विस्फोटक वातावरण में अग्निरोधी विद्युत मोटर्स सुरक्षा कैसे सुनिश्चित करती हैं?

विस्फोटरोधी डिज़ाइन और आंतरिक विस्फोट धारण तंत्र

ज्वालारोधी अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रिक मोटर अपने आवरण के भीतर विस्फोट को सीमित करके काम करते हैं, जो पिछले वर्ष ग्रैंड व्यू रिसर्च के आंकड़ों के अनुसार 348 kPa से अधिक दबाव का सामना कर सकते हैं। इन मोटर केसिंग्स का निर्माण आमतौर पर मजबूत ढलवां लोहे या मजबूत एल्युमीनियम मिश्र धातुओं से किया जाता है। ये सामग्री बिना टूटे विस्फोट के बल को सोखने में मदद करती हैं। निर्माता बेयरिंग और शाफ्ट जैसे भागों पर भी गहन ध्यान देते हैं, जिन्हें सटीकता से मशीनिंग किया जाता है ताकि संचालन के दौरान चिंगारियां उत्पन्न न हों। एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता मोटर आवास के भीतर घटकों के बीच टाइट फिट है। यह डिज़ाइन उन गर्म गैसों को रोकती है जो बाहर निकल सकती हैं, ताकि वे उस तापमान तक न पहुंच सकें जो औद्योगिक स्थापनाओं में मोटर के आसपास मौजूद किसी भी ज्वलनशील पदार्थ को प्रज्वलित कर सके।

फ्लेमपाथ सील बाहरी खतरनाक वातावरण के प्रज्वलन को कैसे रोकते हैं

फ्लेमपाथ सील मोटर के भागों के बीच भटकने वाले मार्ग बनाने के लिए दांतेदार जोड़ों और संक्षारण-प्रतिरोधी गैस्केट का उपयोग करते हैं। ये विस्तारित चैनल:

• सपाट सीलों की तुलना में ऊष्मा अपव्यय सतह के क्षेत्र को 40–60% तक बढ़ाएं
• नियंत्रित दबाव में गिरावट के माध्यम से लौ प्रसारण अवधि को 1 मिलीसेकंड से कम तक सीमित करें
• हाइड्रोजन युक्त वातावरण में 450°C तक के तापमान का सामना करने में सक्षम

मार्ग को लंबा करके और शीतलन में सुधार करके, फ्लेमपैथ बाहरी ज्वलन को रोकते हैं, भले ही आंतरिक विस्फोट हो जाए।

मजबूत आवास और Ex d मानक: दबाव का सामना करना और लौ को संपर्कित करना

IEC 60079-1 Ex d मानक के अनुपालन के लिए, मोटर आवास को पांच चक्रों के लिए अधिकतम अपेक्षित विस्फोट दबाव के 1.5 गुना दबाव सहन करना चाहिए बिना फटे। प्रमुख निर्माता डिजाइन पैरामीटर में सुधार के माध्यम से इस आवश्यकता से अधिक प्रदर्शन करते हैं:

इससे खतरनाक स्थानों में सामान्य रूप से आने वाली चरम परिस्थितियों के तहत विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।

संकीर्ण दीप्तिरोधी आवरण में ताप प्रबंधन और ऊष्मा अपव्यय

अग्निरोधी मोटर्स के लिए ताप प्रबंधन बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि वे आमतौर पर बंद स्थानों में चलते हैं जहाँ गर्मी तेजी से बढ़ जाती है। अधिकांश आधुनिक डिज़ाइनों में उच्च दक्षता वाले कूलिंग फिन्स के साथ-साथ विशेष कूलेंट चैनल शामिल होते हैं, जो सतह के तापमान को उससे लगभग 80% कम बनाए रखने में मदद करते हैं जो अधिकांश ज्वलनशील गैसों को ज्वलित कर सकता है। नवीनतम तकनीकी विकास ने एक बहुत ही दिलचस्प चीज भी लाई है। कुछ निर्माता अब मोटर के आवरण के अंदर फेज चेंज सामग्री (PCM) को शामिल कर रहे हैं। भारी लोड की मांग होने पर ये PCM प्रति घन मीटर लगभग 150 से 220 किलोजूल तक की ऊष्मा अवशोषित कर सकते हैं। व्यावहारिक रूप से इसका यह अर्थ है कि लंबे समय तक संचालन के दौरान आवरण के तापमान में 12 से लगभग 18 डिग्री सेल्सियस तक की कमी आती है। इसलिए यह तर्कसंगत है कि औद्योगिक सुविधाएँ खतरनाक क्षेत्रों के उपकरणों की आवश्यकताओं के लिए इन नए समाधानों को लगातार अपना रही हैं।

अग्निरोधी विद्युत मोटर्स के लिए वैश्विक सुरक्षा मानक और प्रमाणन

खतरनाक क्षेत्रों के लिए अंतरराष्ट्रीय प्रमाणन: ATEX और IECEx अनुपालन

संभावित रूप से विस्फोटक वातावरण में काम करने वाली मोटर्स के लिए, ATEX (EU Directive 2014/34/EU) और IECEx मानकों के साथ अनुपालन करना अनिवार्य है। इन नियमों के तहत कई महत्वपूर्ण पैरामीटर्स का गहन मूल्यांकन आवश्यक होता है। निर्माताओं को यह साबित करना होता है कि उनके आवरण कठोर परिस्थितियों को सहन कर सकते हैं, संचालन के दौरान सुरक्षित तापमान बनाए रख सकते हैं और चिंगारियों के बाहर निकलने को रोक सकते हैं। विशेष रूप से IECEx प्रमाणन की बात करें, तो इस प्रक्रिया को पूरा करने में लगभग बारह महीने का समय लगता है। मोटर्स को IEC 60079-1:2020 दिशानिर्देशों के अनुसार सामान्य रूप से अनुभव किए जाने वाले दबाव से 1.5 गुना अधिक दबाव में विस्फोट प्रतिरोधक परीक्षणों में सफल होना होता है। IECEx के हालिया आंकड़ों से पता चलता है कि तेल परिष्करण और रासायनिक विनिर्माण क्षेत्र की लगभग 85 प्रतिशत सुविधाएं अब खतरनाक क्षेत्रों (ज़ोन 1 और ज़ोन 21) में स्थापित उपकरणों के लिए इन प्रमाणपत्रों की मांग करती हैं। यह प्रवृत्ति विश्व स्तर पर औद्योगिक स्थलों में सुरक्षा प्रोटोकॉल के प्रति बढ़ती जागरूकता को दर्शाती है।

उत्तर अमेरिकी खतरनाक स्थान आवश्यकताओं के लिए CSA और UL प्रमाणन

उत्तर अमेरिका भर में उपयोग किए जाने वाले धमकी रहित मोटर्स को कक्षा I, डिवीजन 1 और 2 खतरनाक क्षेत्रों में संचालन के दौरान CSA C22.2 नंबर 30 और UL 674 जैसे विशिष्ट नियमों का पालन करना होता है। यहाँ की आवश्यकताएँ वास्तव में ज्वाला पथ अंतराल (फ्लेमपाथ गैप) पर उन लोगों की तुलना में कड़े सीमा निर्धारित करती हैं जो अपेक्षा करते हैं – IIB और IIC वर्गीकृत खतरनाक गैसों के लिए लगभग 0.15 मिमी, जो ATEX दिशानिर्देशों के तहत देखे गए 0.2 मिमी मानक से संकरा है। उद्योग के जानकार इस बात को महत्व देते हैं क्योंकि विस्फोटक वातावरण में छोटे अंतर भी सुरक्षा को प्रभावित कर सकते हैं। 2023 में CSA द्वारा किए गए हालिया जाँच में भी काफी शानदार परिणाम देखे गए: निर्माण के दौरान लपेटे गए वाइंडिंग्स और विशेष एंटी-स्टैटिक कोटिंग्स जैसी चीजों के कारण सभी प्रमाणित मोटर्स के लगभग 92% नए आर्क दमन मानकों को पूरा कर रहे थे।

धमकी रहित उपकरणों के लिए NEC, IEC और क्षेत्रीय मानकों का समायोजन

वैश्विक निर्माता आईएसओ 80079-38:2016 के साथ अनुरूप होने के लिए बढ़ती तेजी से एनईसी (एनएफपीए 70), आईईसीएक्स, और क्षेत्रीय ढांचों के साथ समन्वय कर रहे हैं। इस समन्वय से अंतरराष्ट्रीय प्रमाणन लागत में 25% की कमी आती है (फ्रॉस्ट एंड सुलिवान, 2023) जबकि सुरक्षा स्तर सुनिश्चित रहते हैं। प्रमुख एकीकृत मापदंड इस प्रकार हैं:

धमकी रहित विद्युत मोटर्स के लिए प्रमाणन प्रक्रिया: परीक्षण और दस्तावेज़ीकरण

प्रमाणन प्रक्रिया आमतौर पर चार मुख्य चरणों से गुजरती है। पहले डिज़ाइन समीक्षा आती है, जिसे आमतौर पर छह से आठ सप्ताह लगते हैं। फिर आता है आठ से बारह सप्ताह तक चलने वाला प्रोटोटाइप विस्फोट परीक्षण चरण। उसके बाद, कारखानों का चार सप्ताह के लिए ऑडिट किया जाता है। और अंत में, उत्पाद जीवनचक्र के दौरान उत्पादन की निरंतर निगरानी होती है। TÜV Rheinland जैसे संगठनों को प्रमाणन तकनीकी फ़ाइलें नामक विस्तृत दस्तावेज़ीकरण की आवश्यकता होती है। इन फ़ाइलों में दस वर्षों तक सामग्री के जंग प्रतिरोध को दर्शाने वाले आंकड़ों से लेकर थर्मल सिमुलेशन परिणामों तक और सामग्री विशिष्टताओं तक सब कुछ शामिल होना चाहिए। IECEx द्वारा 2023 में किए गए हालिया परीक्षणों को देखने से कुछ चिंताजनक रुझान सामने आते हैं। इन परीक्षणों के दौरान सभी मोटर विफलताओं में से लगभग दो-तिहाई को पंद्रह वर्ष के संचालन के अनुकरण के बाद फ्लेमपैथ्स के साथ समस्याओं तक निर्धारित किया गया था। इससे यह गंभीर प्रश्न उठता है कि क्या उत्पाद वास्तव में इतनी लंबी अवधि तक अपनी अखंडता बनाए रख पाते हैं।

खतरनाक वातावरणों का वर्गीकरणः जोखिम स्तरों के अनुरूप लौरोरोक मोटर

कक्षा I (गैस) और कक्षा II (धूल) खतरनाक स्थानों को समझना

राष्ट्रीय विद्युत नियम (NEC) के अनुसार, मूल रूप से दो प्रकार के खतरनाक वातावरण होते हैं जिन्हें विशेष ध्यान देने की आवश्यकता होती है। पहले हमारे पास वर्ग I स्थान होते हैं जहाँ ज्वलनशील गैस, वाष्प या तरल मौजूद होते हैं। खानों में मीथेन के जमाव या रासायनिक प्रसंस्करण के दौरान प्रोपेन के रिसाव जैसी चीजों के बारे में सोचें। फिर वर्ग II है जो कोयला धूल के जमाव, अनाज भंडारण सुविधाओं या यहां तक कि धातु पाउडर कार्यशालाओं जैसे ज्वलनशील धूल की समस्याओं से संबंधित है। इन क्षेत्रों में विस्फोट-प्रतिरोधी आवरण में स्थापित विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए दुर्घटनारोधी मोटर्स की आवश्यकता होती है ताकि किसी भी आंतरिक चिंगारी से बाहरी तौर पर घातक विस्फोट न हो। 2023 के हालिया अध्ययनों से पता चलता है कि सुरक्षा के मामले में इन वर्गीकरणों का कितना महत्व है क्योंकि वर्ग I और II के खतरे वास्तव में दुनिया भर में सभी औद्योगिक विस्फोट दुर्घटनाओं के लगभग 68 प्रतिशत के लिए जिम्मेदार होते हैं। इससे यह स्पष्ट होता है कि उत्पादन या औद्योगिक क्षेत्रों में काम करने वाले किसी भी व्यक्ति के लिए NEC आवश्यकताओं को समझना बेहद आवश्यक है।

गैस और धूल समूह वर्गीकरण (समूह C–G) तथा मोटर चयन मानदंड

सामग्रियों को ज्वलन विशेषताओं के आधार पर उप-समूहों में और वर्गीकृत किया जाता है:

उदाहरण के लिए, समूह D पदार्थ (जैसे, गैसोलीन वाष्प) में समूह C (हाइड्रोजन) की तुलना में उच्च ज्वलन ऊर्जा होती है, जिसके कारण मोटर आवरणों में संयुक्त स्पष्टता की आवश्यकता होती है। निरोध की प्रभावशीलता को अनुकूलित करने के लिए NEC 2023 मानक इन भेदों को लागू करते हैं।

स्थान-विशिष्ट खतरों के लिए उचित अविनाशी विद्युत मोटर का चयन करना

मोटर का चयन क्षेत्र वर्गीकरण और पर्यावरणीय स्थितियों पर निर्भर करता है:

• ज़ोन 0/1 (गैस) और ज़ोन 21/22 (धूल) : दबाव-प्रतिरोधी ढलवां लोहे के आवरण वाली Ex d-प्रमाणित मोटर्स की आवश्यकता होती है
• क्षरणकारी वातावरण: एंटी-अपघर्षक लेपित मोटर्स और IP66 सीलिंग का निर्दिष्टीकरण करें
• उच्च-कंपन क्षेत्र: मजबूत बेयरिंग्स और आघात-अवशोषित माउंटिंग प्रणाली वाली इकाइयों का उपयोग करें

2022 में ऑफशोर ड्रिलिंग प्लेटफॉर्म्स के एक केस अध्ययन में ज़ोन 1 हाइड्रोजन (समूह IIC) और समुद्री जल के संपर्क के लिए विशेष रूप से रेटेड मोटर्स पर स्विच करने के बाद ज्वलन घटनाओं में 92% की कमी दर्ज की गई।

विस्फोटक वातावरण में तापमान श्रेणी रेटिंग और थर्मल सुरक्षा

ज्वलन को रोकने में तापमान श्रेणी रेटिंग (उदाहरण के लिए, T4) का महत्व

तापमान श्रेणी या T-श्रेणी रेटिंग मूल रूप से हमें बताती है कि ऐसे क्षेत्रों में जहां ज्वलनशील पदार्थ मौजूद हो सकते हैं, मोटर की सतह अधिकतम कितना गर्म हो सकती है। उदाहरण के लिए, T4 रेटिंग वाली मोटर्स अपनी सतह को 135 डिग्री सेल्सियस से ऊपर नहीं जाने देती हैं। यह इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि इथाइलीन, जो औद्योगिक वातावरण में आम रूप से पाया जाता है, लगभग 150 डिग्री पर स्वतः आग पकड़ लेता है। इसलिए सुरक्षा के लिए काफी भाग होता है। इन रेटिंग्स की पूरी प्रणाली IEC 60079-0 द्वारा निर्धारित मानकों के अनुसार जांची जाती है। निर्माता विशिष्ट प्रक्रियाओं के अनुसार परीक्षण करते हैं ताकि सब कुछ विनियमों में कही गई बातों के अनुरूप हो।

सतह तापमान नियंत्रण और सुरक्षित संचालन में इसकी भूमिका

उन्नत शीतलन प्रणाली, चिंगारी रहित मिश्रधातुएं और वायु प्रवाह के अनुकूलित मार्ग सुरक्षित संचालन तापमान को 95% भार पर भी बनाए रखने में सहायता करते हैं। अत्यधिक तापमान से खतरनाक क्षेत्र में होने वाली 23% घटनाओं का योगदान होता है (पैनलमैटिक, 2024), जो धमकी रहित मोटरों में प्रभावी तापीय डिज़ाइन के महत्व को रेखांकित करता है।

एटेक्स, आईईसीएक्स और एनईसी ढांचे के आरोप टी-क्लास रेटिंग की तुलना करना

थोड़े अंतर के बावजूद, सभी ढांचों को अनुपालन की पुष्टि करने के लिए तृतीय-पक्ष प्रमाणन की आवश्यकता होती है।

क्या उच्च जोखिम वाले औद्योगिक क्षेत्रों के लिए मानक टी4 रेटिंग पर्याप्त हैं?

प्रोपेन जैसी समूह IIB गैसों से निपटने वाली सुविधाएँ आमतौर पर T4 रेटेड मोटर्स के साथ अच्छा काम करती हैं। लेकिन समूह IIC के अंतर्गत वर्गीकृत हाइड्रोजन के मामले में, स्थिति अधिक जटिल हो जाती है क्योंकि यह गैस बहुत कम तापमान पर आग पकड़ लेती है। इसीलिए अब कई औद्योगिक स्थापनाएँ या तो 100 डिग्री सेल्सियस तक की T5 मोटर्स या फिर केवल 85 डिग्री पर काम करने वाली T6 मॉडल की आवश्यकता निर्दिष्ट कर रही हैं। हाल के समय में तरलीकृत प्राकृतिक गैस टर्मिनलों पर इन T5 प्रमाणित इकाइयों की मांग में काफी महत्वपूर्ण वृद्धि देखी गई है। आंकड़े बताते हैं कि अर्ली 2022 के बाद से लगभग 40 प्रतिशत की वृद्धि हुई है, जो तब समझ में आता है जब नियामकों ने उन उद्योगों में बेहतर ऊष्मा प्रबंधन प्रोटोकॉल के लिए जोर दिया है जहाँ चिंगारी आपदा का कारण बन सकती है।

ज्वालारोधी (Ex d) मोटर तकनीक में वास्तविक अनुप्रयोग और भविष्य के रुझान

केस अध्ययन: तेल एवं गैस, रसायन और खनन उद्योगों में ज्वालारोधी मोटर का प्रदर्शन

ज्वलनशील मोटर्स से सुरक्षा में सुधार खतरनाक औद्योगिक वातावरण में गेम चेंजर साबित हुआ है। पिछले साल ग्लोबन्यूज़वायर के अनुसार, ATEX मानकों के तहत प्रमाणित तेल रिफाइनरियों ने Ex d मोटर प्रणालियों पर स्विच करने के बाद सुरक्षा से जुड़ी घटनाओं में लगभग 12 प्रतिशत की गिरावट देखी। खदानों में, ये विशेष मोटर्स अंडरग्राउंड आम धूल के जमाव को ज्वलित कर सकने वाली आंतरिक चिंगारियों को रोककर सुरक्षा बनाए रखती हैं। रासायनिक प्रसंस्करण सुविधाएं भी इन पर निर्भर करती हैं ताकि विस्फोट किए बिना उन जटिल विलायक मिश्रणों को संभाला जा सके। आंकड़े भी इसका समर्थन करते हैं - Ex d मोटर्स स्थापित करने वाले खनन संचालन में आग के कारण लगभग 17% कम डाउनटाइम दर्ज किया गया, जो तब समझ में आता है जब हम यह सोचते हैं कि उत्पादन के नुकसान के समय कंपनियों को कितना धन खोना पड़ता है।

आधुनिक Ex d मोटर्स में स्मार्ट सेंसर और वास्तविक समय निगरानी

आधुनिक अग्निरोधी मोटर्स में आईओटी-सक्षम सेंसर शामिल होते हैं जो तापमान, कंपन और सील की बनावट की वास्तविक समय में निगरानी करते हैं। यह डेटा भविष्यवाणी रखरखाव को सक्षम करता है, जिससे अनियोजित बाधित सेवा में कमी आती है 25%गैस प्रसंस्करण सुविधाओं में और संचालन विश्वसनीयता में सुधार होता है।

सीलिंग, संक्षारण प्रतिरोध और ऊर्जा दक्षता में उन्नति

अब समुद्र तटीय वातावरण में स्टेनलेस स्टील फ्लेमपाथ सील पारंपरिक सामग्री की तुलना में 150% अधिक संक्षारण दर का प्रतिरोध करते हैं। संवरित वाइंडिंग्स और कम घर्षण बेयरिंग्स के साथ संयुक्त होने पर, ये सुधार आईई4 दक्षता स्तर तक योगदान देते हैं—विस्फोट सुरक्षा के बिना समझौता किए बिना उच्च ऊर्जा प्रदर्शन प्राप्त करते हुए।

भविष्य की दृष्टि: डिजिटल अनुपालन और बुद्धिमान अग्निरोधी मोटर प्रणाली

उभरती डिजिटल ट्विन तकनीक विस्फोट परीक्षणों के आभासी अनुकरण की अनुमति देती है, जिससे प्रमाणन समयसीमा में कमी आती है 40%कस्टम एक्स डी मोटर डिज़ाइन के लिए। एआई-संचालित थर्मल मॉडलिंग अगली पीढ़ी की संकुचित मोटर्स में ऊष्मा अपव्यय को और अधिक सुधारेगी, विशेष रूप से उन मोटर्स के लिए जो हाइड्रोजन-आधारित ईंधन प्रणालियों के लिए डिज़ाइन की गई हैं जहाँ आग लगने का खतरा अधिक होता है।

सामान्य प्रश्न

फ़्लेमप्रूफ़ विद्युत मोटर क्या हैं?

दहनरोधी विद्युत मोटरों को खतरनाक वातावरण में आंतरिक विस्फोट को सीमित करने और बाहरी आग लगने को रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

दहनमार्ग सीलें आग लगने को कैसे रोकती हैं?

दहनमार्ग सीलें धांसू जोड़ों और संक्षारण-प्रतिरोधी गैस्केट्स का उपयोग करके भूलभुलैया जैसे मार्ग बनाती हैं, जिससे ऊष्मा अपव्यय में वृद्धि होती है और बाहरी आग लगने को रोका जा सकता है।

दहनरोधी विद्युत मोटरों के लिए कौन से मानकों का पालन करना आवश्यक है?

खतरनाक स्थानों पर सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए दहनरोधी मोटरों को एटेक्स, आईईसीएक्स, सीएसए और यूएल मानकों जैसे अंतरराष्ट्रीय प्रमाणनों के साथ अनुपालन करना चाहिए।

टी-क्लास रेटिंग्स का क्या महत्व है?

टी-क्लास रेटिंग्स मोटरों के अधिकतम सतह तापमान को दर्शाती हैं ताकि सुनिश्चित हो सके कि वे ज्वलनशील पदार्थों वाले वातावरण में सुरक्षित रूप से काम करें।