Druckmessung, Temperaturmessung bei niedrigen Umgebungstemperaturen

Standardmanometer und Thermometer verkraften in der Regel tiefe Umgebungstemperaturen bis zu -40 °C. Wie aber muss ein mechanisches Messgerät beschaffen sein, das im polaren Klima mit noch niedrigeren Temperaturen auf Dauer einwandfrei funktioniert? Das lässt sich am Beispiel der POLARgauge®-Serie von WIKA erläutern. Diese Produktfamilie ist speziell für eine Messung bei extrem niedrigen Umgebungstemperaturen bis maximal -70 °C konzipiert. Die Geräte kommen vor allem in der Erdöl- und Erdgasverarbeitung zum Einsatz, z. B. bei der lokalen Druck- und Temperaturüberwachung von Pumpstationen und Pipelines.

Minus 40 °C – dieser Wert wird oft schneller überschritten, als man glaubt. Das zeigt ein Blick nach Russland. Tabellen mit Temperaturrichtwerten weisen dort für manche Regionen sogar mehr als -60 °C aus. Bei mechanischen Messgeräten, die solchen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, müssen zwei kritische Punkte beachtet werden:

Für die Druckmessung bei extrem niedrigen Umgebungstemperaturen nur mit gefülltem Gehäuse erhältlich: Das WIKA-Manometer Typ PG23LT.

1. Die Gehäusefüllung

Eine Messung bei extrem niedrigen Umgebungstemperaturen erfordert flüssigkeitsgefüllte Messgeräte. Die dafür verwendeten Flüssigkeiten schützen das Gerät bei Temperaturschwankungen vor Kondenswasserbildung im Gehäuse. Sie verhindern so ein Zufrieren der Sichtscheibe, sodass der Messwert weiterhin sicher abgelesen werden kann.

Die mehrheitlich zu diesem Zweck eingesetzten Silikonöle beginnen allerdings bei Temperaturen ab -40 °C zu stocken. Das Zeigerwerk kann dann nicht mehr richtig arbeiten oder sogar einfrieren. Eine anwendungsgerechte Überwachung des Parameters (z. B. Prozessdruck) ist nicht mehr gewährleistet.

Für die POLARgauge®-Serie wurde deshalb ein besonderes Tieftemperatur-Silikonöl spezifiziert. Dieses Öl bleibt auch bei -70 °C in einem Zustand, der eine korrekte Messung und Messwertanzeige ermöglicht.

Das Gehäuse des POLARgauge®-Manometers Typ PG23LT (r.) im Vergleich zu einer Standardausführung (l.): Es gibt keine Elastomere.

2. Die Elastomere

In jedem mechanischen Manometer oder Thermometer finden sich Elastomere. Sie sorgen für eine sichere Abdichtung zwischen den einzelnen Bauteilen. Im Detail sind das die Flachdichtung an der Sichtscheibe und bei Manometern zusätzlich die Entlastungsöffnung auf der Rückseite des Gehäuses sowie das Belüftungsventil zum Druckausgleich.

Die in Standardausführungen verwendeten Dichtungswerkstoffe halten sehr niedrigen Umgebungstemperaturen jedoch nicht dauerhaft stand. Sie werden mit der Zeit spröde und verlieren dadurch ihre Dichtungseigenschaften. In Folge dessen tritt die Gehäusefüllung aus. Das wiederum zieht die Bildung von Kondenswasser und ein Vereisen der Sichtscheibe nach sich.

Daher wurde bei der Entwicklung der POLARgauge®-Serie an allen kritischen Stellen auf Elastomere verzichtet. Die Dichtung zwischen Sichtscheibe und Gehäuse besteht aus einem Sondermaterial. Es ist den äußerst niedrigen Umgebungstemperaturen angepasst. Das Belüftungsventil hat einen Verschluss aus Edelstahl.

Übersicht POLARgauge®-Serie von WIKA

 

Hinweis
Weitere Informationen zur POLARgauge®-Serie erhalten Sie auf der WIKA-Webseite über die folgenden Links. Die Produktfamilie umfasst derzeit insgesamt vier Gerätearten: Das Rohrfedermanometer Typ PG23LT, das Differenzdruckmanometer Typen 733.51, 733.31 (gefüllte Ausführungen der Typen 732.51, 732.31), das Bimetallthermometer Typ 55 sowie das Gasdruckthermometer Typ 73. Es steht somit für nahezu jede Applikation eine passende Variante zur Verfügung. Für weitergehende Fragen steht Ihnen Ihr Ansprechpartner gerne zur Verfügung.



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