Почему так часто взрываются новые аккумуляторы
Мало кто из автовладельцев подозревает, что такая безобидная вещь как аккумулятор может в один прекрасный момент взорваться и устроить в моторном отсеке кислотную «ванну». Это касается даже новеньких стартерных батарей.
В последнее время автовладельцы начали все чаще сталкиваться с «аккумулятрами-смертниками». Причем чаще всего от самопроизвольных «бабахов» батарей под капотом страдают, как ни странно, владельцы не автостарья, а вполне современных бюджетных иномарок, собранных в России. Для начала разберемся, как и почему эта пластмассовая коробка со свинцом и клеммами может взорваться. Неприятности могут произойти в момент зарядки аккумулятора. Дело в том, что во время работы машины он почти постоянно то разряжается, то заряжается. Заводим мотор — разрядка, поехали — генератор подзаряжает наш аккумулятор. Накопление и отдача электроэнергии свинцово-кислотной батареей основано на электрохимических реакций в электролите — водном растворе серной кислоты.
Когда АКБ отдает электроэнергию, из металлического свинца на пластинах отрицательного электрода образуется его сульфат, а на положительном электроде из оксида свинца идет его восстановление в металлический вид. При зарядке аккумулятора процесс идет в обратном направлении. И в момент после того, как весь сульфат свинца восстановится, начинается электролиз воды из электролита. При этом на электродах выделяются водород и кислород. Смесь этих газов взрывоопасна. Достаточно случайной искры или нагрева и происходит взрыв. Поэтому во всех современных АКБ предусмотрен специальный клапан для безопасного стравливания избытка образующихся газов в атмосферу.
И вот тут начинаются нюансы. Начнем с клапана. Во-первых он может перестать выполнять свою задачу из-за банальной грязи. Ситуацию может усугубить неисправный генератор. Если он выдает на клеммы аккумулятора больше положенных 14,1 Вольт, то в момент прерзаряда батареи может случиться лавинообразный выброс кислорода и водорода. Бурное «кипение» электролита при неработающем предохранительном клапане приводит к скачку давления внутри АКБ, его разогреву и, скорее всего, взрыву гремучей смеси. И не стоит считать, что подобные неприятности — удел обладателей автостарья. Наличие брака в новых аккумуляторах еще никто не отменял.
Из-за этого «свинью» в состоянии подложить и сравнительно новый АКБ на годовалой машине. Мало того, что вам может попасться аккумулятор с некондиционным газовым клапаном. Еще бывает, что автомат на аккумуляторном заводе, разливающий электролит, как говорится, «не доливает». Из-за этого между электролитом и крышкой АКБ появляется дополнительное пространство для накопления гремучей смеси кислорода и водорода. А чем больше «взрывчатки», тем мощней будущий взрыв. Травмы и серьезные химические ожоги «светят» автовладельцу, если его угораздит открыт капот машины непосредственно перед взрывом. Кроме того, расплескивание электролита по моторному отсеку грозит коррозией кузова, нарушением целостности всевозможных шлангов, патрубков, изоляции электропроводки и прочими «радостями».
Безопасность. Причины взрыва аккумуляторов
Аккумулятор — неотъемлемая часть каждого автомобиля и мотоцикла. Однако несмотря на столь масштабное и повседневное использование нужно помнить о соблюдении мер безопасности. При нарушении правил эксплуатации аккумуляторные батареи даже могут взорваться.
Почему важно соблюдать предосторожность
Самый распространенный вид автомобильных АКБ — свинцово-кислотный. Конструкция их корпусов такова, что внутри располагаются отсеки, заполненные электролитом, то есть серной кислотой, смешанной с дистиллированной водой. Как вы знаете, серная кислота относится к веществам повышенной опасности. В ходе зарядки аккумуляторов, как и при их работе, в них постоянно происходят химические процессы.
Блокировка отверстий
Вода, которая входит в состав электролитной смеси, распадается на два элемента — водород и кислород. Они, в свою очередь, по вентиляционным отверстиям в корпусе батареи попадают в окружающую среду. Однако, если они забиты, то элементы вступают в реакцию друг с другом, что неизбежно ведет к взрыву внутри батареи.
Опасная искра
Даже если вы уверены, что газы беспрепятственно выходят наружу, все еще необходимо соблюдать осторожность. Даже при случайном возникновении искры и тем более наличии открытого пламени (к примеру, от сигареты и пр.), водород загорится, а следом последует взрыв, масштабы и последствия которого прямо пропорциональны объему накопившегося газа.
Искра может проскочить, даже если плохо закреплены клеммы, и контакт с выводами батареи окажется недостаточным. Кроме ненадежного соединения, на появление искры влияет окисление клемм и загрязнение, вследствие чего нарушается контакт и начинается искрение.
Во избежание взрыва батареи также нельзя отсоединять провода при включенных потребителях энергии (чтобы не допустить искрения).
Нарушения в работе генератора
Самой частой причиной, ведущей к взрыву АКБ, является неисправность генератора. Если уровень напряжения будет постоянно меняться или сильно превышать максимально допустимые значения в районе 14 вольт, то электролит закипит. Процесс образования газов пойдет интенсивнее, а за этим последует и взрыв.
Пониженный уровень электролита
В случае неисправности генератора и постоянного завышения напряжения (что говорит о сбоях в работе регулятора напряжения) последствия могут оказаться и не сиюминутными, а иметь накопительный характер.
Когда неполадки своевременно не замечены и не устранены, процесс преобразования воды идет намного интенсивнее. Если вы не будете регулярно следить за уровнем электролита или доливать при необходимости дистиллированную воду, произойдет ускорение процесса газообразования. Получается, что одновременно резко снижается уровень электролита, но освободившееся пространство буквально забивается до отказа газами. За определенное время (в зависимости от интенсивности эксплуатации) уровень электролита может опуститься значительно ниже полюсных мостиков и даже верхних кромок электродов.
Важно помнить, что при снижении уровня электролита риск взрыва батареи действительно велик. Свинцовые пластины должны быть полностью закрыты электролитом. Обратите внимание, что на большинстве аккумуляторов имеются особые метки, по которым можно определить уровень электролита.
Чехол / Утепление аккумулятора
Одной из причин, приводящих к скоплению опасного газа, является чехол для АКБ (используемый, например, с целью предохранить ее от загрязнения) или ее утепление. Такая, на первый взгляд, полезная вещь вполне может привести к взрыву. Когда чехол наглухо закрывает газоотводящие отверстия, газ начинает скапливаться, что, как мы уже выяснили, очень опасно.
Как вы видите, причины взрывов аккумуляторов заключаются либо в сбоях в работе электрооборудования, либо в нарушении условий эксплуатации, техники безопасности и процедуры обслуживания самих аккумуляторов.
Наша страница на DRIVE2:
Готовимся к зиме: взрыв аккумулятора — теория и практика
У меня зазвонил телефон. На проводе — знакомый ремонтник: «Приезжай, есть интересная для тебя тема — на эвакуаторе притянули машину, в которой рванул аккумулятор!» Вот же засада — тема действительно интересная, но как снег на голову, никакой возможности подъехать нет, занят другими делами.
«Слушай, — отвечаю, — сфотографируй, что ли, хоть на мобильник — очень надо». А нужны мне были эти фотографии, потому что мало кто из наших читателей верит, что взрыв аккумулятора возможен вообще. Подтверждение тому — обсуждение статьи «С донорской помощью» («Автобизнес» №2 14.01.10) на форуме abw.by.
С тем, что зарядка разряженной батареи сопровождается выделением водорода, никто из участников форума не спорил. Что водород с кислородом образуют взрывоопасный гремучий газ — тоже. Не верили наши читатели в то, что, во-первых, реально получить нужную для воспламенения концентрацию смеси водорода с кислородом. Дескать, водорода выделяется немного, он легкий, поэтому не скапливается, а быстро улетучивается. Во-вторых, чтобы рвануло по-настоящему, гремучего газа должно накопиться в достаточном для полноценного взрыва объеме, но что таковым может быть воздушная прослойка между электролитом и крышкой батареи — сомнительно. Кое-кто был готов поверить, что аккумулятор может распереть газами изнутри, но никак не в возможность взрыва.
Не зря говорят, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. На фотографиях видно, что стенки и крышка оплавились, значит, их разорвало не давлением газов изнутри. Определенно пластик поврежден огнем.
Но если было пламя, должна быть и искра, от которой пламя возгорелось. Интересуюсь: «прикуривали»? Оказалось — нет. Как моему знакомому рассказал владелец, беда произошла при движении, когда автомобиль подкатывал к светофору. По его словам, сначала был хлопок, но насколько серьезный оборот приняло дело, стало понятно, когда автомобиль остановился на светофоре и из-под капота повалил дым. Пришлось выскакивать из машины, хвататься за огнетушитель.
Но где собралось достаточное для взрыва количество гремучего газа? На снимках видно, что повреждения корпуса батареи доходят только до какого-то уровня. Скорее всего, это и есть уровень электролита в банках. В таком случае похоже, что уровень был ниже нормы. Понятно, что чем ниже уровень электролита, тем больше газа скапливается под крышкой батареи.
Однако нужна еще искра. Ремонтник, который сделал для меня снимки, рассказал, что был свидетелем взрыва аккумулятора, но не на автомобиле, а прямо в мастерской. Аккумулятор был подключен к стационарному зарядному устройству. Кто-то в этот момент работал с «болгаркой». Как искра от круга «болгарки» долетела до батареи, стоявшей в отдаленном углу, никто объяснить не может, тем не менее это произошло. Вид у аккумулятора после взрыва, по словам знакомого, был похожим на то, что изображено на фотографиях. Как видим, источники искры могут быть самыми невероятными.
Где она образовалась в нашем случае, сказать трудно. Судя по тому, что на снимках видны оголенные пластины, можно предположить, что электролит «выкипел» ниже кромок пластин. Если по какой-то причине между положительными и отрицательными пластинами выше уровня электролита произошло короткое замыкание, оно могло быть источником искры. В то же время электролит мог выплеснуться при взрыве — я сам был когда-то свидетелем этого. Поэтому остается только догадываться, что же все-таки на самом деле привело к такому редкому, но весьма опасному явлению.
Проще сказать, как его избежать. Прежде всего, нужно контролировать уровень электролита и своевременно доводить его до нормы, что позволит поддерживать минимальным объем, в котором может накапливаться гремучий газ. Приходится сожалеть, что проверить уровень нельзя, когда в банках не предусмотрены пробки, а корпус батареи выполнен из непрозрачного пластика. Во-вторых, требуется периодически проверять величину напряжения на клеммах аккумулятора при работающем генераторе. Если напряжение превышает 14,5 В, это свидетельствует о неисправности генератора, которая ведет к интенсивному «выкипанию» электролита, а это понижение уровня и выделение большого количества веществ, необходимых для образования взрывоопасного газа.
Наконец, необходимо соблюдать технику безопасности. В частности, при запуске двигателя методом «прикуривания» напрямую между собой следует соединять только плюсовые выводы донорского и разряженного аккумуляторов. «Минус» от донорского аккумулятора требуется подключать не к «минусу» разряженной батареи, а подальше от него. Наилучшим местом для крепления «крокодила» отрицательного пускового провода является «масса» запускаемого двигателя. Этот же зажим по окончании процедуры для уменьшения риска взрыва гремучего газа следует отсоединять первым.
Причины взрыва аккумулятора
На автомобилях разных типов и классов применяют стартерные свинцово-кислотные АКБ. Несмотря на широкое использование данных батарей, их отличает две особенности, которые могут привести к проблемам в процессе эксплуатации:
- снижение работоспособности, которое происходит в режиме пуска двигателя
- уменьшение надежности работы батарей
Причины этих проблем давно известны: это — элементарное несоблюдение правил обслуживания батарей. Наиболее распространенная ошибка — несвоевременное пополнение (а попросту — доливка) в банки АКБ дистиллированной воды. Это необходимо для того, чтобы поддерживать уровень электролита над пластинами на необходимом уровне. Он отличается в батареях разного года выпуска. Уровень электролита в корпусах достаточно старых конструкций должен быть в пределах от 10 до 20 мм. В новых этот показатель в два раза выше (до 40 мм).
Почему возникает вероятность взрыва аккумулятора?
Во время заряда свинцовых автомобильных аккумуляторов происходит процесс разложения воды, которая находится в электролите. Она разлагается на несколько составляющих — водород и кислород. Причем, этот процесс характерен для зарядки как непосредственно в автомобиле, так и на стенде. Что происходит после разложения воды? Выделяемый кислород, имеющий отрицательный заряд, частично оседает на решетках (речь о положительных пластинах батареи). В результате, происходит окисление пластин, а следом — постепенное сокращение эксплутационного ресурса аккумулятора.
А что же происходит со второй частью кислорода и водорода? Эти газы, которые выделяются из электролита, попадают на поверхность и создают видимость закипания, начинают скапливаться под крышками. Это происходит во всех банках АКБ.
Что происходит дальше? Если владелец машины исправно проверяет чистоту батареи, и удаляет загрязнения, то обозначенный выше газ сможет покинуть аккумулятор через отверстия в пробках. Конечно, любой выброс вреден для окружающей среды, но гораздо хуже, если произойдет второй вариант. Если в отверстиях присутствует грязь, они невольно оказываются загерметизированы. В результате, газообразная смесь из кислорода и водорода (иногда — с примесью сероводорода) не может вырваться на поверхность, и становится источником взрыва. Данная смесь при наличии даже малейшей искры загорится — что и приведет к взрыву аккумулятора.
Предпосылки, увеличивающие вероятность взрыва аккумулятора
Любой взрыв — это ЧП. Мощность взрыва аккумуляторной батареи нельзя просчитать заранее; ведь она находится в прямой зависимости от от того объема газовой смеси, которая скопилась в закрытом пространстве батареи. Постараемся выделить факторы, которые увеличивают риск и силы взрыва.
1. Сбой в работе регулятора напряжения. Происходит увеличение зарядного напряжения, которое поступает от генератора, в результате газообразование внутри батареи становится более интенсивным. Поскольку выделение газа возрастает быстрыми темпами, вероятность взрыва батареи значительно увеличивается.
2. Недостаточный (низкий) уровень электролита. Причина его уже обозначена — отсутствие регулярного пополнения запаса жидкости. Нехватка электролита приводит к увеличению объема газа под крышками, в корпусе батареи. Пропорционально увеличивается и сила потенциального взрыва.
3. Утепление аккумулятора. Используется в зимний период. Делается с целью поддержания теплового баланса. При этом, многие водители забывают о контроле за свободным удалением газов.
Как происходит взрыв АКБ. Опасности и последствия
Каковы бы ни были обстоятельства, если накопившаяся смесь газа не имеет выхода, достаточно малейшей искры, чтобы произошел взрыв. Основные причины взрыва:
- неисправная электропроводка
- любой открытый огонь (непогашенная спичка или сигарета)
- статическое электричество (например, от синтетики)
- момент возникновения повышенной нагрузки на АКБ (нарушение контактов в месте соединения проводов полюсными выходами)
- понижение уровня электролита, которое может привести к образованию искры между деталями внутри аккумулятора
Следом за взрывом происходит разрушение самого корпуса АКБ. Разлет деталей корпуса способен нанести травмы людям и привести к разрушениям автомобиля и разных предметов.
Сам взрыв по мощности напоминает выстрел из стрелкового оружия большого калибра. При взрывах батарей особенно часто страдает лицо.
Соблюдение техники безопасности — путь к предотвращению взрыва аккумулятора
Помните, что причиной взрыва является нарушение режима использования АКБ. Как избежать взрыва? Соблюдайте меры предосторожности и правила эксплуатации батареи. Обратите внимание на следующие моменты:
1. Следите за уровнем электролита, доливайте дистиллированную воду
2. Очищайте батарею от любых загрязнений
3. Контролируйте износ батареи. По возможности, не допускайте постоянной вибрации в процессе движения. Вибрация — одна из главных причин износа АКБ.
4. Следите за надежным креплением аккумулятора
5. Проверяйте состояние клемм; они должны быть чистыми и достаточно затянутыми. В ряде случаем целесообразно покрывать клеммы густой смазкой, но затем следить, чтобы она не стала причиной накопления грязи
6. Проверяйте соответствие технических показателей батареи установленным нормативам.
7. Следите за состоянием корпуса. Появление трещин на стенках говорит о недостаточном уровне электролита. Также, не должны быть повреждены внутренние перегородки, проходящие между банками.
Важный момент! Если выяснится, что после взрыва внутренние соединения АКБ могут функционировать — это будет свидетельствовать о несоблюдении правил эксплуатации, а не о наличии дефекта. А значит, произошедшее не будет классифицироваться как гарантийный случай, а для замены и возмещения средств не будет оснований. Даже если все произошло в период действия гарантийного срока.
Особенность заводской заливки и контроль за уровнем электролита
Доказано, что автоматические системы заливки, которые используются на заводах, из-за сбоев в автоматике иногда могут залить в батареи недостаточное количество электролита. Вот почему, в момент установки новой батареи, лучше проконтролировать уровень эл-та, причем — в каждой банке. Естественно, если аккумулятор снабжен пробками. Опытные водители согласятся: лучше подстраховаться, чтобы избежать в дальнейшем вероятности взрыва аккумулятора.