Malfunzionamenti della batteria al piombo e come risolverli

1. L'aumento dell'autoscarica si manifesta nella perdita di capacità.

La normale autoscarica è il risultato di processi galvanici nella batteria dovuti alla presenza di impurità nel materiale dell'elettrodo e nell'elettrolita e solitamente non supera lo 0,7% della capacità al giorno. L'aumento dell'autoscarica nelle batterie portatili è dovuto alla dispersione di corrente sulla superficie esterna di coperchi e contenitori bagnati di elettrolita durante il riempimento incauto o durante il rilascio di gas. L'autoscarica per questo motivo, soprattutto se la superficie è anche contaminata da polvere, può essere così grande che la batteria si scarica completamente entro 10-20 giorni.

Per eliminare l'autoscarica è necessario pulire la superficie con uno straccio inumidito con acqua distillata, quindi neutralizzarla con una soluzione alcalina al 10% di carbonato di sodio o ammoniaca (acqua ammoniacale): inumidire lo straccio con una soluzione e pulire accuratamente la superficie dei coperchi e delle stoviglie. In questo caso, è necessario monitorare attentamente che la soluzione alcalina non cada nella batteria e contamini l'elettrolito.Dopo la neutralizzazione, i piatti vengono nuovamente puliti con un panno umido e poi asciugati.

Se, dopo aver pulito la superficie, l'autoscarica non è diminuita, è necessario analizzare l'elettrolito della batteria e, se si riscontrano impurità dannose in quantità superiori a quelle consentite, scaricare la batteria e sostituire l'elettrolito. Dopo aver versato l'elettrolita, ogni cella viene versata con acqua distillata e lasciata riposare per 1 ora. L'acqua viene quindi versata, la cella viene nuovamente versata con acqua e una corrente debole passa attraverso la batteria per 2 ore, circa 1/10 del normale. Successivamente, l'acqua viene versata, la batteria viene risciacquata con acqua distillata, riempita con un elettrolita di densità normale e caricata con una carica normale con una corrente di 0,1 C20.

Contaminazione da elettroliti. Spesso si verifica una diminuzione della capacità e un aumento dell'autoscarica delle batterie a causa della presenza di impurità nell'acqua che viene aggiunta alle batterie o nell'acido utilizzato per preparare l'elettrolito. Spesso, i contaminanti entrano nella batteria quando viene violata la tecnologia di riparazione, ad esempio durante la saldatura di ponticelli con saldatura POS, durante il contatto prolungato di fili di rame nudi con coperchi della batteria inumiditi con elettrolita, ecc.

La presenza di alcune impurità dannose può essere determinata da segni esterni:

• cloro: l'odore del cloro vicino agli elementi e la deposizione di un sedimento grigio chiaro sul fondo della nave;

• rame: notevole rilascio di gas a riposo e carica costante;

• manganese: durante la carica, l'elettrolito assume un colore rosso chiaro;

• Il ferro e l'azoto non sono rilevabili da segni esterni e possono essere rilevati solo mediante analisi chimiche.

In tutti i casi di rilevamento di impurità inaccettabili nell'elettrolita, deve essere sostituito. Per fare ciò, scaricare la batteria, versare l'elettrolito, riempirla con acqua distillata controllata per l'assenza di cloro e caricarla per 1 ora con una corrente debole di 0,05 C10. Quindi scaricare l'acqua, riempire con elettrolita di alta qualità e caricare con la normale corrente di carica.

Il ritardo della cella è caratterizzato da bassa tensione, nonché da una minore densità dell'elettrolita delle singole celle rispetto alle altre, e di solito deriva da una tensione di ricarica insufficiente, dallo stadio iniziale di solfatazione della piastra, dal cortocircuito e dalla presenza di impurità dannose in l'elettrolita .Se viene rilevato un ritardo, è imperativo analizzare l'elettrolita per la presenza di cloro, ferro, rame in esso. In caso di mancato avviamento, il guasto viene eliminato equalizzando la carica o aumentando la tensione di mantenimento.

Se il ritardo non viene eliminato caricando la cella in ritardo da una fonte esterna, le celle in ritardo vengono tagliate dalla batteria e caricate fino al ripristino della loro capacità.

2. I cortocircuiti all'interno delle batterie si verificano principalmente durante la distruzione dei separatori e per l'accumulo di piombo spugnoso sui bordi delle piastre.

I segni di un cortocircuito sono sotto tensione, densità e capacità ridotte.

Spesso la causa di un cortocircuito è un alto livello di sedimenti sul fondo dei vasi che, raggiungendo il bordo inferiore degli elettrodi, crea ponti conduttivi tra di loro.

Per eliminare i cortocircuiti, è necessario scaricare la batteria con una corrente di scarica di 10 ore alla tensione finale e smontare la cella.Dopo aver rimosso il cortocircuito - sostituendo i separatori danneggiati, tagliando via gli accumuli sulle piastre con un coltello, pulendo le stoviglie e rimuovendo il sedimento, lavando le piastre - la cella viene assemblata e caricata nella modalità di carica formativa.

3. La distruzione delle piastre è caratterizzata dalla disgregazione e caduta della massa attiva e dalla corrosione delle griglie.

I segni caratteristici della distruzione delle piastre sono una forte diminuzione della capacità della batteria, un breve tempo di scarica e un rapido aumento della densità dell'elettrolito alla normalità durante la carica. L'elettrolita diventa torbido e di colore marrone. Il motivo della distruzione delle piastre è la carica del sistema, le cariche ad alta corrente e l'aumento della temperatura. Anche la carica sistematica con correnti troppo basse può causare la distruzione delle piastre. Anche la solfatazione delle lastre provoca la loro distruzione, poiché il solfato di piombo ha un volume maggiore rispetto al perossido di piombo e al piombo spugnoso.

Le batterie con piastre danneggiate non sono idonee al funzionamento e devono essere sostituite.

4. La solfatazione delle piastre è il danno più comune e pericoloso per la batteria.

Come accennato in precedenza, la formazione di solfato di piombo (solfato di piombo) PbSO4 è una normale conseguenza del funzionamento della batteria. Il solfuro di piombo generato in modalità normale ha una struttura cristallina fine. Come risultato dell'autoscarica quando la batteria è inattiva, specialmente a temperature e densità elevate dell'elettrolita, i cristalli di PbSO4 sono grandi. Fatte salve le regole di conservazione della batteria, i cristalli si disintegreranno comunque sotto l'influenza della normale ricarica.

5.La solfatazione profonda, di norma, è il risultato di un uso improprio delle batterie ed è causata dai seguenti motivi principali:

• tensione e corrente di carica insufficienti;

• aumento dell'autoscarica dovuta al cortocircuito degli elementi;

• la presenza di impurità nocive nell'elettrolita;

• concentrazione eccessiva e temperatura elevata dell'elettrolita;

• sottocarica sistematica delle batterie funzionanti in modalità "carica-scarica";

• scariche profonde sistematiche;

• ricarica frequente con correnti elevate;

• lasciare a lungo termine una batteria scarica senza caricarla;

• un lungo periodo di tempo (più di 6 ore) tra il riempimento di una nuova batteria non a secco con elettrolito e l'inizio della carica.

Sotto l'influenza di questi fattori, il solfato di piombo sulle lastre si trasforma in una struttura cristallina grossolana e forma una crosta continua di solfato di piombo. Un'intensa formazione di solfato si verifica anche quando le piastre inumidite con elettrolita entrano in contatto con l'aria a causa dell'esposizione delle piastre dovuta al ridotto livello di elettrolita. Il solfato cristallino grossolano non si decompone più durante la normale carica e si dice che la solfatazione sia irreversibile.

La massa attiva delle lastre positive sottoposte ad eccessiva solfatazione acquista una tinta marrone chiaro con macchie bianche di solfato, a volte il colore rimane scuro, ma la presenza di solfato cristallino grossolano è indicata dalla superficie dura e ruvida. La massa attiva della piastra positiva solfatata sfrega tra le dita come sabbia.

La superficie delle lastre negative è ricoperta da uno strato continuo di solfato di piombo. Il materiale attivo diventa duro, ruvido, come se fosse sabbioso al tatto. Non c'è una chiara linea di metallo sulla superficie dei piatti se ci si disegna sopra un coltello.

Poiché il solfato cristallino grossolano è un cattivo conduttore di corrente elettrica, quando si verifica una solfatazione irreversibile, la resistenza interna della cella aumenta. Di conseguenza, la tensione di carica sale a 3 V e la tensione di scarica diminuisce drasticamente. Grandi cristalli ostruiscono i pori nella massa attiva, il che rende difficile l'ingresso dell'elettrolita negli strati interni. La capacità della batteria diventa molto inferiore al normale. Questi segni sono tipici delle batterie al solfato.

6. Eccessiva produzione di fanghi.

Quando l'elettrolita è contaminato da ferro e acido nitrico e suoi sali, così come durante un cortocircuito e un funzionamento improprio (gravi sovraccarichi e scariche profonde), le particelle della massa attiva cadono dalle piastre, formando un precipitato (sedimento), che , salendo alle piastre, può causare un cortocircuito.

Segni caratteristici e ragioni per l'aspetto del sedimento.

Un precipitato marrone depositato per un breve periodo indica una corrente di carica eccessiva o un sovraccarico a lungo termine del sistema. Il precipitato bianco precipita con eccessiva solfatazione e contaminazione elettrolitica. Il sedimento stratificato (alternanza di strati marroni e chiari) si forma quando la batteria è irregolare e l'acqua è contaminata dal cloro.

In accordo con i motivi che hanno causato la maggiore separazione dei sedimenti, dovrebbero essere prese misure per rimuoverli.

Il sedimento viene rimosso dai vasi aperti mediante una pompa o un sifone pompando l'elettrolita torbido con una bacchetta di vetro dalle celle precedentemente scaricate al 50-60% della loro capacità. In questo caso bisogna fare attenzione a non provocare un cortocircuito con le particelle di sedimento. Dopo l'evacuazione, gli elementi devono essere risciacquati con acqua distillata.

Invece dell'elettrolita versato, viene versato pulito nei barattoli, perché non è possibile tenere i piatti nudi all'aria per lungo tempo.

Il sedimento viene rimosso dalle batterie portatili una volta all'anno smontando le piastre e risciacquando i contenitori e le piastre della batteria precedentemente scaricata.

7. Invertire la polarità della batteria.

Se la batteria è composta da celle collegate in serie di capacità diverse, o alcune delle celle hanno piastre tagliate o solfatate, quando la batteria è scarica, le celle con capacità inferiore possono essere scaricate a zero e il resto darà comunque una scarica attuale. Questa corrente che scorre attraverso le celle scariche da negativo a positivo inizia a caricarle nella direzione opposta (la piastra negativa diventerà positiva e la piastra positiva diventerà negativa). In questo caso, nelle lastre appare una miscela di biossido di piombo e piombo spugnoso, si verifica una forte autoscarica e si forma la solfatazione.

Le lastre negative si scuriscono e si gonfiano notevolmente. Tali elementi dovrebbero essere tagliati dalla batteria e sottoposti a diversi shock di allenamento e carica.

L'inversione di polarità può verificarsi anche quando la batteria viene erroneamente collegata ai poli opposti (più a meno, meno a più) di motogeneratori in carica o raddrizzatori di vecchia concezione che non dispongono di protezione contro la commutazione errata. È necessario monitorare attentamente il corretto collegamento della batteria di ricarica. Un errore notato in tempo può essere corretto. Commutando la batteria nella modalità di carica corretta, si elimina l'inversione di polarità degli elettrodi.

Se l'inversione di polarità è causata da prolungate accensioni errate è necessario effettuare 2-3 cicli di «carica-scarica-carica» In casi particolarmente sfavorevoli la batteria polarizzata non recupera la sua capacità e si disintegra completamente.

8. La ridotta resistenza di isolamento della batteria causerà l'autoscarica.

Si verifica più spesso a causa della contaminazione della superficie delle batterie, della penetrazione dell'elettrolito sui coperchi e sulle pareti esterne dei recipienti e sui rack. Se viene rilevata una perdita di elettrolito da crepe nel serbatoio, deve essere sostituito.

Le crepe nel mastice sigillante vengono riparate fondendolo con una fiamma bassa di un bruciatore a gas o un cannello.

Attenzione: il lavoro deve essere effettuato al di fuori del vano batteria. La batteria va scaricata, lasciata sola per 1-2 ore con i coperchi aperti, quindi soffiata con aria per eliminare i gas residui ed evitare l'esplosione della miscela esplosiva. La fusione deve essere eseguita con cura in modo che i bordi dei serbatoi e dei coperchi non prendano fuoco.

9. Crepe nei monoblocchi e nei vasi di ebanite.

Il danneggiamento di monoblocchi e contenitori provoca perdite di elettrolita, contaminazione del vano batteria e crea le condizioni per l'autoscarica della batteria. Inoltre, i fumi di acido solforico sono dannosi per il personale di servizio. Le crepe nelle partizioni intercellulari dei monoblocchi sono particolarmente pericolose per le batterie. Il contatto elettrolitico tra cellule adiacenti crea percorsi per una maggiore autoscarica. Con grandi crepe, la corrente di autoscarica raggiunge un valore di cortocircuito, la tensione della batteria viene ridotta di 4 V e gli elettrodi vengono solfatati o completamente distrutti.

I monoblocchi danneggiati delle batterie di avviamento sono solitamente poco pratici da riparare, soprattutto in presenza di crepe nelle partizioni degli elementi intermedi. Se non è possibile sostituire il monoblocco con uno nuovo, la riparazione può essere efficace quando la batteria verrà utilizzata in condizioni stazionarie (non soggetta ad urti e scosse).

Il monoblocco da riparare viene lavato abbondantemente con acqua corrente ed asciugato a temperatura ambiente per 3-4 ore. È consentita l'asciugatura in armadi a una temperatura non superiore a 60 ° C.

Per sigillare le fessure, queste ultime vengono forate ai bordi con un trapano del diametro di 3-4 mm. Le fessure vengono tagliate con una lima o uno scalpello ad una profondità di 3-4 mm. Nei monoblocchi con inserti resistenti agli acidi, la perforazione e il taglio delle fessure viene eseguita solo fino alla profondità della miscela di asfalto e solo dall'esterno. I blocchi di ebanite sono tagliati da entrambi i lati. La fessura tagliata viene pulita con carta vetrata fino a creare una superficie ruvida con una larghezza di 10-15 mm su entrambi i lati della fessura. Successivamente, le aree pulite vengono sgrassate con un tovagliolo imbevuto di acetone e asciugate per 5-6 minuti.

Il monoblocco riparato deve essere testato per perdite utilizzando un dispositivo speciale.

Quando si controllano i monoblocchi per danni, prestare particolare attenzione e in nessun caso tenere i due elettrodi tra le mani, poiché ciò può provocare una scossa elettrica.

Tavole di risaldatura e raddrizzatura

Se le piastre sono fortemente distorte (soprattutto positive) a causa di un funzionamento improprio, contaminazione dell'elettrolita o cortocircuito, è necessario ordinare le batterie e raddrizzare le piastre. Questo dovrebbe essere fatto scaricando le batterie.Le lastre negative devono essere immediatamente immerse in acqua distillata per eliminare l'acido da esse, e solo cambiando l'acqua due o tre volte possono essere mantenute all'aria. Le piastre negative cariche nell'aria diventano molto calde e diventano inutilizzabili.

Quando si rimuovono le piastre positive, fare attenzione a non toccare le piastre negative. Per l'allineamento, le lastre positive tagliate vengono posizionate tra due assi lisce e quindi pesate gradualmente e con attenzione. In nessun caso dovresti colpire con un martello e premere con forza sui piatti, poiché possono rompersi a causa della loro fragilità.

È severamente vietato saldare le piastre nel vano batteria durante la ricarica! Possono essere saldati non prima di due ore dopo la fine della carica e con ventilazione continua.

La saldatura dei collegamenti delle batterie stazionarie deve essere eseguita utilizzando una fiamma a idrogeno o un riscaldatore elettrico a carbone. Questo lavoro può essere eseguito solo da personale specializzato.

La saldatura di piccole batterie (starter, filamento, ecc.) può essere eseguita con un normale saldatore, ma senza l'uso di saldature a stagno e acido, che contaminano la batteria e ne provocano l'autoscarica e il danneggiamento.

Un saldatore, ripulito dallo stagno, fonde un'asta o una striscia di piombo puro che, cadendo nella cucitura, salda insieme le parti di piombo della batteria. Bisogna fare attenzione che il piombo fuso non crei filamenti che, se impigliati nella cella, possono provocare un cortocircuito. È necessario saldare l'intera sezione trasversale dei fili e dei ponticelli in modo che la loro conduttività non diminuisca.