Ремонт кислотно щелочных аккумуляторов

Устранение неисправностей щелочных аккумуляторов

Аккумуляторные батареи бывают нескольких типов: никель-кадмиевые, никель-металлгидридные, литий-ионные, свинцово-кислотные. Применяются они обычно в автомобильной и садовой технике, преобразователях напряжения (инверторах).
Большинство неисправностей, которые возникают в аккумуляторе в результате плохого ухода и неправильной эксплуатации, проявляется в снижении его емкости. Основные причины ее снижения: накопление в электролите углекислого калия, вредных примесей, короткие замыкания и повышенная утечка тока, длительная работа на электролите из едкого калия, систематический недозаряд, продолжительные разряды слабыми токами. Если установлено, что в электролите имеется углекислый калий или вредные примеси, то его заменяют, после чего емкость, как правило, восстанавливается.

Причиной коротких замыканий и утечки тока является образование солей или загрязнение электролита. В этом случае заменяют электролит, проверяют изоляцию между аккумуляторами, очищают их от пыли и грязи. Замыкания, вызванные разбуханием пластин, устранить нельзя. Продолжительная эксплуатация щелочных аккумуляторов на электролите из раствора едкого калия при повышенных температурах (свыше 25 °С) часто приводит к понижению емкости на 25—40% из-за изменения структуры положительного электрода. Такие аккумуляторы выявляются при периодическом проведении контрольно-тренировочных циклов.

Потеря емкости может происходить и вследствие систематического недозаряда аккумуляторов, например из-за неисправного амперметра на зарядном устройстве, длительного их бездействия или при частых разрядах слабыми токами. При этом АБ теряют часть своей емкости в результате неполного восстановления активной массы в глубинных слоях электродов.

Необходимо отметить, что даже нормально работающие щелочные аккумуляторы имеют саморазряд. Их минимально допустимая емкость при эксплуатации должна составлять 40% от номинального ее значения, а при хранении — 70%. Так, никель-кадмиевые аккумуляторы за месяц саморазряжаются на 10—20%, никель-железные — на 40—60%. Характерной особенностью щелочных аккумуляторов является то, что интенсивность саморазряда уменьшается при хранении. Таким образом, исправный аккумулятор не может саморазрядиться до нуля. Если же наблюдается повышенный саморазряд, а основной его признак — медленный заряд и быстрая потеря напряжения после заряда, то надо проверить, нет ли короткого замыкания или утечки тока вследствие загрязнения электролита.

У аккумуляторов с повышенным саморазрядом можно восстановить емкость путем замены электролита и последующим проведением контрольно-тренировочных циклов.

Однако существует ряд причин повышенного саморазряда, многие из которых в обычных условиях устранить нельзя. Одна из них — загрязнение электролита вредными примесями, удалить которые не всегда удается даже при его замене. К вредным примесям относятся карбонаты, а также медь, алюминий и олово. Медь, например, может попадать в электролит с дистиллированной водой (из труб и кранов дистиллятора), олово — с водой, которая хранится в луженой посуде.

Случайное попадание в аккумуляторы кислот также выводит их из строя. Поэтому при обслуживании щелочных аккумуляторов нельзя применять ту же посуду и принадлежности (воронки, мензурки, стаканы, ареометры, груши и т. п.), которые использовались при работе с электролитом кислотных аккумуляторов.

У корпусов щелочных аккумуляторов возможно разбухание (выпучивание) стенок вследствие превышения давления внутри аккумулятора при газообразовании из-за засорения вентильных пробок. Чтобы устранить это, осторожно выворачивают пробку и выпускают скопившийся газ. Если стенки аккумулятора остаются выпученными, то его разряжают до напряжения 1 В нормальным током, выливают электролит и с помощью тисков и деревянных прокладок придают корпусу аккумулятора требуемую форму. Затем его заряжают.

Отремонтированные аккумуляторы заливают электролитом с плотностью 1,23 г/см3, подвергают 1—2 тренировочным циклам, заряжают нормальным током и сдают в эксплуатацию.

При эксплуатации щелочных батарей может наблюдаться ненормально интенсивное газовыделение из отключенного аккумулятора или полное его отсутствие из одного неисправного аккумулятора во время заряда батареи, в то время как из других ее аккумуляторов происходит нормальное газовыделение.

Ненормально высокое газовыделение из отключенного аккумулятора происходит потому, что в активную массу пластин проникли вредные примеси, находящиеся в электролите. Причиной полного отсутствия газовыделения являются короткие замыкания или слишком глубокий разряд аккумулятора. Устранить короткие замыкания внутри аккумулятора сложно. Они обычно возникают либо из-за накопления осадков активные массы между пластинами, либо из-за чрезмерного набухания отдельных ламелей, а иногда и их разрыва. В первом случае осадки активной массы, попавшие между пластинами, можно сравнительно легко удалять, промывая аккумулятор подщелоченной водой и одновременно резко встряхивая его. Во втором случае промывка эффекта не дает, и такие аккумуляторы заменяют новыми..

Если же рекомендуемые действия не приносят желаемых результатов, то неисправность можно устранить смещением блока пластин. Для этого снимают междуэлементные соединения неисправного аккумулятора с соседними исправными, ослабляют гайки выводов, которыми крепятся блоки пластин к крышке аккумулятора, и легким постукиванием деревянной или свинцовой киянки по концам выводных борнов осаживают блок пластин (насколько возможно) вниз. Затем, закручивая гайки выводов, подтягивают блок пластин к крышке корпуса на прежнее место. После устранения короткого замыкания аккумулятор снова собирают для дальнейшей эксплуатации.

При нормальной работе отдельных аккумуляторов батарея, составленная из них, может не отдавать полной емкости. Одна из причин этого явления — неудовлетворительная изоляция аккумуляторов один от другого и от ящика или каркаса, в котором собрана батарея, что и приводит к утечке тока через покрытые грязью, солями или влагой детали. В этом случае достаточно поверхности аккумуляторов и ящика (каркаса) батареи вытереть насухо ветошью. Если же утечка тока продолжается, то все детали батареи очищают от грязи и солей и затем ее собирают.

Устранив все неисправности, проводят контрольно-тренировочные циклы заряд—разряд. В процессе контрольного цикла определяют емкость аккумуляторов и батарей.

Серебряно-цинковые аккумуляторы имеют ряд особенностей. Ремонт их сложен, и восстановление в войсковых условиях возможно только при возникновении простых легкоустранимых неисправностей.

Источник

Ремонт щелочных аккумуляторов.

При технической эксплуатации щелочных АБ применяют такие же приборы, устройства и материалы, как и при ТЭ кис­лотных АБ, за исключением некоторых особенностей: для раз­мешивания раствора щелочи можно применять стальные па­лочки; посуда для приготовления электролита должна быть стальной или чугунной.

Приготовление электролита. Для приготовления электролита используют едкий калий марок А и Б (соответст­венно твердый и жидкий); едкий натр (сода каустическая) сорта А; едкий литий аккумуляторный, составную щелочь сор­тов А и Б (соотношение LiOH/KOH соответственно 0,040…0,045 и 0,028. 0,032).

Для получения из щелочей растворов нужной концентрации используют дистиллированную воду. Разрешается доливать в аккумуляторы сырую питьевую подщелоченную воду (2 части воды на 1 часть электролита).

В зависимости от требуемой плотности, г/см 3 , электролита из гранулированных составных щелочей (при температуре 15 °С) объем, л, воды на 1 кг щелочи составляет:

для калиевого электролита

1,19 . 2,93 1,21 2,63

1,20 . 2,79 1,22 2,50

для натриевого электролита

1,17 . 4,85 1,19 4,26

Нужное количество воды наливают в сосуд, стальными щип­цами или пинцетом кладут в него небольшие кусочки щелочи и перемешивают ее в воде стеклянной палочкой или железным прутиком (при этом раствор нагревается). Остывший электро­лит доводят до требуемой плотности, добавляя воду или ще­лочь, дают ему отстояться в течение3. 12 ч до полного освет­ления. Чистый и светлый электролит сливают в бутыль и плот­но закрывают притертой пробкой.

Если раствор приготовлен не из составной щелочи, то для приготовления составного электролита к нему при тщатель­ном перемешивании добавляют едкий литий из расчета 20г на 1л раствора едкого калия плотности 1,19. 1,21; 10 г на 1 л раствора едкого натра плотностью 1,17. 1,19. При использова­нии составного электролита срок его службы составляет при­мерно 750 циклов заряд-разряд, при использовании простого электролита- 250. 350 циклов.

Для приготовления электролита заданной плотности реко­мендуется использовать концентрированные растворы щелочи, при этом концентрированный раствор щелочи выливают в со­суд с водой. В связи с тем, что значение плотности электроли­та, изменяется в зависимости от температуры (в качестве номи­нальной принята температура 15 °С), показания ареометра не­обходимо корректировать с помощью поправки, значение кото­рой составляет 0,0025 при изменении температуры на каждые 10 °С. При температурах, больших 15 °С, поправку прибавля­ют, при температурах, меньших 15 °С, вычитают.

Для аккумуляторов, работающих при температуре -15…+45 °C, применяют калиевый составной электролит плот­ностью1,19. 1,21; при температурах 10. 45 °С-натриевый составной электролит; при температурах ниже -15 °С -ка­лиевый простой электролит плотностью 1,25. 1,27.

Ввод в эксплуатацию АБ, хранившихся в сухом виде. По­верхность аккумуляторов очищают от пыли и соли, проверяют правильность соединения положительных и отрицательных вы­водов, плотность затяжки гаек междуэлементных соединений. Аккумуляторы заливают отстоявшимся электролитом температурой не выше 30 °С (лучше 16. 20°). После 2-часовой про­питки пластин проверяют напряжение каждого аккумуляторе (при отсутствии напряжения необходимо продолжать пропитку еще на 10 ч, если в этом случае напряжение отсутствует, то аккумулятор нужно заменить). Затем проверяют уровень электролита над пластинами (должен быть 5. 12 мм) и проводят усиленный заряд в течение 12 ч (первые 6 ч нормальным за­рядным током, затем током, равным половине нормального).После этого разряжают аккумулятор в течение 4 ч нормальным разрядным током, А, численно равным 1/8 значения емкости аккумулятора. Указанный режим заряд-разряд повто­ряют 2. 3 раза, после чего аккумуляторы пригодны для эксплуатации.

Заряд АБ. У щелочных аккумуляторов различают нормальный, усиленный и ускоренный заряды.

Основным режимом заряда является нормальный, выполня­емый током нормального заряда в соответствии с Инструкци­ей по эксплуатации. При отсутствии указаний нормальный за­ряд проводят током, А, равным 1/4 значения номинальной емкости аккумуляторов, в течение 6 ч.

Усиленный заряд проводят током нормального заряда в те­чение 10. 12 ч. Он необходим в следующих случаях: при вво­де в действие новых аккумуляторов; после смены электролита в используемых аккумуляторах; после 10. 12 циклов заряд-разряд нормальным током; после глубоких разрядов ниже до­пустимых конечных напряжений; для аккумуляторов, исполь­зуемых в режиме автоматического подзаряда (не реже одного раза в месяц); для всех аккумуляторов не реже одного раза в 6 мес. Применение усиленных зарядов обусловлено необхо­димостью более полного восстановления активной массы элек­тродов аккумулятора.

Ускоренный заряд допускается только при крайней необхо­димости уменьшения времени заряда и проводится током, вдвое большим тока нормального заряда, в течение 3 ч. При ускорен­ном заряде надо внимательно следить за температурой элек­тролита. Частые ускоренные заряды уменьшают срок службы аккумуляторов.

Во время всех видов зарядов необходимо вести наблюдение за постоянством значения зарядного тока, напряжением акку­муляторов (напряжение аккумуляторов нужно измерять через каждые 2 ч), температурой, уровнем и плотностью электроли­та в контрольных элементах, газовыделением, эффективностью действия систем вентиляции.

Температура составного электролита не должна быть выше 45 °С, простого на основе едкого натра — выше 40 °С, на осно­ве едкого калия — выше 35 °С. При достижении предельной температуры необходимо уменьшить зарядный ток вдвое или прервать заряд на время, необходимое для снижения темпе­ратуры электролита на 5. 10 °С.

Вытекающий из аккумуляторов во время заряда электролит надо собирать с помощью резиновой груши, не допуская eго стекания в батарейный ящик, так как это увеличивает степень саморазряда аккумуляторов.

У исправных аккумуляторов напряжение элементов в нача­ле заряда должно быть 1,45. 1,55 В, в конце заряда — 1,75. 1,85 В. Признаком окончания заряда является постоянство на­пряжения в течение 2. 3 ч при обильном газовыделении во всех элементах. Следует отметить, что газовыделение может начаться и сразу же после включения аккумуляторов на заряд. Чрезмерный заряд для щелочных аккумуляторов не вреден (режим заряда лучше вести по времени, выдерживая нормаль­ный ток). Недостаточный же заряд крайне вреден, так как при этом уменьшаются емкость аккумуляторов и срок их службы.

После заряда необходимо проверить уровень электролита в элементах и плотность электролита в контрольных элементах, протереть зажимы и междуэлементные соединения ветошью и смазать их, ввернув пробки (после остывания электролита), измерить напряжение аккумуляторов и контрольных элементов с ввернутыми пробками и оставшимся электролитом (через 2 ч после заряда).

Разряд АБ. Заряженность щелочных аккумуляторов во время разряда можно контролировать по значению напряже­ния. Разряд проводят различными токами до соответствующего предельного конечного напряжения элементов при различных режимах: 1,1 В при 8-часовом и более; 1,0 В при 5-часовом; 0,8 В при 3-часовом; 0,5 В при часовом. Нормальным разряд­ным режимом считается 8-часовой (при этом разрядный ток, А, численно равен 1/8 емкости аккумулятора).

Рекомендуется не реже одного раза в 6 мес разряжать ак­кумуляторы током 6-часового режима разряда до напряжения 1В. 1,2 В на элемент, после чего проводить усиленный заряд.

Тренировочный цикл. Щелочные аккумуляторы через 50. 60 циклов заряд-разряд, но не реже одного раза в год, а также после смены электролита подвергают контроль­ным испытаниям. Порядок испытаний: провести усиленный за­ряд; разрядить АБ током 8-часового режима до напряжения 1,0В на зажимах каждого элемента; провести нормальный заряд; повторно разрядить АБ током 8-часового режима до на­пряжения 1,0 В, измеряя напряжение каждого аккумулятора через 1 ч, а при достижении 1,1 В -через каждые 15 мин; по данным разряда определить емкость , где I_р— ток раз­ряда, А; t_p-время разряда, ч.

Аккумуляторы, преждевременно достигшие напряжения 1,0 В, выводят из разряда. Аккумуляторы, емкость которых на 20 % меньше, чем у остальных, заменяют.

Неисправности щелочных АБ в большинстве случаев возни­кают из-за несоблюдения в процессе ТЭ требований заводских инструкций и ПТЭ. В табл. 6.26 приведены характерные неисправности щелочных АБ, возникающие при их работе, и спо­собы их устранения, а в табл. 6.27 указаны способы ремонта щелочных АБ.

Таблица 6.26. Характерные неисправности щелочных аккумуляторов

Неисправность	Причина	Способ устранения
Пониженная ем­кость	Нарушение правил экс­плуатации и в первую оче­редь требований, предъявля­емых к электролиту. Загряз­нение электролита вследст­вие длительной работы, на­личия примесей, содержа­ния углекислого калия или натрия более 70 г/л Изменение плотности элек­тролита Понижение уровня элек­тролита (обнажена часть пластин) Глубокий разряд неболь­шим током Систематический недозаряд Утечка тока в цепи бата­реи Высыпание активной массы из пластин	Разрядить батарею током нормального режима до на­пряжения в 1 В на элемент. Электролит слить со встряхиванием. Залить акку­мулятор подщелоченной во­дой. Через 2 ч воду слить со встряхиванием и залить второй раз. Через сутки во­ду слить со встряхиванием и залить новый электролит плотностью на 0,02 выше нормы и после 2 ч пропит­ки пластин провести контрольно-тренировочный цикл. Затем дать усиленный за­ряд током 1 /3 емкости в те­чение 10 ч Довести плотность элек­тролита до нормы и прове­сти усиленный заряд Восстановить уровень электролита Дать два усиленных за­ряда, при этом разряжать батарею током нормального режима Проверить схему зарядной цепи и работу амперметра при заряде Измерить сопротивление изоляции с помощью вольт­метра и устранить причину утечки Сменить электролит и вос­становить емкость путем тренировочных зарядов. При невозможности восста­новления емкости заменить аккумулятор
Ненормальное газовыделение
Усиленное газо­выделение при за­ряде и разряде	Примеси в электролите Короткое замыкание у ак­кумулятора: во внешней це­пи в результате образования большого количества солей и загрязнения поверхности аккумулятора внутри акку­мулятора	Сменить электролит и дать усиленный заряд Очистить поверхность, уст­ранить короткое замыкание Сменить электролит
Ненормальное напряжение
Пониженное на­пряжение при разомкнутой цепи Пониженное на­пряжение при за­ряде и разряде Повышенное на­пряжение при за­ряде и понижен­ное при разряде	Короткое замыкание; большое количество осад­ков; выпучивание пластин или стенок сосудов Утечка тока; короткое за­мыкание в аккумуляторе Ослаблены контакты в ба­тарее; загрязнена поверх­ность аккумуляторов; понижена плотность электро­лита	Сменить электролит,при выпучивании пластин заме­нить аккумулятор Проверить изоляцию, уст­ранить причину утечки и короткое замыкание Проверить затяжку кон­тактов; очистить батарею; откорректировать плотность электролита
Повышенный самозаряд
Быстрое умень­шение напряжения после заряда Медленный за­ряд	Загрязнение поверхности аккумулятора Загрязнение электролита Понижение электрического сопротивления изоляции батареи, а также судовой электроцепи	Очистить батарею Заменить электролит. Про­верить сопротивление изо­ляции токопроводящей цепи относительно корпуса судна и устранить утечку тока
Выпучивание
Выпучивание со­суда аккумуля-тора Выпучивание пластин, пониже­ние напряжения на аккумуляторе	Неисправности вентиляционных пробок и в результате высокое давление скопившихся газов В активную массу пластин попали вредные примеси	Если после вывинчивания пробки стенки аккумулято­ра останутся выпученными, необходимо разрядить акку­мулятор нормальным током до напряжения 1 В и с по­мощью тисков с деревянны­ми прокладками выпрямить стенки аккумулятора, после чего вылить электролит с встряхиванием. Если ламели не нарушены, то электролит чистый. Если электролит за­грязнен, промыть аккумуля­тор подщелоченной водой, залить чистый электролит и дать контрольный заряд Аккумулятор подлежит замене
Чрезмерный нагрев аккумулятора
Нагрев корпуса аккумулятора Нагрев борнов (выводов) Быстрое образо­вание солей	Повышенный ток заряда, замыкание между пластина­ми Электролит не покрывает пластины Ослабление контактов на борнах Высокий уровень электро­лита. Повышенная плот­ность электролита Ослабление сальников на выводных борнах через крышку аккумулятора	Выключить с заряда и дать остыть, продолжить за­ряд нормальным током Отрегулировать уровень электролита и дать кон­трольный заряд Проверить надежность контактов Довести уровень до нор­мы. Установить нормальную плотность Проверить затяжку гаек сальников

Таблица 6.27. Ремонт щелочных аккумуляторов

Вид повреждения

Способ ремонта

Коррозия корпуса Течь бака аккумуля­тора

Очистить ветошью, смоченной керосином Слить электролит из корпуса, насухо протереть поверхность, поврежденные места зачистить наж­дачной бумагой или напильником до металличе­ского блеска. Зачищенное место нагреть до тем­пературы 60. 80 °С, наплавить сталь или запа­ять кадмием. Перед пайкой кадмием зачищенное место смочить соляной кислотой, травленной цин­ком. Дефектное место окрасить битумным лаком

Вопросы для самопроверки

1. Какие объемы работы выполняются при текущем, среднем, капиталь­ном ремонтах судового электрооборудования?

2. Для чего нужна предремонтная и окончательная дефектация СЗО?

3. Для чего нужны операционные и приемо-сдаточные испытания?

4. Какие ремонтные документы вам известны?

5. Перечислите основные требования, которые должны соблюдаться при ремонте электрических машин.

6.Опишите технологическую последовательность выполнения ремонтных работ для электрических машин.

7. Укажите характерные неисправности и способы ремонта обмоток элек­трических машин.

8. Какой должна быть степень коммутации для электрических машин про­должительного, кратковременного, повторно-кратковременного режима работы?

9. Опишите технологические операции ремонта обмоток и магнитопроводов судовых трансформаторов.

10.Каким образом определяются механические неисправности электрической аппаратуры?

11.Назовите виды ремонта и соответствующие им объемы работ для судовых аккумуляторов.

12.Поясните последовательность приготовления электролита и ввода в эксплуатацию кислотных, щелочных аккумуляторов.

13.Укажите характерные неисправности и способы ремонта кислотных, щелочных аккумуляторов.

Источник