Korrosion von Drucksensoren ist in industriellen Anwendungen eher ein vernachlässigbares Phänomen, da beim Großteil der Anwendungen Öle, insbesondere Hydrauliköle, zum Einsatz kommen und der Kontakt mit dem Druckmedium praktisch immer auf den Druckkanal und Sensor, also eine eng begrenzten Bereich des Gerätes beschränkt bleibt. In der Füllstandsmessung mittels Pegelsonden sind die Geräte jedoch vollständig und dauerhaft in Berührung mit oftmals wässrigen Medien. Hier kann aufgrund falscher oder nicht vorhandener Erdung bzw. ungenügendem Potenzialausgleichs starke Korrosion und damit eine Beeinträchtigung der Funktion auftreten.
Korrosion an einer Pegelsonde führt speziell im Hinblick auf deren Konstruktion und Anwendung meist zu feuchtigkeitsbedingten Sensorausfällen. Korrosionserscheinungen bei Pegelsonden beschränken sich in den seltensten Fällen auf eine reine oberflächige Korrosion, die zumeist aus einem dem Medium unangemessenem Gehäusewerkstoff resultiert. In der Regel herrscht hier Lochfraß oder Spaltkorrosion vor. Diese führt zu punktuellen, tief in den Werkstoff eindringenden, Korrosionserscheinungen. Diese Korrosionsformen führen oftmals bereits nach kurzer Zeit zu einem Materialabtrag durch die komplette Gehäusewandung und resultieren schlussendlich in vollständigem Feuchtigkeitseintritt in den Pegelsondenkörper. Die eindringende Feuchtigkeit verursacht in der elektrischen Schaltung Schädigungen und letztendlich den Ausfall des Drucksensors.
Marktübliche Pegelsonden beinhalten als Erdungskonzept generell einen innerhalb des Kabelmantels mitlaufenden Schirm bzw. ein mitlaufendes Schirmgeflecht. Dies dient sowohl zur Schirmung der Leitung gegen Störeinflüsse der teilweise an der Oberfläche verlegten Kabel als auch zur Erdung der Tauchsonde bzw. der Herstellung eines Potenzialausgleichs über den Schirm.
Pegelsonden werden häufig in wässrigen, leitfähigen Medien eingesetzt. Dieses die Pegelsonde umgebende Medium/Wasser kann aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit zur Bildung eines galvanischen Elementes führen. Das galvanische Element bildet sich hierbei aus der meist metallischen Behälterwand und dem metallischen Gehäuse der Pegelsonde. Daher ist es wichtig, dass die Pegelsonde an das gleiche Erdpotenzial wie der Behälter angeschlossen ist, da sonst eine schnelle Korrosion der Pegelsonde durch Erdausgleichsströme verursacht werden kann. Wird kein Potenzialausgleich hergestellt, kann die Potenzialdifferenz zwischen Sonde, Flüssigkeit und Behälterwand dazu führen, dass Teile des Gehäusewerkstoffes der Pegelsonde elektrochemisch in Lösung gehen und so ein aktiver Materialabtrag stattfindet.
Korrosion durch Ausgleichsströme tritt jedoch nicht nur in metallischen Behältern auf, sondern oftmals auch wenn die Pegelsonde isoliert oder in Erdbrunnen montiert wird. Hierbei entstehen durch kleinste, in jedem Werkstoff vorhandene Gefügeunterschiede im Gehäuse der Pegelsonde lokale galvanische Elemente. Diese lokalen galvanischen Elemente verursachen Ausgleichsströme auf der Gehäuseoberfläche der Pegelsonde.
In beiden Fällen führen diese Erdausgleichsströme bzw. Potenzialausgleichsströme generell zu Spalt- oder Lochfraßkorrosion am chemisch unedelsten Bereich der Pegelsonde. Dieser Masseabtrag am sprichwörtlich schwächsten Gehäusebereich führt zu einem örtlich eng begrenzten, jedoch umfangreichen Korrosionsangriff bis hin zum Sensorausfall.
Es empfiehlt sich daher, bei jedem Einsatz einer Pegelsonde in leitfähigen Medien ein entsprechendes Erdungskonzept mit vollständigem Potenzialausgleich vorzusehen, um frühe und kostspielige Produkt- und Produktionsausfälle zu vermeiden.
Hinweis
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Informationsplattform “Hydrostatische Füllstandsmessung” (in englischer Sprache)
