摘要：本文就车间地面被腐蚀的现象进行调查，并深入研究腐蚀的机理，分析电瓶车使用过程中存在的问题，提出正确使用建议及有关安全注意事项。
关键词：电动托盘车；电瓶车；漏液；腐蚀
0 前言
电动托盘车（狗仔车）、电动牵引车是生产车间用于运输物料和半成品的工具车辆，采用电瓶供电，可反复使用。为了方便管理，大部分车间均设置了集中充电区，作为电瓶的专用充电场所或车辆临时停靠点。然而，充电区的地面长期缺乏维护，存在不同程度的腐蚀现象。
1 现状调查
如图1所示，充电区地面水泥表层疏松、驳落，残留白色或浅黄色污渍，露出石子及砂粒等原料，腐蚀十分严重。此外，部分使用超过2年的电瓶箱体底部已腐蚀穿孔，附着白色结晶物，如图2如示。
进一步调查，发现电瓶充电过程中，普遍存在以下不规范现象：（1）加液口气盖紧闭，从部分透明盖子上可以看出，蒸气挥发不畅，在盖子内表面凝结成水滴；（2）各电瓶加水量不一致，说明每个操作员对电瓶的加水作业并不统一，对标准不熟悉或未按要求执行。如图3、图4所示。
2 地面腐蚀原因
从上述现象可初步推断，造成地面腐蚀的主要原因是地面长期受电瓶电解液污染，水泥地面与酸性电解液产生化学反应，分解了表层水泥，形成疏松物质并逐渐驳落。
2.1 电解液漏到地面的原因
从现场观察结果看来，电瓶金属箱体底部穿孔是电解液漏到地面的直接原因，然而箱体底部为何首先被腐蚀？
经多次踩点检查，发现充电作业过程中“加水过量”是电瓶漏液的首要原因；其次，在加水量大的基础上，气盖闭合导致充电气化阶段气体无法顺畅挥发，电瓶内气压过高，气体带着电解液从气盖缝隙及排气孔中泄出。操作人员给电瓶添加的蒸馏水过量，远超规定上限，导致电解液飞溅溢出（如图5所示），顺着电瓶单个壳体与整个金属箱体之间的缝隙流到电瓶底部，长时间后底部被腐蚀穿孔，继而电解液直接流到地面。
2.2 水泥地面腐蚀机理
水泥的主要成分是：氧化钙（CaO）、二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）、三氧化二铁（Fe2O3），其中，氧化钙（CaO）含量达64~67%。水泥粉与水混合硬化后，形成了70%水化硅酸钙（C-S-H）与20%氢氧化钙Ca（OH）2 等固体混合物，其它成分约占10%
电解液为硫酸溶液（H2SO4和H2O），当电解液溢到水泥地面后，瞬间产生复杂的化学反应，形成气泡，放出大量的热，生成物风干后在水泥表面留下一层白色粉末（硫酸钙等微溶盐），如图6所示。化学反应简述如下：
反应1：硫酸与水泥中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙（石膏），固相体积较反应前的物质体积增加124%。Ca（OH）2+H2SO4=CaSO4•2H2O
反应2：硫酸钙与水泥中的铝酸钙作用，生成硫铝酸钙，其结晶物含有31个结晶水，固相体积较反应前的物质体积增加227%。
3CaO•Al2O3•6H2O+3（CaSO4•2H2O）+19H2O=3CaO•Al2O3•3CaSO4•31H2O
这些体积膨胀的反应产物存在于已硬化的水泥结构中，其压力超过了水泥材料的抗拉强度，使其开裂破坏，丧失结构性能，是水泥地面遇酸腐蚀的本质机理。
3 电瓶加液规范
电瓶作为铅酸蓄电池，其正负两极分别是Pb和PbO2，从电池总反应式中可以看出，电解液中的硫酸（H2SO4）和水（H2O）始终参与了充放电过程的物质转换。因此，硫酸和水在电瓶中的浓度比例非常重要（电解液的标准比重为1.28g/cm3），否则，任一种物质失衡将会影响充放电的化学过程。总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O
硫酸本身不易挥发，但是水受热容易挥发，造成电解液越来越少；此外，充电过程中电解液中的水被电解成氢和氧，水也逐渐减少，使硫酸越来越浓。长期“漏液”的电瓶，由于电解液的溢出，已带走了部分硫酸，此时应适当添加稀硫酸以调节电解液的比重。
一般情况下，如电瓶中的电解液并非严重缺少，建议充电后再加水，否则一旦加水量不当将容易造成上述电解液溢出的问题；此外，如加水过多，电解质被稀释后导电能力将下降。
电瓶加液口有多种类形，如图7所示为其中一种，以浮标浮起至白色中部为宜，没有浮标的以不超过极板上方防尘阀为准，具体见各类电瓶的使用说明。
4、结论
4.1 地面腐蚀原因：由于操作人员给电瓶加水过量导致酸性电解液溢出，长期侵蚀地面导致。
4.2 加水规范：如并非严重缺少电解液，宜先充电后加水，否则加水量不当容易造成充电过程中电解液溢出。
4.3 电瓶充、放电过程产生氢气、氧气，应能及时排出，加液口气盖不应紧闭，否则内部气体压力过大，不仅容易促使电解液溢出，严重时还会胀破壳体或气盖发生爆炸。
4.4 地面的保养：电解液一旦溢出洒落在地面上，应立即清理，可加适量Na2CO3（苏打）或NaHCO3（小苏打）进行吸收及中和，然后以清水冲刷，用拖把将地面清理干净。对于已经受到腐蚀的地面，应该将表层疏松驳落的部分铲掉，以清水冲刷清理，重新扫水泥浆覆盖。
参考文献：
[1]徐雪萍.蓄电池生产行业建筑防腐蚀问题.辽宁科技大学学报，2009，12：609-611.
[2]刘振，王琦，田陆飞，石运中，贾丽莉.混凝土结构中水泥材料的腐蚀与防护.水泥工程，2011：71-74.
[3]王超.水泥类材料的腐蚀机理研究.科技视界：107
论文作者:邓钦俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/3
标签：电解液论文; 电瓶论文; 地面论文; 水泥论文; 硫酸论文; 加水论文; 如图论文; 《电力设备》2017年第18期论文;