पाइपलाइन को स्थैतिक विद्युत के लिए ग्राउंडिंग की आवश्यकता है या नहीं, इसका निर्धारण कैसे किया जाए?
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पाइपलाइन को स्थैतिक विद्युत से सुरक्षित रखने की आवश्यकता है या नहीं, इसका निर्धारण कैसे किया जाए? यह किस मानक में निर्धारित है? कृपया कोई विद्वान/ज्ञानी व्यक्ति मुझे मार्गजब उद्यमों में सुरक्षित उत्पादन संबंधी निरीक्षण किए जाते हैं, तो विशेषज्ञ या अधिकारी अक्सर यह आवश्यकता रखते हैं कि ज्वलनशील/विस्फोटक पदार्थों को परिवहन करने वाली धातु की पाइपलाइनों के फ्लैंजों को तारों द्वारा आपस में जोड़ा जाए; ताकि विद्युत-स्थैतिक दुर्घटनाओं को रोका जा सके। तो, क्या धातु के पाइपों के फ्लैंजों को आपस में जोड़ने की आवश्यकता है? किन परिस्थितियों में क्रॉसओवर की आवश्यकता होती है? लेखक इस विषय पर चर्चा करना चाहता है – फ्लैंज इलेक्ट्रोस्टैटिक कनेक्टर, फ्लैंज इलेक्ट्रोस्टैटिक ब्रिजिंग तार। I. औद्योगिक पाइपलाइनों हेतु धातु के फ्लैंजों का उपयोग
**गुणवत्ता निरीक्षण एवं संरक्षण आयुक्तालय द्वारा 8 मई, 2009 को जारी किए गए “विशेष उपकरणों के सुरक्षा तकनीकी मानक” नामक दस्तावेज़ “दबाव वाली पाइपलाइनों के सुरक्षा तकनीकी नियम – औद्योगिक पाइपलाइनें” (TSG D0001–2009) में औद्योगिक पाइपलाइनों की निम्नलिखित परिभाषा दी गई है:
ये नियम उन प्रक्रिया-उपकरणों, सहायक उपकरणों, एवं क्षेत्र में स्थित सार्वजनिक उपकरणों से संबंधित औद्योगिक पाइपलाइनों पर लागू होते हैं; जिनमें निम्नलिखित शर्तें पूरी होती हैं:
(1) अधिकतम कार्यदबाव 0.1 MPa या उससे अधिक हो। (टेबल प्रेशर के लिए भी यही शर्त लागू है।) ; (2) नाममात्र व्यास (टिप्पणी 1) 25 मिमी से अधिक ; (3) जब परिवहन माध्यम गैस, भाप, तरलीकृत गैस हो; या ऐसे तरल पदार्थ हों जिनका अधिकतम कार्य तापमान उनके मानक क्वथन बिंदु से अधिक या बराबर हो; या ऐसे तरल पदार्थ हों जो ज्वलनशील, विस्फोटक, विषाक्त या अपघटनशील हों। दैनिक निरीक्षणों में देखे गए अधिकांश दबाव वाले पाइप, उपर्युक्त औद्योगिक पाइपों की श्रेणी में आते हैं। “दबाव वाली पाइपलाइनों की सुरक्षा संबंधी तकनीकी नियम – औद्योगिक पाइपलाइनें” (TSG D0001–2009) के अनुच्छेद 80 में फ्लैंजों के माध्यम से विद्युत-स्थिरता संबंधी नियम दिए गए हैं। ऐसी पाइपलाइनों में, जहाँ विद्युत-स्थिरता संबंधी आवश्यकताएँ हैं, वहाँ प्रत्येक कनेक्शन बिंदु के बीच के प्रतिरोध मान, एवं पाइपलाइन प्रणाली का भूमि के सापेक्ष प्रतिरोध मान मापा जाना आवश्यक है। जब दबाव, “प्रेशर पाइपलाइन मानक – औद्योगिक पाइपलाइन” (GB/T20801-2006) या डिज़ाइन दस्तावेज़ों में निर्धारित सीमाओं से अधिक होता है, तो फ्लैंज या थ्रेडेड कनेक्शनों के बीच क्रॉस-कनेक्टिंग वायर एवं ग्राउंडिंग वायर लगाना आवश्यक है। इस नियम से यह स्पष्ट है कि फ्लैंजों के बीच कनेक्टिंग वायर की आवश्यकता है या नहीं; इसके लिए फ्लैंजों के बीच के प्रतिरोध मान को मापना आवश्यक है। जब यह प्रतिरोध मान निर्धारित मान से अधिक हो जाता है, तब कनेक्टिंग वायर की आवश्यकता होती है। “दबाव वाली पाइपलाइनों के लिए मानक – औद्योगिक पाइपलाइनें, भाग 4: निर्माण एवं स्थापना” (GB/T20801.4-2006) के अनुच्छेद 10.12.1 में कहा गया है कि, जिन पाइपलाइनों में विद्युत-संपर्क आवश्यक है, उनके विभिन्न खंडों के बीच अच्छा विद्युत-संपर्क होना आवश्यक है। जब प्रत्येक फ्लैंज या थ्रेडेड कनेक्शन के बीच का विरोध मान 0.03Ω से अधिक होता है, तो वहाँ वायरों को आपस में जोड़ना आवश्यक है। इसके अतिरिक्त, “औद्योगिक धातु पाइपलाइन निर्माण मानक” (GB 50235–2010) के अनुच्छेद 7.13.1 में यह निर्धारित है कि: ऐसी पाइपलाइनों में, जिनमें विद्युत-भूमिकरण की आवश्यकता होती है, यदि प्रत्येक फ्लैंज या अन्य जोड़ों के बीच का प्रतिरोध मान 0.03 ओह्म से अधिक हो, तो वहाँ वाहक तार लगाना आवश्यक है। इससे यह स्पष्ट होता है कि औद्योगिक पाइपलाइनों में उपयोग होने वाले धातु के फ्लैंजों के बीच कनेक्शन है या नहीं, इसके लिए फ्लैंजों के बीच के प्रतिरोध मान को मापना आवश्यक है। जब फ्लैंजों के बीच का प्रतिरोध मान 0.03Ω से अधिक हो जाता है, तो वहाँ वायरों को आपस में जोड़ना आवश्यक है। द्वितीय, गैस पाइपलाइनों के फ्लैंजों से संबंधित नियम: आजकल उद्योगों में गैस का उपयोग काफी हद तक किया जाता है। ऐसे में, गैस पाइपलाइनों के फ्लैंजों से संबंधित क्या नियम हैं? “शहरी गैस प्रणालियों के डिज़ाइन संबंधी मानक” (GB50028–2006) में फ्लैंजों से संबंधित कोई विशेष नियम नहीं दिए गए हैं। केवल धारा 10.8.5 के खंड 3 में यह उल्लेख किया गया है कि गैस पाइपलाइनों एवं उपकरणों से संबंधित विद्युत-विरोधी जमीनीकरण व्यवस्थाओं का डिज़ाइन, **वर्तमान मानक “रासायनिक उद्योगों में विद्युत-विरोधी जमीनीकरण डिज़ाइन संबंधी तकनीकी नियम” (HGJ28-90)** के अनुसार ही होना चाहिए। “रासायनिक उद्योगों में स्थैतिक विद्युत को जमीन से जोड़ने हेतु डिज़ाइन संबंधी तकनीकी नियम” (HGJ28-90) का वर्तमान में कोड HG/T20675-1990 है। इस नियम के खंड 2.7.5 में यह उल्लेख किया गया है कि जब धातु फ्लैंजों को धातु के बोल्टों या क्लैंपों की सहायता से जोड़ा जाता है, तो आम तौर पर अतिरिक्त विद्युत-संबंधी कनेक्शन लाइनों की आवश्यकता नहीं होती। अभिकर्षणयुक्त परिस्थितियों में, कम से कम दो बोल्टों/क्लिपों के बीच संपर्क सतह सुनिश्चित की जानी चाहिए। इसके अतिरिक्त, स्थापना से पहले उन सतहों से जंग एवं तेल हटाया जाना आवश्यक है; साथ ही स्थापना के दौरान लूज़िंग-प्रतिरोधी नट भी लगाए जाने चाहिए। “रासायनिक उद्योगों में स्थैतिक विद्युत को जमीन से जोड़ने हेतु डिज़ाइन तकनीकों संबंधी दिशानिर्देश” में धारा 2.7.5 की व्याख्या इस प्रकार की गई है: कई संस्थानों के अनुभवों से पता चलता है कि धातु के बोल्टों से जुड़े हुए धातु फ्लैंजों के बीच, केवल बोल्टों के माध्यम से ही पर्याप्त स्थैतिक विद्युत संचालन संभव है। जंग वाली परिस्थितियों में स्थापना के लिए आवश्यक नियम, सुनिश्चित करने हेतु हैं कि संचार सुचारू रहे। इससे यह स्पष्ट होता है कि, जब धातु के फ्लैंजों को धातु के बोल्ट या क्लिपों से जोड़ा जाता है, तो गैस पाइपलाइनों के फ्लैंजों को आपस में जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती। चूँकि गैस पाइपलाइनें ज्यादातर औद्योगिक पाइपलाइनें ही होती हैं, इसलिए यदि गैस पाइपलाइनों के फ्लैंजों में गंभीर क्षय हो जाता है, एवं विरोधकता मान 0.03Ω से अधिक हो जाता है, तो “दबाव वाली पाइपलाइनों की सुरक्षा संबंधी तकनीकी नियम – औद्योगिक पाइपलाइनें” (TSG D0001–2009) के अनुसार क्रॉस-कनेक्टिंग वायरों का उपयोग किया जा सकता है। तीन, पेट्रोकेमिकल पाइपलाइनों में फ्लैंजों का जोड़ना – पेट्रोलियम उद्योग से जुड़ी कंपनियों के लिए विद्युत-रोधकता की आवश्यकताएँ काफी अधिक होती हैं। तो, पाइपलाइनों में फ्लैंजों को जोड़ने संबंधी क्या कठोर नियम हैं? “पेट्रोकेमिकल धातु पाइपलाइनों के निर्माण संबंधी गुणवत्ता नियंत्रण मानक” (GB50517-2010) के अनुच्छेद 8.9.1 में निर्धारित है कि, जिन पाइपलाइनों में स्टैटिक ग्राउंडिंग आवश्यक है, वहाँ प्रत्येक फ्लैंज या थ्रेडेड कनेक्शन के बीच का विरोध मान 0.03Ω से अधिक होने पर, वहाँ वायरों का उपयोग करके कनेक्शन किया जाना आवश्यक है। “पेट्रोकेमिकल उद्योग में स्थैतिक विद्युत आधारण संबंधी डिज़ाइन मानक” (SH 3097-2000), एक औद्योगिक मानक के रूप में, **मानकों एवं उद्योग संबंधी मानकों की तुलना में अधिक कठोर है।** इस मानक के अनुच्छेद 4.3.3 में कहा गया है कि, पाइपलाइन प्रणाली में, जब धातु के फ्लैंजों को धातु के बोल्ट या क्लैंपों से जोड़ा जाता है, तो आमतौर पर अतिरिक्त विद्युत-संयोजन तार लगाने की आवश्यकता नहीं होती; लेकिन यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि कम से कम दो बोल्ट/क्लैंपों के बीच अच्छा विद्युत-संपर्क हो। “पेट्रोकेमिकल उद्योग – दहनशील माध्यमों से संबंधित पाइपलाइन निर्माण एवं स्वीकृति मानक” (SH 3501–2001) के अनुच्छेद 6.2.13 में कहा गया है कि, जिन पाइपलाइनों में विद्युत-भूमिकरण आवश्यक है, उनके विभिन्न खंडों के बीच अच्छा विद्युत-संचालन होना आवश्यक है। जब प्रत्येक फ्लैंज या थ्रेडेड कनेक्शन के बीच का विरोध मान 0.03Ω से अधिक होता है, तो वहाँ वायरों को आपस में जोड़ना आवश्यक है। “तेल भंडारण सुविधाओं के डिज़ाइन हेतु मानक” (GB 50074-2002) के नियम 14.2.14 के अनुसार, तेल/गैस पाइपलाइनों के फ्लैंज जुड़ने वाले बिंदुओं पर क्रॉस-कनेक्शन होना आवश्यक है। जब 5 या उससे अधिक बोल्टों से कनेक्शन किया जाता है, तो गैर-अपघटनकारी वातावरण में कनेक्शनों को आपस में जोड़ने की आवश्य “ऑटोमोबाइल ईंधन/गैस भरने हेतु स्टेशनों के डिज़ाइन एवं निर्माण संबंधी मानक” (GB 50156–2002) के नियम 10.3.3 में उल्लेख है कि विस्फोटक खतरे वाले क्षेत्रों में, तेल, तरल पेट्रोलियम गैस एवं प्राकृतिक गैस संबंधी पाइपलाइनों के फ्लैंजों, रबर ट्यूबों आदि के जोड़ों पर धातु के तारों का उपयोग करके संपर्क स्थापित किया जाना चाहिए। जब फ्लैंज को जोड़ने हेतु उपयोग में आने वाले बोल्टों की संख्या 5 या उससे अधिक हो, तो गैर-अपघटनकारी वातावरण में कनेक्शन हेतु किसी अतिरिक “रासायनिक उद्योगों में स्थैतिक विद्युत सुरक्षा निरीक्षण नियम” (HG/T23002-92), जो कि स्थैतिक विद्युत सुरक्षा निरीक्षण हेतु एक उद्योग मानक है, के नियम 5.1.2 में यह उल्लेख किया गया है कि यदि धातुओं से बने उपकरणों को, या पाइपों को धातु के फ्लैंजों के द्वारा आपस में जोड़ा जाता है, तो अलग से कोई कनेक्शन तार लगाने की आवश्यकता नहीं है; लेकिन ऐसे जोड़ों में कम से कम दो बोल्टों का उपयोग अवश्य किया जाना चाहिए। इससे यह स्पष्ट होता है कि पेट्रोकेमिकल पाइपलाइनों के फ्लैंजों पर क्रॉस-कनेक्शन आवश्यक है या नहीं, यह उनके प्रतिरोध मान या बोल्टों की संख्या पर निर्भर करता है; अतः सभी फ्लैंजों पर क्रॉस-कनेक्शन अनिवार्य नहीं है। चार, निष्कर्ष: उपर्युक्त विवरणों से यह स्पष्ट है कि सभी धातु के पाइप फ्लैंजों को आपस में जोड़ना आवश्यक नहीं है। क्या क्रॉस-कनेक्शन आवश्यक है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि डिज़ाइन दस्तावेज़ों में स्थैतिक विद्युत के लिए ग्राउंडिंग की आवश्यकता उल्लेखित है या नहीं। यदि डिज़ाइन संबंधी दस्तावेज़ उपलब्ध न हों, तो केवल प्रतिरोध मानों को मापकर ही इसका निर्धारण किया जा सकता है। जब फ्लैंजों के बीच का प्रतिरोध मान 0.03Ω से अधिक हो जाता है, तो वहाँ वायर लगाना आवश्यक हो जाता है। यह तय करने हेतु कि क्या स्प्लाइस की आवश्यकता है, फ्लैंज द्वारा जोड़ने की विधि या धातु के बोल्टों की संख्या का उपयोग किया जाता है।
यह गैस पाइपलाइनों एवं पेट्रोकेमिकल उद्योगों में प्रयोग में आने वाली पाइपलाइनों के लिए उपयुक्त है; सामान्य औद्योगिक पाइपलाइनों के लिए फ्लैंज-आधारित विद्युत संयोजन उपकरण/स्प्लाइस उपयुक्त नहीं हैं।
4.2.1 ज्वलनशील गैसों, तरल हाइड्रोकार्बनों, ज्वलनशील तरल पदार्थों एवं ज्वलनशील ठोस पदार्थों से संबंधित पाइपलाइनों में, निम्नलिखित स्थानों पर स्थिर विद्युत आधारण व्यवस्था होनी आवश्यक है:
a) उपकरणों/सुविधाओं में प्रवेश/निकास के स्थानों पर। ; ख) विस्फोटक खतरे वाले क्षेत्रों की सीमाएँ ; ग) पाइपलाइन पंप, तथा उनके फिल्टर, बफर आदि। 4.2.2 पॉलीओलेफिन रेजिन संसाधना प्रणाली, परिवहन प्रणाली एवं भंडारण क्षेत्रों में विद्युत-स्थिरीकरण प्रणाली होनी आवश्यक है; कहीं भी ऐसे अलग-थलग चालक तत्व नहीं होने चाहिए जो विद्युत-स्थिरीकृत न हों। 4.2.3 लंबी दूरी तक फैले, बिना किसी शाखा वाले पाइपलाइनों को हर 100 मीटर पर विद्युत-चुम्बकीय आधार से मजबूती से जोड़ना आवश्यक है। 4.2.4 जब समानांतर पाइपों के बीच की दूरी 100 मिमी से कम होती है, तो हर 20 मीटर पर एक क्रॉस-वायर लगाना आवश्यक है। जब पाइपों का आपस में संपर्क होता है, एवं उनके बीच की दूरी 100 मिमी से कम होती है, तो ऐसी स्थिति में क्रॉस-कनेक्शन वायर लगाना आ 4.2.5 ज्वलनशील गैसों, तरल हाइड्रोकार्बनों, एवं ज्वलनशील तरल पदार्थों से संबंधित पाइपलाइनों के बीच, तथा पाइपलाइनों एवं उपकरणों/वाल्वों के बीच के धातुई कनेक्शनों को मजबूत बनाने हेतु धातु के स्क्रू या क्लैम्पों का उपयोग किया जाता है; ऐसी स्थिति में अलग से इलेक्ट्रोस्टैटिक कनेक्टर लगाने की आवश्यकता नहीं होती। 4.2.6 ऐसी पाइपलाइनों में, जिनके माध्यम से विद्युत-चालित गैसों के द्वारा ज्वलनशील ठोस पदार्थों को एक स्थान से दूसरे स्थान तक पहुँचाया जाता है, पाइपलाइनों के बीच के जोड़ों पर, तथा पाइपलाइनों एवं उपकरणों/वाल्वों के बीच के जोड़ों पर भी कनेक्शन फ्लैंज लगाना आवश्यक है। इन कनेक्शन फ्लैंजों को विद्युत-शून्य बिंदु से ठीक तरह से जोड़ना आवश्यक है; साथ ही, हर 100 मीटर की दूरी पर भी ऐसे कनेक्शन फ्लैंज लग 4.2.7 प्रक्रिया पाइपलाइनों के हीटिंग आसपास की पाइपलाइनों को, उनके वायु-प्रवेश बिंदु एवं जल-प्रवेश बिंदुओं पर, प्रक्रिया पाइपलाइनों के समान विभव पर ही जोड़ा जाना चाहिए। 4.2.8 जब वेंट पाइपों एवं इन्सुलेशन परतों की सुरक्षा हेतु पतली धातु की प्लेटों का उपयोग किया जाता है, तो उन्हें आपस में जोड़ने हेतु मशीनों का उपयोग किया जाना चाहिए, एवं बोल्टों का उपयोग करके उन्हें विद्युत रूप से भी आपस में जोड़ा जाना 4.2.9 धातु की पाइपलाइनों के बीच में स्थित गैर-धातुीय भागों पर विशेष एंटी-स्टैटिक उपाय करने के अलावा, दोनों सिरों पर स्थित धातु की पाइपों को क्रमशः ग्राउंड वायर से जोड़ना आवश्यक है; या फिर 6 मिमी² से अधिक क्षेत्रफल वाले कई तारों वाले इन्सुलेटेड तारों का उपयोग करके उन्हें ग्राउंड से जोड़ा जा सकता है। 4.2.10 गैर-चालक पाइपों के सभी धातु घटकों को जमीन से जोड़ा जाना आवश्यक है। 4.2.11 भूमिगत, सीधे दफनाए गए धातु के पाइपों को स्टैटिक ग्राउंडिंग की आवश्यकता नहीं होती।