MINISTERUL EDUCAIEI NAIONALEUNIVERSITATEA VASILE ALECSANDRI DIN BACU FACULTATEA DE INGINERIE

SURSE I FACTORI DE POLUARE DIN INDUSTRIA ACUMULATORILOR AUTO

MASTERAND:ING. STRATULAT ALEXANDRU NECULAIING. ERNIL IONUING. VULTUR ADRIANA

2014IntroducereAcumulatorii sunt echipamente ce transform energia chimic in electricitate, ei sunt un mod eficient de a face electricitatea portabil. n plus, acumulatorii furnizeaz energie n scopul de a nlocui energia electric furnizat de reeaua electric dar pe masura ce ntregul glob devine dependent de electricitate, mobilitatea bateriilor joaca un rol i mai important in viaa de zi cu zi. Cei mai multi istorici situeaz invenia bateriei in jurul anului 1801, atunci cand experimentele lui Alessandro Volta au generat curent electric din reacii chimice ntre elemente diferite. Pila voltaica original folosea discuri din zinc i argint i un separator poros dintr-un material nonconductor, saturat de ap srat. Experimentele cu diferite combinaii de metale i electroliii au continuat n urmatorii 61 de ani. Johann Ritter a demonstrat pentru prima oara elementele unei baterii rencrcabile in 1803, dar totui acestea au rmas o curiozitate de laborator, pn tarziu, n secolul dinamurilor acionate cu abur capabile sa le rencarce. n prima jumatate a sec XIX experimentele au continuat cu o varietate de combinaii de materiale cu electrozi pozitivi/negativi i diveri electroliti. Abia n anul 1861 stramoii bateriilor din zilele noastre au fost descoperii, respectiv George Leclanche a construit prima baterie din carbon-zinc. Bateriile secundare dateaz dupa 1861, cand Raymond Gaston Plante a inventat bateria plumb-acid. Celula acesteia se baza pe 2 plcue subiri separate de o folie de cauciuc. El a rulat aceast combinaie i a introdus-o ntr-o soluie diluat de acid sulfuric. Iniial capacitatea era limitat din cauza plcuei pozitive ce prezenta puin material pentru a face reacie. Pe la 1881, Faure si alii au creat baterii folosind o pasta de oxid de plumb pentru placa pozitiv, aceasta permind o formare mai rapid. Din moment ce majoritatea problemelor cu bateriile plumb-acid innundate implicau scurgerea electrolitului, cele mai multe ncercari au fost fcute n ideia de a elimina acidul liber din baterie. Cercettorii germani au descoperit la nceputul anilor 60 un gel-electrolit pentru bateria plumb-acid ceea ce a constituit o mbuntire. Comment by emos: referinte bibliograficePlumbul este unul dintre primele metale folosite de care oameni. evi de plumb antice au fost descoperite n Egipt datnd din timpul lui Pharaohs ce a folosit plumbul n emailul obiectelor de ceramic. Plumbul este de obicei asociat cu alte minerale- zinc, cupru, argint, proprietile sale naturale precum masa, maleabilitatea, punct de topire scazut, rezisten la coroziune, proprieti electrice si rezisten ndelungat, fcndu-l indispensabil n industria mondial. Plumbul are rata cea mai ridicat de reciclare dintre toate materialele industriale din lume. CAPITOLUL 1. PROCESUL TEHNOLOGIC DE FABRICARE A ACUMULATORILOR AUTO1.1. Schema tehnologic de fabricare a acumulatorilor auton figura nr. 1 este prezentat procesul de fabricare a acumulatorilor autoTermosudarea capacului bateriei de monoblocRecepie materie prima role de aluminiuImpostarea plcilor

Aplicarea unui separator peste placa pozitiv

Inscripionarea termica a coduluiPerforarea benzii metalice

Sudarea placilor in paralel

Testarea etansitaii monobloculuiTaierea benzii la dimensiunea dorita

Curaarea de pasta i oxid, mecanic i chimic

Formarea bateriei

Aplicarea hartiei pe o parte a benzii

Umplerea cu electrolit

Introducerea plcilor n monoblocul baterieiTierea benzii la dimensiunea dorit

Conectarea bateriilor la redresor

Sudarea bornelorUscare la temperatura de 150 C

Verificarea performanei electrice i etaneitatea acesteiaVerificarea rezistenei interne i verificarea unui posibil scurt circuit

Stivuirea plcilor pe palei

Lipirea etichetei si capacelor bornelor

Testarea calitatii sudurilor dintre celuleMaturizarea plcilor timp de 35 ore

Stivuirea pe europalete i transportate in depozit

Fig. 1. Schema tehnologic de producere a acumulatorilor aut1.2. Etapele tehnologice de fabricare a acumulatorilor auto

O carcas din polietilena (monobloc), plci interne pozitive si negative, realizate din plumb, separatorii plci din material poros sintetic, electrolit, o soluie diluat din acid sulfuric, ap i in cele din urm bornele din plumb, legatura dintre baterie si corpul ce are nevoie de energie.1. Alimentarea cu materii prime, banda de aluminiu expandat.n figura urmtoare (fig. 1) este prezentat maina de expandat aluminiu.

Fig.1. Maina de expandat aluminiu[3]

2. Perforarea si taierea benzii metalice.Prima dat banda trece printr-un tampon iar apoi prin masina de perforare. Odata intrat n aceast masina banda va fi perforat dupa care va fi ntins si tiat la dimensiunea dorit. Banda expandat astfel format ca urmare a procesului continu de perforare va fi folosita la producerea gratarelor.

n figura urmtoare (fig. 2) este prezentat maina perforat banda de aluminiu.

Fig.2. Maina de perforat banda de auminiu [3]

3.Pastarea si taierea benzii metaliceBanda este trimis la pasterie unde are loc procesul de pastare concomitent cu aplicarea unei hartii pentru a preveni eventuala lipire a plcilor. Benzii perforate i se aplica mai nti o folie de hrtie, dupa care are loc pastarea benzii iar la final din nou se aplic folie de hartie i banda poate prsi maina. Banda este taiat n plci de sine stttoare.n figura urmtoare (fig. 3) este prezentat maina de pastare.

Fig.3. Maina de pastare [3]

4. Uscarea, stivuirea si maturizarea plcilor Plcile apoi sunt dirijate n tunelul de uscare unde sunt supuse la temperaturi de 150oC. Dup uscare, plcile sunt stibuite de maina, n grupuri egale si asezate pe palate de un robot. Paletele sunt apoi trimise ntr-o incinta special pentru 35 de ore pentru ,,maturizare.n figura urmtoare (fig. 4) este prezentat procesul de maturizare.

Fig.4. Procesul de maturizare [3]

5. Impostarea, sudarea si curaarea plcilor Aplicarea unui separator din polietilen peste placa pozitiv. Tot aici se constituie grupurile, formate din placi pozitive introduse n separator tip poset si plcile negative aezate alternative. Grupurile sunt apoi sudate intr-o main special, cele pozitive pe de-o parte, apoi de cele negative. Din punct de vedere electri plcile sunt sudate n paralel. Prima dat seturile de plci sunt introduse n spaii speciale ale unei mese rotative. Plcile aezate n masa rotativa sunt poziionate astfel nct sa fie curate de past si oxid mecanic cu autorul unei perii i apoi chimic. Apoi plcile pozitive sunt sudate de o punte pozitiv iar cele negative de o alta punte negativ. Tot n aceasta etapa sunt sudate i bornele bateriei pe grupurile de plci din capete.6. Introducerea plcilor n monobloc i verificarea rezistenei Grupurile astfel obinute se introduc n monoblocul bateriei. Baterie de 12V are 6 celule, iar pe cele laterale se vor suda ulterior bornele pozitiv i negativ ale bateriei. Monoblocul bateriei cu grupurile introduse sunt trimise la urmatoarea masin. La prima staie este verificata resistanta intern eliminandu-se posibilitatea unui eventual scurtcircuit datorat unui defect al separatorului sau a unei scurgeri de plumb. Apoi punile fiecrei celule se inseriaz prin intermediul unor legturi sudate, astfel c bateria are continuitate ntre cele 6 elemente. La final, este testat calitatea sudurilor dintre celulele bateriei.n figura urmtoare (fig. 5) este prezentat utilajul de introducere a plcilor n monobloc

Fig.5. Utilajul de introducere a plcilor n monobloc

7. Termosudarea capacului i bornelor baterieiSe termosudeaza capacul bateriei de monobloc, apoi polii lateralii se sudeaza la o anumit dimensiune, devenind bornele bateriei. La final se testeaz etanseitatea monoblocului bateriei la o anumita presiune si se inscriptioneaza termic codul acesteia.n figura urmtoare (fig. 6) este prezentat sudarea bornelor.

Fig.6. Utilajul de sudare a bornelor

8. Formarea baterieiBateria este umplut cu electrolit, adic acid sulfuric diluat. Bateria se transport apoi ctre cuvele de formare iar gurile bateriei se acopera cu dopuri tehnologice de formare. Dupa ce cuva de formare este plin cu baterii interconectate ntre ele, aceasta se umple cu ap pentru meninerea unei temperaturi constante, sub 50oC n timpul formrii. Bateriile din cuva sunt conectate apoi la redresor i ncarcarea bateriilor a nceput. Apa este folosit ca agent de rcire ntruct n timpul formrii se degaj mult cldur. ntregul proces de formare ce include msurarea intern a tensiunii, curentului i temperatura de formare este controlat de compiuter. n medie, procesul de formare dureaz circa 20 de ore. Dupa terminarea procesului de formare, bateriile sunt trimise la finisare. n prima parte a acestui proces se egalizeaz nivelul electrolitului din baterii. Apoi se monteaza dopurile de capacul bateriei. Dupa aceea bateriile trec prin tunelul de splare i uscare unde se cur ultimele urme de acid. Cand bateriile sunt uscate se verifica performana electric i eranseitatea acestora. Doar bateriile ce trec acest test merg mai departe. La ultima parte a procesului de formare se instaleaza valvele antiexplozie, manerele i capacul de protecie pentru dopuri. n final se lipete eticheta i protectoarele pentru borne. Bateriile sunt stivuite pe europalete apoi trimise n depozit. Paletul plin cu baterii este nfurat cu folie nainte de a fi depozitat pe raft. Bateriile sunt acum gata pentru a fi ncrcate n camioane spre a fi livrate ctre distribuitori i apoi ctre utilizatorii finali.n figura urmtoare (fig. 7) este prezentat formarea bateriilor.

Fig.7. Formarea bateriilor.

CAPITOLUL 2. SCHEMA DE GENERARE A DEEURILORComment by emos: text cu trimitere la figura

Recepie materie prim role de aluminiuPerforarea benzii metaliceTaierea benzii la dimensiunea doritampachetarea benziiTaierea plcilor la dimensiunea doritUscare la temperatura de 150 CStivuirea plcilor pe paletiMaturizarea plcilor timp de 35 oreRole de aluminiuPlciPlciPlciBanda metalicBanda metalicBanda metalic, hrtie, pastPlciRole de aluminiu defecteResturi, tane, mecanismul, uleiuri uzateCuite, uleiuri uzateRole, lagre, vaselina, pastPlci neconforme, palei stricaiCrmizi, izolaie, diuze, bandCuit, resturiPlci czute, palei stricai

Aplicarea unui separator peste placa pozitivaSudarea plcilor n paralelCuraarea de pasta i oxid, mecanic i chimicSudarea bornelorIntroducerea plcilor n monoblocul baterieiVerificarea rezistenei interne i verificarea unui posibil scurt circuitTestarea calitaii sudurilor dintre celuleImpostarea plcilorPlciBaterieBaterie, borne aluminiu, cupruPlci, monoblocSeparator, plciPlci, cupruPlci, soluiiBateriePast, elemeni, ambalajePlci, pastCupru, mecanism de antrenareSoluii, ambalajePlci care genereaz scurt-circuitCupru, AluminiuPlci defectePlci sudate necorespunztor

Baterie, capac plasticBaterieBaterieBaterie, electrolitBaterieBaterieBaterieBaterie, etichete, capaceResturi plasticMecanism, cuite, rezistena electricMonobloc defectBaterii defecteBaterii defecteBaterii defecteElectrolit, mecanisme, ambalajeAmbalaje, mecanismeTermosudarea capacului bateriei de monoblocTestarea etanitaii monobloculuiInscripionarea termic a coduluiFormarea baterieiUmplerea cu electrolitConectarea bateriilor la redresorVerificarea performanei electrice i etaneitatea acesteiaLipirea etichetei i capacelor bornelorStivuirea pe europalei i transportate in depozitBaterie, europaleiUlei uzat, europalei

CAPITOLUL 3. SCURT DESCRIERE A DEEURILOR OBINUTE N URMA FABRICRII ACUMULATORILOR AUTO

Role de aluminiu defecte sunt rolele care se folosesc pentru plcile din interiorul bateriei, ele pot fi deeuri atunci cnd nu corespund din punc de vedere al calitii.Mecanisme de antrenare n diferite pri ale procesului avem mecanisme de antrenare, n funionarea permanent a acestora pot aprea diferite defeciuni sau ntreinerea ce pot genera diferite deeuri.Uleiuri uzate ele provin de la diferite maini care necesit ungere cu ulei pentru a funiona sau de la diferite maini care lucreaz cu ulei sub presiune, iar spargerea unui furtun rezult uleiuri uzate.Ambalaje pot proveni de la materiile prime care vin n ambalaje i le folosim n procesul tehnologic.Baterii uzate sunt bateriile care nu trec etapele de verificare sau care se pot strica n urma unor accidente.Resturi plastice ele provin din urma lipirii monoblocului, n urma lipirii capacului bateriei de monobloc i chiar n urma diferitelor accidente n momentul transportrii bateriilor sau necorespunderii calitii.Europalei sunt folosii pentru a trasnporta i stivui bateriile, ei se rupe dupa un anumit timp sau se pot ntampla accidente n momentul transportului in depozit.Aluminiu el provine din urma sudarii placilor ntre ele, sudrii bornelor sau chiar resturile care rmn dupa turnarea bornelor.Rezisten electric ea este folosit pentru ncalzirea cuptorului n care se efectueaz maturizarea bateriilor i meninerea temperaturii constante pe parcursul acesteia.Plci - sunt cele care nu corespund din punct de vedere al calitii, cele care nu sunt tiate la dimensiunile potrivite sau nu trec testul calitii.

CAPITOLUL 4. SURSE I FACTORI DE POLUARE

Factor de mediuSursa de poluareFactor de poluare

Ap Apele uzate rezultate din procesele tehnologice Sulfai i sulfii Nitrai i nitrii Electrolit

Aer Caldura degajat n timpul formrii bateriilor, n timpul termosudurii capacului i bornelor. SO2 CO

Sol Colectarea i evacuarea necontrolat prin reeaua de canalizare a apelor uzate Metale Hidrocarburi

Concluzii

In concluzie, bateria este un grup de celule galvanice care transform energia chimica in energie electrica. O celul galvanic const din doi electrozi (anod si catod) si o solutie de electrolit.O mbunatire adus procesului tehnologic ar putea fi Tehnologia AGM(Absorbant Glass Mat) care asigur o fixare sigur a acidului pe o patur/ suport de sticla. Intratea oxigenului din exterior a fost impiedicata prin folosirea unei supape de suprapresiune, existand totodata posibiliatea evacuarii eventualelor gaze din interiorul acumulatorului (VRLA- Valve Regulated Lead Acid).Aceste caracteristici dau o rezistent extrem la vibraii, rezisten extrem la cicluri de funcionare, durat dubl de utilizare, debit triplu de energie dar si siguran de 100% la rsturnare si la scurgeri.

Bibliografie

1. *** http://www.bateriiauto.com/phpeuri/clasificare.php2. *** http://www.tpu.ro/stiinta-si-filosofie/imi-spuneti-va-rog-o-definitie-la-bateria-uscata-din-ce-este-formata-etc-pe-net-nu-gasesc-nimic-fundita-o3/3. *** http://www.youtube.com/bateriauto.php