Temperaturmessung
Teil von Leitfaden Druckmessung für Prozessanlagen und Rohrleitungen
Druckmessung 4 Fehler bei Montage und Inbetriebnahme vermeiden
Druckmessung Montagefehler vermeiden: Vier typische Fehler bei Entlüftung, Impulsleitung, Messbereich, Dichtung und Erdung mit Abhilfe und Normbezug.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Vier Montagefehler erklären die meisten Abweichungen an Druckmessstellen: falsche Entlüftung, ungeeignete Impulsleitung, fehlangepasster Messbereich mit falscher Dichtung und fehlende Erdung.
- Ein Gaspolster in Flüssigkeitsleitungen verschiebt den Nullpunkt, bei Dampf verhindert ein Kondensatgefäß die Überhitzung des Sensors.
- Querschnitt, Länge und Gefälle der Impulsleitung bestimmen Ansprechzeit und Messdynamik.
- DIN EN 837 regelt Genauigkeitsklassen und Anzeigebereiche, der Dichtungswerkstoff muss zu Medium und Temperatur passen.
- Inbetriebnahme und wiederkehrende Prüfung fordert die Betriebssicherheitsverordnung, Anhang 2 nennt die Prüfpflichten.
Fehler 1: Falsche Entlüftung verschiebt den Nullpunkt
Ein Gaspolster in der Messleitung wirkt wie eine Feder. Der Prozessdruck wird nicht direkt an den Sensor übertragen, die Anzeige reagiert träge und steht ohne Druck zu hoch.
Bei flüssigen Medien gehört die Entlüftungsschraube an den höchsten Punkt der Impulsleitung, weil sich dort die Gasblase sammelt. Wird nur am Messgerät entlüftet, bleibt Luft im übrigen Leitungsvolumen zurück.
Bei Dampf und heißen Gasen gilt der umgekehrte Aufbau. Ein Kondensatgefäß hält die heiße Phase vom Messumformer fern und schützt Membrane und Dichtung vor Temperaturen oberhalb ihrer zulässigen Grenze.
Wer die Entlüftung erst nach dem Nullabgleich schließt, deutet den verbleibenden Fehler später als Drift des Sensors.
Fehler 2: Ungeeignete Impulsleitung
Die Impulsleitung entscheidet, wie schnell die Messstelle auf Druckänderungen reagiert. Ein zu großer Querschnitt vergrößert das Totvolumen und damit die Ausgleichszeit.
Ein zu kleiner Querschnitt erhöht den Strömungswiderstand, was bei zähen Medien und tiefen Temperaturen zu einer verzögerten Signalübertragung führt. In Regelkreisen erscheint diese Verzögerung als Totzeit und verschlechtert die Regelgüte.
Auch das Gefälle gehört zur Auslegung. Gase benötigen ein Gefälle zum Abscheidepunkt oder zum Messgerät, Flüssigkeiten ein Gefälle zur Entlüftung.
Absperrventile gehören direkt an den Prozessanschluss, damit die Impulsleitung ohne Entleeren der Anlage abgesperrt werden kann. Für Dampf ist zusätzlich ein Siphon oder Kondensatgefäß vorzusehen, das die Kondensatbildung kontrolliert.
Fehler 3: Fehlanpassung von Messbereich und Dichtung
Ein Messumformer, der bei 3 bar in einem Bereich bis 100 bar arbeitet, nutzt nur wenige Prozent seiner Spanne. Die Auflösung sinkt, der relative Fehler steigt.
DIN EN 837 teilt Manometer in Genauigkeitsklassen ein, darunter 0,6, 1,0, 1,6 und 2,5. Aus dem Betriebsdruck folgt der passende Anzeigebereich, dessen Skalenmitte möglichst nahe am Arbeitspunkt liegt.
Die Dichtung wird bei der Auslegung häufig übersehen. NBR quillt in vielen Kohlenwasserstoffen, FKM ist bei hohen Temperaturen und aggressiven Medien stabiler, EPDM verträgt Wasser und Dampf, aber keine Öle.
Ein falscher Werkstoff verengt die Bohrung durch Quellung oder wird spröde. Beide Fälle verfälschen den Messwert, ohne dass die Elektronik einen Fehler meldet. Zulässige Messbereiche und Werkstoffkombinationen stehen in den Produktübersichten der Hersteller, zum Beispiel in der Produktübersicht von VEGA zu Sensoren für Druck, Füllstand und Durchfluss.
Fehler 4: Falsche Erdung und Schirmauflage
Drucktransmitter übertragen ihre Messwerte meist als Signal von 4 bis 20 mA. Liegt der Kabelschirm an beiden Enden auf, entsteht über Potenzialunterschiede zwischen Feld und Schaltschrank ein Ausgleichsstrom.
Dieser Strom addiert sich zum Messsignal. Das Ergebnis sind schwankende Anzeigen, die in der Nähe von Frequenzumrichtern deutlich zunehmen.
Der Schirm wird deshalb nur an einem Ende aufgelegt, üblicherweise im Schaltschrank, während das Gehäuse im Feld am Potenzialausgleich sitzt. Bei eigensicheren Stromkreisen gelten zusätzlich die Vorgaben des Explosionsschutzes.
Inbetriebnahme in fünf Schritten
- Absperrventil am Prozessanschluss schließen, Messstelle drucklos schalten und gegen Wiedereinschalten sichern.
- Impulsleitung spülen, bei Flüssigkeiten vollständig entlüften und bei Dampf Kondensat vorlegen.
- Nullpunkt an der drucklosen Messstelle prüfen und erst danach die Entlüftung schließen.
- Messbereich, Genauigkeitsklasse und Dichtungswerkstoff mit Datenblatt und Mediumsdaten abgleichen.
- Signalweg prüfen, Messwerte mit einem Kalibrator simulieren und die Messkette dokumentieren.
Für den letzten Schritt eignen sich Prüfgeräte, wie sie Beamex als Druckkalibratoren für die Prüfung von Druckmessstellen anbietet. WIKA liefert vergleichbare Kalibratoren für den Einsatz vor Ort.
Die Prüfpflichten bei Inbetriebnahme, Instandsetzung und wiederkehrender Kontrolle regelt die Betriebssicherheitsverordnung. Anhang 2 der Betriebssicherheitsverordnung zu Prüfungen und Instandhaltung beschreibt, welche Arbeitsmittel vor der ersten Benutzung und nach prüfpflichtigen Änderungen geprüft werden müssen.
Häufige Fragen
Warum reicht ein Nullabgleich als Prüfung nicht aus?
Der Nullabgleich korrigiert nur den Offset der Messkette. Fehler aus Impulsleitung, Dichtung und Messbereich bleiben bestehen und zeigen sich erst unter Prozessdruck.
Woran erkenne ich eine zu lange Impulsleitung?
Die Anzeige folgt schnellen Druckänderungen verzögert. Ein Vergleich mit einem direkt angeschlossenen Kalibrator zeigt Abweichung und Ansprechzeit der Messstelle.
Wann ist ein Kondensatgefäß erforderlich?
Immer, wenn die Mediumstemperatur die zulässige Temperatur des Messumformers überschreitet, typischerweise bei Sattdampf und heißen Gasen.
Wie oft muss eine Druckmessstelle geprüft werden?
Prüffristen ergeben sich aus der Gefährdungsbeurteilung. Anhang 2 der Betriebssicherheitsverordnung nennt die Anlässe, etwa vor der ersten Benutzung und nach Instandsetzung.
