Проверка герметичности сварного соединения перегородка – крышка в батарее 2КМ30Р

Полиамид-610 (ПА-610, ПА-68) – материал корпуса и крышки батареи 2КМ30Р – высококачественный термо- и химически стойкий диэлектрик, обладающий комплексом ценных свойств (высокая механическая прочность, низкая ползучесть и т.п.). Характеризуется высокой упругостью и малой (по сравнению с ПА-6) адсорбцией влаги. Максимальное водопоглощение составляет согласно [1] – 3,3%, согласно [2] – 10 – 12%. Удельное объемное электрическое сопротивление материала в исходном состоянии: ρ_v = 10¹¹ Ом·м [2], ρ_v = 10¹² Ом·м [1] , т.е. является очень высоким.

Присутствие даже очень малых количеств воды способно существенно уменьшить величину ρ_v полиамидов как и других диэлектриков. Физически это объясняется наличием в структуре материалов микропустот, по которым проникает влага. Имеющиеся в воде примеси диссоциируют на ионы, что уменьшает электрическое сопротивление материала.

Имеющиеся в литературе сведения о влиянии воды на величину ρ_v полиамидов сведены в таблицу 1.

Для справки, удельное объемное электрическое сопротивление:

• речной и озерной воды: ρ_v = (0,3÷1,0)10² Ом·м [4];
• воды дистиллированной: ρ_v = 10⁵ Ом·м [4];
• раствора щелочи КОН: ρ_v = 0,02 Ом·м [5].

Экспериментальные данные о влиянии щелочей на величину ρ_v полиамидов в литературе отсутствуют.

Необходимо заметить, что в соответствии с [6] присутствие в диэлектрике очень малых, иногда с трудом обнаруживаемых химическим анализом примесей влаги, солей, щелочей, кислот заметно изменяет проводимость материалов. В рассматриваемом случае следствием присутствия на поверхности крышки батареи даже следов щелочи может явиться существенное (на несколько порядков!) уменьшение величин ρ_s и ρ_v полиамида (Здесь ρ_s – удельное поверхностное сопротивление материала). Таким образом как общее правило – крышки заправленных батарей необходимо тщательно отмывать теплой водой.

Экспериментальное исследование влияния электролита (раствора щелочи КОН) на величину ρ_v перегородки проводили на образцах аккумуляторных сосудов батареи 2КМ30Р из полиамида-610. Первоначально методика экспериментов заключалась в том, что с помощью тераомметра Е6-13 измеряли объемное электрическое сопротивление R между электродами, опущенными в изолированные друг от друга перегородкой, заполненные щелочью отсеки открытого (без крышки) аккумуляторного сосуда. Образцами в экспериментах служили аккумуляторные сосуды, полученные методом литья.

Результаты экспериментов представлены в табл.2.

Таблица 2 — Измерение объемного электрического сопротивления материала перегородки батареи 2КМ30Р ()

Дата	Время, ч	R, Ом	ρv = RS/h, Ом·м	Расчетный ток утечки Iут, мкА	Примечание
16.11.05	0	2·1011	6,6·1011	5·10-6	без щелочи
17.11.05	через 24 ч	2·1011	6,6·1011	5·10-6	без щелочи
17.11.05	0	~1010	3,3·1010	10-4	со щелочью
21.11.05	через 3 суток	5·1010	16·1010	5·10-4	со щелочью
22.11.05	через 4 суток	1011	—	—	со щелочью

Видно, что присутствие щелочи заметно уменьшает ρ_v материала перегородки, но остается весьма высоким – полиамид-610 – стойкий к воздействию щелочи диэлектрик. Казалось бы, проверку герметичности сварного соединения можно проводить на основе измерения объемного сопротивления R с помощью тераомметра, мегомметра или гигаоммметра. Однако, измерение больших сопротивлений с помощью подобных приборов, как известно, предусматривает подачу высоких напряжений на электроды испытуемого образца. Так, в случае использования тераомметра Е6-13 U_пит = 100 В, в случае мегомметра VMG–1000 U_пит = 100 В, 500 В и 1000 В. Очевидно, что подавать столь значительные напряжения на клеммы аккумуляторной батареи едва ли допустимо. Кроме всего прочего, при измерении сопротивления перегородки в готовом изделии необходимо помнить, что это изделие представляет собой источник тока. Измерять же сопротивление даже участка цепи в источнике тока некорректно (смещаются начало и конец шкалы измерительного прибора). В дополнение к сказанному, при подаче значительных напряжений на электроды происходит их поляризация, вследствие чего наблюдается рост значений R со временем (табл.2). В действительности, должно, наоборот, наблюдаться падение величины R со временем. Таким образом, проводить проверку герметичности сварного соединения на основе измерения объемного сопротивления перегородки в заправленной щелочью аккумуляторной батарее не представляется возможным.