Umfang und Zweck
Dieser praktische Leitfaden behandelt die routinemäßige Wartung von industriellen Füllstandsmessgeräten vom Typ Radar und geführtem Wellenradar (Guided Wave Radar), die zur Messung des Füllstands von Flüssigkeiten und Schüttgütern in Tanks, Trichtern und Prozessbehältern verwendet werden. Die Verfahren sind für die Wartung von Geräten in der Chemie-, Ölraffinerie-, Lebensmittel- und Energieindustrie gemäß DSTU EN 61508-1:2018 und ISO 55000:2014 vorgesehen.
Die Wartung erfolgt je nach Betriebsbedingungen alle 3–6 Monate oder wenn die Messwerte mehr als ±2 % von den Kontrollwerten abweichen. Von entscheidender Bedeutung für Systeme mit einer Genauigkeitsklasse von 0,2 % gemäß DSTU EN 60770-1.
Sicherheitsmaßnahmen
ACHTUNG! Vor Beginn der Arbeiten ist es gemäß DSTU OHSAS 18001 zwingend erforderlich, die Stromversorgung abzuschalten und Energieträger zu blockieren (LOTO).
Gefährliche Faktoren:
- Hochspannung 24–230 V DC/AC
- Hochfrequenzstrahlung 26 GHz (SAR-Wert < 1,6 W/kg)
- Chemikalien in Tanks – Überprüfung des Sicherheitsdatenblatts erforderlich
- Arbeiten in einer Höhe von mehr als 1,8 m – die Verwendung eines Sicherheitsgurtes ist Pflicht
Notwendige Werkzeuge und Materialien
| Name | Spezifikation | Menge |
|---|
| Drehmomentschlüssel | 5-50 Nm, Genauigkeit ±3% | 1 |
| Digitalmultimeter | Echter Effektivwert, 4–20 mA, 1000 V AC/DC | 1 |
| Stromschleifenkalibrator | 4-20mA, Genauigkeit ±0,02% | 1 |
| Endköpfe | M6, M8, M10 (6-seitig) | 1 Satz |
| Hornschlüssel | 8, 10, 13, 17 mm | 1 Satz |
| Bürste mit Nylonborsten | Durchmesser 25 mm, Länge 150 mm | 2 |
| Servietten sind fusselfrei | Zellulose, Größe 200x200 mm | 20 |
| Technisches Lösungsmittel | Isopropanol 99,9 % | 0,5 l |
| Silikonfett | Temperaturbereich -40...+200°C | 50 g |
| O-Ring-Dichtungen | NBR 70 Shore A (verschiedene Größen) | Bausatz |
Inspektion vor der Wartung
| Element der Verifizierung | Was zu überprüfen ist | Annahme-/Ablehnungskriterien | Notizen |
|---|
| Gerätekörper | Mechanischer Schaden, Korrosion | Ausschuss: Risse >0,5 mm, Korrosion >5 % der Oberfläche | Fotofixierung von Defekten |
| Kabeleinführungen | Verbindungsdichte, Integrität | Ablehnung: Lösen >0,5 Umdrehungen | Anzugsdrehmoment 8-12 Nm |
| Radarsensorantenne | Verschmutzung, Plaque, Verformung | Abstoßung: Plaque >1 mm, Verformung | Besonders empfindlich sind Teflonbeschichtungen |
| Wellenleiter (GWR) | Mechanische Beschädigung der Stange | Ausschuss: Biegen >2mm, Schnitte >0,1mm | Austausch der Stange im Schadensfall |
| Angabe des Geräts | Abweichung von Kontrollwerten | Zurückweisen: Fehler >±2 % des Bereichs | Vergleich mit dem Referenz-Füllstandsmessgerät |
| Ausgangssignalstrom | 4-20mA je nach Füllstand | Akzeptieren: Linearität ±0,1 mA | Messungen an den Klemmen 3-4 |
| Betriebstemperatur | Die Umgebung | Akzeptiert: -40...+80°C für Standardausführung | Überprüfung der Konformität des Reisepasses |
| Montagevibration | Steifigkeit der Installation | Ablehnung: Spiel >0,5 mm | Flansch-Anziehdrehmoment 35-45 Nm |
Schritt-für-Schritt-Serviceablauf
Vorbereitende Arbeiten
- Führen Sie das LOTO-Verfahren (Lockout and Tagging) durch: Schalten Sie den Strom an der Schalttafel aus und hängen Sie ein Schild mit dem Namen des Darstellers und dem Datum auf. Ein häufiger Fehler: Arbeiten unter Spannung kann zu einem Stromschlag von bis zu 230 V führen.
- Notieren Sie die aktuellen Messwerte des Gerätes im Serviceprotokoll: Wert 4-20mA, entsprechender Pegel in mm, Fixierungszeit.
- Fotografieren Sie den allgemeinen Zustand der Ausrüstung zum Vergleich nach der Wartung.
- Überprüfen Sie die Körperoberflächentemperatur – sie sollte für eine sichere Berührung <60°C betragen. Bei höherer Temperatur auf Abkühlung warten.
Demontage und Zugang zu Knoten
- Trennen Sie das Netzkabel vom Anschlusskasten des Füllstandmessgeräts. Der Moment zum Abschrauben der Kabeleinführung: 8-12 Nm (gegen den Uhrzeigersinn).
- Öffnen Sie die Abdeckung der Elektronikeinheit mit einem 10-mm-Schlüssel. Achtung: Im Inneren kann sich Kondenswasser bilden – vorsichtig mit einer Serviette abwischen.
- Bei Radargeräten: Schrauben Sie die Schutzabdeckung der Antenne ab (Drehmoment: 15-20 Nm). Optischer Indikator für die korrekte Demontage – die Antenne ist vollständig geöffnet, es treten keine Verzerrungen auf.
- Bei GWR-Geräten: Spannmuttern des Hohlleiters lösen (Drehmoment: 12-18 Nm). Ziehen Sie die Stange nicht vollständig aus dem Tank heraus.
Reinigen der Radarantenne
- Beurteilen Sie visuell Art und Grad der Verschmutzung der Antenne. Typische Verunreinigungen: Staub (grauer Belag), Produktkondensat (farbige Flecken), Salzkristalle (weiße Ablagerungen).
- Bei leichter Verschmutzung: Wischen Sie die Antenne mit einem mit Isopropanol befeuchteten Tuch ab. Bewegungen – von der Mitte zu den Rändern, ohne starken Druck.
- Bei starker Verschmutzung: Nylonbürste mit 25 mm Durchmesser verwenden. Die Verwendung von Metallbürsten ist verboten – Beschädigung der Antennenbeschichtung!
- Sauberkeit prüfen: Die Oberfläche der Antenne sollte gleichmäßig matt sein, ohne Flecken und Ablagerungen. Unzulässige Lösungsmittelrückstände (optisch - feuchte Stellen).
- Trocknen Sie die Antenne 5-10 Minuten lang an der Luft. Eine Trocknungsbeschleunigung mit Druckluft ist bei einem Druck <2 bar zulässig.
Inspektion des geführten Wellenleiters
- Überprüfen Sie den Wellenleiterstab an der Zugangslänge (normalerweise 300–500 mm vom Flansch entfernt). Achten Sie auf: Biegungen über 2 mm, Kratzer über 0,1 mm Tiefe, Produktablagerungen.
- Messen Sie den Durchmesser der Stange an drei Stellen mit einem Messschieber: in der Nähe des Flansches, in der Mitte des zugänglichen Bereichs, am Ende. Die Abweichung vom Nenndurchmesser sollte ±0,1 mm nicht überschreiten.
- Reinigen Sie den zugänglichen Teil der Stange mit Isopropanol und einem fusselfreien Tuch. Bewegen Sie sich nur entlang der Stabachse, nicht im Kreis!
- Überprüfen Sie die Stangenverbindungselemente (falls vorhanden): Anzugsdrehmoment 25–35 Nm für M12-Verbindungen, 15–25 Nm für M8.
- Beurteilen Sie visuell den Zustand von Isolatoren (normalerweise Teflon): Keine Risse, Absplitterungen, Verfärbungen (Vergilbung weist auf Überhitzung hin).
Inspektion elektronischer Komponenten
- Überprüfen Sie die Platinen der Elektronikeinheit: keine Oxidation der Kontakte, keine Schwellung der Kondensatoren, keine Verdunkelung der Widerstände.
- Messen Sie den Isolationswiderstand zwischen den Eingangsklemmen und dem Gehäuse mit einem 500-V-Megaohmmeter: Er sollte bei normaler Luftfeuchtigkeit >10 MΩ betragen.
- Überprüfen Sie die Unversehrtheit der Anschlussdrähte mit einem Multimeter: Der Widerstand jedes Leiters beträgt <1 Ohm auf einer Länge von bis zu 5 m.
- Überprüfen Sie die Klemmenanschlüsse: Das Anzugsdrehmoment der Klemmenschrauben beträgt 0,8-1,2 Nm (verwenden Sie einen Schraubendreher mit Drehmomentbegrenzer).
Gerätekalibrierung
- Schließen Sie den Stromschleifenkalibrator an die Ausgangsklemmen an (normalerweise 3 und 4). Installieren Sie ein 24-V-DC-Netzteil.
- Versetzen Sie das Gerät gemäß den Anweisungen des Herstellers in den Einstellmodus (normalerweise eine Tastenkombination oder DIP-Schalter).
- Wert für leeren Tank einstellen (4 mA): Stellen Sie den Referenzpegel auf 0 % ein und stellen Sie den Ausgang auf 4.000 mA ±0,02 mA ein.
- Wert für vollen Tank einstellen (20 mA): Stellen Sie den Referenzpegel auf 100 % ein und stellen Sie den Ausgang auf 20.000 mA ±0,02 mA ein.
- Überprüfen Sie die Linearität an Zwischenpunkten: 25 % (7.000 mA), 50 % (12.000 mA), 75 % (16.000 mA). Die Abweichung sollte ±0,1 mA nicht überschreiten.
- Speichern Sie die Kalibrierung im Gerätespeicher und verlassen Sie den Setup-Modus. Häufiger Fehler: Das Vergessen, Einstellungen zu speichern, führt zum Verlust der Kalibrierung.
Abholung und Inspektion
- Installieren Sie die Schutzabdeckung der Antenne oder klemmen Sie den Hohlleiter gemäß der Spezifikation fest (Punkte sind in Abschnitt 7-8 angegeben).
- Schließen Sie den Deckel der Elektronikeinheit und prüfen Sie den korrekten Sitz der O-Ring-Dichtung.
- Schließen Sie das Netzkabel an und ziehen Sie die Kabeleinführung mit einem Drehmoment von 8-12 Nm fest.
- Schalten Sie das Gerät ein und warten Sie auf die Initialisierung (normalerweise 30–60 Sekunden, angezeigt durch das Blinken der LED).
- Überprüfen Sie den Strom des Ausgangssignals auf dem aktuellen Niveau – er sollte der Kalibrierung von ±0,1 mA entsprechen.
Kontrollkontrolle nach dem Service
| Test | Erwartetes Ergebnis | Tatsächliches Ergebnis | Bestanden/Nicht bestanden |
|---|
| Ausgangssignal auf minimalem Pegel | 4.000mA ±0,05mA | ______mA | _______ |
| Ausgangssignal auf maximalem Pegel | 20.000 mA ±0,05 mA | ______mA | _______ |
| Linearität in der Mitte | 12.000 mA ±0,1 mA bei 50 % Pegel | ______mA | _______ |
| Reaktionszeit auf eine Pegeländerung | <5 Sekunden für eine Änderung von 10 % | ______Sek | _______ |
| Isolationswiderstand | >10 MΩ bei 500 V | ______Mutter | _______ |
| Körpertemperatur im Betrieb | <60°C bei +25°C Umgebungstemperatur | ______°C | _______ |
| Keine Diagnosefehler | Grünes Licht oder Code 00 | _______ | _______ |
| Mechanische Fixierung des Gehäuses | Spielfreiheit >0,5 mm | _______ | _______ |
Diagnose und Fehlerbehebung
| Symptom | Wahrscheinliche Ursache | Eliminierung |
|---|
| Der Ausgangsstrom ist bei 3,6mA blockiert | Vollständiger Signalverlust, verschmutzte Antenne | Reinigen Sie die Antenne und prüfen Sie die Reichweiteneinstellungen |
| Der Ausgangsstrom ist bei 22mA gesperrt | Außerhalb des zulässigen Bereichs, Elektronikfehler | Einbauhöhe prüfen, neu kalibrieren |
| Instabile Messwerte (Schwankung ±0,5 mA) | Schaum an der Oberfläche, Turbulenzen | Erhöhen Sie die Mittelungszeit auf 10–30 Sekunden |
| Lineare Abweichung über den gesamten Bereich | Offset des Nullpunkts | Kalibrieren Sie die Punkte 4 und 20 mA neu |
| Keine Reaktion auf Befehle | Ein Bruch im Kommunikationskabel | Überprüfen Sie die Unversehrtheit der Drähte und den Anschluss der Klemmen |
| Fehler E14 (Überhitzung) | Elektroniktemperatur >85°C | Überprüfen Sie die Belüftung und den Sonnenschutz des Gehäuses |
| Fehler E7 (Echo zu schwach) | Niedrige Dielektrizitätskonstante des Mediums | Ändern Sie den Antennentyp oder wechseln Sie zu GWR |
| Intermittierendes Signal im GWR | Ablagerungen an der Stange, mechanische Beschädigung | Zerlegen und reinigen Sie die gesamte Stange |
Wartungsvorschriften
| Betrieb | Periodizität | Geschätzte Dauer | Qualifikation des Darstellers |
|---|
| Sichtprüfung, Antennenreinigung | Jeden Monat | 30 Minuten | Schlosser der 3. Kategorie |
| Vollständige Reinigung, Kalibrierungsprüfung | Alle 3 Monate | 2 Stunden | Elektroschlosser der 4. Kategorie |
| Full-Service mit Demontage | Alle 6 Monate | 4 Stunden | Elektromechaniker 5. Grades |
| Große Inspektion mit Austausch der Dichtungen | Jährlich | 6 Stunden | KVP-Spezialist und A |
| Überprüfung von Messgeräten | Alle 2 Jahre | 8 Stunden | Zertifizierter Metrologe |
Ersatzteilverzeichnis
| Beschreibung des Teils | Typische Spezifikation | Kategorie UNITEC |
|---|
| O-Ring-Abdichtung des Gehäuses | NBR 70 Shore A, Durchmesser 20-200 mm | Dichtungen sind industriell |
| Radarhornantenne | Frequenz 26GHz, Material PTFE/Stahl | Sensoren und Sensoren |
| Wellenleiterstab | Stahl 316L, Durchmesser 6-12 mm, Länge bis 20 m | Bestandteile von KVPiA |
| Instrumentenkabel | 2x1,5mm², geschirmt, Temperatur bis 105°C | Kabelprodukte |
| Klemmenblock | 4-polig, Strom 16A, Spannung 600V | Elektrische Materialien |
| Elektronischer Block | Stromversorgung 24V DC, Ausgang 4-20mA | Elektronik von KVPiA |
| Verbindungsflansch | DN50-DN200, PN16, Material Stahl/Edelstahl. | Rohrverbindungsstücke |
| Antennenschutzhülle | IP67, Material Polyamid oder Aluminium | Hüllen und Schutz |
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Normative Verweise
- DSTU EN 61508-1:2018 – Funktionale Sicherheit von Sicherheitssystemen im Zusammenhang mit elektrischen/elektronischen/programmierbaren elektronischen Geräten
- DSTU EN 60770-1:2016 – Sender zur Verwendung in industriellen Prozessen
- ISO 55000:2014 – Vermögensverwaltung. Allgemeiner Überblick, Prinzipien und Terminologie
- DSTU OHSAS 18001:2010 – Arbeitssicherheits- und Gesundheitsmanagementsysteme
- DSTU 2681-94 – Metrologie. Begriffe und Definitionen
- Herstellerangaben: Rosemount 5400/5408, Endress+Hauser Levelflex M, Vega VEGAFLEX-Serie
