Was sind die häufigsten Fehler von mit Teflon ummantelten, korrosionsbeständigen Platin-Widerstandsthermometern?

Mit Teflon (PTFE){{0}ummantelte, korrosionsbeständige-Platin-Widerstandsthermometer werden häufig in korrosiven Umgebungen wie der Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie eingesetzt. Ihre Fehler sind meist auf ein Versagen der Hüllenintegrität, eine Verschlechterung der Isolierung und Schäden durch mechanische Beanspruchung zurückzuführen und nicht auf den Platinkern selbst.

 

I. Mechanische Beschädigung und Penetrationsversagen der Hülle

Risse oder Abnutzung der Ummantelung: Bei Vibrationen, Installationsbelastungen oder Hochdruckspülbedingungen ist die PTFE-Ummantelung anfällig für Mikrorisse oder Kratzer, wodurch korrosive Medien (wie Säuren, Laugen und organische Lösungsmittel) in das Innere eindringen und direkt mit dem Platindraht oder den Platinen in Kontakt kommen, elektrochemische Korrosion auslösen und ungewöhnlich hohe oder abweichende Widerstandswerte verursachen.

Dichtungsfehler: Alterung, Lockerheit oder thermische Ausdehnung und Kontraktion der Dichtung an Gewinde- oder Flanschverbindungen können dazu führen, dass sich der Spalt vergrößert, wodurch Feuchtigkeit oder korrosive Dämpfe eindringen können, was zu Oxidation der Anschlüsse oder internen Kurzschlüssen führt, die sich in Ausgangssignalsprüngen, Nullsetzung oder Unendlichkeit äußern.

Erweichung bei hohen-Temperaturen: Längerer Betrieb über 250 Grad (Überschreitung der oberen Grenze der PTFE-Stabilität) führt dazu, dass die Hülle weicher wird und sich verformt, ihre mechanischen Schutzfunktionen verliert, die Alterung interner Komponenten beschleunigt und sogar zu einer Verbiegung und einem Bruch der Sonde führt.

Typische Szenarien: Der Aufprall von Hochdruckwasserstrahlen während der chemischen Reaktorreinigung und die wiederholte Dampfzirkulation in pharmazeutischen Sterilisatoren stellen ein hohes Risiko für das Eindringen von Hüllen dar.

 

II. Abnahme des Isolationswiderstands und elektrische Fehler

Insulation Deterioration: Although PTFE has excellent insulation properties, under long-term thermal cycling, humid, or polluted environments, its surface may absorb moisture or oil, causing the insulation resistance to drop from >100 MΩ bis<1MΩ, leading to signal interference or measurement errors.

Oxidation des Anschlusskabels: Wenn die Anschlusskabelanschlüsse von Platin-Widerstandsthermometern mit drei- oder vier{1}Leitern nicht mit Silber- oder vergoldet-beschichtet sind, neigen sie in Umgebungen mit hohen-Temperaturen und hoher-Luftfeuchtigkeit zur Oxidation, wodurch sich der Kontaktwiderstand erhöht, was zu einem Ausfall der Drei-Leiterkompensation und damit zu höheren Temperaturmesswerten führt.

Erdungsfehler: Eine Beschädigung der Hülle kann dazu führen, dass die Metallsonde versehentlich mit dem Gerätegehäuse leitend wird und eine Erdungsschleife bildet. Dieser Kurzschluss-schließt das Messsignal auf Erdpotential, was zu ungewöhnlich niedrigen oder gar keinen Messwerten des Instruments führt.

Standardbasis: IEC 60751:2022 fordert eindeutig, dass der Isolationswiderstand von korrosionsbeständigen Platin-Widerstandsthermometern bei 25 Grad größer oder gleich 100 MΩ sein sollte; andernfalls gilt es als unqualifiziert.

 

III. Schäden an internen Komponenten und strukturelles Versagen

Bruch des Platindrahtes: Obwohl der PTFE-Mantel eine gute Flexibilität aufweist, kann es bei der Installation zu einer übermäßigen Biegung kommen (Krümmungsradius).<50mm) or continuous vibration can easily cause fatigue fracture of the extremely fine platinum wire (Φ0.03–0.07mm), resulting in infinite resistance.

Entlöten der Lötstelle: Die Lötstellen zwischen dem Platindraht und den Anschlüssen können sich bei wiederholter thermischer Belastung lockern, insbesondere in Systemen mit häufigen Start-{0}}Stopp-Zyklen, was zu schlechtem Kontakt und instabilen Temperaturmesswerten führt.

Feuchtigkeit im Füllstoff: Wenn das Magnesiumoxidpulver, das die Ummantelung füllt, feucht wird, verringert sich die Isolationsleistung und die Metallkorrosion wird beschleunigt. Dies ist häufig bei Sensoren der Fall, die über einen längeren Zeitraum in unverschlossener Verpackung gelagert werden.

 

IV. Empfehlungen zur Fehlerdiagnose und -vorbeugung

Tabelle: Fehlerphänomen	Mögliche Ursachen	Schnelldiagnosemethode
Hochtemperaturablesung	Bleioxidation, erhöhter Kontaktwiderstand	Messen Sie den Widerstand zwischen den Leitungen mit einem Multimeter und vergleichen Sie ihn mit dem Nennwert (z. B. 100 Ω für Pt100 bei 0 Grad).
Niedriger Temperaturwert oder Null	Mantelschaden, Kurzschluss, Erdung	Messen Sie den Isolationswiderstand der Sonde zur Erde;<1MΩ is abnormal
Signalsprünge, Störungen	Vibrationen verursachen schlechten Kontakt, elektromagnetische Störungen	Überprüfen Sie den festen Sitz der Klemmen und ob der Abschirmungsdraht an einem einzigen Punkt geerdet ist
Unendlicher Widerstand	Platindraht gebrochen, offener Stromkreis	Messen Sie die beiden Enden des Platinwiderstands direkt mit einem Multimeter. Der Normalwert sollte 100–138 Ω (0–100 Grad) betragen.

Vorsichtsmaßnahmen:

Vermeiden Sie beim Einbau scharfe Biegungen; Biegeradius größer oder gleich 50 mm; Überprüfen Sie die Hüllenintegrität regelmäßig mit einem 12-kV-Funkendetektor; Verwenden Sie PFA (Perfluoralkoxy) anstelle von PTFE, das eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 260 Grad und eine hervorragende Undurchlässigkeit aufweist. In korrosiven Umgebungen bevorzugen Sie Produkte mit einer Doppelmantelstruktur (Edelstahl + PTFE).