पुराने केबल भंगुर क्यों हो जाते हैं – उम्र बढ़ने का विज्ञान

क्या आपने कभी किसी पुराने बिजली के तार को मोड़ने की कोशिश की है, और फिर चटकने की आवाज़ सुनी हो और इन्सुलेशन उखड़ते हुए देखा हो? या फिर दशकों पुराने तार को दीवार से खींचा हो और पाया हो कि उसकी प्लास्टिक कोटिंग सख्त और भुरभुरी है?भंगुरताकेबल के पुराने होने का संकेत। नए केबल लचीले और मजबूत होते हैं। पुराने केबल सख्त, फटे हुए और खतरनाक हो जाते हैं। लेकिन ऐसा क्यों होता है? इसका जवाब रसायन विज्ञान, भौतिक विज्ञान और पर्यावरणीय कारकों में छिपा है। यह लेख केबल के पुराने होने के पीछे के विज्ञान और इससे निपटने के उपायों पर प्रकाश डालता है।

1. आंतरिक शत्रु: पॉलिमर का क्षरण

अधिकांश केबल इन्सुलेशन और जैकेट बने होते हैंपॉलिमर– अणुओं की लंबी श्रृंखलाएँ (जैसे पीवीसी, पॉलीइथिलीन या रबर)। ये श्रृंखलाएँ पदार्थ को लचीलापन और मजबूती प्रदान करती हैं। समय के साथ, विभिन्न बल इन श्रृंखलाओं को छोटे टुकड़ों में तोड़ देते हैं। छोटी श्रृंखलाएँ एक-दूसरे के ऊपर आसानी से नहीं सरक सकतीं; पदार्थ टूट जाता है।नाज़ुकइस प्रक्रिया को कहा जाता है।बहुलक क्षरण.

अपघटन कई प्रक्रियाओं के माध्यम से होता है, जो अक्सर एक साथ काम करती हैं।

2. ऊष्मा: एक मूक त्वरक

गर्मी केबलों के पुराने होने का सबसे आम कारण है। करंट प्रवाहित होने पर केबल गर्म हो जाते हैं। तापमान में लगभग हर 10°C की वृद्धि से केबल गर्म हो जाते हैं।दोगुना हो जाता हैरासायनिक अभिक्रियाओं की दर, जिसमें अपघटन भी शामिल है। सामान्य परिचालन सीमाओं के भीतर भी (उदाहरण के लिए, पीवीसी के लिए 70°C), वर्षों की गर्मी धीरे-धीरे बहुलक बंधों को तोड़ देती है।

यदि केबल पर अधिक भार हो या उसमें हवा का संचार ठीक से न हो, तो वह और भी अधिक गर्म हो जाती है। इन्सुलेशन खराब हो सकता है।ऊष्मीय रूप से ऑक्सीकरणऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करके यह भंगुर, चूने जैसा पदार्थ बनाता है। अत्यधिक मामलों में, प्लास्टिक पिघल जाता है, लेकिन आमतौर पर यह केवल कठोर होकर टूट जाता है।

उदाहरण:एक पुराना टोस्टर का तार, बार-बार गर्म और ठंडा होने से, सख्त हो जाता है और जहां से यह मुड़ता है वहां से फट सकता है।

3. ऑक्सीकरण: केबल को सांस के जरिए अपनी जान गंवाना

ऑक्सीजन हर जगह मौजूद है, यहाँ तक कि केबल इन्सुलेशन के अंदर भी (पॉलिमर के माध्यम से फैलती हुई)। ऑक्सीजन पॉलिमर श्रृंखलाओं के साथ एक प्रक्रिया में प्रतिक्रिया करती है जिसे कहा जाता हैऑक्सीकरणयह बहुत धीमी गति से जलने जैसा है। ऑक्सीकरण से यह प्रक्रिया होती है।मुक्त कण– ये अत्यधिक प्रतिक्रियाशील अणु होते हैं जो पड़ोसी श्रृंखलाओं पर हमला करते हैं, जिससे और अधिक टूट-फूट होती है।

ऑक्सीकरण की प्रक्रिया निम्न कारकों द्वारा तेज होती है:

• ऊष्मा (तापीय ऑक्सीकरण)

• प्रकाश (फोटो-ऑक्सीकरण)

• कुछ रसायन (जैसे, ओजोन)

परिणामस्वरूप, पॉलीमर का आणविक भार कम हो जाता है और पदार्थ भंगुर हो जाता है। आपको सतह पर पाउडर जैसी संरचना या छोटी-छोटी दरारें दिखाई दे सकती हैं।

4. पराबैंगनी विकिरण: सूर्य का हमला

सूर्य के प्रकाश में पराबैंगनी (यूवी) विकिरण होता है। यूवी फोटॉनों में बहुलक बंधों को सीधे तोड़ने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। यही कारण है कि...फोटो-अपघटनबाहर (या खिड़कियों के पास) लगाए गए केबल सबसे ज्यादा प्रभावित होते हैं। पीवीसी, पॉलीथीन और रबर, ये सभी पदार्थ सुरक्षा प्रदान न किए जाने पर पराबैंगनी किरणों के कारण खराब हो जाते हैं।

पराबैंगनी किरणों से होने वाले नुकसान के लक्षण:सफेद पाउडर जमना, रंग फीका पड़ना, सतह पर दरारें पड़ना और लचीलेपन में कमी आना।

कई बाहरी केबलों मेंप्रंगार कालाया हानिकारक विकिरण को अवशोषित करने के लिए यूवी स्टेबलाइज़र का उपयोग किया जाता है। लेकिन ये योजक दशकों में रिसकर बाहर निकल सकते हैं, जिससे अंततः पॉलिमर असुरक्षित हो जाता है।

5. नमी और जल अपघटन

पानी सिर्फ एक सुचालक ही नहीं है; यह कुछ पॉलिमर पर रासायनिक रूप से हमला भी कर सकता है।हाइड्रोलिसिसयह जल अणुओं द्वारा बहुलक श्रृंखलाओं का टूटना है, विशेषकर उच्च तापमान पर। कुछ पदार्थ (पॉलिएस्टर, पॉलीयुरेथेन) पीवीसी या पॉलीइथिलीन की तुलना में अधिक संवेदनशील होते हैं, लेकिन वे भी नम, गर्म वातावरण में कई वर्षों में विघटित हो सकते हैं।

नमी भी बढ़ावा देती हैजंगधातु के चालकों और परिरक्षणों के कारण गर्मी उत्पन्न होती है और इन्सुलेशन को नुकसान पहुंचने की प्रक्रिया तेज हो जाती है।

6. रासायनिक हमला: द साइलेंट ईटर

औद्योगिक या प्रदूषित वातावरण में स्थित केबल निम्नलिखित के संपर्क में आ सकते हैं:

• ओजोन (इलेक्ट्रिक मोटर, वेल्डर या यूवी प्रकाश से)

• विलायक (तेल, ईंधन, सफाई एजेंट)

• कारखाने के उत्सर्जन या मिट्टी से उत्पन्न अम्ल या क्षार

ओजोन कई प्रकार के रबरों के लिए विशेष रूप से हानिकारक है (उदाहरण के लिए, ईपीडीएम प्रतिरोधी है, लेकिन प्राकृतिक रबर नहीं)। यह नुकसान पहुंचाता है।क्रेजिंग– सतह पर पड़ने वाली छोटी-छोटी दरारें जो तनाव के कारण बढ़ती हैं।

7. प्लास्टिसाइज़र माइग्रेशन (पीवीसी के लिए)

पीवीसी (पॉलीविनाइल क्लोराइड) प्राकृतिक रूप से कठोर होता है। इसे लचीला बनाने के लिए, निर्माता इसमें कुछ पदार्थ मिलाते हैं।प्लास्टिसाइज़र– ये छोटे अणु होते हैं जो पॉलिमर श्रृंखलाओं के बीच फंस जाते हैं, जिससे वे फिसलने लगते हैं। समय के साथ, प्लास्टिसाइज़र सतह पर आ सकते हैं और वाष्पित हो सकते हैं, या पानी या तेल द्वारा रिसकर बाहर निकल सकते हैं।

जब प्लास्टिसाइज़र की हानि लगभग 30% से अधिक हो जाती है, तो पीवीसी कठोर और भंगुर हो जाता है। यही कारण है कि पुराने पीवीसी पावर कॉर्ड (जैसे कि पुराने उपकरणों में लगे हुए) मोड़ने पर अक्सर टूट जाते हैं।

अन्य पॉलिमर(XLPE, सिलिकॉन, EPDM) प्लास्टिकराइज़र पर निर्भर नहीं होते; ये रासायनिक संरचना के कारण लचीले होते हैं। यही कारण है कि ये अक्सर PVC की तुलना में बेहतर टिकाऊपन प्रदर्शित करते हैं।

8. यांत्रिक तनाव और थकान

भले ही पदार्थ रासायनिक रूप से सही हो, बार-बार मोड़ने, कंपन करने या झुकाने से नुकसान हो सकता है।यांत्रिक थकानतनाव के केंद्र बिंदुओं (खरोंच, तीखे मोड़) पर दरारें शुरू होती हैं और समय के साथ बढ़ती जाती हैं। एक भंगुर, पुराने केबल में, एक बार का हल्का सा मोड़ भी पूरी तरह से टूटने का कारण बन सकता है।

उदाहरण:दरवाजे के बंद होने पर हर बार कब्ज़ा एक केबल को दबा देता है। वर्षों बाद, इन्सुलेशन में दरारें पड़ जाती हैं और कंडक्टर टूट सकते हैं।

9. केबल कितने समय तक चलते हैं?

सामग्री, पर्यावरण और उपयोग के आधार पर जीवनकाल में काफी भिन्नता होती है:

ये अनुमान हैं। कई केबल जल्दी खराब हो जाते हैं; कुछ लंबे समय तक चलते हैं। मुख्य बात नियमित निरीक्षण है।

10. आप क्या कर सकते हैं

• सही केबल चुनेंगर्म क्षेत्रों के लिए सिलिकॉन या एक्सएलपीई का उपयोग करें। बाहरी यूवी विकिरण से बचाव के लिए कार्बन ब्लैक युक्त केबल या यूवी-रेटेड जैकेट का उपयोग करें। गीले या रासायनिक विकिरण के संपर्क में आने वाले स्थानों के लिए विशेष यौगिकों का उपयोग करें।

• अधिक भार डालने से बचें– ऊष्मा के कारण होने वाली क्षति को कम करने के लिए केबल की एम्पेसिटी के भीतर ही करंट बनाए रखें।

• धूप से बचाएं– बाहरी केबलों के लिए कंड्यूट, ट्रंकिंग या यूवी-ब्लॉकिंग रैप का उपयोग करें।

• नियमित रूप से निरीक्षण करें– दरारें, कड़ापन, सफेदी या रंग में बदलाव देखें। अगर केबल सख्त लगे या उसमें दरारें दिखाई दें, तो उसे बदल दें।

• पुरानी वायरिंग बदलें– यदि आपके घर या परिसर में 40-50 वर्ष से अधिक पुरानी वायरिंग है, तो पेशेवर निरीक्षण पर विचार करें। कमजोर इन्सुलेशन आग का खतरा पैदा कर सकता है।

पुराने केबल गर्मी, ऑक्सीकरण, यूवी किरणों, रासायनिक क्षति या प्लास्टिसाइज़र की कमी के कारण अपनी पॉलीमर श्रृंखलाओं के टूटने से भंगुर हो जाते हैं। यह टूटना स्वाभाविक है, लेकिन कठोर परिस्थितियों या अधिक भार के कारण यह प्रक्रिया तेज हो सकती है। इस प्रक्रिया के पीछे के विज्ञान को समझने से आपको लंबे समय तक चलने वाले केबल चुनने, उन्हें पर्यावरणीय कारकों से बचाने और उन्हें बदलने का सही समय जानने में मदद मिलती है। एक लचीला केबल सुरक्षित और टिकाऊ होता है।

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