 19वीं शताब्दी के अंत तक वाष्पित्र विस्फोटों की संख्या को स्पष्ट रूप से कम कर दिया। 20वीं शताब्दी में और सुधार जारी रहे।
विक्टोरियाई युग में भूमि-आधारित वाष्पित्रों पर, स्थिर वाष्प वाष्पित्रों में दाब प्रणालियों के विस्फोट नियमित रूप से होते थे, लेकिन वर्तमान में प्रदान की गईं विभिन्न सुरक्षाओं और सरकारी एवं उद्योग की आवश्यकताओं द्वारा नियमित निरीक्षणों के कारण बहुत दुर्लभ हैं।
जल-ऊष्मक सुरक्षा उपकरण विफल हो जाने पर आश्चर्यजनक रूप से विस्फोट कर सकते हैं।
प्रतिघातक विस्फोट
वाष्प विस्फोट ऐसे किसी भी प्रकार के जल-ऊष्मक में हो सकता है, जहाँ ऊर्जा पर्याप्त मात्रा में पहुँचाई जाती है और निर्मित वाष्प पात्र की क्षमता से अधिक हो जाती है। जब ऊष्मा का वितरण पर्याप्त रूप से तीव्र होता है, तो एक स्थानीयकृत अतितापन हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एक जल-आघात पात्र को नष्ट कर देता है। एसएल-1 परमाणु प्रतिघातक दुर्घटना वाष्प के अतितापित विस्फोट का एक उदाहरण है। हालाँकि, एसएल1 उदाहरण में दाब नियंत्रण छड़ों के प्रेरित निष्कासन द्वारा विमुक्त किया गया था, जिससे वाष्प बाहर निकलने लगी। प्रतिघातक में विस्फोट नहीं हुआ था और न ही पात्र फटा था।
यह भी देखें
- वाष्प विस्फोट
- उबलते हुए तरल का विस्तार वाष्प विस्फोट (बीएलईवीई)
- वाष्पित्र सुरक्षा
- संगलनीय प्लग
- ग्रोवर शू फैक्ट्री आपदा
- वाष्पित्र विस्फोटों की सूची
- रेल दुर्घटनाओं की सूची
- विलियम फेयरबैर्न
- जॉन हिक
टिप्पणियाँ
- ↑ Fairbairn's theoretical calculation assumes that the cylindrical vessel is much longer than its diameter. In practice, this is a viable approximation for any boiler that is a right cylinder or longer. Even for a short, squat boiler such as the Scotch, the reduced end area due to the tubes and their staying effect on the end-plates means that the principal stress is still this hoop stress.
ग्रन्थसूची
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आगे की पढाई
- Bartrip, P.W.J. The state and the steam boiler in Britain International review of social history 25, 1980, 77-105. Government intervention and the role of interest groups in 19th Century Britain in regard to stationary boilers.
- Winship, I.R. The decline in locomotive boiler explosions in Britain 1850 – 1900 Transactions – Newcomen Society 60, 1988 – 89, 73 – 94. Technical and other factors that reduced the incidence of explosions.
बाहरी कड़ियाँ
