Hochtemperatur-Thermoelemente messen direkt in der Metallschmelze

Gut geschützt

Temperaturen über 1.000°C, rotglühendes, flüssiges Metall und heiße Dämpfe – Alltag in der Metallschmelze. So auch bei Viega in Großheringen. Bereits vor über 100 Jahren gegründet, entstehen dort rund um die Uhr Teile für Rohrleitungssysteme, Pressverbinder und auch komplette Lösungen für den Bereich der Wassertechnik aus Kupfer- und Messinglegierungen. Verschiedene Thermoelementtypen, die aus Edelmetallen wie Platin hergestellt werden, erlauben nun die kontinuierliche Messung von Temperaturen, die dauerhaft im Bereich von 800 bis 1600°C und darüber liegen.

Hierzu muss allerdings das eigentliche Thermoelement in ein Schutzrohr eingebaut werden, das den hohen Temperaturen in der Metallschmelze widersteht. Für diese Art des Einsatzes eignen sich besonders die Thermoelementtypen für Hochtemperatur: Typ S, B und R. Die eigentliche Herausforderung ist die Wahl des Schutzrohrmaterials. Intensive Forschung und Materialentwicklung hat in den vergangenen Jahren die Einsatzbereiche der Schutzrohre deutlich erweitert. Einer der neuen Werkstoffe ist Siliziumnitrid (SiN), der in den Keramikschutzrohren der Omnigrad S Thermometer verarbeitet wird. Siliziumnitrid ist ein Werkstoff mit geringer Porosität, der gegen Verschleiß, Korrosion und Temperaturschocks sehr beständig ist. Er kann bis zu einer maximalen Einsatztemperatur von 1.400°C in den Prozess eingebracht werden. Wenn die Thermometer keiner mechanischen Beanspruchungen oder starken Vibrationen ausgesetzt sind, erreichen Thermoelemente mit SiN-Schutzrohren deutlich höhere Standzeiten als solche mit herkömmlichen Schutzrohrmaterialien, die in der Vergangenheit eingesetzt wurden. Und genau dieses Material hat sich auch bei Viega bewährt. „Seit 2010 werden TAF11 mit Siliziumnitrid Schutzrohren und Thermoelementen vom Typ S eingesetzt. Innerhalb dieser Zeit sind bei Viega keine Thermoelemente ausgefallen!“, erklärt André Günther, Fachbereichsleiter Elektrik im Segment IH, Werk Großheringen. Die langen Standzeiten der Sensoren reduzieren nachhaltig die Betriebskosten, während die Qualität der Produkte und die Sicherheit der Anlage steigen. Geflanschter Prozessanschluss sowie variable Anschluss- und Eintauchlängen der Schutzrohre bis 1.500mm in verschiedenen Durchmessern prädestinieren das Thermometer für extreme Einsätze. Die Kommunikation zur Prozessleitwarte kann auf unterschiedlichen digitalen wie analogen Wegen erfolgen: Die Transmitter der Omnigrad S Sensoren unterstützen 4…20mA, Hart, Profibus PA und Foundation Fieldbus. Die Hochtemperatur-Gerätelinie TAF1x bietet zudem weitere metallische und keramische Hochtemperaturwerkstoffe wie C530, C610, AISI 316L, Incoloy-, Hastelloy- oder Kanthal-Varianten. Temperaturüberwachung ist dadurch jetzt auch an Messstellen umsetzbar, die bisher nicht wirtschaftlich erschienen – so z.B. Messungen in Glas- oder Keramikbrennöfen bis 1.820°C. Immer mit dem Ziel, genaueste Ergebnisse zu liefern, Prozesse effizienter ablaufen zu lassen und die Anlagensicherheit zu steigern.