§ 3, Требования к режимам заряда и разряда
Аккумуляторы работают в режиме заряд-разряд. Для обеспечения надежной работы не следует разряжать судовые аккумуляторы более чем на 50% их емкости. Нормальный разрядный ток щелочных аккумуляторов равен 0,1, а кислотных — 0,05 емкости аккумулятора. Нецелесообразно допускать снижение напряжения ниже 1,4 В для щелочных и 1,7 В - для кислотных аккумуляторов.
В конце заряда щелочных аккумуляторов их ЭДС при положительных температурах должна быть в пределах 1,8-1,9 В, а при отрицательных температурах и у кислотных аккумуляторов - 2,2 В. Характерным признаком нормального заряда кислотных аккумуляторов является увеличение плотности электролита. В конце же заряда, в течение 2-3 часов, напряжение и плотность электролита остаются неизменными; и это время происходит обильное газовыделение во всех элементах.
Наружные части аккумуляторов, за исключением деталей, окрашенных битумной краской, покрывают тонким слоем технического вазелина.
§ 4. Основные дефекты аккумуляторов и методы их устранения
При неправильной эксплуатации даже у разных типов аккумуляторов могут возникнуть одинаковые неисправности. Это течь банок, снижение электрической емкости и предельных значений напряжения, повышенный саморазряд и усиленное выделение газов при заряде. Причины же, порождающие неисправности, а также методы их устранения определяются типом аккумулятора. Поэтому ниже рассмотрим щелочные и кислотные аккумуляторы отдельно.
Щелочные аккумуляторы теряют емкость вследствие длительной работы без смены электролита, попадания в него примесей, вызывающих паразитные токи разряда, а также из-за утечки тока по загрязненной поверхности или работы в течение длительного времени на простом электролите. В зависимости от конкретной причины производят и восстановление емкости. После длительной работы на простом электролите из едкого калия или натрия, его следует заменить составным, т. е. ввести добавку 20 г/л моногидрата пития (едкого лития). Батарею разряжают до напряжения 1В на банку, затем, энергично встряхнув ее, выливают старый электролит. Далее каждый элемент тщательно промывают дистиллированной водой, заливают свежим электролитом и после выдержки в течение 2 ч производят тренировочные циклы заряда-разряда. Заряд производят нормальным током: первые два цикла по 12 ч, третий — 6 разряд в первом цикле производится в течение 8 ч, а во втором и третьем до получения напряжения 1В на элемент. Если емкость аккумуляторов после проведения этих циклов увеличится на 20-30%, то результат считается удовлетворительным. По мере восстановления аккумуляторы комплектуют из банок одинаковой емкости и оставляют в работе при залитом сложном электролите. Если и после 6 ч заряда в отдельных банках напряжение остается равным 1В, то их следует заменить.
Бывают случаи, когда длительно не работавшие никель-железные аккумуляторы резко снижают свою емкость. Это происходит из-за окисления сульфидной серы на отрицательном железном электроде. Восстановление емкости осуществляется аналогичным образом. Паразитные токи разряда вследствие коротких замыканий и утечки по загрязненной поверхности устраняют чисткой и промывкой; иногда заменяют батарейные ящики, которые оказались пропитанными электролитом. Обнаружить их помогает периодическая проверка контактов и изоляционных прокладок. При попадании вредных примесей в активное вещество пластин восстановить емкость промывкой и сменой электролита не удается. В этом случае аккумуляторы отправляют для ремонта в специальные мастерские. Если в некоторых банках есть разрушения активных масс, то их заменяют.
Нормальный саморазряд бездействующих кадмиево-никелевых аккумуляторов при температуре окружающей среды 20° С за 30 сут. составляет 18%, железо-никелевых - 35%. Если же саморазряд значительно больше этих величин, то необходимо установить его причину. Основными факторами повышенного саморазряда являются наличие замыканий между пластинами, токи утечки по загрязненным поверхностям и примеси в электролите. Способы их устранения такие же, как и в случае потери емкости.
Снижение или отсутствие напряжения на зажимах аккумуляторной батареи может быть вызвано нарушением контакта в токовой цепи или отсутствием электролита в одной из банок аккумулятора. Разбухание банок чаше всего происходит при нарушении вентиляции или преждевременном закрытии аккумуляторов после их зарядки. Для устранения этого дефекта нужно осторожно выпустить газ, открыв пробки. Если и после этого вспучивание стенок останется, то аккумулятор следует в течение 8 ч разрядить до 1В, затем вылить электролит и выправить бак. После этого нужно залить свежий электролит и дать нормальный заряд.
Повышенный нагрев электролита при больших зарядных и разрядных токах, как правило, бывает из-за плохой вентиляции или коротких замыканий между пластинами. Повышенный нагрев контактных зажимов и заниженная величина тока обычно имеет место при плохих контактах и низком уровне электролита.
Замерзание электролита при низких температурах наблюдается при сниженном удельном весе электролита или в том случае, когда в электролите много углекислого газа. Электролит следует заменить новым зимним и утеплить батарею.
Снижение емкости в жаркое время большей частью происходит из-за того, что зарядку батареи производят при высоких температурах. Для устранения этого эффекта следует заряжать их в более прохладное время или ночью, а электролит из едкого калия надо заменить на составной или натриевый. Электролит также следует заменить, если из аккумуляторов выделяется пена: в таком электролите много вредных примесей.
Кислотные аккумуляторы теряют емкость чаще всего вследствие сульфатации пластин, при которой происходит трудно обратимое образование крупных кристаллов сернокислого свинца (сульфата свинца); при заряде первоначальные активные вещества восстанавливаются плохо. Основная причина этого дефекта несоблюдение правил эксплуатации (длительное пребывание аккумулятора в разряженном состоянии, работа при сниженном уровне электролита, глубокие разряды, систематические недозаряды, повышенный саморазряд и несвоевременное проведете тренировочных циклов). Для устранения явления сульфатации аккумуляторы разряжают током 10-часового разряда. Затем вместо старого электролита заливают дистиллированную воду и производят заряд током, равным 30% номинального, до тех пор, пока в течение 5-6 ч напряжение и плотность электролита не будут меняться. После этого заменяют электролит, с выдержкой во времени доводят его до нормы, после чего производят контрольный разряд. Если емкость и при этом окажется меньше 80% номинальной, то цикл повторяют еще раз. После повторного цикла аккумуляторы, не восстановившие свою емкость, заменяют новыми.
Причиной повышенного саморазряда и местного нагрева являются короткие замыкания между положительными и отрицательными пластинами, снижение сопротивления изоляции батареи вследствие загрязнения и наличие примесей в электролите. Это проявляется в пониженных напряжении, емкости и удельном весе. Температура электролита в этом случае повышается. Короткие замыкания внутри аккумулятора могут происходить из-за соприкосновения положительных и отрицательных пластин, а также в результате попадания в него посторонних предметов и накопления шлама, неисправные аккумуляторы разряжают до конечного напряжения током 10-часового разряда, после чего путем осмотра аккумулятора производят его заряд с перезарядкой и затем доводят удельный вес электролита до нормы.
При пониженном сопротивлении изоляции наружный слой мастики, стенки и крышки промывают 10%-ным водным раствором кальцинированной соды или нашатырным спиртом и протирают чистой салфеткой. Поврежденный бак аккумулятора заменяют новым.
Разрушение сепараторов чаще всего происходит из-за высокой концентрации и повышенной температуры электролита, а также наличия в нем вредных примесей. Поврежденные сепараторы заменяют новыми.
Коррозия решеток пластин является следствием одновременного воздействия на них кислоты и кислорода. Она наблюдается обычно у положительных пластин, где идет интенсивное выделение кислорода. Материал решетки превращается в перекись свинца, что делает его хрупким. При этом также нарушается контакт между решеткой и активной массой. Вследствие этого последняя начинает сульфатироваться. Такие пластины подлежат замене.
Неполадки аккумуляторов проявляются прежде всего в том, что дефектные аккумуляторы начинают отставать от остальных как по напряжению, так и по удельному весу электролита, что обычно выявляют при очередных замерах параметров. Такие аккумуляторы быстрее разряжаются, а при зарядке в них позднее начинается газовыделение. Исправить их можно путем 2-3-кратного вывода газов во время разряда с последующим подключением на разряд в те моменты, когда плотность электролита исправных аккумуляторов будет меньше, чем у них примерно на 0,01. Эффективной мерой может быть и дополнительная подзарядка их пониженным током после окончания заряда. Но ни в коем случае нельзя доливать отстающие аккумуляторы электролитом большей плотности. Эти приведет лишь к увеличению сульфатации.
Если своевременно не принять необходимые меры, то отстающие аккумуляторы могут изменить свою полярность. Разряженные до нуля отстающие аккумуляторы будут заряжаться от проходящего через них разрядного тока батареи в обратной полярности. Напряжение на них изменится на обратное, что снизит и общее напряжение батареи. Изменение полярности также может произойти и из-за неправильного включения батареи на заряд или неправильного соединения аккумуляторов в батарею, а также батарей между собой. Пластины переплюсованных аккумуляторов коробятся, при этом активная масса выпадает из решеток. Указанный дефект аккумуляторов можно устранить путем своевременного проведения тренировочных зарядов-разрядов отдельно от батареи.
У аккумуляторов, в которые попала морская вода, часто наблюдается интенсивный саморазряд, сопровождающийся выделением хлора и водорода. В этом случае из них необходимо вылить электролит, а затем залить их дистиллированной водой, меняя ее через два часа несколько раз. При содержании хлора меньше 0,05 г/л вместо воды заливают электролит той же плотности, которая была до попадания морской воды. Аккумуляторы заряжают в течение 3 ч до достижения постоянства удельной массы электролита.
