Ein Drucktransmitter in einer industriellen Waschanlage arbeitet häufig unter Bedingungen, die deutlich anspruchsvoller sind als der eigentliche Prozessdruck vermuten lässt.
Während des normalen Betriebs misst der Sensor beispielsweise Wasser-, Pumpen- oder Leitungsdruck. Bei der Reinigung trifft anschließend heißes Wasser mit hoher Geschwindigkeit von außen auf Gehäuse, Steckverbinder, Kabel und Prozessanschluss.
Genau hier entstehen viele Ausfälle.
Der Transmitter selbst besitzt möglicherweise ein robustes Edelstahlgehäuse, während der verwendete elektrische Anschluss nur IP65 oder IP67 erreicht. Oder ein M12-Steckverbinder wird eingesetzt, dessen Gegenstecker und Kabel nicht für Washdown ausgelegt sind.
Auch eine hohe Schutzart löst nicht jedes Problem. IP69 beziehungsweise IP69K beschreibt den Schutz gegen das Eindringen von Staub und Wasser unter definierten Prüfbedingungen. Sie sagt nicht automatisch aus, dass Dichtungen, Kabelmantel und Kunststoffe dauerhaft gegen alkalische oder saure Reinigungsmittel beständig sind.
Zusätzlich muss der Prozessanschluss zur eigentlichen Messaufgabe passen. Ein kleiner Druckkanal kann bei sauberem Wasser problemlos funktionieren, bei Medien mit Partikeln oder Ablagerungen jedoch zusetzen. Eine frontbündige Membrane kann dann sinnvoller sein.
Bei pulsierenden Pumpen kommen außerdem Druckstöße hinzu. Ein Transmitter, dessen Nennmessbereich exakt dem normalen Betriebsdruck entspricht, kann dadurch unnötig stark belastet werden.
Die zentrale Aussage lautet: Für Waschanlagen muss nicht nur der Drucksensor, sondern die komplette Messstelle ausgelegt werden. Schutzart, elektrischer Anschluss, Gegenstecker, Kabel, Werkstoffe, Dichtungen, Prozessanschluss, Druckspitzen und Reinigungsbedingungen müssen zusammenpassen.
Inhaltsverzeichnis
- Warum sind Waschanlagen für Drucktransmitter besonders anspruchsvoll?
- Was bedeutet IP69 beziehungsweise IP69K?
- IP69 und IP69K richtig unterscheiden
- Was eine hohe IP-Schutzart nicht garantiert
- Warum der elektrische Anschluss häufig die Schwachstelle ist
- Wann ein M12-Steckverbinder für Washdown geeignet ist
- Warum ein DIN-Winkelstecker nicht automatisch für Hochdruckreinigung geeignet ist
- Wann ein fester Kabelausgang sinnvoller ist
- Reinigungsmittel und Werkstoffbeständigkeit berücksichtigen
- Temperaturwechsel und Kondensation richtig bewerten
- Den Prozessanschluss passend zur Waschanlage wählen
- Wann eine frontbündige Membrane sinnvoll ist
- Dichtungen und Gewinde nicht unterschätzen
- Messbereich und Überlastreserve richtig dimensionieren
- Druckstöße und Pulsationen berücksichtigen
- Einbaulage und Leitungsführung für Washdown optimieren
- Washdown und hygienische Ausführung nicht verwechseln
- Ausgangssignal passend zur Maschine wählen
- Messstelle nach der Montage praktisch prüfen
- Typische Fehlerbilder systematisch diagnostizieren
- Passende Druckmesstechnik von ICS Schneider
- Fazit
- Häufige Fragen zu Drucktransmittern in Waschanlagen
1. Warum sind Waschanlagen für Drucktransmitter besonders anspruchsvoll?
Bei einer normalen industriellen Druckmessstelle wirkt das Prozessmedium hauptsächlich von innen auf den Sensor.
In einer Waschanlage kommt zusätzlich eine starke äußere Belastung hinzu.
Wasser kann mit hohem Druck auf Gehäuse, Anschlussstellen und Steckverbinder treffen. Je nach Reinigungsverfahren kommt eine erhöhte Wassertemperatur hinzu.
Die Belastung wirkt außerdem nicht nur einmalig.
In Lebensmittel-, Getränke-, Fahrzeug-, Maschinen- oder Behälterreinigungsanlagen können Reinigungszyklen täglich oder sogar mehrfach pro Schicht stattfinden.
Eine kleine Schwachstelle an einem Steckverbinder kann daher über viele Reinigungszyklen hinweg zum Eintritt von Feuchtigkeit führen.
Zusätzlich wirken Reinigungsmittel, Temperaturwechsel und mechanische Beanspruchungen auf Kabel und Dichtungen.
Für eine langlebige Messstelle reicht es daher nicht aus, nur den Messbereich und das Ausgangssignal zu spezifizieren.
2. Was bedeutet IP69 beziehungsweise IP69K?
Die IP-Schutzart beschreibt, wie gut ein Gehäuse gegen das Eindringen von festen Fremdkörpern und Wasser geschützt ist.
Die erste Kennziffer 6 bedeutet einen sehr hohen Schutz gegen Staub.
Die zweite Kennziffer 9 steht für die Prüfung mit Wasser bei Hochdruck- und Hochtemperaturreinigung.
Damit ist diese Schutzart grundsätzlich besonders interessant für Anlagen, die regelmäßig intensiv gereinigt werden.
Wichtig ist jedoch, dass die konkrete Norm angegeben wird.
Bei allgemeinen elektrischen Betriebsmitteln wird heute die Bezeichnung IP69 nach IEC beziehungsweise DIN EN 60529 verwendet.
Im Umfeld der ISO 20653 wird dagegen weiterhin eine K-Kennzeichnung verwendet.
Die in der Industrie sehr verbreitete Bezeichnung IP69K wird deshalb häufig allgemein für Washdown-Eignung verwendet, obwohl sich die formalen Prüfbezeichnungen unterscheiden können.
3. IP69 und IP69K richtig unterscheiden
IP69 und IP69K beziehungsweise IP6K9K beschreiben ähnliche Anforderungen an den Schutz gegen Hochdruck- und Hochtemperaturwasser, stammen jedoch aus unterschiedlichen Normsystemen.
| Bezeichnung | Typischer Normbezug | Praktische Bedeutung |
|---|---|---|
| IP69 | IEC 60529 / DIN EN 60529 | Hochdruck- und Hochtemperaturwasser für allgemeine elektrische Betriebsmittel |
| IP6K9K | ISO 20653 | Prüfung für elektrische Betriebsmittel insbesondere im Fahrzeugumfeld |
| IP69K | In der Praxis häufig verwendete Kurzbezeichnung | Bei Spezifikation immer zugrunde liegende Norm prüfen |
Für eine technische Ausschreibung ist deshalb eine Angabe wie „IP69 nach IEC 60529“ eindeutiger als lediglich „IP69K“.
Wenn ein Kunde ausdrücklich eine bestimmte Norm verlangt, muss genau diese Ausführung beziehungsweise Prüfung nachgewiesen werden.
4. Was eine hohe IP-Schutzart nicht garantiert
Eine hohe IP-Schutzart wird häufig als allgemeines Qualitätsmerkmal interpretiert.
Ihre Aussage ist jedoch enger.
IP69 beziehungsweise IP69K beschreibt den Schutz gegen das Eindringen von Wasser und Staub unter definierten Prüfbedingungen.
Die Schutzart ist kein allgemeiner Nachweis für chemische Beständigkeit.
Ein Kabelmantel oder O-Ring kann beispielsweise den Hochdruck-Wassertest bestehen und trotzdem durch ein alkalisches Reinigungsmittel langfristig verspröden.
Ebenso bedeutet IP69 nicht automatisch, dass eine Messstelle für dauerhaftes Untertauchen geeignet ist.
Die Prüfungen für Strahlwasser, Hochdruckreinigung und Untertauchen sind unterschiedliche Anforderungen.
Wenn an einer Messstelle nach der Reinigung dauerhaft Wasser stehen bleibt oder der Sensor zeitweise eingetaucht wird, muss deshalb zusätzlich die dafür erforderliche Schutzart geprüft werden.
5. Warum der elektrische Anschluss häufig die Schwachstelle ist
Die Schutzart eines Drucktransmitters hängt häufig unmittelbar von der gewählten elektrischen Anschlussvariante ab.
Dasselbe Sensorgehäuse kann deshalb je nach Stecker oder Kabelausgang unterschiedliche Schutzarten besitzen.
Ein WIKA S-20 ist beispielsweise mit zahlreichen elektrischen Anschlüssen konfigurierbar und kann in entsprechenden Ausführungen eine Schutzart bis IP69K beziehungsweise IP6K9K erreichen.
Eine Standardausführung mit Winkelstecker besitzt dagegen nicht automatisch dieselbe Washdown-Eignung.
Bei steckbaren Anschlüssen kommt ein weiterer Punkt hinzu: Die angegebene Schutzart gilt grundsätzlich nur mit einem passenden und korrekt montierten Gegenstecker.
Ein IP69-fähiger Sensor mit einem einfachen IP67-Kabel bildet als komplette Verbindung deshalb nicht automatisch eine IP69-Messstelle.
Für die Auswahl muss somit immer die komplette Steckverbindung betrachtet werden.
6. Wann ein M12-Steckverbinder für Washdown geeignet ist
M12-Steckverbinder sind im Maschinenbau weit verbreitet und eignen sich hervorragend für kompakte Sensoranschlüsse.
Die Bauform allein definiert jedoch keine Washdown-Eignung.
Es gibt M12-Verbindungen mit IP67 ebenso wie speziell für Nass- und Hygienebereiche ausgelegte Varianten mit IP69 beziehungsweise IP69K.
Für eine Waschanlage sollte deshalb geprüft werden, welche Schutzart der konkrete Gegenstecker besitzt.
Zusätzlich sind das Material der Überwurfmutter, Dichtwerkstoff und Kabelmantel relevant.
Washdown-Leitungen werden beispielsweise mit Edelstahlverschraubungen und für Reinigungschemikalien geeigneten Kabelmaterialien angeboten.
Auch die Montage beeinflusst die Schutzwirkung.
Ein nicht vollständig angezogener M12-Stecker kann die spezifizierte Schutzart nicht zuverlässig erreichen.
Das vom Hersteller vorgesehene Anzugsdrehmoment sollte deshalb eingehalten werden.
7. Warum ein DIN-Winkelstecker nicht automatisch für Hochdruckreinigung geeignet ist
Der Winkelstecker nach DIN EN 175301-803 ist ein bewährter industrieller Anschluss für Drucktransmitter.
Für klassische Maschinen- und Hydraulikanwendungen ist er robust und einfach zu verdrahten.
Bei direkter Hochdruckreinigung ist jedoch die konkrete Schutzart zu beachten.
Bei vielen Drucktransmittern erreicht diese Anschlussform beispielsweise IP65.
IP65 schützt gegen Wasserstrahlen, ist aber nicht mit einer Hochdruck-/Hochtemperaturprüfung nach IP69 gleichzusetzen.
Wenn der Sensor außerhalb des direkten Waschbereichs montiert werden kann, kann ein solcher Anschluss trotzdem sinnvoll sein.
Liegt der Transmitter jedoch regelmäßig unmittelbar im Hochdruckstrahl, sollte eine dafür spezifizierte Anschlussvariante gewählt werden.
8. Wann ein fester Kabelausgang sinnvoller ist
Ein fest angeschlossenes Kabel reduziert die Anzahl der Steck- und Dichtstellen unmittelbar am Sensor.
Für sehr nasse Umgebungen kann dies einen Vorteil darstellen.
Bei entsprechenden Drucktransmittern sind Kabelausgänge mit erhöhter Schutzart bis IP69K beziehungsweise IP6K9K verfügbar.
Der Vorteil liegt darin, dass der Übergang vom Sensorgehäuse zum Kabel bereits werkseitig ausgeführt und geprüft ist.
Allerdings verschiebt sich die kritische Stelle damit nur weiter in Richtung Kabelende.
Das Kabel darf nicht so verlegt werden, dass Wasser am Mantel bis in einen Schaltschrank oder eine Anschlussdose geführt wird.
Ebenso müssen Kabelmaterial und Temperaturbereich zur Reinigungsumgebung passen.
Ein für trockene Maschinenräume ausgelegtes PVC-Kabel ist nicht automatisch die beste Lösung für aggressive Reinigungsmedien.
9. Reinigungsmittel und Werkstoffbeständigkeit berücksichtigen
Waschanlagen arbeiten nicht immer nur mit Wasser.
Je nach Anwendung kommen alkalische Reiniger, saure Reinigungsmittel, Desinfektionsmittel oder andere chemische Zusätze zum Einsatz.
Diese Medien können Sensoren sowohl prozessseitig als auch von außen belasten.
Edelstahlgehäuse besitzen für viele Washdown-Anwendungen eine hohe Beständigkeit.
Die Schwachstellen können jedoch an anderer Stelle liegen.
Dichtungen, Kunststoffstecker, Kabelummantelungen und Typenschilder können wesentlich empfindlicher reagieren.
IP69 beziehungsweise IP69K ersetzt deshalb keine Medienbeständigkeitsprüfung.
Bei der Auslegung sollte die reale Reinigungschemikalie einschließlich Konzentration, Temperatur und Kontaktzeit angegeben werden.
10. Temperaturwechsel und Kondensation richtig bewerten
Ein Drucktransmitter kann im Betrieb vergleichsweise kühl sein und anschließend mit heißem Reinigungswasser beaufschlagt werden.
Umgekehrt kann nach einer heißen Reinigung kaltes Prozesswasser in die Leitung gelangen.
Solche Temperaturwechsel belasten Gehäuse, Dichtungen und elektrische Anschlussstellen.
Zusätzlich kann sich beim Abkühlen innerhalb schlecht geschützter Anschlussräume Kondensation bilden.
Gerade deshalb muss verhindert werden, dass Feuchtigkeit überhaupt in den elektrischen Anschluss gelangt.
Bei relativen Drucksensoren mit atmosphärischer Referenz muss zusätzlich berücksichtigt werden, wie der Druckausgleich konstruktiv realisiert wird.
Eine offene Referenz darf nicht zum Eintrittsweg für Wasser werden.
11. Den Prozessanschluss passend zur Waschanlage wählen
Die externe Schutzart sagt nichts darüber aus, welcher Prozessanschluss für die eigentliche Druckmessung geeignet ist.
In Maschinen und Waschanlagen werden häufig G1/4-, G1/2- oder NPT-Anschlüsse eingesetzt.
Welcher Anschluss geeignet ist, hängt von Druckbereich, Rohrleitung, Medium und Wartungskonzept ab.
Bei sauberem Wasser kann ein klassischer Druckanschluss mit innenliegendem Druckkanal vollkommen ausreichend sein.
Bei Medien mit Schmutz, Feststoffen, Reinigungsmittelresten oder hoher Viskosität kann dieser Kanal dagegen Ablagerungen aufnehmen.
Der Sensor reagiert dann zunehmend langsamer oder kann einen falschen Druck übertragen bekommen.
Prozessanschluss und Messstoff sollten deshalb genauso sorgfältig ausgewählt werden wie der elektrische Anschluss.
12. Wann eine frontbündige Membrane sinnvoll ist
Eine frontbündige Membrane besitzt keinen tiefen Druckkanal vor dem eigentlichen Sensorelement.
Dadurch entstehen weniger schlecht zugängliche Bereiche, in denen sich Material ablagern kann.
Das ist insbesondere bei viskosen, pastösen, kristallisierenden oder feststoffhaltigen Medien hilfreich.
Auch bei Anwendungen mit häufigen Medienwechseln kann ein frontbündiger Anschluss die Reinigung vereinfachen.
Für normales sauberes Waschwasser ist eine frontbündige Membrane dagegen nicht automatisch erforderlich.
Sie sollte eingesetzt werden, wenn die Prozessbedingungen sie tatsächlich begründen.
Bei hygienischen Anwendungen kommen zusätzlich speziell ausgelegte Prozessanschlüsse wie Tri-Clamp oder Varivent® infrage.
13. Dichtungen und Gewinde nicht unterschätzen
Bei einem parallel dichtenden Prozessgewinde übernimmt normalerweise ein separates Dichtelement die Abdichtung.
Dessen Werkstoff muss zum Prozessmedium und zur Temperatur passen.
Eine für Wasser geeignete Standarddichtung kann bei einem aggressiven Reinigungsmedium ungeeignet sein.
Je nach Anwendung kommen beispielsweise Elastomere oder metallische Dichtungen zum Einsatz.
Auch die Montagefläche muss zur Dichtungsart passen.
Ein beschädigter O-Ring oder eine verkratzte Dichtfläche kann bereits bei relativ geringem Druck zu einer Leckage führen.
Bei Wartungsarbeiten sollte deshalb nicht nur der Transmitter, sondern auch die Prozessdichtung kontrolliert werden.
14. Messbereich und Überlastreserve richtig dimensionieren
Der maximale normale Betriebsdruck ist nicht automatisch der höchste Druck, den der Sensor während seines Lebens sieht.
Beim Einschalten von Pumpen, schnellen Ventilschaltungen oder schlagartig unterbrochenem Wasserstrom können Druckspitzen auftreten.
Ein Sensor mit einem Messbereich von 0 … 10 bar kann deshalb in einer Anlage mit 9,5 bar Normaldruck ungünstig dimensioniert sein.
Für industrielle Drucksensoren sollte neben dem normalen Arbeitsbereich auch die spezifizierte Überlastgrenze betrachtet werden.
Ein ausreichend größerer Messbereich erhöht die Belastungsreserve.
Zu groß sollte der Bereich jedoch ebenfalls nicht gewählt werden, weil sich dadurch nutzbare Auflösung und Messunsicherheit relativ zum tatsächlichen Betriebsdruck verschlechtern können.
Die Auslegung ist daher ein Kompromiss aus Messgenauigkeit und Druckstoßreserve.
15. Druckstöße und Pulsationen berücksichtigen
Waschpumpen können einen stark dynamischen Druckverlauf erzeugen.
Besonders schnelle Ventile und lange wassergefüllte Rohrleitungen können zusätzliche Druckstöße verursachen.
Solche Ereignisse sind häufig wesentlich kürzer als der normale SPS-Abtastzyklus und werden deshalb in der Prozessanzeige nicht immer sichtbar.
Die Messmembran des Drucktransmitters wird dennoch mechanisch belastet.
Bei ausgeprägten Druckstößen können Drosseln, Snubber oder speziell dafür ausgelegte Sensoren sinnvoll sein.
Bei extremen Prozessdrücken ist außerdem eine Spezialausführung erforderlich.
Der WIKA HP-2 ist beispielsweise ausdrücklich für Höchstdruckanwendungen und unter anderem für Hochdruckreinigung vorgesehen.
Das ist jedoch von der IP-Schutzart klar zu unterscheiden: Der HP-2 adressiert den hohen Prozessdruck, während IP69/IP69K den Schutz des Geräts gegen Wasser von außen beschreibt.
16. Einbaulage und Leitungsführung für Washdown optimieren
Auch ein korrekt spezifizierter Sensor sollte so montiert werden, dass Wasser möglichst gut ablaufen kann.
Steckverbinder, Kabelschlaufen und Gehäusevertiefungen sollten nicht unnötig zu Sammelpunkten für Wasser werden.
Das Kabel sollte mechanisch entlastet sein und nicht unmittelbar am Stecker unter Zug stehen.
Ebenso sollten enge Biegeradien vermieden werden.
Bei regelmäßiger Hochdruckreinigung ist außerdem zu berücksichtigen, aus welchen Richtungen die Düse typischerweise auf die Messstelle trifft.
Ein Schutzblech kann in bestimmten Maschinen sinnvoll sein, darf aber nicht dazu führen, dass sich dahinter Wasser dauerhaft sammelt.
Eine gute Konstruktion kombiniert daher die erforderliche Schutzart mit einer wasserableitenden Einbausituation.
17. Washdown und hygienische Ausführung nicht verwechseln
Eine hohe Schutzart macht einen Drucktransmitter nicht automatisch zu einem hygienischen Messgerät.
Hygienische Konstruktion betrifft insbesondere die produktberührte Seite.
Toträume, Oberflächenrauheit, Schweißnähte, Prozessanschlüsse und Reinigbarkeit der Messstelle sind dafür entscheidend.
Ein robuster Industrie-Drucktransmitter mit IP69K kann daher für eine außen regelmäßig gereinigte Maschine hervorragend geeignet sein, ohne für einen sterilen Produktprozess ausgelegt zu sein.
Umgekehrt kann ein hygienischer Transmitter eine frontbündige und CIP-/SIP-fähige Prozessseite besitzen, während die konkrete elektrische Anschlussausführung separat hinsichtlich Washdown geprüft werden muss.
Beide Anforderungen sollten deshalb unabhängig spezifiziert werden.
18. Ausgangssignal passend zur Maschine wählen
Die Washdown-Eignung beeinflusst nicht direkt die Wahl des Ausgangssignals.
Für industrielle Maschinen ist 4 … 20 mA weiterhin eine robuste Lösung.
Das Stromsignal ist unempfindlich gegenüber vielen Leitungseinflüssen und eignet sich für längere Kabelwege.
0 … 10 V kann bei kürzeren Leitungen und entsprechender SPS-Eingangstechnik sinnvoll sein.
Digitale Schnittstellen beziehungsweise IO-Link können zusätzliche Diagnose- und Parametriermöglichkeiten bieten.
Unabhängig vom Signal gilt jedoch: Der elektrische Anschluss muss hinsichtlich Schutzart, Kabel und Stecker zur Reinigungsumgebung passen.
Ein modernes digitales Signal löst kein mechanisches Abdichtungsproblem.
19. Messstelle nach der Montage praktisch prüfen
Die Datenblattauswahl sollte durch eine saubere Inbetriebnahme ergänzt werden.
Zunächst werden Prozessanschluss, Dichtung und elektrische Verbindung kontrolliert.
Anschließend wird geprüft, ob der Druckwert bei Normalbetrieb plausibel und stabil ist.
Nach einem typischen Reinigungszyklus sollte kontrolliert werden, ob Feuchtigkeit an Steckverbinder, Kabel oder Gehäuse sichtbar ist.
Auch temporäre Signalstörungen unmittelbar nach einer Reinigung können auf Feuchtigkeit oder elektrische Probleme hinweisen.
Bei kritischen Maschinen ist ein dokumentierter Test unter realen Washdown-Bedingungen sinnvoll.
Dadurch lässt sich überprüfen, ob nicht nur der einzelne Transmitter, sondern die komplette montierte Messstelle die vorgesehene Reinigung dauerhaft verträgt.
20. Typische Fehlerbilder systematisch diagnostizieren
| Beobachtung | Mögliche Ursache | Sinnvolle Prüfung |
|---|---|---|
| Sensor fällt nur nach Reinigungszyklen aus | Feuchtigkeit am elektrischen Anschluss | Stecker, Gegenstecker, Dichtung und Kabel prüfen |
| Sensor mit IP69K, Gegenstecker jedoch IP67 | Gesamte Verbindung erreicht nicht die erwartete Washdown-Eignung | Steckverbindung als vollständiges System bewerten |
| Messwert driftet nach heißer Reinigung | Temperaturbelastung oder Feuchtigkeit | Temperaturgrenzen und Anschlussraum kontrollieren |
| Druck reagiert zunehmend träge | Prozesskanal teilweise zugesetzt | Prozessanschluss reinigen und frontbündige Variante prüfen |
| Prozessanschluss leckt nach Wartung | Dichtung beschädigt oder falsch montiert | Dichtfläche und Dichtwerkstoff kontrollieren |
| Sensoren fallen trotz korrekter Schutzart frühzeitig aus | Reinigungschemikalie greift Kabel oder Dichtungen an | Chemische Beständigkeit separat prüfen |
| Kurzzeitige starke Druckspitzen | Pumpe, Ventilschaltung oder Wasserschlag | Druckverlauf dynamisch erfassen und Überlastreserve prüfen |
| Wasser steht dauerhaft im Anschlussbereich | Ungünstige Einbaulage | Kabel- und Sensororientierung ändern |
21. Passende Druckmesstechnik von ICS Schneider
ICS Schneider Messtechnik bietet Drucksensoren und Prozesstransmitter für Maschinenbau, Wassertechnik, Prozessanlagen und raue Industrieumgebungen. Eine Übersicht finden Sie unter Druckmesstechnik und Drucksensoren.
21.1 WIKA S-20 für raue Industrieumgebungen
Der WIKA S-20 ist ein flexibel konfigurierbarer Druckmessumformer für anspruchsvolle Industrieanwendungen.
Er deckt Messbereiche von 0 … 0,4 bis 0 … 1.600 bar ab und ist mit verschiedenen Strom- und Spannungsausgängen verfügbar.
Zusätzlich stehen zahlreiche elektrische und mechanische Anschlussvarianten zur Verfügung.
WIKA bietet für den S-20 Heavy-Duty-Ausführungen mit einer Schutzart bis IP69K beziehungsweise IP6K9K an.
Für eine Waschanlage ist deshalb nicht lediglich „S-20“ zu spezifizieren, sondern die konkrete elektrische Anschlussvariante.
Eine Standardausführung mit DIN-Winkelstecker ist hinsichtlich Washdown anders zu bewerten als eine dafür vorgesehene Kabel- beziehungsweise Heavy-Duty-Ausführung.
21.2 WIKA IPT-20 / IPT-21 für anspruchsvolle Prozessanwendungen
Die WIKA IPT-20 und IPT-21 sind Prozesstransmitter mit verschweißter metallischer Messzelle und einer großen Auswahl an Gehäuse- und Prozessanschlussvarianten.
Für anspruchsvolle Nass- beziehungsweise Hygieneumgebungen ist unter anderem ein elektropoliertes Edelstahlgehäuse erhältlich.
Für diese Gehäuseausführung dokumentiert WIKA eine Schutzart IP69K.
Damit ist die Baureihe interessant, wenn neben einer hohen äußeren Schutzart auch umfangreiche Prozessfunktionen, HART beziehungsweise Feldbus oder besondere Prozessanschlüsse erforderlich sind.
21.3 WIKA HP-2 für den eigentlichen Hochdruck-Reinigungsprozess
Wenn nicht die äußere Reinigung des Sensors, sondern der Hochdruck des Reinigungsmediums selbst gemessen werden soll, kann eine andere Geräteklasse erforderlich sein.
Der WIKA HP-2 wurde für Höchstdruckanwendungen bis 15.000 bar entwickelt und wird von WIKA ausdrücklich unter anderem für Hochdruckreinigung genannt.
Die Baureihe besitzt eine hohe Lastwechselfestigkeit und ein für hochdynamische Drücke entwickeltes Membranschutzsystem.
Damit wird deutlich, dass zwei Anforderungen getrennt bewertet werden müssen:
Prozessdruck des Reinigungsmediums und äußere Washdown-Schutzart des elektrischen Gerätes sind zwei unterschiedliche Spezifikationen.
21.4 Geräteauswahl durch ICS Schneider
Für die Auswahl eines Drucktransmitters in einer Waschanlage sind der normale und maximale Prozessdruck, mögliche Druckspitzen, Medium, Temperatur, Reinigungsdruck, Reinigungswassertemperatur, eingesetzte Chemikalien, gewünschter elektrischer Anschluss, Kabeltyp, Prozessanschluss und Ausgangssignal relevant.
Zusätzlich sollte angegeben werden, ob der Sensor direkt im Reinigungsstrahl liegt oder konstruktiv geschützt montiert werden kann.
Bei hygienischen Anwendungen werden außerdem Anforderungen an Oberflächen, Toträume, CIP/SIP und Prozessanschluss benötigt.
22. Fazit
Ein Drucktransmitter in einer Waschanlage muss deutlich mehr erfüllen als lediglich den richtigen Messbereich.
Bei regelmäßiger Hochdruckreinigung ist insbesondere die Schutzart der vollständigen elektrischen Verbindung entscheidend.
IP69 beziehungsweise IP69K beschreibt eine hohe Beständigkeit gegen definiertes Hochdruck- und Hochtemperaturwasser.
Die Bezeichnungen sollten jedoch nicht undifferenziert verwendet werden. IP69 nach IEC 60529 und IP6K9K nach ISO 20653 stammen aus unterschiedlichen Normsystemen.
Ebenso wichtig ist, dass die Schutzart häufig vom elektrischen Anschluss abhängt.
Ein Drucktransmitter kann mit Kabelausgang eine sehr hohe Schutzart besitzen, während eine andere Steckervariante desselben Gerätes lediglich IP65 oder IP67 erreicht.
Bei steckbaren Anschlüssen muss zusätzlich der Gegenstecker dieselbe Anforderung erfüllen und korrekt montiert sein.
IP-Schutz allein reicht jedoch nicht.
Reinigungschemikalien können Kabel, Kunststoffe und Dichtungen angreifen. Ihre Beständigkeit muss separat geprüft werden.
Auf der Prozessseite sind Medium und Verschmutzungsneigung entscheidend. Für sauberes Wasser genügt häufig ein klassischer Druckkanal, während bei Ablagerungen oder viskosen Medien ein frontbündiger Anschluss Vorteile bietet.
Auch Druckspitzen dürfen nicht unterschätzt werden. Normaldruck, maximaler Prozessdruck und kurzfristige dynamische Spitzen gehören gemeinsam in die Messbereichsauslegung.
Für eine belastbare Auswahl gilt deshalb:
Normal- und Spitzendruck bestimmen → Reinigungsverfahren definieren → erforderliche IP-Schutzart mit Norm festlegen → kompletten elektrischen Anschluss inklusive Gegenstecker auswählen → Kabel- und Dichtungswerkstoffe auf Reinigungschemikalien prüfen → Prozessanschluss passend zum Medium wählen → Überlastreserve berücksichtigen → Montage wasserableitend ausführen → komplette Messstelle unter realen Washdown-Bedingungen prüfen.
Der wichtigste praktische Grundsatz lautet damit: Nicht der Transmitter allein muss IP69-tauglich sein. Die gesamte montierte Messstelle vom Prozessanschluss bis zum Kabel muss zur tatsächlichen Wasch- und Reinigungsumgebung passen.
23. Häufige Fragen zu Drucktransmittern in Waschanlagen
23.1 Was bedeutet IP69 bei einem Drucktransmitter?
IP69 beschreibt einen sehr hohen Schutz gegen Staub sowie Wasser bei Hochdruck- und Hochtemperaturreinigung nach der entsprechenden IEC-Schutzartprüfung.
23.2 Ist IP69 dasselbe wie IP69K?
Nicht exakt. IP69 wird im Zusammenhang mit IEC 60529 verwendet. Die K-Kennzeichnung stammt aus ISO 20653 beziehungsweise dem Fahrzeugumfeld. Bei technischen Spezifikationen sollte deshalb immer die zugrunde liegende Norm angegeben werden.
23.3 Bedeutet IP69K automatisch, dass ein Sensor auch IP68 besitzt?
Nein. Schutz gegen Hochdruckreinigung und Schutz bei Untertauchen sind unterschiedliche Prüfungen. Werden beide Bedingungen benötigt, sollten beide Schutzanforderungen ausdrücklich spezifiziert sein.
23.4 Ist jeder M12-Stecker IP69K?
Nein. M12 beschreibt zunächst die Steckverbinderbauform. Je nach Ausführung kann die Schutzart beispielsweise IP67 oder IP69K betragen.
23.5 Gilt die Schutzart auch ohne Gegenstecker?
Bei steckbaren elektrischen Anschlüssen normalerweise nicht. Die angegebene Schutzart setzt einen geeigneten und korrekt montierten Gegenstecker voraus.
23.6 Kann ich einen IP67-Stecker an einem IP69K-Sensor verwenden?
Elektrisch kann die Kombination je nach Anschluss funktionieren, die komplette Steckverbindung erreicht dadurch aber nicht automatisch die höhere Washdown-Schutzart.
23.7 Ist ein DIN-Winkelstecker für Waschanlagen geeignet?
Für viele industrielle Anwendungen ja. Bei direkter Hochdruckreinigung muss jedoch die konkrete Schutzart überprüft werden. Typische DIN-Anschlussvarianten liegen häufig unter IP69.
23.8 Ist ein fester Kabelausgang besser für Washdown?
Er kann vorteilhaft sein, weil eine zusätzliche Steckstelle entfällt. Entscheidend bleiben jedoch die Schutzart des Kabelausgangs und die Beständigkeit des Kabelmantels.
23.9 Bedeutet IP69K chemische Beständigkeit gegen Reinigungsmittel?
Nein. Die IP-Prüfung bewertet den Schutz gegen Eindringen von Wasser und Staub. Die chemische Beständigkeit der Materialien muss separat geprüft werden.
23.10 Welcher Gehäusewerkstoff eignet sich für Waschanlagen?
Edelstahl ist für viele Nass- und Washdown-Anwendungen sehr gut geeignet. Die konkrete Werkstoffauswahl muss jedoch auch die verwendeten Reinigungschemikalien berücksichtigen.
23.11 Wann brauche ich einen frontbündigen Druckanschluss?
Vor allem bei viskosen, feststoffhaltigen, kristallisierenden oder schlecht zu reinigenden Medien. Für sauberes Wasser ist er nicht grundsätzlich erforderlich.
23.12 Welcher Druckanschluss ist typisch?
Im allgemeinen Maschinenbau werden häufig G1/4, G1/2 oder NPT verwendet. Für hygienische Prozesse kommen spezielle Hygieneanschlüsse infrage.
23.13 Warum ist die Dichtung so wichtig?
Sie muss Prozessdruck, Temperatur und Medium dauerhaft vertragen. Eine chemisch angegriffene oder mechanisch beschädigte Dichtung kann trotz einwandfreiem Sensor zu Leckagen führen.
23.14 Wie groß sollte der Messbereich gewählt werden?
Der Bereich sollte den normalen Betriebsdruck sicher abdecken und ausreichende Reserve für real auftretende Druckspitzen besitzen. Eine unnötig starke Überdimensionierung sollte wegen der Messperformance vermieden werden.
23.15 Was ist der Unterschied zwischen IP69K und Hochdruckfestigkeit des Sensors?
IP69K betrifft Wasser, das bei der Reinigung von außen auf das Gerät trifft. Die Prozessdruckfestigkeit beschreibt dagegen den Druck, der von innen auf die Messmembran wirkt.
23.16 Welcher Sensor eignet sich für extrem hohen Reinigungsdruck?
Wenn der Druck des Hochdruck-Reinigungsmediums selbst gemessen werden soll, ist beispielsweise der WIKA HP-2 für entsprechende Höchstdruckanwendungen vorgesehen.
23.17 Ist der WIKA S-20 für raue Washdown-Anwendungen geeignet?
Der S-20 ist für raue industrielle Umgebungen konzipiert und kann je nach konkreter Ausführung eine Schutzart bis IP69K beziehungsweise IP6K9K erreichen. Die richtige elektrische Anschlussvariante muss gezielt ausgewählt werden.
23.18 Wann ist der IPT-20 beziehungsweise IPT-21 interessant?
Wenn neben hoher äußerer Schutzart auch Prozesstransmitterfunktionen, HART beziehungsweise Feldbus, Ex-Zulassung oder eine große Auswahl an Prozessanschlüssen erforderlich sind.
23.19 Sollte die Messstelle nach der Montage einem Washdown-Test unterzogen werden?
Bei kritischen Anwendungen ist ein praktischer Test unter den real vorgesehenen Reinigungsbedingungen sinnvoll, weil dadurch auch Gegenstecker, Kabel, Montage und Leitungsführung mitbewertet werden.
23.20 Welche Angaben benötigt ICS Schneider für die Auswahl?
Hilfreich sind normaler und maximaler Druck, erwartete Druckspitzen, Medium, Prozess- und Umgebungstemperatur, Reinigungsdruck und -temperatur, verwendete Reinigungsmittel, elektrischer Anschluss, gewünschte Schutzart mit Normbezug, Prozessanschluss, Ausgangssignal und Information darüber, ob der Sensor direkt vom Hochdruckstrahl getroffen wird.