1. Повышенный саморазряд проявляется в потере емкости.
Нормальный саморазряд является результатом гальванических процессов внутри аккумулятора из-за наличия примесей в материале электродов и в электролите и не превышает обычно 0,7% емкости в сутки. Повышенный саморазряд в переносных аккумуляторах происходит из-за утечки тока по наружной поверхности крышек и сосудов, смачиваемых электролитом при небрежной заливке, или при газовыделении. Саморазряд по этой причине, особенно если поверхность еще и загрязнена пылью, может быть настолько большим, что батарея разряжается полностью в течение 10—20 дней.
Для устранения саморазряда необходимо очистить поверхность ветошью, смоченной дистиллированной водой, затем нейтрализовать щелочным 10%-ным раствором кальцинированной соды или нашатырного спирта (аммиачной воды): ветошь смочить раствором и тщательно протереть поверхность крышек и сосудов. При этом нужно внимательно следить, чтоб щелочной раствор не попал внутрь батареи и не загрязнил электролит. После нейтрализации сосуды вновь протирают влажной ветошью, а затем вытирают досуха.
Если после протирки поверхности саморазряд не снизился, необходимо провести анализ электролита из батареи и при обнаружении вредных примесей в количествах, превышающих допустимые, разрядить батарею и сменить электролит. После того как электролит вылит, каждый элемент заливают дистиллированной водой и дают постоять 1 час. Затем воду выливают, элемент опять заливают водой и через батарею в течение 2 часов пропускают слабый ток — примерно 1/10 от нормального. После этого воду выливают, батарею споласкивают дистиллированной водой, заливают электролитом нормальной плотности и ставят на нормальный заряд током 0,1 С20.
Загрязненность электролита. Снижение емкости и повышенный саморазряд аккумуляторов часто происходит из-за наличия примесей в воде, которая добавляется в аккумуляторы, или в кислоте, используемой для приготовления электролита. Часто загрязнения попадают в аккумулятор при нарушении технологии ремонта, например при пайке перемычек припоем ПОС, при длительном контакте медных неизолированных проводов с увлажненными электролитом крышками батареи и т.д.
Присутствие некоторых вредных примесей можно определить по внешним признакам:
- хлор — запах хлора около элементов и отложение светло-серого шлама на дне сосуда;
- медь — заметное газовыделение при покое и постоянном подзаряде;
- марганец — во время заряда электролит приобретает светло-малиновый цвет;
- Железо и азот по внешним признакам не обнаруживаются и могут быть выявлены только химическим анализом.
Во всех случаях обнаружения недопустимых примесей в электролите его нужно заменить. Для этого батарею разрядить, вылить электролит, залить проверенной на отсутствие хлора дистиллированной водой и поставить на 1 час на зарядку слабым током 0,05 С10. Затем воду слить, залить качественным электролитом и зарядить нормальным зарядным током.
Отставание элементов характеризуется пониженным напряжением, а также — меньшей плотностью электролита отдельных элементов по сравнению с другими и возникает обычно вследствие недостаточного напряжения подзаряда, начальной стадии сульфатации пластин, короткого замыкания, наличия вредных примесей в электролите. При обнаружении отставания обязательно нужно сделать анализ электролита на наличие в нем хлора, железа, меди. В незапущенных случаях неисправность устраняется уравнительным зарядом или увеличением напряжения подзаряда.
Если отставание путем заряда отстающего элемента от постороннего источника не устраняется, отстающие элементы вырезают из батареи и заряжают до восстановления их емкости.
2. Короткие замыкания внутри аккумуляторов происходят, в основном, при разрушении сепараторов и через наросты губчатого свинца на кромках пластин.
Признаками замыкания являются пониженное напряжение, сниженная плотность и емкость.
Часто причиной замыканий бывает высокий уровень шлама на дне сосудов, который, достигая нижней кромки электродов, создает проводящие мостики между ними.
Для устранения замыканий требуется разрядить батарею током 10-часового разряда до конечного напряжения и разобрать элемент. После устранения короткого замыкания — замены поврежденных сепараторов, срезания ножом наростов на пластинах, очистки сосудов и извлечения шлама, промывки пластин — элемент собирают и заряжают в режиме формировочного заряда.
3. Разрушение пластин характеризуется выкрашиванием и оползанием активной массы и коррозией решеток.
Характерными признаками разрушения пластин являются резкое понижение емкости аккумулятора, малое время разряда и быстрое нарастание плотности электролита до нормальной при заряде. Электролит становится мутным и приобретает коричневую окраску. Причина разрушения пластин - систематические перезаряды, заряд током большой величины и повышение температуры. Систематические заряды чрезмерно малыми токами тоже могут быть причиной разрушения пластин. Сульфатация пластин также вызывает их разрушение, так как сернокислый свинец имеет больший объем, чем Перекись свинца и губчатый свинец.
Аккумуляторы с разрушенными пластинами к работе не пригодны и подлежат замене.
4. Сульфатация пластин — наиболее распространенное и опасное повреждение аккумуляторов.
Как указывалось выше, образование сернокислого свинца (сульфата свинца) PbSО4 — нормальное следствие работы аккумулятора. Создающийся в нормальном режиме сернокискый свинец имеет мелкокристаллическую структуру. В результате саморазряда при бездействии батареи, особенно при повышенной температура и плотности электролита, кристаллы PbS04 имеют большие размеры. При соблюдении правил хранения батарей кристаллы все же распадаются под воздействием обычного заряда.
5. Глубокая сульфатация, как правило, является результатом неправильной эксплуатации аккумуляторных батарей и вызывается следующими основными причинами:
- недостаточное напряжение и ток подзаряда;
- повышенный саморазряд из-за коротких замыканий в элементах;
- наличие вредных примесей в электролите;
- чрезмерная концентрация и высокая температура электролита;
- систематические недозаряды батарей, работающих в режиме «заряд-разряд»;
- систематические глубокие разряды;
- частые заряды большими токами;
- длительное оставление разряженной батареи без заряда;
- длительный промежуток времени (более 6 часов) между заливкой новой несухозаряженной батареи электролитом и началом ее заряда.
При воздействии этих факторов сульфат свинца на пластинах переходит в крупнокристаллическую структуру и образует сплошную корку сернокислого свинца. Интенсивное образование сульфата происходит также при соприкосновении пластин, смоченных электролитом, с воздухом вследствие оголения пластин из-за сниженного уровня электролита. Крупнокристаллический сульфат уже не распадается в процессе нормального заряда, и сульфатацию называют необратимой.
Активная масса положительных пластин, подвергшихся чрезмерной сульфатации, приобретает светло-коричневый оттенок с белыми пятнами сульфата. Иногда цвет остается темным, но присутствие крупнокристаллического сульфата определяется по твердой шероховатой поверхности. Активная масса сульфатированной положительной пластины растирается между пальцами, как песок.
Поверхность отрицательных пластин покрывается сплошным слоем сульфата свинца. Активный материал становится жестким, шероховатым, как бы песчаным на ощупь. На поверхности пластин не остается ясной металлической черты, если по ней провести ножом.
Так как крупнокристаллический сульфат плохой проводник электрического тока, при возникновении необратимой сульфатации повышается внутреннее сопротивление элемента. В результате этого зарядное напряжение возрастает до 3 В и сильно снижается напряжение при разряде. Крупные кристаллы закупоривают поры в активной массе, затрудняя доступ электролита во внутренние слои. Емкость аккумулятора становится значительно ниже нормальной. Эти признаки характерны для сульфатированных аккумуляторов.
6. Чрезмерное выделение шлама.
При загрязнении электролита железом и азотной кислотой и ее солями, а также при коротких замыканиях и неправильной эксплуатации (сильные перезаряды и глубокие разряды) от пластин отпадают частицы активной массы, образующие осадок (шлам), который, поднимаясь до пластин, может вызвать короткое замыкание.
Характерные признаки и причины появления шлама.
Шлам коричневого цвета, выпавший в короткое время, свидельствует о чрезмерном зарядном токе или систематических длительных перезарядках. Шлам белого цвета выпадает при чрезмерной сульфатации и загрязнении электролита. Слоистый шлам (из чередующихся коричневых и светлых слоев) образуется при неравномерном режиме батареи и загрязнении воды хлором.
В соответствии с причинами, вызвавшими усиленное выделение шлама, должны приниматься и меры для их устранения.
Шлам удаляется из открытых сосудов с помощью насоса или сифона путем откачивания взмученного стеклянной палочкой электролита из предварительно разряженных на 50—60% емкости элементов. При этом должна соблюдаться осторожность, чтобы частичками шлама не вызвать замыкания. После откачки элементы нужно промыть дистиллированной водой.
Взамен вылитого электролита в банки заливается чистый, ибо нельзя долго держать оголенные пластины на воздухе.
Из переносных аккумуляторов шлам извлекают один раз в год, разбирая пластины и промывая сосуды и пластины предварительно разряженного аккумулятора.
7. Переполюсовка аккумуляторов.
Если батарея составлена из последовательно соединенных элементов разной емкости или у части элементов вырезаны или сульфатированы пластины, то при разряде батареи элементы, имеющие меньшую емкость, могут разрядиться до нуля, а остальные будут давать еще разрядный ток. Этот ток, протекая через разрядившиеся элементы от минуса к плюсу, начинает заряжать их в обратном направлении (минусовая пластина станет плюсом, а плюсовая — минусом). При этом в пластинах появляется смесь двуокиси свинца и губчатого свинца, происходит сильный саморазряд и образуется сульфатация.
Отрицательные пластины темнеют и сильно разбухают. Такие элементы необходимо вырезать из батареи и подвергнуть нескольким тренировочным разрядам и зарядам.
Переполюсовка может возникнуть также при ошибочном включении батареи на противоположные полюса (плюс на минус, минус на плюс) зарядных двигатель-генераторов или выпрямительных агрегатов старой конструкции, не имеющих защиты от неправильного включения. Необходимо внимательно следить за правильностью включения батареи на зарядку. Своевременно замеченная ошибка исправима. Переключив батарею на правильный режим зарядки, устраняют переполюсовку электродов.
Если же переполюсовка вызвана длительным неправильным включением, необходимо провести 2-3 цикла «заряд-разряд-заряд». В особо неблагоприятных случаях переполюсованная батарея не восстанавливает емкости и полностью выходит из строя.
8. Пониженное сопротивление изоляции батареи вызывает саморазряд.
Оно чаще всего возникает из-за загрязнения поверхности аккумуляторов, попадания электролита на крышки и наружные стенки сосудов и на стеллажи. При обнаружении течи электролита из трещин в баке, его надо заменить.
Трещины в укупорочной мастике устраняются расплавлением ее слабым пламенем газовой горелки или паяльной лампы.
Предупреждение: работу необходимо проводить вне аккумуляторного помещения. Батарею нужно разрядить, оставить на 1-2 часа в покое с открытыми пробками, затем продуть воздухом, чтоб удалить остатки газов и не допустить взрыва гремучей смеси. Расплавление нужно вести осторожно, чтоб не возгорались кромки баков и крышек.
9. Трещины в моноблоках и эбонитовых сосудах.
Повреждение моноблоков и сосудов вызывает течь электролита, загрязнение аккумуляторного помещения и создает условия для саморазряда батареи. Кроме того, испаряющаяся серная кислота вредна для обслуживающего персонала. Особо опасны для аккумуляторов трещины в междуэлементных перегородках моноблоков. Контакт электролитов соседних элементов создает пути для усиленного саморазряда. При больших трещинах ток саморазряда достигает величины короткого замыкания, напряжение батареи снижается на 4 В, и электроды сульфатируются или полностью разрушаются.
Поврежденные моноблоки стартерных батарей, как правило, ремонтировать нецелесообразно, особенно при наличии трещин в межэлементных перегородках. Если заменить моноблок новым невозможно, ремонт может быть эффективным в случае, когда аккумулятор будет использоваться в стационарных условиях (не подвергается ударам и тряске).
Подлежащий ремонту моноблок тщательно промывают проточной водой и просушивают при комнатной температуре в течение 3-4 часов. Допускается сушка в шкафах при температуре не выше 60 °С.
Для заделки сквозных трещин последние засверливаются по концам сверлом диаметром 3-4 мм. Трещины разделывают напильником или стамеской на глубину 3-4 мм. В моноблоках с кислотостойкими вставками сверление и разделка трещин производится только на глубину асфальтопековой массы и только с внешней стороны. Эбонитовые блоки разделывают с обеих сторон. Разделанную трещину зачищают наждачной бумагой до создания шероховатой поверхности шириной по 10—15 мм с обеих сторон трещины. Затем зачищенные места обезжириваются салфеткой, смоченной в ацетоне, и просушиваются в течение 5-6 минут.
Отремонтированный моноблок следует испытать на герметичность с помощью специального прибора.
При проверке моноблоков на пробой необходимо соблюдать особую осторожность и ни в коем случае не держать оба электрода в руках, так как это может привести к поражению электрическим током.
Перепайка и правка пластин
При сильном короблении пластин (особенно положительных) в результате неправильной эксплуатации, загрязнения электролита или коротких замыканий необходимо перебрать аккумуляторы и выправить пластины. Делать это следует, разрядив аккумуляторы. Отрицательные пластины нужно немедленно погрузить в дистиллированную воду, чтобы удалить из них кислоту, и, только сменив воду два-три раза, можно держать их на воздухе. Заряженные отрицательные пластины на воздухе сильно нагреваются и приходят в негодность.
Вынимая положительные пластины, нужно следить, чтобы они не касались отрицательных. Для выравнивания вырезанные положительные пластины закладывают между двумя гладкими досками, а затем постепенно и осторожно нагружают грузом. Ударять молотком и резко нажимать на пластины ни в коем случае нельзя, так как вследствие хрупкости они могут поломаться.
Пайка пластин в помещении аккумуляторной батареи во время зарядки категорически запрещается! Паять их можно не раньше, чем через два часа после окончания заряда и при непрерывной работе вентиляции.
Паять соединения стационарных батарей следует с помощью водородного пламени или электрическим угольным нагревателем. Эту работу может выполнять только специально обученный персонал.
Пайка небольших аккумуляторов (стартерных, накальных и т. п.) может производиться обычным паяльником, но без применения оловянных припоев и кислоты, которые загрязняют аккумулятор и приводят к его саморазряду и порче.
Очищенным от олова паяльником расплавляется палочка или полоска чистого свинца, который, попадая в шов, сваривает между собой свинцовые детали аккумулятора. Необходимо тщательно следить, чтобы расплавленный свинец не создавал нитей, которые, попав в элемент, могут вызвать замыкание. Проварить нужно все сечение выводов и перемычек, чтоб не снижалась их проводимость.