Технологический процесс ремонта щелочных аккумуляторов начинается со снятия аккумуляторных батарей с вагона, после чего они попадают на участок по ремонту аккумуляторных батарей. Ремонт аккумуляторов осуществляется со вскрытием банки и без вскрытия.
Ремонт аккумуляторов без вскрытия банки осуществляется с частичной разборкой: с борнов свинчиваются гайки, снимают перемычки и резиновые чехлы. Банки и перемычки очищают от грязи и смазки обмывкой в машине барабанного типа 1% раствором каустической соды, подогретым до температуры 60-80 С. После ополаскивания чистой водой детали сортируют, гайки со смятыми гранями и неисправной резьбой бракуют, деформированные перемычки выправляют, перемычки с трещинами или поврежденными никелевым покрытием заменяют. Годные детали передают на позицию сборки батареи.
Резиновые чехлы обмывают снаружи и внутри горячей водой в которую для нейтрализации оставшегося на поверхности щелочного электролита добавляют немного серной кислоты или старого кислотного электролита. После нейтрализации и обмывки проточной водой чехлы испытывают на специальном прессе давлением воды 0,1 МПа. Опрессовку чехлов можно заменить проверкой диэлектрической прочности резины переменным током. Выдержавшие испытание чехлы сушат в специальной камере.
Чехлы со сквозными потертостями и небольшими проколами при деповском ремонте разрешается вулканизировать сырой резиной или восстанавливать постановкой накладок из стеклоткани на клеящем составе ГЕН-150В по специальной технологии. Во время капитального ремонта резиновые чехлы с дефектами подобного рода обязательно заменяют целыми.
Параллельно с перечисленными работами осуществляют ремонт самих аккумуляторов. Сначала из них выливают электролит, а затем обмывают каждую банку снаружи и внутри. Слитый электролит собирают в резервуар для регенерации.
Механизированную промывку щелочных аккумуляторов можно осуществлять на специальной моечной машине с двумя моечными камерами, оборудованными вытяжной вентиляцией. В каждую камеру вкатывается тележка с поворотной корзиной, в которую установлены аккумуляторы. В начале корзину поворачивают и из аккумуляторов сливают электролит а затем их заливают водой, нагретой до температуры 60-70º С, применять более горячую воду нельзя – так как сепараторы между пластинами, сделанные из винипласты, могут размягчиться и деформироваться. После этого вал корзины цепляется с муфтой приводного электродвигателя и корзина встряхивается, прополаскиваются аккумуляторы и сливается вода. Через установленный промежуток времени начинается новый цикл. Промытые аккумуляторы осматривают, места со следами коррозии очищают, протирают салфетками, смоченными в 10% -ной фосфорной кислоте. Осматривают пластины, неисправные пружины и резиновые уплотнения, не обеспечивающие плотного закрытия горловины аккумулятора, заменяют. После ремонта сухие аккумуляторы вставляют в резиновые чехлы и устанавливают на стеллажи для заполнения электролитом и заряда. После очистки банки окрашивают снаружи, способом окунания лаком. Можно использовать и другие материалы, обеспечивающие надежную защиту металла от коррозии. Наружную крышку не окрашивают, а заливают горячим графитом или в крайнем случае покрывают слоем технического вазелина.
Наружную окраску банок можно не производить, если на их защитном покрытии нет дефектов и следов коррозии. Заливать же крышку парафином надо обязательно в любом случае, так как это препятствует утечке тока по крышке, если на нее случайно будет пролит электролит при заливке батареи или ее зарядке.
При повышенном содержании карбонатов аккумуляторы заливают подщелоченной водой, нагретой до температуры 100ºС, и выдерживают в течении 16-290 часов, периодически выливая воду и встряхивая каждый аккумулятор. Такую же промывку осуществляют при замене калиевого электролита на натриевый и наоборот.
Восстанавливают емкость никель-железных аккумуляторов путем обработки их сернистым натрием. Этот процесс позволяет улучшить состояние отрицательных железных электродов, потерявших свою емкость в результате окисления сульфидной серы. Чаще всего потеря емкости наблюдается в аккумуляторах, находящихся длительно в нерабочем состоянии (хранении на складе, длительное стояние в отстое, без проведения профилактических зарядно-разрядных циклов). Для восстановления емкости таких аккумуляторов их заливают электролитом, с добавлением 20-25 г/л сернокислого натрия и выдерживают в таком состоянии от 3 до 10 ч. Если это не дает результатов, то аккумуляторы ремонтируют со вскрытием корпуса. Восстановленные аккумуляторы подвергают формировке и нормальному заряду.
У аккумуляторов, отбракованных из-за механических повреждений или потери емкости ремонт выполняется с вскрытием корпуса. Аккумуляторы разбирают и заменяют дефектные элементы (пластины, сепараторы, борны, корпуса, гайки, шайбы и другое). Для этого на фрезерном станке отрезают сварочный шов, соединяющий корпус аккумулятора с верхней крышкой. Затем корпус аккумулятора зажимают в винтовой пресс и извлекают блок пластин. Отворачивают гайки, крепящие борны к крышке аккумулятора, снимают изолирующие шайбы и крышки. После этого разбирают блок на полублоки, снимают, промывают и осматривают сепараторы и каждую пластину. Основными внутренними дефектами щелочных аккумуляторов, снижающих их емкость, является обрыв соединительной контактной планки, выпадение активной массы, замыкание разноименных пластин выпавшей активной массой, налетами ржавчины или в результате коробления пластин при повреждении сепаратора. Во время ремонта защищают места, подвергшиеся коррозии, и проверяют состояние активной массы.
Пластины с выпавшей активной массой или поврежденным остовом бракуют. Оторванные контактные планки крепят точечной электросваркой. Годные пластины промывают, сушат и опрессовывают в формах. Опрессовку проводят для восстановления размеров разбухших пластин и создания надежного электрического контакта между активной массой и корпусом пластины. Затем аккумуляторы собирают, окрашивают, сушат, на них надевают чехлы и проводят зарядно-разрядные циклы.
Отремонтированные аккумуляторы транспортируют в зарядное помещение, устанавливают на стеллажи, соединяют в батареи заливают заранее приготовленным электролитом. При заливке электролита в аккумуляторы, подвергшиеся промывке, плотность его несколько увеличивается. Через 3-6 ч после заливки она снизится до нормы, так как вода оставшаяся в порах пластин разбавит электролит.
В зависимости от типа щелочные аккумуляторы выпускаются залитым электролитом или не залитым. Для подготовки к первому заряду незалитые аккумуляторы делятся на группы в зависимости от величины Э.Д.С. Если Э.Д.С. незалитых аккумуляторов ниже 0,7 В, то для приведения их в рабочее состояние необходимо провести 5-6 зарядно-разрядных циклов. Если Э.Д.С. аккумуляторов более 0,7 В, то для этого достаточно 2-3 циклов. После разделения на группы аккумуляторы заливают электролитом с температурой не выше 30ºС и оставляют для пропитки активной массы электродов на несколько часов. Перед постановкой аккумуляторов на первый заряд необходимо проверить напряжение на каждом из них. Если напряжение окажется равным нулю, то такие аккумуляторы отбраковывают.
Нормальным зарядным током для никель-железных и никель-кадиевых аккумуляторов принят ток, численно равный обычно 0,25 номинальной емкости.. Разряд на всех циклах производится током, равным 0,2 номинальной емкости в течении установленного времени или до напряжения 1 В.
За время первого заряда аккумуляторам сообщается емкость, приблизительно равная 3 номинальным емкостям. Такой усиленный заряд способствует повышению срока службы аккумулятора и увеличивает емкость обеих пластин. После окончания заряда аккумуляторы включаются на разряд постоянным по величине током. При первом разряде аккумулятор обычно не способен отдать емкость и критерием окончательного разряда является наименьшее допустимое напряжение 1 В. При втором тренировочном цикле аккумуляторам снова сообщают увеличенную емкость, а разряд проводят так же, как и при первом цикле. Третий цикл является контрольным. При этом аккумулятору сообщается емкость 1,5 номинальной емкости.
Общее время приведения в действие аккумуляторов может колебаться от 45 до 90 ч. После проведения каждого зарядного и разрядного режима необходимо делать перерывы продолжительностью 1-1,5 ч для охлаждения аккумуляторов. Если температура электролита превышает +45ºС, следует прервать зарядно-разрядный режим и дать аккумулятору охладиться. Аккумуляторы, которые после контрольного цикла отдают при разряде более 80% номинальной емкости и напряжение которых составляет не менее 1 В, могут быть введены в эксплуатацию. Аккумуляторы с меньшей емкостью и напряжением подвергаются еще двум тренировочным циклам.
Заряд аккумуляторов, которые подверглись ремонту со вскрытием корпуса, осуществляется так же, как и новых. Если при ремонте корпус не вскрывался, то аккумулятор подвергают одному тренировочному зарядно-разрядному контрольному циклу. Как правило, на участке одновременно заряжается несколько батарей, к которым сверх обычного количества аккумуляторов добавляют еще по три-четыре однотипных аккумулятора из числа отремонтированных заранее. Аккумуляторы с конечным напряжением 1,1 В комплектуются в одну группу, а с напряжением от 1,1 до 1 В – в другую группу. После этого производится окончательный разряд батарей нормальным зарядным током.
Признак окончания заряда – постоянство напряжение 1,8 +0,1 В в течении 30 минут.
Аккумуляторы, которые после деповского ремонта имеют емкость не ниже 70%, а после капитального не ниже 80% номинальной, устанавливают в резиновые чехлы и передают к позиции монтажа на вагон.
А сегодня мы рассмотрим один вариант восстановления на примере щелочных аккумуляторов. Недавно мне попался щелочный аккумулятор производства советского союза, напряжение 9 вольт, ток 200 миллиампер, по типу аналога кроны, только его можно заряжать.
Данный аккумулятор был произведен 30 лет тому назад и когда проверил мультиметром - напряжение было нулевым, хотя другого и не ждал. Открыл колпачок и там обнаружил батарейки типа д-0,55, такие часто применялись в автономной технике гражданского пользования во времена СССР. Для восстановления заряда такого аккумулятора воспользовался старым дедовским методом, о котором мы сегодня поговорим.
Для начала аккумуляторные батарейки были сняты из корпуса и прочищены влажной салфеткой. Легче, когда у щелочного аккумулятора есть колпачок для сливания щелочи, тогда можно слить её, промыть аккумулятор горячей водой, затем слить воду и залить аккумулятор 50% раствором серной кислоты, держать 5 минут (не более), потом слить кислоту, несколько раз промыть аккумулятор горячей водой, налить щелочь и зарядить. Но в моем случае все не так просто, поскольку батарейки герметичные.
Итак, после очищения батарейки не разделил друг от друга, поместил в целофановый пакет и поставил в морозилку. В морозилке аккумуляторы должны пробыть 2 дня. Потом их нужно достать из морозилки и поставить в алюминиевый или жестяной сосуд с водой, далее воду надо поставить на слабый огонь (удобно использовать газовую плиту). Ждем пока вода не будет кипеть. Кипятим аккумуляторы в течении 15 минут (не бойтесь - они не взорвутся). Теперь отключаем газовую плиту, но аккумуляторные батарейки не вынимаем, ждем 30 минут пока вода не остынет и только тогда вынимаем их и промываем холодной водой. После промывания засушиваем воду салфеткой (старайтесь полностью высушить), после чего прогреваем аккумуляторы на печке. Для этой процедуры берем металлическую пластинку, ставим аккумуляторы на пластину и прогреваем ее на температуре 60-70 градусов. Греть аккумуляторы нужно приблизительно 5-10 минут. Далее ждем пока аккумуляторы не остынут, помещаем их обратно туда, откуда достали и заряжаем. Зарядка не простая! 30 минут аккумуляторы переменным током (смотрите схему).
Переменной ток должен составлять 1/5 от общей емкости аккумулятора. Затем отключаем переменной источник напряжения и оставляем аккумуляторную батарею в покое на 2 часа. Спустя 2 часа берем обыкновенный стабилизированный источник постоянного напряжения и заряжаем нашу батарейку как положенно. Вот и все - регенерация старого аккумулятора завершена, автор - Артур Касьян (АКА).
Обсудить статью ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЩЁЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Аккумуляторы любого типа, в том числе и щелочные, представляют собой устройства, в которых протекает большое количество химических реакций. В результате вместе с основными электрохимическими процессами в АКБ протекает множество побочных реакций. Часто это приводит к потере аккумулятором своих свойств и выходу из строя. Поэтому для аккумуляторных батарей важно проводить профилактические мероприятия. Но мы часто об этом забываем, из-за чего аккумулятор выходит из строя, не отработав своего ресурса. К счастью, в некоторых случаях есть возможность восстановить АКБ. Сегодня мы поговорим про восстановление щелочных аккумуляторов.
Ощутимой проблемой при эксплуатации щелочных аккумуляторов является «эффект памяти». Он выражается в снижении ёмкости батареи в результате многократных неполных циклов разряд-заряд. На электродах щелочного аккумулятора образуются крупные кристаллы, и значительная часть активной массы перестаёт использоваться в работе. Чтобы избавиться от «эффекта памяти», часто рекомендуют провести полную разрядку до напряжения 0,8-1 вольта и затем зарядку. Проводится несколько таких циклов. Если у вас есть инструкция по обслуживанию щелочных аккумуляторов какого-то определенного типа, то действовать нужно в соответствии с ней.
Действительно, этот способ борьбы с «эффектом памяти» приносит определённый результат, но лишь в качестве профилактических мер. Чтобы служили долго, за ними требуется периодический квалифицированный уход.
Если батарея уже отработала несколько лет, то к образованию кристаллов на электродах добавляется ещё ряд проблем. В частности, изменение состава и объёма электролита, образование кристаллов на сепараторах, короткие замыкания и т. п.
И для восстановления щелочного аккумулятора проведения цикла разряда-заряда будет недостаточно.
Но в целях профилактики полный разряд и последующий заряд рекомендуют делать раз в месяц. При этом желательно, чтобы зарядное устройство имело функцию разрядки аккумулятора с контролем по нижнему порогу напряжения. Это позволит отключить разряд вовремя и не допустить глубокого разряда. Этот режим полезен и при разряде батареи из аккумуляторных элементов, которые имеют разную степень заряженности. Если вы будете выполнять циклы разряд-заряд восстановление сразу для нескольких аккумуляторных элементов, то перед этим нужно выровнять их степень заряда. Это делается полной зарядкой. Но в идеале такую «тренировку» лучше выполнять для каждой батарейки в отдельности.
Щелочной аккумулятор состоит из бака 1, изготовленного из листовой стали толщиной 0,8 — 1 мм, и пластин 2, набранных в виде пакетов из тонких стальных лент, в которые запрессовано активное вещество.
В положительных пластинах активным веществом служит гидрат окиси никеля, в который для снижения внутреннего сопротивления аккумулятора добавлено 18 — 20% графита.
В отрицательных пластинах активной массой является кадмий с примесью железа (в кадмиево-никелевых аккумуляторах) или только железо (в железо-никелевых аккумуляторах).
1 — бак,
2 — пластина,
3 — полюсные выводы,
4 — крышка,
5 — вентиляционная пробка, 6изоляционная пластина,
7 — обжимка,
8 — дистанционные палочки.
Пластины собраны в полублоки, каждый из которых состоит из пластин одной полярности, положительных или отрицательных. Бак заполнен составным электролитом из водного раствора едкого калия плотностью 1,19 — 1,21, в который добавлено на каждый литр раствора 10 г едкого лития, увеличивающего срок службы аккумулятора.
Для доступа электролита к активной массе в стальных лентах пакетов пластин имеются отверстия, которые служат также для выхода газов, образующихся при заряде и разряде аккумулятора.
Пакеты в торцахохвачены обжимками 7, которые на одной из сторон пакета несколько удлинены для присоединения к ним баретки. К баретке приварен стальной штырь с резьбой, который служит для крепления полублока пластин и подключения проводов к аккумулятору.
Пластины разной полярности изолированы друг от друга дистанционными эбонитовыми палочками 8. Блок пластин установлен в баке так, что исключается возможность их перемещения внутри бака при транспортировании и работе аккумулятора.
Пластины в баке установлены в строго определенном порядке. У кадмиево-никелевых аккумуляторов крайние пластины всегда положительные, они примыкают к широкой стенке бака и электрически соединены с ним; у железо-никелевых аккумуляторов крайние пластины всегда отрицательные, они соединены с баком.
Торцы пластин изолированы от узких стенок бака тонкой изоляционной эбонитовой пластиной 6 или воздушным промежутком. Бак закрыт крышкой 4 с отверстием для вентиляционной пробки 5, ввертываемой в крышку. Обеспечивая выход газов из бака, пробка в то же время препятствует выливанию электролита и проникновению в бак воздуха, вызывающего в электролите вредные химические реакции.
«Ремонт электрооборудования промышленных предприятий»,
В.Б.Атабеков
Неисправности возникают в аккумуляторах вследствие нарушения режимов работы и зарядки, при несоблюдении правил ухода за ними, а также в результате нарушения сроков ремонта. Неисправности в аккумуляторах приводят чаще всего к падению разрядного напряжения и снижению емкости. Падение напряжения объясняется изменением внутреннего сопротивления аккумулятора. Емкостью аккумулятора называют количество электричества, которое он может отдавать при разряде до…
В кислотных аккумуляторах неисправности проявляются в виде короткого замыкания между пластинами, разрушения сепараторов, сульфатации и разрушения пластин, образования шлама и коррозии решеток. Короткие замыкания между пластинами аккумулятора возникают в результате их коробления и разрушения сепараторов, а также из-за попадания в аккумулятор посторонних токопроводящих предметов и скопления на дне большого количества шлама. Характерными признаками короткого замыкания…
Разрушение пластин происходит при больших зарядных и разрядных токах и выражается в выпадении из них активной массы, которая оседает на дно бака в виде шлама. Электролит делается мутным и приобретаеткоричневую окраску. Признаками разрушения пластин являются низкая емкость и слишком быстрый разряд аккумулятора. Образование шлама происходит из-за содержания хлора в добавочной воде и сульфатации пластин. Неисправности…
Новые или хранившиеся в сухом виде аккумуляторы заливают электролитом с таким расчетом, чтобы уровень его после двухчасовой пропитки был выше пластин на 5-12 мм.
После того как установлен нормальный уровень электролита, аккумуляторы включают на заряд, который производят в две ступени: сначала током, равным Q: 4, в течение 6 ч, а затем током, равным Q: 8, в течение того же времени, где Q - емкость в ампер-часах. Разряд аккумулятора осуществляется током второй ступени в течение 4 ч. Указанным режимом производят 2-3 цикла, после чего аккумуляторы могут быть пущены в эксплуатацию.
Аккумуляторы, хранившиеся с электролитом ие более одного года, вводятся в эксплуатацию без смены электролита, при более длительном хранении последний подлежит замене. Ввод в действие указанных аккумуляторов осуществляют описанным способом.
При нормальном заряде в процессе эксплуатации аккумулятору сообщают не менее 150% его номинальной емкости. Температура при заряде не должна превышать 30° С для едкого кали, 40°С для едкого натра и 45° С для составного электролита. В случае превышения указанной температуры необходимо прервать процесс заряда и дать аккумулятору остыть. Заряд аккумулятора при температуре ниже -10° С (до -30° С) производится нормальной силой тока в течение 7 ч. При более низких температурах аккумулятор перед зарядом необходимо утеплить, закрыв его войлоком или брезентом. Заряд, как правило, производится при открытых крышках батарейных ящиков и вывернутых пробках.
Один раз в месяц или через 10-12 циклов аккумуляторы заряжают по режиму, аналогичному режиму приведения в действие.
Систематические недозаряды губят аккумулятор. Форсированные заряды также нежелательны и должны производиться лишь в случае крайней необходимости. Такие заряды производятся по режиму током Q: 2 в течение 2,5 ч й током Q: 4 в течение 2 ч. Разряд щелочного аккумулятора в процессе эксплуатации может производиться до конечного напряжения: при 8-часовом и более длительном режиме разряда - до 1,1 В, при 5-часовом режиме разряда - не меиее чем до 0,8 В, наконец, при 1-часовом режиме разряда - не менее чем до 0,5 В.
Через каждые 50-60 циклов, но не реже одного раза в год, рекомендуется производить контрольные электрические испытания с проверкой емкости каждого аккумулятора в батарее. Элементы, отдающие меньше 80% номинальной емкости, подлежат замене новыми.
В процессе эксплуатации перед каждым зарядом следует проверить и при необходимости откорректировать уровень электролита, используя для этой цели дистиллированную или дождевую воду.
Если аккумулятор работает круглый год в неизменных температурных условиях, смену составного электролита производят через каждые 100 циклов, но ие реже одного раза в год. Менять электролит раньше указанного срока можно при заметном снижении емкости, если восстановить ее перезарядами не удается.
При переводе на длительное (более 1 года) хранение аккумулятор, находящийся в эксплуатации, разряжают до 1,0 В током по нормальному 8-часовому режиму, выливают электролит и, не промывая аккумулятор, плотно закрывают его пробкой.
Аккумуляторы, периодически (сроком от 2 мес. до 1 года) бездействующие, можно хранить с электролитом в разряженном или полуразряженном состоянии. Не бывшие в эксплуатации аккумуляторы выпускаются заводом-изготовителем готовыми для хранения. Аккумуляторы и батареи должны храниться в чистоте, в сухом, вентилируемом помещении с температурой от 15 до 25° С.
Основные неисправности щелочных аккумуляторов и способы их устранения указаны в табл. 26.
Таблица 26
Основные неисправности щелочных аккумуляторов
|
Причина неисправности |
|
Неисправность |
Способ устранения неисправности
Потеря емкости
Повышенный саморазряд
Отсутствие напряжения иа батарее
Быстрое образование ползучих солей
Аккумулятор ие работает прн низких температурах; замерзание электролита
Понижение емкости в жаркое время
Длительная работа иа электролите из едкого кали или едкого иатра; накопление углекислых солей
Пониженный уровень электролита; обнажение части пластин
Систематический ие - дозаряд
Короткие замыкания Утечка тока Наличие в электролите вредных примесей
Короткие замыкания
Утечка тока
Примеси в электролите Отсутствие контакта в соединениях между элементами батареи
Отсутствие электролита в одном из элементов
Поломка штыря, соединяющего пластйиы с полюсным зажимом
Плохая смазка вазелином, слишком высокий уровень илн повышенная плотность электролита, слабость сальников у болтов электродов
Дефектная приварка крышки
Малая плотность
Электролита
Избыток углекислого калия в электролите
Заряд при высокой температуре
Электролит нз раствора едкого кали
Сменить электролит
Проверить исправность пробки и уплотняющих колец
Довести уровень электролита до нормы, произвести усиленный заряд
Произвести один или несколько усиленных зарядов
Удалить сор, имеющийся между элементами, очистить от пыли и грязи и привести в порядок изоляторы
Осмотреть и очистить аккумуляторы
Привести в порядок изоляторы Сменить электролит Найти место повреждения и восстановить контакт
Элемент электр0-
Замеиить элемент
Обновить смазку вазелином
Откорректировать плотность электролита и довести его уровень до нормы
Подтянуть болты электродов
Отдать аккумулятор в ремонтную мастерскую
Перейти на знмиий электролит Сменить электролит
Производить заряд в ночное время н по возможности в прохладном месте
Заменить электролит составным, а прн его отсутствии - едким натром
|
ЩЕЛОЧНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ С ОКИСНО-СЕРЕБРЯНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ |