5. Исследовательская часть.

5.1. Общие положения.

В ряде локомотивных депо успешно проводится восстановление щелочных аккумуляторов, параметры которых не удовлетворяют требованиям эксплуатации. Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при ремонте щелочных аккумуляторов.

Известен способ ремонта щелочного аккумулятора путем проведения разряда, промывки дистиллированной водой, введения активирующих добавок, удаления кристаллических отложений и вредных примесей с последующим активированием электролизом в дистиллированной воде и проведением контрольно-тренировочных зарядно-разрядных циклов в щелочном электролите.

Этот способ сложен, малопроизводителен и не обеспечивает снижения саморазряда, газовыделения и восстановление ёмкости и э.д.с.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ ремонта щелочного аккумулятора путём обработки сепараторов и положительных электродов водным раствором серной кислоты, промывки водой, нейтрализации в щелочном электролите и заряда

Этот способ обеспечивает восстановление ёмкости только на 30-50% от номинальной, т.е. недостаточно эффективен.

Целью настоящего изобретения (а. с. №1034559 главного эксперта сектора ремонта тепловозов ЦТ МПС Б.Н. Соколова) является повышение эффективности. Это достигается тем, что в способе ремонта щелочного аккумулятора, путём обработки сепараторов и положительных электродов водным раствором серной кислоты, промывки водой, нейтрализации в щелочном электролите и заряда, согласно изобретению, плотность раствора серной кислоты выбирают равной 1,25 – 1,27 г/см 3 , обработку этим раствором сепараторов ведут в течении 3-х часов, а положительных электродов в течении 20 – 30 секунд.

5.2 Технология восстановления.

Аккумулятор с повышенной емкостью или повышенным саморазрядом разряжают до нуля, сливают электролит, закрывают верхнюю крышку, извлекают блоки положительных и отрицательных электродов с сепараторами. Сепараторы обрабатывают водным раствором серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 г/см 3 в течении 3 –х часов. Это время необходимо, чтобы гидроокислы железа и магнетита перевести в сернокислое железо, частично растворить его в воде и смыть с поверхности сепараторов, восстановив тем самым диэлектрические свойства сепараторов и снизив в несколько раз величину саморазряда. При продолжительности пропитки менее 3 – х часов на поверхности сепараторов сохраняется налет активной массы, в основном соединения железа. Дальнейшее увеличение времени обработки больше 3 – х часов на качество сепараторов никакого влияния не оказывает, т.е. не приводит к улучшению их диэлектрических свойств.

Положительные электроды обрабатывают водным раствором серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 г/см 3 в течение 20 – 30 секунд.

После обработки в растворе серной кислоты производят промывку сепараторов и положительных электродов в воде и нейтрализацию в щелочном электролите. Отрицательные электроды обрабатывают водой сразу же после разборки, затем обрабатывают в водном растворе щелочи. После этого электроды собирают с сепараторами в блоки, устанавливают в корпус, заливают подщелоченную воду, приваривают крышку, сливают подщелоченную воду, заливают электролит нормальной плотности 1,17 – 1,19 г/см 3 , производят заряд, затем контрольный разряд и окончательный заряд.

Пример. Для испытания было отобрано 46 аккумуляторов марки ТПЖН-550 (одна батарея), которые по своему состоянию не удовлетворяли техническим требованиям, в т.ч. 27 аккумуляторов нулевых (имеющих повышенный саморазряд), 14 – имеющих недостаточное напряжение (в пределах от 0,2до 0,8 В) и 5 переполюсованных.

Эти аккумуляторы были разобраны, отремонтированы, собраны и испытаны.

Снятые с положительных и отрицательных электродов сепараторы погружали в водный раствор серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 и выдерживали 3 часа. Затем промывали в струе воды с целью удаления с их поверхности сернокислого железа.

Положительные электроды (полублоки) погружали в водный раствор серной кислоты плотностью 1,25 – 1,27 и выдерживали 25 секунд, затем незамедлительно промывали водой. При этом сернокислое железо легко смывалось с поверхности электродов (ламелей), а также частично из под сеток ламелей, а затем погружались вместе сепараторами в щелочной электролит.

По внешнему виду положительные электроды до обработки имели бархатную поверхность черного цвета (FeOH, FeOOH), а после обработки – чистую глянцевую металлическую поверхность сребристого цвета, идентичную новым.

Смонтированные аккумуляторы были собраны, заряжены в течении 12 часов током десятичасового режима 150А, имели ЭДС 1,4 – 1,5 В, а при проверке на саморазряд по истечению 100 суток имели ЭДС 1,38 – 1,4 (обычно не выдерживают и 10 суток), имели емкость (при первом разряде) 440 А и более – 27 аккумуляторов, а при 330 – 440 А – 6, 220 – 330 А – 9, 160 – 220 А – 4 аккумуляторов.

В период зарядки батареи температура (в конце цикла) составляла от +29 до +38 0 С (при температуре в помещении +12 0 С), что свидетельствует о нормальном ходе процесса зарядки и хорошем состоянии аккумуляторов.

Отремонтированная батарея испытана на работоспособность десятикратным пуском дизеля тепловоза (без подзарядки между пусками). После десятого пуска общее напряжение на зажимах батареи составляло 64В, а перед первым пуском 65 В.

Отремонтированная батарея признана пригодной к дальнейшей работе на тепловозе в качестве источника электрической энергии.

5.3 Пример расчета годового экономического эффекта.

Расчет выполнен согласно «Методическим указаниям по определению экономической эффективности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений на железнодорожном транспорте».

Расчетная формула имеет вид:

где Э – годовой экономический эффект, руб.;

С 1 , С 2 – эксплуатационные расходы в расчете на один аккумулятор в год, в базовом и новом вариантах, руб.;

Е Н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Е Н = 0,15;

К 1 , К 2 – удельные капитальные вложения в производственные фонды, соответственно в базовом и новом вариантах, руб.;

А 2 – количество аккумуляторов, восстановленных в условиях депо в год, шт.

После алгебраических преобразований формулу 5.1 можно записать в следующем виде:

Из формулы 5.2 видно, что при определении экономического эффекта необходимо и достаточно рассчитать изменения только тех статей и элементов издержек эксплуатации и капитальных вложений, на которые применение способа восстановления аккумуляторных батарей оказывает непосредственное влияние.

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.

Использование: для восстановления аккумуляторов с щелочным электролитом. Сущность изобретения: восстановление щелочных аккумуляторов осуществляют путем нейтрализации пластин разобранного аккумулятора в водном растворе соляной кислоты 45 50% в который опускают пластины на 50 60 с, а затем собранные в батарею пластины заряжают током, равным 1/2 1/6 емкостного заряда в течение 15 20 мин.

Изобретение относится к преобразованию химической энергии в электрическую, в частности к способам восстановления аккумуляторов с щелочным электролитом. Известен способ восстановления слабосульфатированной аккумуляторной батареи в котором заряд батареи осуществляют до заданного максимального напряжения. Известное техническое решение позволяет сократить время восстановления, однако при таком способе восстановления аккумуляторы не восстанавливаются до первоначальной работоспособности. Также известен способ восстановления щелочных аккумуляторов, включающий разборку аккумулятора, очистку и нейтрализацию пластин батареи в водном растворе кислоты, сборку аккумулятора, заряд батареи током с последующим измерением напряжения. Недостатками известного технического решения являются: 1. Большой расход электроэнергии за счет дополнительного цикла заряд-разряд для удаления нерастворимых солей, которые образуются при очистке с помощью водного раствора серной кислоты. 2. После очистки заряд осуществляют определенной величиной тока 150 А, это приводит к тому, что обработке подлежат определенные размеры пластины, т. е. пластины маленького размера при таком токе слипнутся, а большого размера, очистка будет не качественной. 3. Большой расход электролита, так как после заряда и разряда необходимо сливать электролит. Техническим решением задачи является снижение трудоемкости, экономия электроэнергии и электролита, повышение эффективности восстановления и расширение эксплуатационных возможностей. Техническое решение достигается тем, что в способе восстановления щелочных аккумуляторов, включающем разборку аккумулятора, очистку и нейтрализацию пластин батареи в водном растворе кислоты, сборку аккумулятора, заряд батареи током с последующим измерением напряжения, в качестве кислоты используется соляная кислота в водном растворе 45-50% и опускают в него пластины на 50-60 с, а заряд батареи осуществляют током, равным 1/2-1/6 емкостного заряда в течение 15-20 мин. Новизна предлагаемого технического решения обусловлена тем, что обработка пластин аккумуляторной батареи водным раствором соляной кислоты наиболее эффективна, чем водным раствором серной кислоты, так как соляная кислота, взаимодействуя с отложениями (это в основном барий или кадмий) образует соли, легко растворимые в воде, которые вымываются проточной водой, в то время как при взаимодействии серной кислоты с отложениями образуются труднорастворимые соли, которые удаляются с помощью дополнительного цикла заряд-разряд, что влечет за собой большой расход электроэнергии. Кроме того, расширяются эксплуатационные возможности за счет заряда током, равным 1/4 емкостного заряда, т.е. возможно восстановление аккумуляторов разных размеров. По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне. Промышленная применимость изобретения заключается в том, что оно может быть использовано в промышленности для восстановления щелочных аккумуляторов на более длительный срок службы при использовании соответствующего оборудования. Способ восстановления щелочных аккумуляторов осуществляется следующим образом. После разборки аккумуляторной батареи пластины помещают в водный раствор соляной кислоты 45-50% и выдерживают 50-60 с, затем собирают пластины в батареи, устанавливают в емкости и заряжают током, равным 1/4 емкостного заряда, такой подбор тока позволяет восстанавливать батареи разных размеров. Затем проводят измерение напряжения, и если величина напряжения соответствует требованиям ГОСТа, то батареи выдерживают в щелочном электролите в течение 2ч, а если величина напряжения меньше требуемой, то цикл восстановления осуществляют повторно. П р и м е р. При восстановлении аккумуляторов вскрывают аккумуляторные банки путем удаления сварного шва по периметру верхней крышки или фрезой на фрезерном станке, извлекают пластины и ополаскивают водой. Поверхность каждой пластины очищают металлической щеткой, одновременно смывая водой. Затем после очистки пластины опускают в водный раствор соляной кислоты 45-50% на 50-60 с. Раствор готовят заранее в виналитовой или нержавеющей посуде, емкостью 60-100 л; 30 л дистиллированной воды и 32 л соляной кислоты. Далее пластины промывают проточной водой и опускают в ванну со щелочью на 5-10 мин. Перед сборкой пластины выравнивают, собирают в блоки, устанавливают эти блоки в емкости и заливают щелочным электролитом Р 1,83 на 40 мм выше пластин, т.е. набирается таким образом батарея, которая подключается к зарядному устройству после 2-х часовой выдержки. Заряд батареи осуществляют током, равным 1/2-1/4 емкостного заряда. Например, при заряде аккумулятора типа ТНЖ-300 емкостной заряд Е п 300 А/ч, то ток для заряда 75 А. Заряд проводят в течение 15-20 мин. Затем замеряют ЭДС каждой банки, которая должна составлять 1,2-1,5 В. В случае низкого напряжения необходимо вскрыть емкость и произвести весь цикл восстановления повторно. Произвести заряд до полной емкости батареи. Затем осуществить разряд до напряжения в одной емкости до 1 В, предварительно засекая время разряда, которое должно быть 4-6 ч при номинальном токе каждой батареи. После разряда слить электролит, залить водой и произвести сварку крышек емкостей.

Формула изобретения

СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЩЕЛОЧНОГО АККУМУЛЯТОРА, включающий разборку аккумулятора, очистку и нейтрализацию пластин в водном растворе кислоты, сборку аккумулятора, его заряд током с последующим измерением напряжения, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют 45 50%-ный водный раствор соляной кислоты и опускают в него на 50 60 с, а заряд батареи осуществляют током, равным 1/2 1/6 емкостного заряда, в течение 15 20 мин.

Какие существуют способы восстановить щелочные аккумуляторы различных типов

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.

Способы восстановления щелочных аккумуляторов

Для начала рассмотрим восстановление старых дисковых щелочных аккумуляторов Д-0,55 ещё советского производства. Этот способ мне встречался на различных форумах и судя по отзывам владельцев таких батареек, он весьма результативный.

У этого типа батареек нет никаких крышечек и колпачков, через которые можно было бы слить щёлочь и промыть кислотой, как это делается в случае с ламельными аккумуляторами. Поэтому здесь авторы этой методики используют, что называется, неразрушающие методы. Так, что герметичность батарейки при этом не страдает.
Ниже описана последовательность действий по шагам. Удалось найти несколько таких методик для дисковых щелочных аккумуляторов, но в принципе, это один и тот же метод. Просто переписанный с незначительными поправками. Итак, что нужно делать:

• если батарейки находятся в наборе какого-то аккумулятора, то их нужно разделить. Оборачиваете в полиэтиленовый пакет и кладёте в морозилку на пару суток;
• после того как батарейки отлежались, кладёте их в посуду с водой и ставите на огонь. Нужно дождаться пока вода закипит и кипятить их около 15 минут;
• затем даёте остыть батарейкам полчаса, не вынимая из воды. После этого вынимаете их и промываете холодной водой;
• далее укладываете аккумуляторы на металлическую пластину и прогреваете в печке 5─10 минут при температуре 60─70 градусов. Даём батарейкам остыть;
• заключительный этап – это зарядка переменным током. Для этого помещаем батарейки обратно в набор или заряжаем по отдельности. Схема зарядного устройства приводится ниже. Время зарядки 30 минут, а ток – 0,2*С.

После зарядки щелочных аккумуляторов выдерживаем пару часов и процесс восстановления завершается обычной зарядкой в стандартном ЗУ.

Восстановление ламельных щелочных аккумуляторов с использованием серной кислоты

Существует достаточно методов восстановления ламельных щелочных аккумуляторов, среди которых можно выделить распространённый вариант:

• проведение разряда батареи;
• промывка дистиллированной водой;
• активирующие добавки;
• удаление крупных кристаллов и примесей.

Способ дополняется электролизом в дистиллированной воде и контрольно-тренировочными циклами в растворе щелочи.

Однако специалисты по щелочным аккумуляторам называют этот способом малоэффективным и сложным, предлагая методику с использованием раствора серной кислоты. Эта методика широко распространена в локомотивных депо для восстановления щелочных батарей с характеристиками, не удовлетворяющими требованиям.

Авторство этого изобретения принадлежит Б. Н. Соколову, эксперту по ремонту тепловозов ЦТ МПС. Этот метод восстановления используется при ремонте аккумуляторов с повышенным саморазрядом и потерей ёмкости. Предложенная им технология восстановления щелочных АКБ заключается в следующем:

• аккумуляторный элемент разряжается до нуля и из него сливается щелочной электролит (речь идёт о ламельной конструкции батареи, где это делается без проблем);
• снимается крышка аккумулятора, извлекаются блоки электродов с сепараторами;
• сепараторы погружаются в водный раствор серной кислоты (плотность около 1,27 гр./см 3) на 3 часа. Такая продолжительность необходима для перевода гидроокислов железа и магнетита в сернокислое железо. Частично происходит его растворение и удаление с поверхности сепараторов. В результате восстанавливаются их диэлектрические свойства и снижается саморазряд. Продолжительность промывки должна быть не менее 3 часов, иначе налёт активной массы не будет вымыт полностью;
• положительные электроды обрабатываются в водном растворе серной кислоты (1,27 гр./см 3) в течение 20─30 секунд;
• После обработки кислотой сепараторы и положительные электроды промываются дистиллированной водой и проходят нейтрализацию в растворе щелочи;
• отрицательные электроды обрабатываются только водой и щёлочью;
• затем проводится установка электродов и сепараторов в корпус, делается заливка водного раствора щелочи (1,17─1,19 гр./см 3) и заваривается крышка;
• после этого проводится заряд, а потом контрольный разряд. После повторной разрядки аккумулятор готов к работе.

По словам разработчиков этой методики, она успешно применяется для восстановления щелочных аккумуляторов ТПЖН-550, работающих в реальных условиях. Как сообщается, до обработки на положительных электродах поверхность была покрыта FeOH и FeOOH чёрного цвета. После обработки кислотой поверхность полностью очищалась и приобретала глянцевый серебристый цвет чистого металла.

Восстановленные щелочные батареи тестировались на работоспособность десяти кратным запуском тепловозного дизеля. При этом их напряжение менялось с 65 до 64 вольт и аккумуляторы полностью были пригодны к работе. Отмечается, что восстановление даёт ощутимый экономический эффект, поскольку такие модели щелочных аккумуляторов стоят довольно дорого.

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).

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

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.