Die Prozessanwendungen werden immer komplexer. Messgeräte müssen dabei höchsten Anforderungen genügen und zuverlässig funktionieren – auch bei rauen Außenbedingungen oder aggressiven Messstoffen. Für einen Einsatz beispielsweise in der Chemie, Petrochemie, Öl- und Gasindustrie oder bei Wasserstoff-Anwendungen sind Beschichtungen meistens unabdingbar. Sie tragen in vielen Industrien unter anderem zur Verbesserung in Bezug auf Produkthaltbarkeit, Leistung und Funktionalität bei.
Welche Beschichtungen gibt es?
Für die messstoffberührten Teile der Geräte steht ein großes Sortiment an Sonderwerkstoffen und Beschichtungen für spezielle Einsatzgebiete zur Verfügung. Beispielsweise sind dies:
- Gold
- ECTFE
- CrNi-Stahl mit PFA
- Wikaramic®
Wann empfiehlt sich der Einsatz einer Beschichtung?
Eine Beschichtung empfiehlt sich meistens dann, wenn eine genaue Messung von schwierigen Messstoffen verlangt wird. Unter die Bezeichnung „schwieriger“ Messstoff fallen zum Beispiel aggressive, korrosive, abrasive, hochviskose, heterogene, toxische, heiße oder aseptische Messstoffe.
Wie sieht eine Beschichtung aus?
Beim Beschichtungsprozess wird generell eine dünnere Schicht eines Werkstoffs auf die Oberfläche eines anderen Werkstoffs aufgebracht. Man kann die Beschichtung somit auch als abtrennende Grenze zwischen Konstruktionswerksstoff und Umwelt bezeichnen. Diese Erklärung kann auf die Welt der Messgeräte übertragen werden, denn in der Regel werden nur die Teile der Messgeräte beschichtet, die mit dem Messstoff in Berührung kommen. Bei Druckmittlern bzw. Druckmittlersystemen oder Prozesstransmittern empfiehlt sich daher die Beschichtung der sogenannten Membrane. Um Ressourcen zu schonen werden beispielsweise bei WIKA die Beschichtungen in Nuancen aufgetragen.
Welche Vorteile haben Beschichtungen?
Beschichtungen wie ECTFE, PFA antistatisch, PFA FDA-konform oder Gold werden nur an erforderlichen Stellen eingesetzt. Die Kosten werden somit minimiert und zeitgleich Ressourcen geschont.
Das Druckmittleroberteil oder die messstoffberührten Teile eines Druckmittlers mit Flanschanschluss (z. B. WIKA-Typ 990.27) können durch Beschichtung mit CrNi-Stahl, Gold oder Wikaramic® beispielsweise bei einer maximal zulässigen Betriebstemperatur von 400 °C (752 °F) eingesetzt werden.
Bitte beachten Sie dabei, dass die maximal zulässige Betriebstemperatur des Druckmittlersystems durch die Fügetechnik, die Systemfüllflüssigkeit und das Messgerät begrenzt ist. Eine mit ECTFE beschichtete Membrane ist z. B. unempfindlich gegenüber gängigen Säuren und Laugen, was oftmals für einen Einsatz in der Chemie oder Petrochemie notwendig ist. CrNi-Stahl mit PFA antistatisch hingegen ist resistent gegenüber Chemikalien und hält hohe Temperaturen aus. Diese Beschichtung ist deshalb prädestiniert für den Einsatz in der Öl- und Gasindustrie. Die Anti-Haft-Beschichtung ist übrigens auch für Ex-Anwendungen geeignet. Wikaramic® empfiehlt sich dagegen beispielweise für frontbündige Druckmittler in der Papier- und Zellstoffindustrie oder aber bei bei Prozessen mit abrasiven Messstoffen.
Wirkungsvolle Barriere: Gold bei H2-Anwendungen
Exkurs: Goldbeschichtung bei H2-Anwendungen
Einige Anwendungen haben gezeigt, dass bei hohen Temperaturen und entsprechendem Konzentrationsgefälle eine beschichtete Membrane, sei es des Messgeräts oder des Druckmittlers, Standard ist. Die Goldbeschichtung wirkt als eine Art „Barriere“ für die H2-Moleküle. Das Metall Gold verlangsamt dabei den Prozess des Wasserstoffpermeations.
Links: Prozess der Wasserstoffpermeations ohne Beschichtung Rechts: Mit einer goldbeschichteten Membrane
Fazit
Die Auswahl des Werkstoffs und der Beschichtung der messstoffberührten Teile ist stark von den Einsatzbedingungen abhängig. Neben den Anforderungen an die Temperatur sind die Druckbelastung und die Beständigkeit gegenüber dem Messstoff zu beachten.
Hinweis
Als Hersteller von Druck- und Temperaturmesstechnik bietet WIKA eine Vielzahl an unterschiedlichen Werkstoffen an, um die bestmögliche Lösung für die herausfordernden Bedingungen der Messstelle finden zu können. Bei Fragen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung. Weitere Informationen zum Thema Wasserstoff erhalten Sie übrigens auf der WIKA-Webseite.
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Manometer und Wasserstoff: Welche Geräte eignen sich?
Informieren Sie sich weiterhin im folgenden Video über die Beschichtungen von Messgeräten und Druckmittlern