कार्बन फाइबर सिलेंडरों में कार्य दबाव, परीक्षण दबाव और फट दबाव को समझना

कार्बन फाइबर मिश्रित सिलेंडरइनका इस्तेमाल अग्निशमन, स्कूबा डाइविंग, एयरोस्पेस और औद्योगिक गैस भंडारण जैसे उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। पारंपरिक धातु सिलेंडरों की तुलना में उनके हल्के वजन के डिजाइन और उच्च शक्ति के लिए उन्हें पसंद किया जाता है। मुख्य दबाव रेटिंग्स को समझना - कार्य दबाव, परीक्षण दबाव और फट दबाव - उनके सुरक्षित और प्रभावी उपयोग को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है। यह लेख इन दबाव अवधारणाओं और उत्पादन और परीक्षण में शामिल प्रक्रियाओं को समझाता हैकार्बन फाइबर सिलेंडरs.

1. कार्य दबाव: परिचालन सीमा

कार्य दबाव से तात्पर्य अधिकतम दबाव से हैकार्बन फाइबर सिलेंडरनियमित उपयोग के दौरान सुरक्षित रूप से संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह वह दबाव है जिस पर सिलेंडर भरा जाता है और संरचनात्मक विफलता के जोखिम के बिना उपयोग किया जाता है।

अधिकांशकार्बन फाइबर सिलेंडरs के बीच एक कार्यशील दबाव सीमा होती है3000 psi (207 बार) और 4500 psi (310 बार), हालांकि कुछ विशेष सिलेंडरों की रेटिंग इससे भी अधिक हो सकती है।

सिलेंडर का कार्य दबाव सामग्री की ताकत, मिश्रित परतों की मोटाई और इच्छित अनुप्रयोग जैसे कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है। उदाहरण के लिए,एससीबीए में प्रयुक्त सिलेंडर(स्वयं-निहित श्वास तंत्र) अग्निशामकों के लिए अक्सर काम का दबाव होता है4500 पीएसआई (310 बार)आपातस्थिति के दौरान विस्तारित वायु आपूर्ति प्रदान करना।

सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, उपयोगकर्ताओं को रिफिलिंग या उपयोग के दौरान कभी भी निर्धारित कार्य दबाव से अधिक दबाव नहीं डालना चाहिए। अत्यधिक दबाव सिलेंडर के जीवनकाल को कम कर सकता है या विनाशकारी विफलता का कारण बन सकता है।

2. परीक्षण दबाव: संरचनात्मक अखंडता का सत्यापन

परीक्षण दबाव वह दबाव है जिस पर सिलेंडर का निर्माण या आवधिक निरीक्षण के दौरान इसकी संरचनात्मक अखंडता को सत्यापित करने के लिए परीक्षण किया जाता है। यह आमतौर परकार्य दबाव का 1.5 से 1.67 गुना.

उदाहरण के लिए:

• एक सिलेंडर जिसमें4500 psi (310 बार) कार्य दबावअक्सर परीक्षण किया जाता है6750 पीएसआई (465 बार) से 7500 पीएसआई (517 बार).
• एक सिलेंडर जिसमें3000 psi (207 बार) कार्य दबावपर परीक्षण किया जा सकता है4500 पीएसआई (310 बार) से 5000 पीएसआई (345 बार).

हाइड्रोस्टेटिक परीक्षण सिलेंडर के परीक्षण के लिए सबसे आम तरीका है। इसमें सिलेंडर को पानी से भरना और परीक्षण दबाव तक दबाव डालना शामिल है। यह सुनिश्चित करने के लिए सिलेंडर का विस्तार मापा जाता है कि यह स्वीकार्य सीमा के भीतर रहे। यदि सिलेंडर विनिर्देशों से अधिक फैलता है, तो इसे असुरक्षित माना जाता है और इसे सेवा से हटा दिया जाना चाहिए।

उद्योग मानकों के अनुसार नियमित परीक्षण की आवश्यकता होती है। अधिकांश मामलों में, कार्बन फाइबर सिलेंडर को हर बार हाइड्रोस्टेटिक परीक्षण से गुजरना पड़ता है3 से 5 वर्षकिसी विशेष क्षेत्र में नियामक आवश्यकताओं के आधार पर।

3. विस्फोट दबाव: सुरक्षा मार्जिन

फटने का दबाव वह दबाव है जिस पर सिलेंडर विफल हो जाएगा और फट जाएगा। यह दबाव आमतौर परकार्य दबाव का 2.5 से 3 गुना, एक महत्वपूर्ण सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है।

उदाहरण के लिए:

• A 4500 psi (310 बार) सिलेंडरआम तौर पर इसका फटने का दबाव होता है11,000 पीएसआई (758 बार) से 13,500 पीएसआई (930 बार).
• A 3000 psi (207 बार) सिलेंडरइसका फटने का दबाव हो सकता है7500 पीएसआई (517 बार) से 9000 पीएसआई (620 बार).

निर्माता इस उच्च विस्फोट दबाव के साथ सिलेंडरों को डिजाइन करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वे आकस्मिक अति-दबाव या चरम स्थितियों को बिना तत्काल विफलता के झेल सकें।

4. विनिर्माण प्रक्रियाकार्बन फाइबर सिलेंडरs

का उत्पादनकार्बन फाइबर सिलेंडरइसमें उच्च शक्ति और स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए कई चरण शामिल हैं:

1. लाइनर गठन– आंतरिक लाइनर, जो आमतौर पर एल्यूमीनियम या प्लास्टिक से बना होता है, को आधार संरचना के रूप में आकार दिया जाता है और तैयार किया जाता है।
2. कार्बन फाइबर रैपिंग- उच्च शक्ति वाले कार्बन फाइबर स्ट्रैंड को रेजिन में भिगोया जाता है और मजबूती प्रदान करने के लिए लाइनर के चारों ओर कई परतों में कसकर लपेटा जाता है।
3. इलाज प्रक्रिया- लपेटे हुए सिलेंडर को ओवन में पकाया जाता है ताकि राल सख्त हो जाए, तथा फाइबर एक साथ मिलकर अधिकतम मजबूती प्राप्त कर सकें।
4. मशीनिंग और फिनिशिंग- वाल्व थ्रेड जोड़ने के लिए सिलेंडर को सटीक मशीनिंग और सतह कोटिंग जैसी परिष्करण प्रक्रियाओं से गुजरना पड़ता है।
5. हाइड्रोस्टेटिक परीक्षण- प्रत्येक सिलेंडर में पानी भरा जाता है और संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करने के लिए दबाव का परीक्षण किया जाता है।
6. रिसाव और अल्ट्रासोनिक परीक्षण– गुणवत्ता नियंत्रण के लिए अल्ट्रासोनिक स्कैनिंग और गैस रिसाव का पता लगाने जैसे अतिरिक्त परीक्षण किए जाते हैं।
7. प्रमाणीकरण एवं मुद्रांकन- जब सिलेंडर सभी परीक्षणों में सफल हो जाता है, तो उसे प्रमाणन चिह्न प्राप्त होता है, जिसमें उसके कार्य दबाव, परीक्षण दबाव और विनिर्माण तिथि का संकेत होता है।

5. परीक्षण और सुरक्षा मानक

कार्बन फाइबर सिलेंडरउन्हें उद्योग सुरक्षा मानकों का पालन करना होगा, जिनमें शामिल हैं:

• डीओटी (परिवहन विभाग, यूएसए)
• टीसी (ट्रांसपोर्ट कनाडा)
• EN (यूरोपीय मानदंड)
• आईएसओ (अंतर्राष्ट्रीय मानकीकरण संगठन)
• जीबी (चीन राष्ट्रीय मानक)

प्रत्येक नियामक निकाय के पास निरंतर सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए परीक्षण और पुनः परीक्षण अंतराल के लिए विशिष्ट आवश्यकताएं होती हैं।

निष्कर्ष

उपयोग करते समय कार्य दबाव, परीक्षण दबाव और फट दबाव को समझना महत्वपूर्ण हैकार्बन फाइबर सिलेंडरये दबाव रेटिंग विभिन्न अनुप्रयोगों में सिलेंडरों के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करती हैं। उचित विनिर्माण और परीक्षण प्रक्रियाएँ यह गारंटी देती हैं कि ये सिलेंडर उच्च दबाव की स्थितियों में विश्वसनीय बने रहते हैं।

उपयोगकर्ताओं को हमेशा निर्माता के दिशा-निर्देशों का पालन करना चाहिए, पुनः परीक्षण कार्यक्रम का पालन करना चाहिए, और सिलेंडरों को सावधानी से संभालना चाहिए ताकि उनका जीवनकाल अधिकतम हो और दैनिक संचालन में सुरक्षा सुनिश्चित हो। इन सर्वोत्तम प्रथाओं को बनाए रखते हुए,कार्बन फाइबर सिलेंडरयह संपीड़ित गैस भंडारण पर निर्भर उद्योगों के लिए हल्के और उच्च-शक्ति वाले समाधान प्रदान करना जारी रखेगा।