Was sind die häufigsten Fehler bei Platin-Widerstandsthermometern mit festem Flansch und Anschlusskasten?

In vielen industriellen Temperaturmesssituationen, die hohe Temperaturen, hohe Drücke und korrosive Medien erfordern, werden Platin-Widerstandsthermometer mit festem Flansch-montiertem Anschlusskasten eingesetzt, z. B. die WZP-430-Serie. Das liegt daran, dass sie sehr robust sind und gut abdichten. Sie versagen nicht so häufig wie Varianten mit Gewinde, es ist jedoch wahrscheinlicher, dass sie insgesamt versagen, da sie die Verschiebung nicht ausgleichen können. Dies ist auf Hitzestress, Dichtungsversagen und Installationsstress zurückzuführen. Gemäß der Norm IEC 60751:2022 und Beispielen aus der Industrie lassen sich ihre typischsten Probleme in vier Hauptgruppen einteilen:




I. Versagen der elektrischen Isolierung: Wasser dringt in den Anschlusskasten ein und oxidiert den Anschluss



Ein plötzlicher Abfall des Isolationswiderstands (<10MΩ) is most often caused by the seal on the junction box getting old, bolts coming loose, or the weather cover being missing. Moisture gets in through the wires, which causes the copper sheets on the terminals to oxidize and the insulation layer to carbonize. This can cause signal changes or short circuits.



Abnormale Widerstandsdrift: Wenn sich Wasser im Schutzrohr ansammelt oder sich Staub im Anschlusskasten ansammelt, entsteht ein leitfähiger Weg. Dadurch weicht der Pt100-Widerstandswert von der Standardkurve ab (z. B. 107,79 Ω ± 0,1 Ω bei 20 Grad), was zu einer Ungenauigkeit der Steuerung führt.



Orte mit hoher-Luftfeuchtigkeit wie chemische Reaktoren, Dampfleitungen und Kläranlagen sind für mehr als 45 % aller Ausfälle verantwortlich.



Bei Verwendung eines 500-V-Megohmmeters ist ein Isolationswiderstand, der immer unter 10 MΩ liegt, ein Warnindikator. Wenn es unter 1 MΩ liegt, muss es sofort ersetzt werden.







II. Ausfall der mechanischen Verbindung: undichte Flanschdichtungen und gebrochene Schrauben.



Bruch der Flanschdichtung oder Korrosionsfehler: Wenn Sie normale Gummi- oder Asbestdichtungen verwenden, können diese aushärten und reißen, wenn die Temperatur zu hoch ist (über 200 Grad) oder wenn das Medium sehr korrosiv ist (z. B. Cl⁻ oder H₂S). Dies kann zum Austreten von Medien führen.



Bruch der Flanschdichtung oder Korrosionsfehler: Spannungskonzentrationsbruch der Schraube: Wenn der Flansch falsch installiert ist, eine ungleichmäßige Vorspannung aufweist oder nicht{0}Standardschrauben verwendet werden, kann er sich verbiegen, was dazu führen kann, dass die Schrauben bei langfristiger thermischer Belastung brechen.



Nicht gerade oder versetzte Installation: Wenn Rohr und Flansch nicht richtig ausgerichtet sind, hat die Dichtfläche keinen gleichmäßigen Kontakt, was zu örtlich hohem Druck führt und die Undichtigkeit beschleunigt.



Technischer Fall: In einer Chemiefabrik in der Provinz Shanxi kam es zu einem Wasserstoffleck, weil die Flanschlöcher nicht richtig ausgerichtet waren. Dies führte zu einem Brand durch statische Elektrizität. Der Unfall ereignete sich, weil die Schraubenvorspannungsschwankung mehr als 30 % betrug.







III. Schäden an der Struktur: Risse an der Unterseite des Schutzrohrs und ein Ermüdungsbruch im Zuleitungsdraht.



Wärmespannungsrisse an der Unterseite des Schutzrohres: Der Festflansch hält der Wärmeausdehnung nicht stand. Wenn das Schutzrohr und der Flansch langfristigen Hitzewechseln ausgesetzt werden, wechseln sich die Spannungen ab, was zu Mikrorissen an der Basis des Edelstahlrohrs führt. Diese Risse ziehen sich schließlich durch das ganze Rohr hindurch.



Das Zuleitungskabel am Eingang des Anschlusskastens ist gebrochen, weil es zu eng war oder die Leitung nicht ausreichend redundant war. Dies führte dazu, dass es sich immer wieder anspannte und zusammenzog. Metallermüdung tritt an der Stelle auf, an der sich der Metalldraht biegt, und zeigt sich als unendlicher Widerstand (die „OL“-Anzeige).



Versagensmerkmale: Die meisten Risse liegen im Übergangsbereich zwischen Schutzrohr und Flanschschweißnaht. Sie sind mit bloßem Auge schwer zu erkennen und müssen per Ultraschall untersucht werden.







IV. Korrosion durch die Umgebung und Materialschäden



Schutzrohrleitungen und Perforationen: Wenn das Schutzrohr aus Edelstahl 304 statt aus 316L oder 904L besteht, ist die Wahrscheinlichkeit von Lochfraß bei Medien, die Chlorid enthalten, wie Meerwasser oder Salzsäure, größer. Das Medium berührt den Platindraht direkt, was zu einer irreversiblen Drift führt.



Karbonisierung des Isoliermaterials: Wenn die langfristige Betriebstemperatur über 500 Grad liegt, zerfällt die Glimmer- oder Keramikisolierschicht thermisch, was ihre Isolierfähigkeit dauerhaft verringert.



Auswahlempfehlung: In korrosiven Umgebungen ist das Schutzrohr aus 904L-Legierung mit integrierter gesinterter PTFE-Korrosionsschutzschicht die beste Wahl. Es kann 2–3 Mal länger dauern.



Checkliste zur Fehlerdiagnose und -vermeidung



Tabelle: Häufige Anzeichen für Fehlertypen: So finden Sie Bedingungen mit hoher Inzidenz



Isolationsschäden Temperaturspitzen, ungewöhnlicher Widerstand Megohmmeter (Warnung: weniger als 10 MΩ) Bereiche mit Dampf, Chemikalien und Feuchtigkeit



Flanschleckage, Leckage im Anschlusskasten und Medienverschüttung. Betrachten Sie es und verwenden Sie Seifenwasser, um Lecks zu finden. Hoher Druck, hohe Temperaturen und korrosive Materialien



Bruch des Anschlusskabels. Zeigt „OL“ an, kein Signal. Prüfen Sie den Durchgang mit einem Multimeter. Temperaturwechsel bei hohen Frequenzen und zu fester Verkabelung



Risse im Schutzrohr. Temperaturschwankungen, langsame Reaktion. Ultraschallprüfung und Prüfung der Teile nach deren Zerlegung. Langzeitbetrieb von Reaktoren und Heizöfen



Bruch der Schrauben. Die Sonde löst sich und rutscht ab. Schütteltest von Hand und Überprüfung des Drehmoments. Falscher Einbau oder Verwendung von Teilen, die nicht dem Standard entsprechen



Zusammenfassend lässt sich sagen, dass 80 % der Probleme mit Platin-Widerstandsthermometern mit festem Flansch auf Probleme bei der Installation und Abdichtung zurückzuführen sind, nicht auf das Sensorelement selbst. Die Wahl von Dichtungen, die zum Medium passen, das Ausrichten von Flanschen während der Installation, die Verwendung zusätzlicher Anschlussdrähte und die Durchführung häufiger Isolationstests sind wichtige Schritte zur Vorbeugung. Es empfiehlt sich, alle sechs Monate Isolationswiderstandsprüfungen durchzuführen, Trends im Auge zu behalten und eine vorausschauende Wartung durchzuführen.