Sichere Emailüberwachung

Rainer Trampert

Viele Geräte arbeiten nach dem Prinzip der Leitfähigkeitsanalyse. Diese Geräte können bei einer Alarmmeldung den echten Alarm nicht vom Fehlalarm unterscheiden. Ein echter Alarm liegt dann vor, wenn die Emailschicht so stark beschädigt ist, dass ein leitfähiger Kontakt zwischen Produkt und Behälterwand entsteht. Dieser Emailschaden hat dann immer eine Korrosion an der Schadstelle zur Folge. Konventionelle Systeme lösen Alarm aus, wenn ein Widerstand klein gegenüber einer Referenzmessung wird. Der Grund können auch leitfähige Kontakte sein, die nicht durch einen Emailschaden verursacht werden, sondern durch produktionsbedingte Betriebszustände entstehen, z. B. durch Kondensatbrücken im Gasraum des Behälters oder beim Befüllen und Entleeren des Behälters. Diese Fehlalarme können dazu führen, dass echte Alarme vom Bedienungspersonal der Anlage nicht erkannt oder nicht beachtet werden, und bergen somit erhebliche Gefahren für Personal und Anlage.

Der Corrosion-Detector basiert auf einem Verfahren, das auf das Eigenschaftsprofil des Werkstoffes abzielt. Die CE- und EMV-geprüften Geräte in Zweileitertechnik werden direkt am Sondenträger in einem Metallgehäuse eingebaut. Das Gerät enthält einen Mikroprozessor, der nach dem Anlegen der Betriebsspannung selbstständig die Messprogramme durchführt und die Meldungen über definierte Stromschwellen signalisiert.

Der Corrosion-Detector arbeitet nach dem Prinzip der potentiometrischen Zersetzungsspannungsanalyse, ohne Dauerstrombelastung an den Rhodiumelektroden. Zu Beginn jeder Messung wird zwischen den Rhodium-Elektroden der P-Sonde ein Messzyklus (Basismessung) durchgeführt und gespeichert; die daraus resultierende Charakteristik ist abhängig von der Leitfähigkeit, Temperatur und dem pH-Wert des Messmediums. Ist die Leitfähigkeit des Messmediums genügend, ca. $6 mS, wird der Zustand „Betriebsbereitschaft“ durch Anhebung des Stromes auf 10 mA gemeldet. Danach startet ein Kontrollzyklus mit einer Messung gegen die Behälterwand (Potentialausgleich). In definierten Schritten wird ein vorgegebener Spannungsbereich durchfahren, die Strom/Spannungszustände werden ermittelt und mit der gespeicherten Basismessung verglichen. Bei Erreichen einer durch den Prozessor errechneten Schwelle wird die Messung abgebrochen und ein neuer Messzyklus gestartet. Bei Korrosion liegen die Messwerte in einem durch den Prozessor errechneten Alarmfenster, nach Bestätigung der Werte durch eine zweite Messung erfolgt die Anhebung des Ausgangsstromes auf 15 mA, diese Meldung bedeutet „Korrosion“. Das Gerät prüft jetzt zyklisch den korrosiven Kontakt, solange dieser besteht, bleibt der Ausgangsstrom auf 15 mA. Bei Verschwinden des korrosiven Kontaktes fällt der Ausgangsstrom wieder auf 10 mA zurück.

Diese Ströme können entweder vom Prozessleitsystem oder von einem Speisetrenner mit Relaisausgängen ausgewertet und gemeldet werden. Der Corrosion-Detector kann an alle handelsüblichen Speisetrenner angeschlossen werden, die eine Zulassung nach Zündschutzart [EEx ia] IIC/IIB bzw. [EEx ib] IIC/ IIB haben (Grenzwerte: Uo 30 V, Ik 100 mA, Po 750 mW).

Die Messsonde P besteht aus den beiden in das Messmedium eintauchenden Elektroden aus massivem Rhodium. Sie sind isoliert in die Emailschicht des Sondenträgers eingeschmolzen. Als Sondenträger dienen Stromstörer, Thermometerrohr, Ventilschaft und Zwischenring. Die metallische Elektrodenableitung ist ebenfalls in Email eingebettet. Sie ist sowohl gegen das Messmedium als auch gegen den Stahl des Sondenträgers isoliert. Alle Ableitungen enden in einem Anschlusskasten außerhalb des Flanschbereiches. Die Metallgehäuse entsprechen der Schutzart IP 65. Der Corrosion-Detector ist in den Anschlusskasten eingebaut.

Die Überwachungseinrichtung besteht aus dem Messsondenträger mit P-Elektroden, Corrosion-Detector und Speisegerät. Das Speisegerät muss außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches montiert werden. Befindet sich das Gerät im Modus „Betriebsbereit“, wird ca. alle zwei bis drei Minuten eine neue Messung der Charakteristik durchgeführt, dadurch werden Veränderungen des Messmediums erkannt und gespeichert. Die Lage des Alarmfensters ist variabel und wird nach jeder Messung neu berechnet. Vor jeder Messung führt das Gerät einen Selbstcheck durch, bei dem alle Funktionen überprüft werden, im Falle einer Störung wird der Ausgangsstrom auf über 20 mA angehoben.

Die Reaktionszeit des Corrosion-Detector ist abhängig von der Leitfähigkeit und liegt bei ein bis fünf Minuten bis zur Meldung oder bis zum Deaktivieren eines Alarms. Gemeldet wird:

Im vergangenen Jahr wurde der Corrosion Detector von der BASF in Ludwigshafen auf seine Funktionssicherheit getestet. Insbesondere wurde geprüft, ob unterschiedliche Redoxbedingungen des Produkts und/oder die Anwesenheit von Eisenionen die Funktionsfähigkeit des Corrosion Detectors beeinträchtigt. Die Versuche ergaben, dass unterschiedliche Redoxpotenziale und eisenionenhaltige Testlösungen die sichere Funktionsweise des Corrosion Detectors nicht beeinträchtigten. Das Gerät arbeitete in allen Testlösungen einwandfrei und wurde daher für den Einsatz bei der kontinuierlichen Überwachung emaillierter Apparate freigegeben. Der Corrosion Detector kann auch in Anlagen eingesetzt werden, in denen Edelstähle oder durch Oxid geschützte Materialien mit dem Messmedium zeitweise oder ständig in Kontakt sind. Die Größe der Fläche hat dabei keinen Einfluss. Wenn es prozessbedingt zu einem Zustand kommt, in dem diese Materialien nicht mehr korrosionsbeständig sind, das heißt, als Ionen in Lösung gehen, wird das Gerät dieses als Korrosion melden. Über Emaibeschichtungen hinaus eignet sich der Corrosion Detector auch für die kontinuierliche Korrosionsüberwachung in Anlagen mit anderen isolierenden Auskleidungen wie Kunststoff oder Gummi. In Verbindung mit den Messsondenträgern Stromstörer, Quatro Pipe, Thermorohr und Ringsonde ist die Einrichtung für den Einsatz in Zone 0 zugelassen.

cav 427

Email und die passende Messtechnik

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