книги из ГПНТБ / Организация и технология ремонта рефрижераторных вагонов

Подготовленные к установке на вагон аккумуляторы устанавли­ вают в кассету и электрокаром транспортируют к вагону. Батарею устанавливают в подвагонные аккумуляторные ящики, монтируют межэлементные перемычки с гайками и смазывают их техническим вазелином.

После того как батарею установили на вагон и проверили правиль­ ность монтажа, производят проверку сопротивления изоляции бата­ реи. Для батареи напряжением 50 в сопротивление изоляции относи­ тельно корпуса вагона должно быть не менее 25 ООО ом. Проверку про­ изводят с помощью вольтметра, сопротивление которого известно. Вместо вольтметра можно использовать прибор Ц-437 или другой по­ добный. Перед проверкой с батареи снимают нагрузку и все замеры производят в состоянии покоя.

Методику проверки изоляции батареи можно понять на следующем примере. Сначала измеряют общее напряжение U. Это напряжение, например, составляет 50 в. После этого тем же прибором измеряют на­ пряжение Ui между плюсом батареи и корпусом вагона, а также напря­ жение U2 между минусом батареи и корпусом. Допустим, что сумма этих напряжений составляет 30 в, а сопротивление вольтметра, кото­ рым производились замеры, RB = 50 ООО ом. Теперь можно подсчи­ тать сопротивление изоляции по формуле

Подставляя цифровые данные, находим сопротивление изоляции батареи:

— 1 =33 000 ом.

При эксплуатации величина сопротивления изоляции постепенно снижается, особенно при загрязнении аккумуляторов. Если сопротив­ ление изоляции снизилось примерно наполовину против установлен­ ной величины, необходимо принять меры для улучшения изоляции аккумуляторов и батареи в целом.

В некоторых рефрижераторных депо щелочные аккумуляторы ре­ монтируют со вскрытием банок. Ремонту подвергают аккумуляторы, вышедшие из строя вследствие значительной потери емкости, корот­ кого замыкания и других причин. При ремонте производят разборку блока, мойку положительных и отрицательных пластин с последующим осмотром и частичной заменой пластинами из других аккумуляторов, частичную замену сепараторов и боковой изоляции.

Рассмотрим технологию ремонта аккумуляторов с вскрытием со­ судов, которая предусматривает ремонт полублоков, собранных на шпильках, но может быть распространена и на аккумуляторы с полу­ блоками сварной конструкции.

Подлежащий ремонту аккумулятор укрепляют на фрезерном стан­ ке крышкой вверх. Сварной шов, соединяющий крышку с корпусом аккумулятора, срезают по периметру банки на глубину 1 мм.

270

После этого аккумулятор <5 (рис. 175) устанавливают дном в зажим­ ное устройство 7 станка для разборки. Захват 2 надевают на борны, крепят гайками и дно аккумулятора зажимают. В цилиндр 5 подают сжатый воздух. При перемещении рычажной системы 3 блок пластин извлекается из корпуса.

Освобожденный от пластин корпус промывают горячей водой (70— 80° С) до полного удаления шлама и осматривают. Пораженные кор­ розией места протирают до удаления ржавчины салфеткой, смоченной

в10-процентном растворе фосфорной кислоты.

При ремонте пластин операции выполняются в такой последова­ тельности: разборка блока пластин; промывка пластин; сушка и осмотр пластин; подпрессовка пластин; промывка сепараторов; сборка пла­ стин в блоки.

Для разборки блок пластин кладут плашмя на верстак, снимают изоляционные и уплотнительные кольца, шайбы, межпластинную изо­ ляцию (сепараторы). Отвертывают гайки стяжек блока пластин и сни­ мают пластины, сортируя их по полярности. Борны, гайки и меж­ элементные кольца направляют на никелировку.

Пластины разобранных блоков промывают горячей водой, темпе­ ратура которой не должна превышать 60° С. Промывку можно про­ изводить в моечной машине или вручную из шланга с применением волосяной щетки.

Промытые пластины сушат в печи, показанной на рис. 176. Отри­ цательные пластины 1 устанавливают на подставке 2 и в вертикальном положении задвигают в печь, где сушат при 100° С в течение 1 ч. Поло­ жительные пластины подсушивают теплым воздухом. Набухшие плас­ тины в дальнейшем идут на подпрессовку. Категорически запрещается сушить положительные пластины при высокой температуре, так как они при этом портятся.

После промывки и сушки пластины осматривают снаружи и на про­ свет. Для последующего восстановления используются пластины, не имеющие повреждений и просветов. Нельзя использовать для восста­ новления аккумулятора пластины: имеющие просвет; отрицательные пластины светло-серого цвета с серебристым налетом углекислых солей (карбонатов); положительные пластины, покрытые окисью железа (пятнами ржавчины).

Для просвечивания аккумуляторных пластин рекомендуется ис­ пользовать приспособление, показанное на рис. 177.

При осмотре необходимо замерять толщину пластин, которая дол­ жна быть не более 4 мм.

Положительные пластины, пригодные по внешнему виду к дальней­ шему восстановлению, но имеющие толщину более 4 мм, подвергают подпрессовке в пресс-форме. Подпрессовкой уплотняют активную массу, улучшают ее связь с токоведущей основой панели, прида­ ют пластинам первоначальную форму и доводят их толщину до допустимой.

Извлеченные из аккумулятора элементы сепаратора тщательно промывают горячей водой (60—70° С). Негодные элементы заменяют новыми.

271

(О

to

Сборка пластин в блок осуществляется при помощи кондуктора (рис. 178) и струбцины (рис. 179). Сначала в скобы 1 и 2 кондуктора (см. рис. 178) устанавливают шпильки для отрицательного и поло­

ня

m

№

то

Рис. 178. Кондуктор для сборки аккумуляторов

жительного полублоков. Затем берется отрицательная пластина и укла­ дывается в кондуктор так, чтобы в ее отверстие попала шпилька отри­ цательного полублока. После прокладки изоляции устанавливается

После полного опускания блока пластин в корпус аккумулятора надо вторично проверить наличие напряжения и, если оно сохрани­ лось (не менее 0,1 в), подогнать крышку к корпусу и залить в акку­ мулятор подщелоченную воду.

Если через 20—30 мин после этого напряжение аккумулятора бу­ дет не менее 0,1 в, воду сливают, снимают верхние изоляционные щай-

274

бы, закрывают борны мокрым асбестом и производят заварку крышки корпуса газовой сваркой.

После приварки снимают предохранительный слой асбеста, крыш­ ку очищают, ставят изоляционные втулки, шайбы, гайки и подтяги­

зия решеток положительных пластин, короткие замыкания внутри аккумуляторов, сульфатация пластин, повышенный саморазряд, ускоренный износ пластин и др. При эксплуатации в условиях зна­ чительной тряски и вибраций аккумуляторные батареи часто выходят из строя вследствие выкрашивания положительной активной массы пластин, которая размягчается, разрыхляется и теряет свою прочность. В большинстве случаев неисправности являются следствием небреж­ ного или неправильного обслуживания батарей при эксплуатации. Предупреждать и своевременно устранять неисправности можно толь­ ко зная причины и признаки их появления.

Коррозия решеток положительных пластин — одна из наиболее распространенных неисправностей кислотных аккумуляторов, огра­ ничивающая срок их службы. Опыт показывает, что процесс коррозии решеток ускоряется при систематических и длительных перезарядах аккумуляторов, особенно в сочетании с повышенной температурой электролита.

Медленное разрушение решеток вследствие коррозии неизбежно даже при правильном уходе за аккумуляторами. Дело в том, что в за­ ряженном аккумуляторе на положительной пластине между актив­ ной массой и свинцом решетки образуется электрохимически актив­ ная пара. При взаимодействии этой пары свинец решетки переходит в сульфат свинца. В результате этого процесса решетка постепенно раз­ рушается после каждого заряда аккумулятора.

В начальный период эксплуатации аккумуляторных батарей это даже несколько повышает емкость положительных пластин за счет образования активного вещества из свинца решетки. В дальнейшем перемычки решеток полностью разрушаются, что приводит к наруше­ нию подвода тока к активной массе пластин, постепенному ополза­ нию активной массы и выходу аккумулятора из строя.

Нормальный процесс разрушения решетки происходит медленно, поэтому он не сокращает установленного срока службы аккумулятора. Ускоренное же разрушение наблюдается главным образом при частых и длительных перезарядках пластин, когда почти вся масса сульфата свинца переходит в двуокись, а электролит через пористые слои дву­ окиси свинца проникает к металлу решетки и вызывает ускоренное ее разрушение.

Кроме того, при перезаряде на положительных пластинах выде­ ляется большое количество кислорода, который окисляет свинец ре­ шетки, усиливая ее коррозию. Чрезмерное и длительное газовыделе­ ние при перезарядах разрыхляет также активную массу положитель­ ных пластин, и она постепенно оседает на дне банок в виде коричнево­ го осадка.

Вредным последствием длительных перезарядов является также повышение температуры электролита, что способствует усилению кор­ розии решеток. Усилению коррозии способствуют и содержащиеся в электролите вредные органические примеси, а также азотная и соля­ ная кислоты.

Для предотвращения ускоренной коррозии решеток положительных пластин необходимо избегать частых и длительных перезарядов акку­ муляторных батарей и не допускать зарядного напряжения источника ,тока выше 2,4 б на один аккумулятор батареи, соблюдать установлен­ ные инструкциями правила заряда аккумуляторов, следить за чистотой и плотностью электролита, не допуская содержания в нем вредных примесей.

Хранить заряженные аккумуляторные батареи с электролитом ре­ комендуется в прохладных помещениях, по возможности при постоян­ ной температуре. Установлено, что хранение аккумуляторов при тем­ пературе 0° С и ниже замедляет коррозию решеток пластин.

Аккумуляторы, вышедшие из строя из-за коррозии решеток, нель­ зя отремонтировать без замены блоков пластин.

Короткие замыкания в аккумуляторе происходят вследствие обра­ зования между разноименными пластинами токопроводящих мостиков

Для предотвращения этого процесса размеры сепараторов увеличива­ ют, чтобы они выступали за края пластин. Короткие замыкания могут появляться также вследствие коробления пластин при разряде бата­ рей большими токами или при высокой температуре электролита аккумуляторов.

Зарядный ток, пропускаемый через короткозамкнутый аккумуля­ тор, пойдет не на полезный химический процесс, а на нагревание акку­ мулятора. При хранении короткозамкнутые аккумуляторы быстро саморазряжаются. Характерные признаки короткозамкнутого акку­ мулятора следующие:

отсутствие (очень малая) э. д. с ; повышенная температура электролита и медленное увеличение его

плотности, а также более позднее по сравнению с исправными акку­ муляторами начало газовыделения при заряде;

медленное повышение напряжения при заряде; быстрое падение напряжения после окончания заряда; пониженная величина емкости.

Для устранения короткого замыкания аккумулятор разбирают после предварительной разрядки током 10-часового режима до конечного на­ пряжения 1,7 б. Поврежденные сепараторы заменяют, свинцовую губку на краях пластин удаляют, банку очищают от шлама и промывают дис-

276

тиллированной водой. Оплывшие положительные пластины заменяют. После сборки аккумуляторы заряжают с одной перезарядкой.

Сульфатация аккумуляторных пластин объясняется тем, что при длительном хранении разряженных аккумуляторов с электролитом кристаллы сульфата свинца укрупняются и становятся труднораство­ римыми. Зарядить аккумулятор с пластинами, покрытыми крупнокри­ сталлическим сульфатом свинца, пропусканием нормального заряд­ ного тока практически невозможно.

Такая сульфатация существенно отличается от образования суль­ фата из двуокиси и губчатого свинца при нормальном разряде акку­ мулятора, когда благодаря мелкой структуре сульфат лучше раство­ ряется и таким образом при заряде легко переходит в первоначальную активную массу.

Активная масса положительных пластин, подвергшихся чрез­ мерной сульфатации, приобретает светло-коричневый оттенок с бе­ лыми пятнами сульфата. Иногда цвет сульфатированной пластины не изменяется, оставаясь по-прежнему темным. Присутствие крупно­ кристаллического сульфата определяется по твердой шероховатой по­ верхности. Активная масса сульфатированной пластины при растира­ нии между пальцами рассыпается, как песок.

Отрицательные пластины, подвергшиеся сульфатации, также ста­ новятся жесткими и песчанистыми, их объем при этом увеличивается.

Сульфатированный аккумулятор имеет более высокое напряжение (3 в и выше) при заряде и ненормально низкое напряжение при разря­ де; емкость такого аккумулятора значительно ниже нормальной.

При глубокой сульфатации пластины, покрытые сплошной коркой сульфата, необходимо заменить. Если процесс сульфатации не слишком глубок, пластины можно восстановить, разрядив аккумуляторную батарею током, равным Ѵ2 0 номинальной емкости, до напряжения 1,7 в на элемент. После этого, слив из батареи электролит, надо залить дис­ тиллированную воду и поставить батарею на заряд током величиной Ѵ3 0 номинальной емкости.

При достижении постоянной величины плотности электролита, равной 1,09 г/см3, напряжение аккумуляторов батареи должно состав­ лять 2,3—2,4 в. Если напряжение элементов ниже 2,3 в, заряд необхо­ димо приостановить, заменить часть электролита дистиллированной водой, а после 2-часового перерыва продолжить заряд током той же

нальной емкости аккумуляторная батарея отдает меньше 80% емкости, то указанные выше операции необходимо повторить, доводя плотность электролита до 1,09 г/смг.

Сульфатация пластин может быть настолько глубокой, что ее не удается устранить указанными способами. Такие пластины бракуют.

277

Как показывает практика, основной причиной возникновения чрез­ мерной сульфатации пластин является небрежное обращение с акку­ муляторами, а именно:

хранение батарей в течение длительного времени в разряжен­ ном состоянии;

отсутствие мер по своевременному устранению неисправностей, хотя их наличие в аккумуляторах не вызывало сомнений;

эксплуатация аккумуляторных батарей при недопустимо высоких температурах и плотности электролита.

Аккумуляторная батарея, отключенная от разрядной цепи, само­ произвольно разряжается. Такой разряд батареи, происходящий при отключенных потребителях, называется саморазрядом. Саморазряд, превышающий 2% номинальной емкости в сутки, считается повышен­ ным. В процессе длительной эксплуатации аккумуляторов саморазряд повышается, что объясняется постепенным износом активной массы и постепенным ее загрязнением различными примесями. Однако часто саморазряд повышается вследствие небрежного ухода за аккумулято­ рами и хранения их при повышенной температуре. Если случайно про­ литый или выплеснутый электролит не удаляют с поверхности акку­ мулятора, то между его выводными штырями образуется токопроводящий мостик, по которому происходит утечка тока.

Еще одной причиной, вызывающей повышенный саморазряд, является загрязнение электролита вредными примесями. Признак этого — постоянное выделение газа из электролита (небольшое «кипе­ ние») в неработающем аккумуляторе вследствие саморазряда.

Утечку тока по поверхности аккумулятора легко обнаружить по отклонению стрелки переносного вольтметра. Для устранения утечек тока необходимо содержать батареи в чистоте. Попавший на поверх­ ность аккумуляторов электролит надо вытирать вначале чистой ве­ тошью, а затем смоченной в 10-процентном растворе нашатырного спирта или кальцинированной соды. После этого следует еще раз про­ тереть поверхность ветошью, смоченной в чистой воде, а потом вытереть насухо.

Необходимо своевременно устранять трещины в мастике, так как попавший в них электролит трудно удалить. Кроме того, попадая на деревянный ящик аккумулятора, электролит разрушает его.

Для приготовления электролита можно применять только аккуму­ ляторную серную кислоту, отвечающую всем требованиям техниче­ ских условий, и чистую дистиллированную воду.

Дистиллированную воду получают при помощи аппаратов завод­ ского изготовления. Упрощенный дистиллятор, который можно изго­ товить в условиях депо, показан на рис. 180, а. Сварной бачок 2 за­ крывается текстолитовой крышкой 8 на болтах. В середине крышки болтом 3 привернут центральный электрод / из стальной трубы диамет­ ром 2" с большим количеством отверстий диаметром 3—5 мм. На крыш­ ке бачка укреплен стеклянный холодильник 7. Если нет типового хо­ лодильника, его можно изготовить из двух латунных луженых труб диаметром 35—40 мм и 8—10 мм. Один из проводов 5 осветительной сети подключают к болту 3 центрального электрода, другой — к одно-

278

му из болтов крепления крышки. Через резиновую трубку 6 в рубаш­ ку холодильника заливают воду, которая оттуда стекает по трубке 10 в воронку трубы 12, соединенной с внутренней частью бачка. Если уро­ вень воды в бачке достигает уровня трубки / / , излишек воды начинает из нее выливаться. Электрический ток, проходя от стенок бачка к цен­ тральному электроду, нагревает воду, пар по трубке 4 поступает в хо­ лодильник и конденсируется в нем. Дистиллированная вода выли­ вается через трубку 9.

Рис. 180. Оборудование для приготовления кислотного электролита

Бачок дистиллятора во время работы находится под током, поэтому нельзя его касаться незащищенными руками. Нулевой провод электри­ ческой сети нужно присоединить к корпусу бачка.

В некоторых депо применяют установку для приготовления дистил­ лированной воды с применением ионообменных смол. В такой установ­ ке имеется два вертикальных цилиндрических резервуара-фильтра / и / / (рис. 181), заполненных первый — сульфоуглем, второй — поня­ том. Сосуды / / / и IV заполнены соответственно 2-процентным раство­ ром едкого натра и 3-процентным раствором соляной кислоты.

Водопроводная вода через вентили 1 и 3 поступает в фильтр / . Здесь происходит обмен катионов солей кальция и магния, содержа­ щихся в водопроводной воде, на катионы водорода сульфоугля. Умяг­ ченная таким образом вода через вентили 5 и 7 поступает в фильтр / /

Процесс регенерации фильтров производится следующим образом. Водопроводную воду подают снизу вверх через краны 1, 2, 5, 8 и 9

279