““ब्लास्ट ज़ा: अंतिम सीमा” – पूरा खुलासा!

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“विस्फोट सीमा” – ज्वलनशील पदार्थों (ज्वलनशील गैसें, वाष्पें एवं धूल) को हवा (या ऑक्सीजन) के साथ एक निश्चित सांद्रता की सीमा के भीतर ही मिलाना आवश्यक है; ऐसा करने से ही “प्री-मिक्स्ड गैस” बनती है। जब इस प्री-मिक्स्ड गैस को किसी आग के संपर्क में लाया जाता है, तब ही विस्फोट होता है। इस सांद्रता की सीमा को ही “विस्फोट सीमा” कहा जाता है। 　　उदाहरण के लिए, कार्बन मोनोऑक्साइड एवं हवा के मिश्रण के लिए विस्फोट होने की सीमा 12.5% से 74% तक है। ज्वलनशील मिश्रणों में विस्फोट होने हेतु आवश्यक न्यूनतम एवं अधिकतम सांद्रता को क्रमशः “विस्फोट की न्यूनतम सीमा” एवं “विस्फोट की अधिकतम सीमा” कहा जाता है। इन दोनों सीमाओं को कभी-कभी “दहन की न्यूनतम सीमा” एवं “दहन की अधिकतम सीमा” भी कहा जाता है। जब विस्फोट होने की सीमा से कम ऊर्जा होती है, तो न तो विस्फोट होता है, न ही आग लगती है। ； जब तापमान विस्फोट की सीमा से अधिक होता है, तो विस्फोट नहीं होता, लेकिन पदार्थ जल सकता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि पहले मामले में ज्वलनशील पदार्थों की सांद्रता पर्याप्त नहीं होती, एवं अतिरिक्त वायु के कारण ठंडक पैदा हो जाती है; जिससे आग का फैलाव रुक जाता है ； जबकि दूसरा कारण यह है कि वायु की कमी के कारण आग फैल नहीं पाती। जब ज्वलनशील पदार्थों की सांद्रता, अभिक्रिया हेतु आवश्यक सांद्रता के बराबर होती है, तब ही विस्फोट की शक्ति सबसे अधिक होती है (अर्थात्, पूर्ण दहन अभिक्रिया के समीकरण के आधार पर निर्धारित सांद्रता अनुपात के आधार पर)। गैस की सांद्रता को नियंत्रित करना, व्यावसायिक सुरक्षा हेतु अत्यंत आवश्यक है। सांद्रता को कम करने हेतु निष्क्रिय गैसों या अन्य अग्निरोधक गैसों को मिलाया जाता है। गैसों को वायुमंडल में छोड़ने से पहले, विस्फोटक गैसों को एक्सहॉर्टरों या अवशोषण विधियों के द्वारा हटाया जा सकता है। 2. प्रभावित करने वाले कारक: मिश्रण में मौजूद घटकों के आधार पर, विस्फोट होने की सीमा भी अलग-अलग होती है। एक ही मिश्रण प्रणाली में, प्रारंभिक तापमान, प्रणाली का दबाव, निष्क्रिय पदार्थों की मात्रा, मिश्रण प्रणाली का आकार, बर्तनों की सामग्री, एवं दहन हेतु आवश्यक ऊर्जा जैसे कारकों के कारण विस्फोट होने की सीमा में परिवर्तन हो सकता है। 　　सामान्य नियम यह है कि जब मिश्रण का प्रारंभिक तापमान बढ़ता है, तो विस्फोट होने की सीमा भी बढ़ जाती है; अर्थात् निचली सीमा कम हो जाती है, जबकि ऊपरी सीमा बढ़ जाती है। चूँकि सिस्टम का तापमान बढ़ जाता है, इसलिए अणुओं की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि हो जाती है। इसके कारण, वह मिश्रण जो पहले अग्निरोधक था, अब ज्वलनशील एवं विस्फोटक बन जाता है जैसे-जैसे सिस्टम में दबाव बढ़ता है, विस्फोट होने की संभावना भी बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि दबाव बढ़ने से अणुओं के बीच की दूरी कम हो जाती है, जिससे टक्करों की संभावना बढ़ जाती है; और इसके परिणामस्वरूप दहन प्रक्रिया आसानी से हो जाती है। जब दबाव कम होता है, तो विस्फोट होने की संभावना भी कम हो जाती है। ； जब दबाव कुछ निश्चित मान तक गिर जाता है, तो उसकी ऊपरी एवं निचली सीमाएँ आपस में मिल जाती हैं। ऐसी स्थिति में वह दबाव “मिश्रण प्रणाली का संक्रमण दबाव” कहलाता है। जब दबाव, सीमांत दबाव से कम हो जाता है, तो वह प्रणाली विस्फोटक प्रणाली नहीं रह जाती (कुछ गैसों में अपवादी स्थितियाँ देखने को मिलती हैं)। मिश्रण में उपस्थित निष्क्रिय गैसों की मात्रा बढ़ने पर, विस्फोट होने की संभावना कम हो जाती है। जब निष्क्रिय गैसों की सांद्रता एक निश्चित स्तर तक पहुँच जाती है, तो मिश्रण में विस्फोट नहीं हो सकता। जितना छोटा होता है कंटेनर/पाइप का व्यास, उतनी ही कम होती है विस्फोट की सीमा। जब नली का व्यास (अग्नि-मार्ग) एक निश्चित सीमा तक कम हो जाता है, तो प्रति इकाई आयतन में मौजूद अग्नि द्वारा उत्पन्न ऊष्मा, ठोस सतहों द्वारा निकलने वाली ऊष्मा से अधिक हो जाती है; इस कारण अग्नि बुझ जाती है। वह अधिकतम पाइप व्यास, जिसके भीतर आग फैल नहीं सकती, को उस मिश्रण प्रणाली का “सीमांत व्यास” कहा जाता है। दहन ऊर्जा की तीव्रता अधिक होना, गर्म सतहों का क्षेत्रफल बड़ा होना, एवं दहन स्रोत एवं मिश्रण के बीच का संपर्क समय भिन्न होना – ये सभी कारक विस्फोट की सीमा को बढ़ा देते हैं। 　　उपरोक्त कारकों के अलावा, मिश्रित पदार्थों के संपर्क में आने वाले बंद कवरों की सामग्री, यांत्रिक अशुद्धियाँ, प्रकाश, सतह-सक्रिय पदार्थ आदि भी विस्फोट होने की सीमा को प्रभावित कर सकते हैं। 3. खतरे: जितनी अधिक ज्वलनशील मिश्रणों की विस्फोट होने की सीमाएँ होती हैं, एवं विस्फोट होने की न्यूनतम एवं अधिकतम सीमाएँ जितनी कम होती हैं, उतना ही अधिक विस्फोट का खतरा होता है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि विस्फोट होने की संभावना उतनी ही अधिक होती है, जितनी चौड़ी होती है विस्फोट होने की सीमा। ； विस्फोट होने की सीमा जितनी कम होगी, उतनी ही कम मात्रा में ज्वलनशील पदार्थों के लीक होने से भी विस्फोट हो सकता है। ； विस्फोट होने की संभावना जितनी अधिक होती है, उतनी ही मात्रा में हवा कंटेनर में प्रवेश कर पाती है; ऐसी स्थिति में यह हवा कंटेनर में मौजूद ज्वलनशील पदार्थों के साथ मिलकर विस्फोट की स्थिति उत्पन्न कर देती है। यह ध्यान देने योग्य है कि, जब ज्वलनशील मिश्रण की सांद्रता विस्फोट की सीमा से अधिक होती है, तो भले ही वह आग न लगाए या विस्फोट न करे, लेकिन जब यह मिश्रण कंटेनर या पाइप से बाहर निकलकर फिर से हवा के संपर्क में आता है, तो यह जल सकता है; अतः आग लगने का खतरा तो बना ही रहता है। 4. विधि: वायुमंडल में मौजूद गैस को जलाया जाता है; ऐसी स्थिति में गैस विस्फोट कर सकती है, या फिर जल्दी ही शांत हो सकती है। यह कौन-सी स्थिति है, यह वायु में गैसों की सांद्रता पर निर्भर है। जब गैस की सांद्रता बहुत कम होती है, तो विस्फोट को जारी रखने हेतु पर्याप्त ईंधन उपलब्ध नहीं होता। ； जब गैस की सांद्रता बहुत अधिक होती है, तो जलने हेतु पर्याप्त ऑक्सीजन उपलब्ध नहीं होती गैस केवल दो सीमित सांद्रताओं के बीच ही विस्फोट कर सकती है। इन दो सीमाओं को क्रमशः विस्फोट की न्यूनतम सीमा (LEL) एवं विस्फोट की अधिकतम सीमा (UEL) कहा जाता है, एवं इन्हें प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है। ये, गैसों की विस्फोट सीमाएँ हैं (जिन्हें “विस्फोट सीमांत” भी कहा जाता है)। गैस या भाप के विस्फोट होने की सीमा, मिश्रण में ज्वलनशील पदार्थों के आयतन के प्रतिशत (%) के रूप में व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन एवं वायु के मिश्रण में विस्फोट होने की सीमा 4% से 75% है। ज्वलनशील धूल की विस्फोट सीमा, मिश्रण में मौजूद ज्वलनशील पदार्थों के आयतन एवं द्रव्यमान के अनुपात g/m³ के रूप में व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, एल्यूमिनियम पाउडर की विस्फोट सीमा 40 g/m³ है। विस्फोट की सीमा – ज्वलनशील पदार्थों (जैसे ज्वलनशील गैसें, वाष्पें एवं धूल) को हवा (या ऑक्सीजन) के साथ एक निश्चित सांद्रता की सीमा के भीतर ही मिलाना आवश्यक है; ऐसा करने से ही एक “पूर्व-मिश्रित गैस” बनती है। जब इस मिश्रण में आग लगती है, तब ही विस्फोट होता है। इस सांद्रता की सीमा को ही विस्फोट की सीमा, या विस्फोटक सांद्रता की सीमा कहा जाता है। 　　उदाहरण के लिए, कार्बन मोनोऑक्साइड एवं हवा के मिश्रण के लिए विस्फोट होने की सीमा 12.5% से 74% तक है। ज्वलनशील मिश्रणों में विस्फोट होने हेतु आवश्यक न्यूनतम एवं अधिकतम सांद्रता को क्रमशः “विस्फोट की न्यूनतम सीमा” एवं “विस्फोट की अधिकतम सीमा” कहा जाता है। इन दोनों सीमाओं को कभी-कभी “दहन की न्यूनतम सीमा” एवं “दहन की अधिकतम सीमा” भी कहा जाता है। जब विस्फोट होने की सीमा से कम ऊर्जा होती है, तो न तो विस्फोट होता है, न ही आग लगती है। ； जब तापमान विस्फोट की सीमा से अधिक होता है, तो विस्फोट नहीं होता, लेकिन पदार्थ जल सकता है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि पहले मामले में ज्वलनशील पदार्थों की सांद्रता पर्याप्त नहीं होती, एवं अतिरिक्त वायु के कारण ठंडक पैदा हो जाती है; जिससे आग का फैलाव रुक जाता है ； जबकि दूसरा कारण यह है कि वायु की कमी के कारण आग फैल नहीं पाती। जब ज्वलनशील पदार्थों की सांद्रता, अभिक्रिया हेतु आवश्यक सांद्रता के बराबर होती है, तब ही विस्फोट की शक्ति सबसे अधिक होती है (अर्थात्, पूर्ण दहन अभिक्रिया के समीकरण के आधार पर निर्धारित सांद्रता अनुपात के आधार पर)। गैस की सांद्रता को नियंत्रित करना, व्यावसायिक सुरक्षा हेतु अत्यंत आवश्यक है। सांद्रता को कम करने हेतु निष्क्रिय गैसों या अन्य अग्निरोधक गैसों को मिलाया जाता है। गैसों को वायुमंडल में छोड़ने से पहले, विस्फोटक गैसों को एक्सहॉर्टरों या अवशोषण विधियों के द्वारा हटाया जा सकता है। 2. प्रभावित करने वाले कारक: मिश्रण में मौजूद घटकों के आधार पर, विस्फोट होने की सीमा भी अलग-अलग होती है। एक ही मिश्रण प्रणाली में, प्रारंभिक तापमान, प्रणाली का दबाव, निष्क्रिय पदार्थों की मात्रा, मिश्रण प्रणाली का आकार, बर्तनों की सामग्री, एवं दहन हेतु आवश्यक ऊर्जा जैसे कारकों के कारण विस्फोट होने की सीमा में परिवर्तन हो सकता है। 　　सामान्य नियम यह है कि जब मिश्रण का प्रारंभिक तापमान बढ़ता है, तो विस्फोट होने की सीमा भी बढ़ जाती है; अर्थात् निचली सीमा कम हो जाती है, जबकि ऊपरी सीमा बढ़ जाती है। चूँकि सिस्टम का तापमान बढ़ जाता है, इसलिए अणुओं की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि हो जाती है। इसके कारण, वह मिश्रण जो पहले अग्निरोधक था, अब ज्वलनशील एवं विस्फोटक बन जाता है जैसे-जैसे सिस्टम में दबाव बढ़ता है, विस्फोट होने की संभावना भी बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए होता है, क्योंकि दबाव बढ़ने से अणुओं के बीच की दूरी कम हो जाती है, जिससे टक्करों की संभावना बढ़ जाती है; और इसके परिणामस्वरूप दहन प्रक्रिया आसानी से हो जाती है। जब दबाव कम होता है, तो विस्फोट होने की संभावना भी कम हो जाती है। ； जब दबाव कुछ निश्चित मान तक गिर जाता है, तो उसकी ऊपरी एवं निचली सीमाएँ आपस में मिल जाती हैं। ऐसी स्थिति में वह दबाव “मिश्रण प्रणाली का संक्रमण दबाव” कहलाता है। जब दबाव, सीमांत दबाव से कम हो जाता है, तो वह प्रणाली विस्फोटक प्रणाली नहीं रह जाती (कुछ गैसों में अपवादी स्थितियाँ देखने को मिलती हैं)। मिश्रण में उपस्थित निष्क्रिय गैसों की मात्रा बढ़ने पर, विस्फोट होने की संभावना कम हो जाती है। जब निष्क्रिय गैसों की सांद्रता एक निश्चित स्तर तक पहुँच जाती है, तो मिश्रण में विस्फोट नहीं हो सकता। जितना छोटा होता है कंटेनर/पाइप का व्यास, उतनी ही कम होती है विस्फोट की सीमा। जब नली का व्यास (अग्नि-मार्ग) एक निश्चित सीमा तक कम हो जाता है, तो प्रति इकाई आयतन में मौजूद अग्नि द्वारा उत्पन्न ऊष्मा, ठोस सतहों द्वारा निकलने वाली ऊष्मा से अधिक हो जाती है; इस कारण अग्नि बुझ जाती है। वह अधिकतम पाइप व्यास, जिसके भीतर आग फैल नहीं सकती, को उस मिश्रण प्रणाली का “सीमांत व्यास” कहा जाता है। दहन ऊर्जा की तीव्रता अधिक होना, गर्म सतहों का क्षेत्रफल बड़ा होना, एवं दहन स्रोत एवं मिश्रण के बीच का संपर्क समय भिन्न होना – ये सभी कारक विस्फोट की सीमा को बढ़ा देते हैं। 　　उपरोक्त कारकों के अलावा, मिश्रित पदार्थों के संपर्क में आने वाले बंद कवरों की सामग्री, यांत्रिक अशुद्धियाँ, प्रकाश, सतह-सक्रिय पदार्थ आदि भी विस्फोट होने की सीमा को प्रभावित कर सकते हैं। 3. खतरे: जितनी अधिक ज्वलनशील मिश्रणों की विस्फोट होने की सीमाएँ होती हैं, एवं विस्फोट होने की न्यूनतम एवं अधिकतम सीमाएँ जितनी कम होती हैं, उतना ही अधिक विस्फोट का खतरा होता है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि विस्फोट होने की संभावना उतनी ही अधिक होती है, जितनी चौड़ी होती है विस्फोट होने की सीमा। ； विस्फोट होने की सीमा जितनी कम होगी, उतनी ही कम मात्रा में ज्वलनशील पदार्थों के लीक होने से भी विस्फोट हो सकता है। ； विस्फोट होने की संभावना जितनी अधिक होती है, उतनी ही मात्रा में हवा कंटेनर में प्रवेश कर पाती है; ऐसी स्थिति में यह हवा कंटेनर में मौजूद ज्वलनशील पदार्थों के साथ मिलकर विस्फोट की स्थिति उत्पन्न कर देती है। यह ध्यान देने योग्य है कि, जब ज्वलनशील मिश्रण की सांद्रता विस्फोट की सीमा से अधिक होती है, तो भले ही वह आग न लगाए या विस्फोट न करे, लेकिन जब यह मिश्रण कंटेनर या पाइप से बाहर निकलकर फिर से हवा के संपर्क में आता है, तो यह जल सकता है; अतः आग लगने का खतरा तो बना ही रहता है। 4. विधि: वायुमंडल में मौजूद गैस को जलाया जाता है; ऐसी स्थिति में गैस विस्फोट कर सकती है, या फिर जल्दी ही शांत हो सकती है। यह कौन-सी स्थिति है, यह वायु में गैसों की सांद्रता पर निर्भर है। जब गैस की सांद्रता बहुत कम होती है, तो विस्फोट को जारी रखने हेतु पर्याप्त ईंधन उपलब्ध नहीं होता। ； जब गैस की सांद्रता बहुत अधिक होती है, तो जलने हेतु पर्याप्त ऑक्सीजन उपलब्ध नहीं होती गैस केवल दो सीमित सांद्रताओं के बीच ही विस्फोट कर सकती है। इन दो सीमाओं को क्रमशः विस्फोट की न्यूनतम सीमा (LEL) एवं विस्फोट की अधिकतम सीमा (UEL) कहा जाता है, एवं इन्हें प्रतिशत में व्यक्त किया जाता है। ये, गैसों की विस्फोट सीमाएँ हैं (जिन्हें “विस्फोट सीमांत” भी कहा जाता है)। गैस या भाप के विस्फोट होने की सीमा, मिश्रण में ज्वलनशील पदार्थों के आयतन के प्रतिशत (%) के रूप में व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन एवं वायु के मिश्रण में विस्फोट होने की सीमा 4% से 75% है। ज्वलनशील धूल की विस्फोट सीमा, मिश्रण में मौजूद ज्वलनशील पदार्थों के आयतन एवं द्रव्यमान के अनुपात g/m³ के रूप में व्यक्त की जाती है। उदाहरण के लिए, एल्यूमिनियम पाउडर की विस्फोट सीमा 40 g/m³ है।