Wasser ist nicht gleich Wasser. Je nach Zusammensetzung kann es zu Korrosion bei Aluminium und Schutz­anstrichen führen. Für einen dauerhaften Einsatz unter Wasser setzen die Betreiber der Kläranlage Gersheim auf magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte mit speziellem Schutzanstrich und korrosionsbeständigem Polycarbonat-Kunststoff.

In den Branchen Wasser und Abwasser werden elektrische Durchflussmessstellen meist mit magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten (MID) ausgestattet. So zahlreich die Anwendungen sind, so umfangreich sind auch die Konfigurationsmöglichkeiten der Gerätetechnik. Endress+Hauser hat die Erfahrung von über 35 Jahren im Bereich der Durchflussmesstechnik in die neue Gerätelinie Promag 400 eingebracht.
Besonderes Augenmerk bei der Konstruktion des neuen Messaufnehmers lag auf der dauerhaften Installation unter Wasser oder im Erdreich. Eine dieser Applikationen findet sich im Verbandsgebiet des Entsorgungsverbands Saar (EVS) auf der Kläranlage (KA) in Gersheim. Die Anlage liefert eine Reinigungsleistung für 4.600 EW (Einwohnerwert) und arbeitet mit einem Kombibecken. Hierbei befinden sich die biologische Reinigung im äußeren Ring und die Nachklärung im Innenbecken. Der Ablauf der Nachklärung wird über eine Rohrleitung aus dem Kombibecken herausgeführt und endet in einem Sammelschacht. Am Ende dieser Rohrleitung sitzt das MID, um den Kläranlagenablauf zu erfassen. Der dauerhaft eingestaute Ablaufschacht erfüllt dabei zwei Funktionen: Zum einen dient er als Brauchwasserspeicher und zum anderen als Garant für ein vollgefülltes MID und somit für eine korrekte Durchflussmessung.
Die Anforderung an die Gerätetechnik ist IP68 und damit als dauerhaft überflutbar definiert, wobei sich die Spezifikation auf Wasser in Trinkwasserqualität bezieht. Veränderungen in der Wasserqualität können sich dabei nachteilig auf die Langlebigkeit der IP68-Mess­aufnehmer auswirken. Die ursprünglich in der Kläranlage Gersheim eingesetzten Messaufnehmer entsprachen zum Einbauzeitpunkt dem Stand der Technik und waren mit einem marktüblichen Aluminium-Druckguss-Anschlussraum ausgestattet. In diesem Fall besitzt der Kläranlagenablauf eine erhöhte Korrosivität gegenüber Aluminium. Der ursprüngliche Messaufnehmer wurde ab Werk mit einem für diese Anwendung typischen Korrosionsschutz versehen. Bereits nach einem Jahr zeigte das Gerät einen Defekt, sodass es gegen einen zweiten, dem defekten Gerät gleichwertigen IP68-Messaufnehmer getauscht wurde. Ergänzt wurde der ab Werk gelieferte Korrosionsschutz zusätzlich mit einem vollständigen Anstrich durch Sika-Inertol-49 W. Nach einem Jahr in der Anwendung zeigte der Messaufnehmer die gleiche Art Ausblühungen wie das erste Gerät, nur dass diese durch den zusätzlichen Schutzanstrich geringer ausfielen. Die Lösung in dieser Anwendung brachte der neuentwickelte Promag W 400. Das speziell auf Anforderungen in der Wasser- und Abwasserbranche zugeschnittene Gerät bringt neben einem neuen Messumformer Promag 400 auch ein neues Messaufnehmer-Konzept mit.

Kunststoff - so haltbar wie kein Aluminium

Beim neuen Design des IP68-Messaufnehmers wurden Aluminium und Buntmetalle durch einen bruchfesten, witterungs- und korrosionsbeständigen Polycarbonat-Kunststoff ersetzt. Das daraus geformte Anschlussgehäuse sichert die Dauerhaftigkeit, die laut Hersteller kein Aluminiumgehäuse bieten kann. Salze, die bei einer erdvergrabenen oder Unterwasser befindlichen Anwendung dem Aluminium schaden, sind für den Kunststoff unbedenklich. Ebenso sind die Kabelverschraubungen aus beständigem Kunststoff gefertigt. Zur Kabelverschraubung gehört eine zusätzliche Sicherung, die eine Beschädigung des Anschlussgehäuses durch Überdrehen der Kabelverschraubung verhindert. Auch die benötigte Erdklemme am Messaufnehmer kann direkt aus dem Polycarbonat-Gehäuse herausgeführt werden. Früher war die Erdklemme der typische Angriffspunkt für eine beginnende Korrosion.
Neben der Korrosion ist eindringendes Wasser in den Anschlussraum die häufigste Fehlerursache. Diese Schwäche wird durch einen Verguss mit Silikon-Gel ausgeschlossen. Dabei kann der Anschlussraum im Herstellerwerk oder Vorort vergossen werden. Je nach Bestelloption sind die Verbindungskabel bereits angeschlossen oder können nach der Installation des Messaufnehmers in der Rohrleitung aufgelegt werden.
Der zweite Teil des Messaufnehmers besteht aus dem Messrohr mit Prozessanschlüssen und Spulengehäuse. Die eingesetzten metallischen Werkstoffe werden durch einen Schutzanstrich gegen die aggressive Umgebung geschützt. Je nach Einbauort werden spezielle Korrosionsschutzklassen abgedeckt. Die Klassifizierung unterscheiden sich dabei in die Bereich „Unter Wasser" und „Im Erdreich".

Für den dauerhaften Einsatz unter  Wasser zertifiziert

Auch bei diesem Entwicklungsschritt werden neue Schutzanstriche nach EN ISO 12944 eingesetzt. Für die dauerhafte Anwendung unter Wasser ist das Beschichtungssystem des Promag W 400 (IP68) durch die Bundesanstalt für Wasserbau auf die Klassen Im1 und Im2 geprüft und zertifiziert. Die Klasse IM1 bezieht sich dabei auf den getauchten Einsatz in Süßwasser. Verschärfte Anforderungen werden mit der Klasse Im2 abgedeckt, die einen getauchten Einsatz in Seewasser definiert. Als schwierigste Klasse ist der Erdeinbau mit der Zertifizierungsstufe Im3 umgesetzt.
Um in langen Wasserverteilsystemen einen hohen Korrosionsschutz zu bieten, ist das Beschichtungssystem ebenso für den Einsatz in Kathodenschutzanlagen zertifiziert. Diese Art der Anlage ist vermehrt im Nahen und Mittleren Osten zu finden. Nicht nur an den Küsten des Nahen und Mittleren Ostens, sondern auch bei Anwendungen im europäischen Küstenraum setzt stark salzhaltige Meerluft den Geräten zu. Für diesen Anwendungsfall kommt die Korrosionsschutzklasse C5-M zum Einsatz. Dabei erfolgte der bestandene und zertifizierte Korrosionstest nach EN ISO 12944 durch eine kontinuierliche Belastung des Messaufnehmers durch Salzsprühnebel.

Ein Jahr im Einsatz...und noch kein ­Korrosionsschaden zu erkennen

Die Kombination aus Polycarbonat-Anschlussgehäuse und zertifiziertem Korrosionsschutz des vollständig verschweißten Messaufnehmers sichert einen robusten und beständigen Einsatz unter Wasser oder im Erdreich.
Auf der KA Gersheim haben genau diese Veränderungen am Messaufnehmer den gewünschten Erfolg gebracht. Nach einem Jahr in der Anwendung sind bislang keine Korrosionsschäden am Messaufnehmer zu erkennen. Zum Wechsel auf den neu entwickelten Mess­aufnehmer Promag W IP68 wurde zusätzlich der neue Messumformer Promag 400 eingesetzt. Das speziell auf die Wasser- und Abwasserindustrie zugeschnittene Gerät bietet alle relevanten Schnittstellen und zeichnet sich durch eine neue Art der Gerätebedienung aus.
Mit dem Einsatz von handelsüblicher EDV-Hardware, wie einem Notebook und einem Netzwerkkabel, kann eine direkte Verbindung zum Messgerät hergestellt werden. Der Promag 400 stellt hinter seiner Ethernet-Schnittstelle eine Webseite bereit. Mit einem Webbrowser können auf dieser Webseite die gesamten Geräteparameter abgerufen und eingestellt werden.