Wie spezifizieren und wählen Sie das richtige Manometer für Ihre Anwendung aus?

Warum die richtige Auswahl von Manometern wichtig ist

Manometer gehören zu den am häufigsten in Industrieanlagen eingesetzten Instrumenten, werden jedoch häufig nicht ausreichend spezifiziert oder ausgewählt, ohne dass die Bedingungen, denen sie ausgesetzt sind, ausreichend berücksichtigt werden. Ein nicht übereinstimmendes Messgerät kann vorzeitig ausfallen, ungenaue Messwerte liefern oder – im schlimmsten Fall – unter Überdruckbedingungen platzen, was zu Sicherheitsrisiken und kostspieligen Ausfallzeiten führt. Unabhängig davon, ob Sie eine neue Prozesslinie ausrüsten, veraltete Messgeräte austauschen oder in einer Anlage standardisieren, gewährleistet ein strukturierter Ansatz bei der Spezifikation und Auswahl eine lange Lebensdauer, Messzuverlässigkeit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften. Dieser Leitfaden geht durch alle kritischen Faktoren, die Sie bewerten müssen.

Schritt 1: Definieren Sie Ihren Druckbereich und -typ

Der erste und grundlegendste Parameter ist der Druckbereich der Anwendung. Ein Manometer sollte so ausgewählt werden, dass der normale Betriebsdruck zwischen 25 % und 75 % des Skalenendwerts liegt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Rohrfeder oder das Sensorelement in ihrem genauesten und mechanisch sichersten Bereich arbeitet. Der ständige Betrieb eines Messgeräts in der Nähe seines maximalen Bereichs beschleunigt die Ermüdung und führt zu einem vorzeitigen Ausfall.

Sie müssen außerdem die Art der erforderlichen Druckmessung angeben:

• Überdruck (psig / barg) misst den Druck relativ zum Atmosphärendruck. Dies ist der gebräuchlichste Typ für den allgemeinen industriellen Einsatz, wie z. B. Druckluftsysteme, Hydraulikkreisläufe und Wasserverteilung.
• Absoluter Druck (psia / bara) misst den Druck relativ zu einem perfekten Vakuum. Es wird in Anwendungen eingesetzt, bei denen atmosphärische Schwankungen die Messung beeinflussen würden, beispielsweise bei Vakuumprozessen oder höhenempfindlichen Systemen.
• Differenzdruck Misst die Differenz zwischen zwei Druckpunkten in einem System und wird üblicherweise zur Filterüberwachung, Durchflussmessung über eine Öffnung oder Füllstandserkennung in geschlossenen Tanks verwendet.
• Vakuumdruck gilt, wenn das System unter Atmosphärendruck betrieben wird und Messgeräte erfordert, die speziell für Unterdruckbereiche ausgelegt und kalibriert sind.

Bei Anwendungen mit häufigen Druckspitzen oder Pulsationen bietet ein Manometer mit einem Vollbereich von mindestens dem Doppelten des normalen Betriebsdrucks zusätzlichen Schutz vor Zeigerschäden und Gehäuseausfällen.

Schritt 2: Identifizieren Sie die Prozessmedien- und Materialkompatibilität

Die chemische Beschaffenheit der Prozessmedien, die mit den benetzten Teilen des Messgeräts in Kontakt kommen, ist ein kritischer Spezifikationspunkt, der oft übersehen wird, bis Korrosion oder Kontamination zum Problem werden. Standard-Bourdon-Rohrmanometer bestehen typischerweise aus messing- oder bronzeberührten Teilen – akzeptabel für Wasser, Luft, Öl und viele nicht korrosive Gase, aber ungeeignet für aggressive Chemikalien, Meerwasser oder hochreine Anwendungen.

Für korrosive Medien sind medienberührte Teile aus Edelstahl (typischerweise 316L SS) die Standardausrüstung. Für sehr aggressive Säuren, Halogene oder chlorierte Verbindungen sollten Sie Messgeräte mit Monel-, Hastelloy C- oder PTFE-beschichteten Membrandichtungen in Betracht ziehen. In Lebensmittel-, Getränke- und Pharmaanwendungen müssen Messgeräte den Hygienestandards entsprechen und elektropolierte, benetzte Edelstahloberflächen, Tri-Clamp-Anschlüsse und Materialien erfordern, die gemäß den Vorschriften der FDA oder EG 1935/2004 zugelassen sind.

Wenn das Prozessmedium viskos oder schlammartig ist, Feststoffe enthält oder nicht direkt mit den Innenteilen des Messgeräts in Berührung kommen darf, a Membrandichtung (Druckmittler) sollte angegeben werden. Die Membrandichtung isoliert das Messgerät von der Prozessflüssigkeit und überträgt gleichzeitig den Druck über eine Füllflüssigkeit – typischerweise Glyzerin, Silikonöl oder eine lebensmittelechte Alternative – auf das Sensorelement.

Schritt 3: Wählen Sie die passende Zifferblattgröße und Genauigkeitsklasse

Die Zifferblattgröße beeinflusst sowohl die Ablesbarkeit als auch die physikalische Genauigkeit, die mit dem Messmechanismus erreicht werden kann. Zu den gängigen Zifferblattgrößen für Industriemessgeräte gehören 63 mm (2,5 Zoll), 100 mm (4 Zoll) und 160 mm (6 Zoll). Größere Zifferblätter ermöglichen feinere Teilungsmarkierungen und lassen sich aus der Entfernung leichter ablesen. Daher eignen sie sich besser für Schalttafeln und Orte, an denen Bediener die Messwerte beobachten müssen, während sie andere Aufgaben ausführen.

Die Genauigkeitsklasse definiert den zulässigen Fehler als Prozentsatz des Skalenendbereichs. Die am häufigsten referenzierte Norm ist EN 837 (Europa) und ASME B40.100 (Nordamerika). Typische Genauigkeitsklassen und ihre Anwendungen sind im Folgenden zusammengefasst:

Für die meisten Anwendungen im Fertigungsbereich bietet Klasse 1,6 oder Klasse 2,5 ein angemessenes Gleichgewicht zwischen Genauigkeit und Kosten. Höhere Genauigkeitsklassen sind in Mess-, Eich- oder Kalibrierungsumgebungen gerechtfertigt, in denen die Messunsicherheit minimiert werden muss.

Schritt 4: Geben Sie die Prozessverbindung an

Der Prozessanschluss ist die mechanische Schnittstelle zwischen dem Messgerät und der Rohrleitung oder Ausrüstung. Die Angabe des falschen Anschlusstyps oder der falschen Anschlussgröße kann zu Undichtigkeiten, verkreuzten Gewindegängen oder dazu führen, dass das Messgerät nicht ohne Adapter installiert werden kann, was zu zusätzlichen Fehlerstellen führt. Die drei wichtigsten anzugebenden Variablen sind:

• Verbindungstyp: Am gebräuchlichsten sind NPT (National Pipe Thread, konisch) in Nordamerika und BSP (British Standard Pipe) in Europa und im asiatisch-pazifischen Raum. Flanschverbindungen werden für größere Durchmesser oder dort verwendet, wo ein häufiger Ausbau zu erwarten ist. In hygienischen Umgebungen kommen Sanitäranschlüsse (Tri-Clamp, DIN 11851) zum Einsatz.
• Anschlussgröße: Typischerweise 1/4 Zoll, 1/2 Zoll oder 1/4 Zoll BSP. Größere Größen werden für Anwendungen mit höherem Durchfluss oder höherem Druck verwendet. Passen Sie die Anschlussgröße an Ihre vorhandenen Rohrleitungsspezifikationen an, um Reduzierstücke nach Möglichkeit zu vermeiden.
• Anschlussposition: Der untere Eingang (untere Montage) ist Standard für die Schalttafel- oder Oberflächenmontage. Der rückseitige Eingang (hintere Montage) eignet sich für die direkte Rohrmontage, bei der die Messfläche bündig mit der Schalttafeloberfläche abschließen muss.

Schritt 5: Berücksichtigen Sie die Betriebsumgebung

Die Installationsumgebung bestimmt die mechanischen und schützenden Spezifikationen, die für eine zuverlässige Langzeitleistung erforderlich sind. Messgeräte, die im Freien, in Nassbereichen oder in Küstenumgebungen installiert werden, erfordern Gehäuse und Fenster mit mindestens der Schutzart IP65 zum Schutz vor Staub und Wasser. Marine- und Offshore-Anwendungen erfordern in der Regel die Schutzart IP66 oder IP67 sowie korrosionsbeständige Gehäusematerialien wie Edelstahl 316.

Extreme Umgebungstemperaturen wirken sich sowohl auf die Messgerätematerialien als auch auf die Füllflüssigkeit in flüssigkeitsgefüllten Messgeräten aus. Standard-Glycerinfüllung ist bis etwa -20 °C geeignet; Silikonöl erweitert die Untergrenze auf etwa -40 °C und wird für Außeninstallationen in kalten Klimazonen bevorzugt. Hohe Umgebungstemperaturen können dazu führen, dass sich Glyzerin ausdehnt und aus dem Gehäuse austritt. Daher wird häufig auch für Umgebungen über 60 °C eine Silikonfüllung empfohlen.

Bei Anwendungen mit erheblichen Vibrationen – etwa in der Nähe von Kompressoren, Pumpen oder Motoren – a flüssigkeitsgefülltes Messgerät wird dringend empfohlen. Die Füllflüssigkeit dämpft Zeigerschwingungen, die andernfalls das Ablesen der Messwerte unmöglich machen und die Bourdon-Röhre schnell ermüden würden. Darüber hinaus bietet die Angabe eines Manometers mit einer soliden Frontplatte und einer Ausblasrückseite einen Überdruckschutz, indem der Gehäusebruch vom Bediener weggeleitet wird.

Schritt 6: Berücksichtigen Sie Pulsation, Überdruck und besondere Bedingungen

Viele reale Anwendungen erfordern Bedingungen, die über die stationäre Druckmessung hinausgehen. Pulsierender Druck – häufig in Kolbenpumpensystemen oder Hydraulikkreisläufen – erfordert entweder ein mit Flüssigkeit gefülltes Manometer oder die Installation eines Pulsationsdämpfer (Snubber) in der Spurweite. Dämpfer drosseln den Durchfluss in das Manometer und glätten Druckspitzen, bevor sie das Sensorelement erreichen. Sie sind in den Ausführungen poröses Sintermetall, Nadelventil oder Öffnung erhältlich und eignen sich jeweils für unterschiedliche Medienviskositäten und Impulsfrequenzen.

Überdruckereignisse sind ein weiterer wichtiger Aspekt. Wenn im System beim Anfahren, beim Schließen des Ventils oder bei der Betätigung des Überdruckventils Druckstöße auftreten können, die über den vollen Skalenbereich des Manometers hinausgehen, können durch die Angabe eines Manometers mit Überdruckanschlag oder die Auswahl eines Manometers, das für mindestens 130 % des erwarteten Spitzendrucks ausgelegt ist, dauerhafte Schäden am Zeiger und Fehler bei der Nullpunktverschiebung vermieden werden.

Für den Dampfbetrieb sollte immer ein Siphonrohr (Pigtail-Siphon) zwischen Prozessanschluss und Manometer installiert werden, um zu verhindern, dass Frischdampf direkt mit dem Bourdon-Rohr in Kontakt kommt. Der Siphon füllt sich mit Kondensat, das als Wärmebarriere fungiert und das Innere des Messgeräts schützt und gleichzeitig den Druck präzise überträgt.

Zusammenfassende Checkliste für die Manometerspezifikation

• Definieren Sie den Drucktyp: Manometer, Absolutdruck, Differenzdruck oder Vakuum
• Stellen Sie den Betriebsbereich so ein, dass der Normaldruck auf 25–75 % des Skalenendwerts fällt
• Identifizieren Sie Prozessmedien und wählen Sie kompatible benetzte Materialien aus
• Geben Sie eine Membrandichtung an, wenn das Medium korrosiv oder viskos ist oder das Innere des Messgeräts nicht berühren darf
• Wählen Sie die Zifferblattgröße basierend auf den Anforderungen an die Lesbarkeit und die Genauigkeitsklasse basierend auf der Prozesskritikalität
• Stellen Sie sicher, dass Verbindungstyp, Größe und Position mit den vorhandenen Rohrleitungen übereinstimmen
• Bewerten Sie die Umwelteinstufung (IP-Klasse), den Temperaturbereich und das Gehäusematerial
• Geben Sie Flüssigkeitsfüllung, Snubber oder Siphon für Pulsations-, Vibrations- oder Dampfbetrieb an
• Überprüfen Sie die Einhaltung der geltenden Normen (EN 837, ASME B40.100, ATEX, SIL, falls erforderlich)