Έκρηξη μπαταρίας μολύβδου λόγω εργασιών ηλεκτροσυγκόλλησης

[AlexisPap]

Με δεδομένο ότι έχουμε πολλούς τύπους ηλεκτροσυγκολλήσεων και ακόμα περισσότερους οχήματων, το να γίνει ακριβής προσομοίωση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι σχεδόν αδύνατο... Επομένως, είναι άτοπο να προσπαθήσει κάποιος να προσομοιώσει τα ηλεκτρικά κυκλώματα της διαδικασίας ηλεκτροσυγκόλλησης και του οχήματος γενικώς, με απλά ηλεκτρικά κυκλώματα... χρειάζονται συγκεκριμένα στοιχεία για την ηλεκτροσυγκόλληση και για το όχημα...

 

Όχι, δεν είναι ούτε άτοπο, ούτε δύσκολο.

 

Κι αν δεχθούμε μηδενική πτώση τάσης για το ρεύμα που διαρρέει το σασί (υπόθεση πολύ κοντά στην πραγματικότητα), η όλη ιστορία εκφυλίζεται σε δύο (ή πολλά) κυκλώματα, τα οποία έχουν μεταξύ τους μία μόνο σύνδεση, η οποία καθορίζει το δυναμικό (ισοδυναμική σύνδεση ).

 

Ακόμη, ακόμη κι αν έχουμε εναλλασσόμενο ρεύμα, μπορούμε εύκολα να αγνοήσουμε το θέμα της επαγωγής, καθώς η επαγόμενη τάση είναι μηδαμινή.

 

Τέλος, η μπαταρία ενός φορτηγού φορτίζει με ρεύμα ~50Α (η ηλεκτροσυγκόλληση με δυάρι ηλεκτρόδιο ξεκινάει από τα 40Α), ενώ η μίζα τραβάει εκατοντάδες αμπέρ, τόσα που λίγες συσκευές ηλεκτροσυγκόλλησης μπορούν να δώσουν. Δεν είναι κάποιο ευαίσθητο αντικείμενο που καταστρέφεται με λίγα mA.

 

Υποθέτω ότι η οδηγία για αποσύνδεση των συσσωρευτών έχει ως σκοπό να εξασφαλίσει ότι δεν θα υπάρχει ενδεχόμενο έκλυσης Η2.

Κάποιος που να ξέρει κάτι συγκεκριμένο;

Edited Οκτώβριος 7 , 2012 by AlexisPap

[astrah]

1. Οι μπαταρίες φορτίζονται με ένταση ρεύματος το 1/10 της χωρητικότητας τους... δλδ για μια "μέση" μπαταρία φορτηγού 150-200Ah έχουμε 15-20Α...

 

http://www.varta-automotive.com/uploads/tx_sbdownloader/592_033_VARTA_Booklet_26.pdf σελίς 6.

 

http://www.varta-automotive.com/index.php?id=240&L=2

 

Υπάρχει η δυνατότητα ταχείας φόρτισης, σε μπαταρίες σχεδόν αποφορτισμένες, αλλά αφορά μικρό χρονικό διάστημα....

 

2. Όταν η μπαταρία είναι "πλήρως" φορτισμένη δεν μπορούμε να συνεχίσουμε την φόρτισή της χωρίς κανένα παρατράγουδο.... πόσο μάλλον φορτισμένη μπαταρία + υπέρβαση των Α + υπέρβαση της τάσεως φόρτισης (40V) (κανονικά είναι 14,4V η φόρτιση)....

 

3. Αναφέρεσε στην δυνατότητα της μπαταρίας για ρεύμα εκκίνησης, άρα πρόσδοσης ενέργειας και όχι λήψης, όταν αναφέρεσαι σε εκατοντάδες Α....

 

4. Το "άτοπο" αναφέρεται στο "Επομένως, είναι άτοπο να προσπαθήσει κάποιος να προσομοιώσει τα ηλεκτρικά κυκλώματα της διαδικασίας ηλεκτροσυγκόλλησης και του οχήματος γενικώς". Άλλα ηλεκτρικά κυκλώματα έχει ένα φορτηγό του '60 και άλλα 2012.... Άρα και άλλα εξαρτήματα μπορεί να γίνει η ζημιά....

 

5. Αν ήταν μόνο θέμα έκλυσης Η2, γιατί η FORD (όπως και όλες) απαιτεί να βγουν εκτός instrument cluster, SPDJB, ABS module and the PCM ????? Είναι καθαρά θέμα ηλεκτρικού ρεύματος.....

[AlexisPap]

Δεν συνεννοούμαστε... Ο συσσωρευτής έχει τεράστια αντοχή σε ρεύμα και όπως λες στην ταχεία φόρτιση φορτίζει με δεκάδες Α. Δεν καταστρέφεται με μερικά κλάσματα του αμπέρ που διαρκούν λίγα δευτερόλεπτα ή λεπτά.

 

Όσο για τον εξοπλισμό, αν και δεν είναι του θέματος:

 

Ο συσσωρευτής -όσο παραμένει συνδεδεμένος- είναι κάτι που εξασφαλίζει ότι το δυναμικό όλων των συνδεδεμένων αγωγών ως προς το σασί δεν θα υπερβεί τα 14V (ή τα 28V).

 

Αν αποσυνδέσεις τον συσσωρευτή, τότε η τροφοδοσία όλων των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων είναι παντελώς απροστάτευτη από υπερτάσεις.

[astrah]

Δεν συνεννοούμαστε... Ο συσσωρευτής έχει τεράστια αντοχή σε ρεύμα και όπως λες στην ταχεία φόρτιση φορτίζει με δεκάδες Α. Δεν καταστρέφεται με μερικά κλάσματα του αμπέρ που διαρκούν λίγα δευτερόλεπτα ή λεπτά.

 

Είναι σίγουρο..... Πότε έγραψα για "δεκάδες Α στην ταχεία" και σε φορτισμένη μπαταρία -ΟΧΙ αποφορτισμένη- ?????

 

Από που προκύπτουν "μερικά κλάσματα του αμπέρ" ????

 

Και ας το θέσω για τρίτη φορά το θέμα... γιατί η FORD ζητά αποσύνδεση εξοπλισμού?????? θεωρώ ότι κάτι ξέρει παραπάνω από εμένα.....

 

ΥΓ προσωπικά έχω ανακατασκευάσει, στο παρελθόν, δεκάδες φορές πόλους μπαταριών με φλόγα σε θερμοκρασία τήξης του μολύβδου ~350^οC, με μόνη προστασία το άνοιγμα των 2 πλησιέστερων πομάτων... Η έκλυση Η2 σε μπαταρία που δεν φορτίζεται την δεδομένη χρονική στιγμή (σβηστός κινητήρας) πρακτικά είναι μηδενική....

[AlexisPap]

γιατί η FORD ζητά αποσύνδεση εξοπλισμού??????

 

Άντε ντε... αυτό ψάχνουμε...

 

Λοιπόν, η μόνη στοιχειωδώς ρεαλιστική θεωρεία που έχω ακούσει είναι ότι κατά την έναυση του τόξου, ο ηλεκτρομαγνητικός παλμός που παράγεται (ο οποίος έχει και υψήσυχνο περιεχόμενο) μπορεί να επάγει σε αγωγούς του οχήματος τάση αρκετά υψηλή ώστε να προκαλέσει βλάβη σε ηλεκτρονικά συστήματα.

(Δεν νομίζω ότι επιβεβαιώνεται το ότι η τάση είναι τόσο υψηλή, αλλά τέλος πάντων...)

Λέει επίσης μια συναφής θεωρία, ότι όταν σε κάποιο διηλεκτρικό (από τον αέρα, μέχρι μία πύλη MOSFET) η τάση ξεπεράσει στιγμιαία την τάση διάσπασης, μπορεί στην συνέχεια τα 12V του συσσωρευτή να αρκούν για την διατήρηση της διαρροής, προξενώντας τελικά βλάβη...

(τα λίγα που ξέρω περί ημιαγωγών αντικρούουν αυτή την θεωρία, αλλά τέλος πάντων...)

 

Άν όμως αυτές οι θεωρίες ισχύουν (και δοθέντος ότι οι αγωγοί των οργάνων είναι οι βραχείς, ενώ οι αγωγοί των φώτων είναι μακρύτεροι) τότε η οδηγία έπρεπε να λέει:

"Αποσυνδέστε τον θετικό πόλο και γειώστε τον"

ή

"Αφερέστε τα φις από όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα"

 

Δεν λέει τίποτα από αυτά. Λέει απλώς αποσυνδέστε τον αρνητικό πόλο, ή, κατά άλλη εκδοχή, αποσυνδέστε τους πόλους.

 

 

Τώρα, επιστρέφουμε στο θέμα του νήματος, που έχει να κάνει με την μπαταρία:

Πόσο ισχυρός πρέπει να είναι αυτός ο ηλεκτρομαγνητικός παλμός ώστε να καταστρέψει την μπαταρία; Η μπαταρία αντέχει στιγμιαίο ρεύμα εκατοντάδων αμπέρ.

Πρακτικά για το επαγόμενο από τον παλμό ρεύμα, ο συσσωρευτής είναι ένα βραχυκύκλωμα. Αφενός επειδή η εσωτερική αντίσταση είναι μηδαμινή, αφετέρου επειδή εκτός από συσσωρευτής, είναι και ένας τεράστιος ηλεκτρολυτικός πυκνωτής.

Είναι βραχυκύκλωμα και στο DC, και στο AC.

 

Έστω λοιπόν ηλεκτροσυγκόλληση ισχύος 3kW, από τα οποία κατά την έναυση το 5% εκπέμπεται ως ηλεκτρομαγνητικός παλμός (υπερβολικό, αλλά δεν πειράζει).

Έστω ότι από την ενέργεια του παλμού, το 5% επάγεται ως ρεύμα στους αγωγούς και διέρχεται μέσω της μοναδικής σύνδεσης με την γή, δηλαδή μέσω του συσσωρευτή. (και αυτό το 5% υπερβολικό και αυθαίρετο, αλλά πάλι δεν πειράζει...).

Έστω και ότι ο συσσωρευτής είναι το μόνο σημείο του κυκλώματος στο οποίο θα απελευθερωθεί αυτή η ενέργεια...

Έχουμε λοιπόν τον συσσωρευτή να καταπονείται στιγμιαία (ας πούμε όμως ότι κρατάει 1sec) με ένα υψήσυχνο ρεύμα ισχύος 7,5W. Τι θα μπορούσε να πάθει;

Edited Οκτώβριος 7 , 2012 by AlexisPap

[aiche]

1) Η έκρηξη προκάλεσε σπάσιμο του άνω περιβλήματος της μπαταρίας και εκτοξεύτηκαν οξέα.

2) Παρατήρησα μέσα από το σπασμένο καπάκι ότι τα υγρά "έβραζαν" και έβγαιναν πυκνοί λευκοί ατμοί. Επίσης, οι επιφάνειες των μπαταριών ήταν πολύ ζεστές.

3) Έδωσα εντολή να αφαιρέσουν τους πόλους της μπαταρίας πριν συνεχίσουν τις εργασίες ηλεκτροσυγκόλλησης, όπερ και εγένετο (αφαίρεσαν όμως ΜΟΝΟ τον αρνητικό πόλο).

 

1) Δεν γνωρίζουμε ακόμα με ακρίβεια αν εκτοξεύτηκαν μόνο οξέα.

Οι συσσωρευτές μολύβδου λειτουργούν βάσει της αντίδρασης: Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ = 2PbSO₄ + 2H₂O

2) Το ότι τα "υγρά" έβραζαν σημαίνει ότι υπήρχε πρόβλημα υπερθέρμανσης.

Καπνός κατά την καύση μόνο του υδρογόνου δεν μπορεί να εμφανιστεί αν ταυτόχρονα δεν καίγονται και άλλα υλικά.

3) Σε ατύχημα πυρκαγιάς που εκδηλώθηκε σε βυτιοφόρο μεταφοράς LPG ο αρχηγός της ομάδας των Πυροσβεστών μόλις που πρόλαβε, κατά την διάρκεια της κατάσβεσης της πυρκαγιάς, να φωνάξει "Φύγετε όλοι από εδώ". Τραυματίστηκε θανάσιμα από την έκρηξη του βυτιοφόρου. Καμιά εικοσαριά Αστυνομικοί, Πυροσβέστες, Νοσοκόμοι και εργάτες ευτυχώς έφυγαν αμέσως μετά την εντολή. Μια λαμαρίνα που εκτοξεύτηκε μέχρι το διπλανό χωριό τραυμάτισε θανάσιμα έναν περαστικό. Συνολικά 15 άτομα μεταφέρθηκαν στο νοσοκομείο για τις πρώτες βοήθειες.

Edited Οκτώβριος 7 , 2012 by aiche

[sbilionis]

Να κάνω κάποιες παρεμβάσεις.

1. Οι μπαταρίες που εξεράγησαν, είχαν τα καπάκια των υγρών ανοικτά ή κλειστά?

2. Κατά την έκρηξη υπήρξε απλά θόρυβος και εκτονούμενα υλικά ή εμφανίστηκε φλόγα?

 

Ρωτάω τα παραπάνω με το εξής στο μυαλό μου. Κατα τη φόρτιση των συσωρευτών μολύβδου, το φαινόμενο που συνήθων αντιλαμβανόμαστε ως "βρασμό" είναι η έκλυση αερίου H₂ (γιάυτό και όταν φορτίζονται οι μπαταρίες ανοιχτού τύπου πρέπει απαραίτητα να ανοίγονται τα καπάκια τους).

Μου φαίνεται ότι για κάποιο λόγο (απο την εφαρμογή τάσης στο αμάξωμα) είχε κλείσει κύκλωμα και οι μπαταρίες φορτίζονταν (αρκεί εφαρμογή τάσης 28V -σε μπαταρία των 24V- και ρεύμα θα τραβήξει όσο χρειάζεται αναλόγος την κατάσταση φόρτισής της, εφόσον είναι διαθέσιμο). Έτσι άρχισε η θέρμανση τους καθώς και η έκλυση αερίου H₂. Αν οι μπαταρίες ήταν ταπωμένες, τότε πολύ απλά λειτούργησαν σαν λέβητας και έσκασαν γιατί δεν μπορούσε να εκτονωθεί η εσωτερική πίεση που σταδιακά αναπτυσσόταν.

Αν αντίθετα ήταν τα καπάκια τους ανοιχτά, τότε έγινε ανάφλεξη απο τους σπινθήρες της ηλεκτροκόλησηας του πολύ έυφλεκτου H₂ που εκλυόταν (σε αυτή την περίπτωση κατά την έκρηξη θα έχουμε και παρουσία φλογας).

 

Το βραχυκύκλωμα δεν μου φαίνεται πιθανό, καθώς αυτό που κάνει είναι να δημιουργεί ένα πολύ μεγάλο ρεύμα εκφόρτισης και να αδειάζει τη μπαταρία, όχι όμως συνθήκες που μπορούν να αδηγήσουν σε έκρηξη (πιο πιθανό είναι το ενδεχόμενο φωτιάς σε τέτοια περίπτωση αν η χρονική διάρκεια είναι μεγάλη)

Edited Οκτώβριος 8 , 2012 by sbilionis

[AlexisPap]

(γιάυτό και όταν φορτίζονται οι μπαταρίες ανοιχτού τύπου πρέπει απαραίτητα να ανοίγονται τα καπάκια τους).

 

Αυτό δεν ισχύει. Οι συσσωρευτές ανοιχτού τύπου έχουν εξαερισμό για κάθε στοιχείο, είτε στο κάλυμμα, είτε στα πώματα. Οι συσσωρευτές κλειστού τύπου μετατρέπουν καταλυτικά το Η2 σε νερό. Δεν χρειάζεται να ανοίγει κανένα κάλυμμα, παρεκτός κι αν χρειαστεί συμπλήρωση υγρών.

 

 

 

Επίσης:

 

- Η φλόγα καύσης υδρογόνου φέγγει στο υπεριώδες και είναι αόρατη.

 

- Για να φορτιστεί η μπαταρία του οχήματος πρέπει να σχηματιστεί κύκλωμα φόρτισης. Κάτι τέτοιο δεν μπορεί να γίνει σε φυσιολογικές συνθήκες. Ένα ακραίο σενάριο για να δημιουργηθεί κύκλωμα φόρτισης είναι να συγκολλά κανείς εξάτμιση έχοντας το σώμα στο αμάξωμα. Τότε, αν τύχει ο αγωγός της γείωσης του κινητήρα να έχει διακοπή (και εφόσον δεν υπάρχουν άλλες διέξοδοι για το ρεύμα όπως ημιαξόνια κλπ), το εναλλασσόμενο ρεύμα της ηλεκτροσυγκόλλησης διέρχεται μέσα από τις διόδους του δυναμό και οδεύει προς τον θετικό πόλο της μπαταρίας. Το θύμα σε ένα τέτοιο ενδεχόμενο θα είναι οι δίοδοι του δυναμό και ενδεχομένως τα ηλεκτρονικά του κινητήρα (αφού καούν οι δίοδοι).

Φυσικά ένα τέτοιο σενάριο προϋποθέτει αγείωτο κινητήρα (άρα δεν δουλεύει η μίζα, το δυναμό και τα όργανα του κινητήρα) και σοβαρή αβλεψία του συγκολλητή (σώμα μακρυά από την θέση συγκόλλησης).

 

- Από την στιγμή που ο εκραγής συσσωρευτής ήταν ζεστός και έβραζε, είναι απολύτως σαφές ότι έχουμε εσωτερικό βραχυκύκλωμα. Το θέμα είναι γιατί.

Edited Οκτώβριος 8 , 2012 by AlexisPap

[sbilionis]

Αυτό δεν ισχύει. Οι συσσωρευτές ανοιχτού τύπου έχουν εξαερισμό για κάθε στοιχείο, είτε στο κάλυμμα, είτε στα πώματα. Οι συσσωρευτές κλειστού τύπου μετατρέπουν καταλυτικά το Η2 σε νερό. Δεν χρειάζεται να ανοίγει κανένα κάλυμμα, παρεκτός κι αν χρειαστεί συμπλήρωση υγρών.

 

 

Επίσης:

 

- Η φλόγα καύσης υδρογόνου φέγγει στο υπεριώδες και είναι αόρατη.

 

 

Συνάδελφε θα διαφωνήσω μαζί σου.

1. Ο εξαερισμός στα ανοιχτού τύπου στοιχεία είναι για να εξπηρετεί τη φόρτιση μέσω του εναλλάκτη του οχήματος. Όταν γίνεται όμως εξωτερική φόρτιση όπου η ένταση της έκλύσης H₂, είναι ευθέως ανάλογη του ρεύματος φόρτισης (έτσι με μια "βίαιη" υψηλού ρεύματος φόρτιση έχουμε αντίστοιχα και υπερβολική έκλυση αερίων "φαινόμενο βρασμού") και υποχρεωτικά (ανέτρεξε για ευκολία σε οδηγίες χρήσης φορτιστών και μπαταριών) τα καπάκια των στοιχείων πρέπει να ανοίγονται.

 

2. Η φλόγα υδρογόνου (και μάλιστα σε ανοιχτή καύση με ατμοσφαιρικό αέρα ) είναι ορατή, ομοιόμορφή (αν και ελάχιστα φωτιστική).

 

φιλικά

[sbilionis]

Θα δώσω επιπλέον πληροφορίες για το συμβάν, ώστε να διευκολύνω τη συζήτηση:

 

1) Η έκρηξη προκάλεσε σπάσιμο του άνω περιβλήματος της μπαταρίας και εκτοξεύτηκαν οξέα.

2) Παρατήρησα μέσα από το σπασμένο καπάκι ότι τα υγρά "έβραζαν" και έβγαιναν πυκνοί λευκοί ατμοί. Επίσης, οι επιφάνειες των μπαταριών ήταν πολύ ζεστές.

3) Έδωσα εντολή να αφαιρέσουν τους πόλους της μπαταρίας πριν συνεχίσουν τις εργασίες ηλεκτροσυγκόλλησης, όπερ και εγένετο (αφαίρεσαν όμως ΜΟΝΟ τον αρνητικό πόλο).

4) Σε 5 λεπτά ακολούθησε και 2η έκρηξη στη διπλανή μπαταρία (ακριβώς με τα ίδια χαρακτηριστικά της 1ης)!

 

Θεωρώ απίθανο η έκρηξη να οφείλεται (όπως μου είπαν πολλοί παλιοί ηλεκτροτεχνίτες) σε σπίθα της ηλεκτροσυγκόλλησης πάνω στις εύφλεκτες αναθυμιάσεις της μπαταρίας. Εσείς τι νομίζετε;

 

Η δεύτερη έκρηξη μετά απο διάστημα 5 λεπτών και αφού ήδη είχε αφαιρεθεί η μπαταρία απο το κύκλωμα με αφαίρεση του αρνητικού πόλλου, συνηγορεί υπέρ του σεναρίου αύξησης της εσωτερικής πίεσης λόγω συσσώρευσης αερίου H₂.

Χωρίς να ακυρώνω ή να απορρίπτω τα υπόλοιπα σενάρια που προαναφέρθηκαν, νομίζω ότι εκεί θα εστίαζα την προσοχή μου.