CN105355994A - 一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法及检测工装 - Google Patents

一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法及检测工装 Download PDF

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Abstract

一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法及检测工装，所述检测方法随机从一个批次的安全阀中抽取六个作为检测样件；将各检测样件安装到检测工装的阀座上，逐一测量并记录下其老化前的开阀压力和闭阀压力；将检测样件从阀座上取下，在各检测样件内壁涂抹硫酸溶液，然后将各检测样件重新安装到阀座上；检测工装的各单格抽真空至-15kPa；将检测工装在60℃的温度下放置五天后降温至室温；逐一测量并记录下各检测样件老化后第一次开阀压力及开阀压力和闭阀压力；根据检测结果做出判定。本发明方法可以客观、真实、准确的反应安全阀老化性能，最大限度的杜绝不合格安全阀使用到蓄电池上，避免因安全阀过早老化失效导致电池循环寿命提前终止。

Description

一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法及检测工装
技术领域
本发明涉及一种检测方法，特别是用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法及检测工装，蓄电池技术领域。
背景技术
安全阀是铅酸蓄电池关键部件之一，安装在铅酸蓄电池顶部，其主要作用是：1、密封作用，当蓄电池内压低于安全阀的闭阀压力时安全阀关闭，防止空气进入极群氧化负极板，造成电池容量下降，同时也防止内部气体酸雾往外泄露。2、安全作用，当蓄电池使用过程中内部产生的气体气压达到安全阀压力时，安全阀开启将压力释放，防止产生电池变形、破裂。3、确保蓄电池正常内压，促使蓄电池内氧气复合，减少失水。当安全阀失效无法正常复位时，会导致阀控式蓄电池的氧复合效率大大降低，造成电解液损失，从而导致电池循环寿命提前终止。有试验表明，由安全阀失效而导致电池循环寿命过早失效所占的比例相当大。因此企业在生产过程中对安全阀的老化检测是十分重要的环节。制作安全阀的主要材质为三元乙丙橡胶，该橡胶耐酸、耐氧化、热稳定性能优越，但价格较高。为降低材料成本，目前市场上部分安全阀减少了三元乙丙橡胶用量，或使用普通橡胶制作安全阀，这种安全阀在使用初期性能正常，但耐酸性、稳定性差，使用寿命短。目前普遍使用的安全阀老化检测方法是采用浸酸方法，即将被检测安全阀浸入酸液中，在一定温度下保持一段时间后取出测定其开闭阀压力，根据开闭阀压力确定被安全阀是否合格。这种传统检测方法存在的问题是：1、安全阀使用时倒扣在阀座上，长期受到机械应力的作用，会加快其老化过程，而浸酸检测方法无法体现到上述过程；2、蓄电池使用时电池单格内部大部分时间处于负压状态，安全阀紧贴在阀座上，长期受负压作用有可能发生阀体与阀座的粘连现象，使安全阀无法打开或开启压力过大，而负压状态也是浸酸检测方法无法模拟的。基于上述因素，导致传统安全阀老化检测方法不能真实反应安全阀老化状态，使部分不合格产品得以通过老化检测被使用到蓄电池上，其结果造成蓄电池的循环寿命大大降低，甚至造成电池鼓肚、***等恶性事故。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种在模拟安全阀使用状态条件下进行老化检测，从而提高检测结果的准确性和可靠性的用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法及检测工装。
本发明所述问题是以下述技术方案实现的：
一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法，按照下列步骤进行：
a、随机从一个批次的安全阀中抽取六个作为检测样件；
b、将六个检测样件安装到检测工装的阀座上，逐一测量并记录下各检测样件老化前的开阀压力和闭阀压力；
c、将六个检测样件从检测工装的阀座上取下，在各安全阀的阀体内壁均匀的涂抹硫酸溶液，然后将各检测样件重新安装到蓄电池盖阀座上；
d、检测工装的各单格抽真空至-15kPa；
e、将检测工装在60℃的温度下放置五天使检测样件老化后将检测工装降温至室温；
f、逐一测量并记录下各检测样件老化后第一次开阀压力及开阀压力和闭阀压力；
g、检测样件判定：老化后的各检测样件的第一次开阀压力不大于40kPa且老化后各检测样件的开阀压力和闭阀压力相比老化前的开阀压力和闭阀压力的变化值不大于±5kPa，则判断该批次安全阀合格；如果被检测的六个检测样件中检测出不合格产品，则需要加倍抽样按照上述方法复检，复检样件全部合格，则本批次安全阀合格，复检仍有不合格样件，则判定为本批次安全阀不合格。
上述用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法，检测样件老化过程中监测检测工装各单格的气压值，当压力变化小于1kPa/天时，可继续实验，反之判断检测工装密封失效，检测终止。
上述用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法，涂抹在各安全阀的阀体内壁的硫酸溶液密度为1.4g/cm3。
一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测的检测工装，包括相互密封粘合的蓄电池盖和蓄电池壳体，蓄电池壳体并排设有六个单格，蓄电池盖和蓄电池壳体粘合后六个单格间相互间封闭，蓄电池盖对应每个单格处分别设有连通该单格的阀座，在蓄电池盖上对应每个单格处分别设置气压表安装孔和胶管安装孔，各气压表安装孔上装配气压表，各胶管安装孔处装配胶管，各胶管上设有阀门。
上述用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测工装，蓄电池盖上相邻单格的气压表分别设置在蓄电池盖的不同侧；相邻单格的胶管设置在蓄电池盖的不同侧。
上述用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测工装，所述气压表为双向气压表。
本发明针对传统安全阀老化检测中检测条件不符合安全阀使用状态的问题进行了改进，依照安全阀的工作压力、工作状态模拟安全阀使用过程，在安全阀模拟使用状态下进行老化检测。所述方法可以客观、真实、准确的反应安全阀老化性能，相比现有测试方法具有准确性、可靠性高的特点。采用本发明方法可最大限度的杜绝不合格安全阀使用到蓄电池上，避免因安全阀过早老化失效导致电池循环寿命提前终止。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明所述检测工装的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是安全阀的示意图（未按比例）。
图中各标号清单为：1、蓄电池壳体，1-1、第一单格，2、蓄电池盖，3、阀门，4、胶管，5、气压表，6、气压表安装孔，7、胶管安装孔、8、阀座，9、端子孔，10、安全阀。
具体实施方式
安全阀为橡胶制品，其结构如图3所示。安全阀的安装方式是将其依靠过盈配合扣在阀座上，将盖片焊接在气道上，安全阀顶部与上部盖片保持0.5mm左右的距离，当极群内部压力过大时，安全阀向上滑动到盖片位置，安全阀下部打开放气，当气压降低到一定程度时，安全阀关闭。在安全阀老化进程中，性能逐渐下降，使用价值也逐步丧失。一方面是由于安全阀长期受到机械应力作用，加速了橡胶的老化；另一方面，蓄电池在使用过程中单格内部大部分时间处于负压状态，安全阀紧贴在阀座上，有可能发生阀体与阀座的粘连；特别是长期高温环境下硫酸使橡胶大分子链结构发生化学变化，破坏了材料原有的化学结构，从而导致安全阀物理性能和化学性能的改变。安全阀的老化失效，主要表现为橡胶***，弹性下降，开闭阀压力改变，因此，在正常检验时对安全阀进行老化试验，检出不合格产品，是非常必要的。传统试验方法是将安全阀浸泡在酸中，置于一定高温环境中，保持一定时间后，取出，测试开闭阀压力，评价其性能。由于缺乏机械应力作用和负压条件，测试结果不能准确反应安全阀的老化程度。针对上述问题，本发明进行了改进，使安全阀在机械应力作用、负压条件及酸液环境下进行老化检测，客观、真实、准确的反应安全阀老化性能。
采用本发明方法要预先制作用于安全阀老化检测的检测工装。参看图1、图2，所述检测工装，包括相互密封粘合的蓄电池盖2和蓄电池壳体1，在蓄电池盖上对应每个单格处分别设置可匹配安装被检测安全阀的阀座8，各阀座分别与其所对应的单格连通。蓄电池壳体内设有六个单格，蓄电池盖和蓄电池壳体粘合后六个单格间相互隔绝封闭，每个单格只有阀座与外界相通。在蓄电池盖上对应每个单格处分别加工一个气压表安装孔6和一个胶管安装孔7，在各气压表安装孔上装配气压表5，气压表选用双向气压表。各胶管安装孔处装配有胶管4，各胶管上设有阀门，胶管连接气源（真空泵或压缩空气）。考虑到蓄电池盖上有限的空间位置，位于相邻单格的气压表安装孔分别设置在蓄电池盖的不同侧，位于相邻单格的胶管安装孔也设置在蓄电池盖的不同侧，如图2所示。将蓄电池盖上的端子孔9密封。
在进行老化试验前为确保检测工装的各单格可靠密封，先要测试检测工装各单格的密封性，具体方法如下：取六个安全阀盖在各阀座上，将各胶管分别连接真空泵，打开安装在各胶管上的阀门，将各单格分别抽真空至-15kPa后，关闭阀门，室温下放置24h，观察并记录各单格气压表读数，当气压变化小于1kPa时，认为检测工装密封性合格，即可进行安全阀老化检测；反之，密封性不符合要求，需重新制作工装，再进行上述密封性检测，直到密封合格后方可进行安全阀老化检测。
本发明所述安全阀老化检测方法按照如下步骤进行：
a、随机从一个批次的安全阀中抽取六个作为检测样件；
b、将六个检测样件安装到检测工装的各阀座上，逐一测量并记录下各检测样件老化前的开阀压力和闭阀压力；
c、将六个检测样件从检测工装的阀座上取下，在各安全阀的阀体内壁上均匀的涂抹密度为1.4g/cm3（25℃）的硫酸溶液，然后将各检测样件重新安装到各阀座上；
d、逐一将检测工装的各单格抽真空至-15kPa；
e、将安装了检测样件的检测工装置于60℃老化箱中放置5天，将检测工装从老化箱中取出，降温至室温；
f、将各阀门打开，解除各单格负压状态，逐一测量并记录下各检测样件老化后第一次开阀压力及开阀压力和闭阀压力；
g、检测结果判定：老化后的各检测样件的第一次开阀压力不大于40kPa且老化后各检测样件的开阀压力和闭阀压力相比老化前的开阀压力和闭阀压力的变化值不大于±5kPa，则判断该批次安全阀合格。如果被检测的六个检测样件中检测出不合格产品，则需要加倍抽样（抽取12个样件）按照上述方法进行复检，若复检样件全部合格，则判断本批次安全阀合格，复检仍有不合格样件，则判定为本批次安全阀不合格。
在上述检测样件老化过程中需通过气压表监测检测工装各单格的气压值，当压力变化小于1kPa/天时，可继续实验，反之判断检测工装密封失效，检测终止。
第一次开阀压力、开阀压力、闭阀压力的检测按照如下方法进行：
将被检测的安全阀安装在对应某一单格的阀座上，对应该单格的胶管连接压缩空气，安全阀上部盖上玻璃片，使安全阀顶部与玻璃片保持0.5mm左右的距离；用滴管向阀座四周滴水，至安全阀高度一半位置，用手压住玻璃片，打开阀门，向该单格内送气，送气速度2kPa/秒，当安全阀排气开始时，记下此时的压力表读数，即为第一次开阀压力；逐渐减小阀门开度，当安全阀不再排气时，读取压力表读数，即为第一次闭阀压力，继续减小阀门开度至阀门完全关闭。之后，再次打开对应该单格胶管上的阀门向该单格内送气，送气速度2kPa/秒，当安全阀排气开始时，记下此时的压力表读数，即为二次开阀压力；逐渐减小阀门开度，当安全阀不再排气时，读取压力表读数，即为第二次闭阀压力，继续减小阀门开度至阀门完全关闭。将第二次开阀压力和第二次闭阀压力作为安全阀的开阀压力和闭阀压力。
采用同样方法检测安装在其它阀座上安全阀的第一次开阀压力、开阀压力、和闭阀压力。
下表为某批次安全阀老化检测的具体数据实施例：
压力单位：kPa
由上表可以看出，老化后的各检测样件的第一次开阀压力不大于40kPa；老化后各检测样件的开阀压力和闭阀压力相比老化前的开阀压力和闭阀压力的变化值不大于±5kPa，判断该批次安全阀合格。

Claims (6)

1.一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法，其特征在于：按照下列步骤进行：
a、随机从一个批次的安全阀中抽取六个作为检测样件；
b、将六个检测样件安装到检测工装的阀座上，逐一测量并记录下各检测样件老化前的开阀压力和闭阀压力；
c、将六个检测样件从检测工装的阀座上取下，在各安全阀的阀体内壁均匀的涂抹硫酸溶液，然后将各检测样件重新安装到蓄电池盖阀座上；
d、检测工装的各单格抽真空至-15kPa；
e、将检测工装在60℃的温度下放置五天使检测样件老化后将检测工装降温至室温；
f、逐一测量并记录下各检测样件老化后第一次开阀压力及开阀压力和闭阀压力；
g、检测样件判定：老化后的各检测样件的第一次开阀压力不大于40kPa且老化后各检测样件的开阀压力和闭阀压力相比老化前的开阀压力和闭阀压力的变化值不大于±5kPa，则判断该批次安全阀合格；如果被检测的六个检测样件中检测出不合格产品，则需要加倍抽样按照上述方法复检，复检样件全部合格，则本批次安全阀合格，复检仍有不合格样件，则判定为本批次安全阀不合格。
2.根据权利要求1所述的用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法，其特征在于：检测样件老化过程中监测检测工装各单格的气压值，当压力变化小于1kPa/天时，可继续实验，反之判断检测工装密封失效，检测终止。
3.根据权利要求2所述的用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测方法，其特征在于：涂抹在各安全阀的阀体内壁的硫酸溶液密度为1.4g/cm3。
4.一种用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测的检测工装，其特征在于：包括相互密封粘合的蓄电池盖（2）和蓄电池壳体（1），蓄电池壳体并排设有六个单格，蓄电池盖和蓄电池壳体粘合后六个单格间相互间封闭，蓄电池盖对应每个单格处分别设有连通该单格的阀座（8），在蓄电池盖上对应每个单格处分别设置气压表安装孔（6）和胶管安装孔（7），各气压表安装孔上装配气压表（5），各胶管安装孔处装配胶管（4），各胶管上设有阀门（3）。
5.据权利要求4所述的用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测工装，其特征在于：蓄电池盖上相邻单格的气压表分别设置在蓄电池盖的不同侧；相邻单格的胶管设置在蓄电池盖的不同侧。
6.据权利要求5所述的用于铅酸蓄电池的安全阀老化检测工装，其特征在于：所述气压表为双向气压表。
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