teoria di Base e le procedure di manutenzione
Da Joe Escobar
batterie al Nichel-cadmio, generalmente indicato come batterie NiCad, sono in largo uso nel settore dell’aviazione. Con una corretta manutenzione, possono fornire anni di servizio senza problemi. Diamo un’occhiata alla costruzione di base di queste batterie e ad alcuni problemi di manutenzione da tenere a mente quando si lavora con loro.
Costruzione
La cella è l’unità di base della batteria NiCad., Consiste delle piastre positive e negative, dei separatori, dell’elettrolito, dello sfiato delle cellule e del contenitore delle cellule. Le piastre positive sono costituite da una placca porosa su cui è stato depositato l’idrossido di nichel. Le piastre negative sono costituite da placche simili su cui si deposita l’idrossido di cadmio. In entrambi i casi la placca porosa è ottenuta sinterizzando polvere di nichel polvere di nichel ad uno schermo di filo a maglia fine. La sinterizzazione è un processo che fonde insieme granuli di polvere estremamente piccoli ad alta temperatura., Dopo che i materiali positivi e negativi attivi sono depositati sulla placca, si forma e si taglia nella dimensione corretta della piastra. Una linguetta di nichel viene quindi saldata ad un angolo di ciascuna piastra e le piastre vengono assemblate con le linguette saldate ai terminali appropriati. Le piastre sono separate l’una dall’altra da una striscia continua di plastica porosa.
L’elettrolita utilizzato nella batteria NiCad è una soluzione al 30% di idrossido di potassio (KOH) in acqua distillata. Il peso specifico dell’elettrolito rimane tra 1.240 e 1.300 a temperatura ambiente., Va notato che non si verificano cambiamenti apprezzabili nell’elettrolito durante la carica o la scarica. Per questo motivo, la carica della batteria non può essere determinata da un controllo del peso specifico dell’elettrolito. Il livello dell’elettrolito deve essere mantenuto appena sopra le cime delle piastre.
Carica batterie NiCad
Quando una corrente di carica viene applicata a una batteria NiCad, le piastre negative perdono ossigeno e iniziano a formare cadmio metallico. Il materiale attivo delle piastre positive, l’idrossido di nichel, diventa più altamente ossidato., Questo processo continua mentre viene applicata la corrente di carica o fino a quando tutto l’ossigeno viene rimosso dalle piastre negative e rimane solo il cadmio.
Verso la fine del ciclo di carica le celle emettono gas. Ciò si verificherà anche se le celle sono sovraccariche. Questo gas è causato dalla decomposizione dell’acqua nell’elettrolito in idrogeno alle piastre negative e ossigeno alle piastre positive. La tensione utilizzata durante la carica, così come la temperatura, determina quando si verificherà la gassificazione., Per caricare completamente una batteria NiCad, alcuni gas, per quanto lieve, deve avvenire; così un po ‘ di acqua sarà utilizzato.
Scarico
L’azione chimica viene invertita durante la scarica. Le piastre positive rinunciano lentamente all’ossigeno, che viene riacquistato dalle piastre negative. Questo processo si traduce nella conversione dell’energia chimica in energia elettrica. Durante lo scarico le piastre assorbono una quantità di elettrolita. Alla ricarica il livello dell’elettrolito aumenta e a piena carica l’elettrolito sarà al suo livello più alto., Pertanto, l’acqua deve essere aggiunta solo quando la batteria è completamente carica.
Passaggio da piombo-acido a NiCad
La batteria NiCad è solitamente intercambiabile con batterie al piombo-acido. Quando si sostituisce una batteria al piombo con una batteria NiCad, il vano batteria deve essere pulito, asciutto e privo di ogni traccia di acido dalla vecchia batteria. Il compartimento deve essere lavato e neutralizzato con ammoniaca o soluzione di acido borico, lasciato asciugare accuratamente e quindi verniciato con una vernice resistente agli alcali.,
Il pad nel contenitore della batteria deve essere saturo con una soluzione al 3% (in peso) di acido borico e acqua prima che il sistema di sfiato della batteria sia collegato.
Manutenzione delle batterie NiCad
Ci sono differenze significative nei metodi di manutenzione richiesti per le batterie NiCad e quelli delle batterie al piombo-acido. I punti più importanti da osservare sono i seguenti.
Per le batterie NiCad deve essere fornita un’area di stoccaggio e manutenzione separata. L’elettrolita è chimicamente opposto all’acido solforico utilizzato in una batteria al piombo., I fumi di una batteria al piombo-acido possono contaminare l’elettrolita in una batteria al nichel-cadmio. Questa precauzione dovrebbe includere attrezzature come utensili manuali e siringhe utilizzate con batterie al piombo-acido. In effetti, ogni possibile precauzione deve essere presa per mantenere tutto ciò che contiene acido lontano dai negozi di batterie NiCad.
L’elettrolita di idrossido di potassio utilizzato nelle batterie NiCad è estremamente corrosivo. Durante la manipolazione e la manutenzione delle batterie devono essere utilizzati dispositivi di protezione come occhiali, guanti di gomma e grembiuli di gomma., Impianti di lavaggio adeguati devono essere forniti nel caso in cui l’elettrolita venga versato sui vestiti o sulla pelle. Qualsiasi tale esposizione all’elettrolito deve essere risciacquata immediatamente con acqua o aceto, succo di limone o una soluzione di acido borico. Ricorda, quando l’idrossido di potassio e l’acqua distillata vengono miscelati per produrre l’elettrolita, l’idrossido di potassio deve essere aggiunto lentamente all’acqua, non viceversa.
Evitare di utilizzare una spazzola metallica per pulire la batteria. Se si utilizza una spazzola metallica, può verificarsi un forte arco., Inoltre, i tappi di sfiato devono essere chiusi durante il processo di pulizia e la batteria non deve mai essere pulita con acidi, solventi o qualsiasi soluzione chimica. L’elettrolita versato può reagire con anidride carbonica per formare cristalli di carbonato di potassio. Questi, che sono non tossici e non corrosivi, possono essere allentati con un pennello in fibra e asciugati con un panno umido. Quando il carbonato di potassio si forma su una batteria correttamente revisionata, potrebbe indicare che la batteria è in sovraccarico perché il regolatore di tensione non è regolato.,
L’acqua supplementare non dovrebbe mai essere aggiunta alla batteria prima di tre o quattro ore dopo che è stata completamente carica. Se è necessario aggiungere acqua, utilizzare solo acqua distillata o demineralizzata. Inoltre, fare attenzione a non sovraccaricare la batteria con acqua. Se lo fai e devi rimuovere parte del liquido, ridurrai la concentrazione di idrossido di potassio nella cellula. Ciò influenzerà il suo funzionamento.
Poiché l’elettrolita non reagisce chimicamente con le piastre cellulari, il suo peso specifico non cambia sensibilmente., Pertanto, non è possibile determinare lo stato di carica di una batteria NiCad con un idrometro. Inoltre, la carica di una batteria NiCad non può essere determinata da un test di tensione perché la tensione di una batteria NiCad rimane costante durante il 90% del ciclo di scarica.
Intervalli di manutenzione
Le batterie NiCad devono essere servite a intervalli regolari in base all’esperienza, poiché il consumo di acqua varia con la temperatura ambiente e i metodi operativi. A intervalli maggiori la batteria deve essere rimossa dall’aeromobile e sottoposta a un controllo da banco nel negozio.,
Se una batteria è completamente scarica, alcune celle possono raggiungere il potenziale zero e caricarsi nella direzione inversa. Ciò potrebbe influire in modo tale che non manterrà una carica di piena capacità. Se ciò accade, la batteria deve essere scaricata e ogni cella bilanciata prima di ricaricare la batteria. Questo è noto come equalizzazione.
La ricarica può essere eseguita con il metodo a tensione costante o a corrente costante., Per la carica potenziale costante, mantenere la tensione di carica costante fino a quando la corrente di carica decade a 3 ampere o meno assicurando che la temperatura delle celle della batteria non superi i 100 gradi Fahrenheit e la tensione inizia a diminuire.
Carica di mantenimento
La carica di mantenimento è il processo di mantenere una batteria in condizione di stand-by attiva caricando continuamente la batteria in condizioni di sovraccarico. Sebbene alcuni produttori non raccomandino questa procedura per la ricarica, alcuni operatori hanno scelto questo metodo per caricare le loro batterie NiCad., Tieni presente che l’utilizzo di un caricabatterie di mantenimento consumerà acqua nel tempo a causa dell’effetto gassoso discusso in precedenza. È necessario regolare il livello dell’elettrolito prima di posizionare la batteria a bordo dell’aeromobile. In caso contrario, c’è il rischio di incidente della batteria perché le celle potrebbero asciugarsi prima della fine normale dell’intervallo di manutenzione.
Manipolazione sicura
Le batterie NiCad non sono generalmente pericolose durante il normale funzionamento e sono costruite abbastanza robuste da resistere alle forature da scenari di danni tipici. Tuttavia, se per qualche motivo si rompono, possono essere piuttosto pericolosi., L’idrossido di potassio nelle batterie NiCad è una soluzione alcalina pericolosa e altamente corrosiva per la pelle. Questo fluido può essere rilasciato in caso di danni alla batteria. Se viene a contatto con la pelle, può causare ustioni. Il contatto con gli occhi può causare danni permanenti agli occhi. È tossico se ingerito. Evitare di respirare i fumi in un’area chiusa poiché ciò può causare irritazione alla bocca, alla gola e ai polmoni. L’esposizione a lungo termine ai fumi dell’idrossido di potassio può causare i disordini del rene e del fegato ed è stato identificato dall’OSHA come cancerogeno possibile.,
Chiunque maneggi batterie NiCad deve evitare il contatto con i componenti interni e lavarsi accuratamente le mani dopo la manipolazione. Se si dispone di una fuoriuscita, assicurarsi di indossare indumenti protettivi tra cui guanti in vinile o PVC, occhiali da vista, e una visiera. Naturalmente, non tentare mai di ripulire una fuoriuscita di materiale pericoloso a meno che non abbiate ricevuto un adeguato addestramento.
Spedizione
Tenere presente che le batterie NiCad contengono materiali pericolosi e devono essere contrassegnate e documentate in conformità alle vigenti normative IATA (UN2797 o UN2800 a seconda dei casi) che disciplinano la spedizione di batterie NICAD ventilate.,
Alla fine, si può contribuire a garantire la lunga durata delle batterie NiCad da buone pratiche di manutenzione. Tutto il personale che li mantiene o addirittura li gestisce dovrebbe essere addestrato sulle pratiche corrette. Assicurarsi di seguire tutte le procedure consigliate dal produttore. Se possibile, approfitta di qualsiasi formazione disponibile dal produttore o dai suoi distributori. Alla fine, conoscere le procedure corrette può garantire una lunga e sicura durata della batteria.