Frostschutz für Wirkdruckleitungen von Messinstrumenten

Wirkdruckleitungen übertragen den Prozessdruck von einer Rohrleitung oder einem Behälter zu einem Messumformer. Sie sind klein, oft mit Wasser oder Nassgas gefüllt, und viele von ihnen werden nicht durchströmt. Bei kaltem Wetter gehören sie dadurch zu den ersten Leitungen einer Anlage, die einfrieren. Eine ganz oder teilweise eingefrorene Wirkdruckleitung fällt nicht immer vollständig aus: Sie kann weiterhin einen Druck, Füllstand oder Durchfluss melden, der schlicht falsch ist. Dieser Leitfaden erklärt, warum die Leitungen einfrieren, welche Schutzmethoden es gibt und was zu spezifizieren ist.

Angebot anfordern

Warum Wirkdruckleitungen einfrieren

Kein Durchfluss: Eine Wirkdruckleitung für Druck oder Füllstand ist ein Totraum, daher kühlt das Medium darin auf Umgebungstemperatur ab.
Kleiner Querschnitt: Ein Rohr von 1/4" bis 1/2" enthält sehr wenig Medium und verliert schnell Wärme, besonders bei Wind.
Wasser und Kondensat: Flüssigkeitsgefüllte Schenkel, Nassgas und Dampfkondensat gefrieren bei oder nahe 0 °C (32 °F).
Freiliegende Armaturen: An Ventilen, Ventilblöcken und Messumformeranschlüssen ist die Dämmung oft dünn oder fehlt ganz.
Hydrate: In manchen Nassgasanwendungen können sich Hydrate oberhalb des Gefrierpunkts von Wasser bilden.

Schutzmethoden im Vergleich

Die richtige Methode hängt davon ab, wie kalt es am Standort wird, ob Strom oder Dampf verfügbar ist und wie weit die Leitung über dem Gefrierpunkt bleiben muss.

Methode	Funktionsweise	Geeignet für	Zu beachten
Elektrisch begleitbeheiztes Rohrbündel (selbstregelndes Heizkabel)	Ein Heizkabel verläuft neben dem Rohr innerhalb der Dämmung. Ein selbstregelndes Heizkabel gibt mehr Wärme ab, wenn die Umgebungstemperatur sinkt, und weniger, wenn sie steigt.	Die meisten Wirkdruck- und Messumformerleitungen, an denen Strom verfügbar ist. Selbstregelnde Bündel von Techwin decken einen niedrigen Haltebereich von ca. 40 °C (104 °F) ab.	Erfordert eine Stromversorgung und in explosionsgefährdeten Bereichen ein zugelassenes Heizkabel. Techwin verwendet Heizkabel mit IECEx-, ATEX- und IEC-Zulassung.
Light-Dampfbegleitheizung	Ein Dampfbegleitrohr verläuft neben dem Prozessrohr, jedoch davon getrennt, sodass nur schonende Wärme das Medium erreicht.	Anlagen mit verfügbarem Dampf. Eingesetzt für den Frostschutz von Wasserleitungen und anderen Medien, die nicht überhitzt werden dürfen.	Kondensat muss abgeführt werden. Dampfversorgung und Kondensatableiter erfordern Wartung. Eine Heavy-Begleitheizung (direkter Kontakt) kann einen wassergefüllten Schenkel überhitzen.
Nur Dämmung (vorisolierte Rohrbündel)	Werkseitige Dämmung und ein Außenmantel verlangsamen den Wärmeverlust, ohne Wärmequelle.	Durchströmte Leitungen, milde Klimazonen und Leitungen, die ihre Temperatur nur für begrenzte Zeit halten müssen.	Dämmung verlangsamt das Einfrieren, kann es bei einer langen Kälteperiode an einer nicht durchströmten Leitung aber nicht verhindern.
Vor Ort installierte Begleitheizung und Dämmung	Rohr, Begleitheizung, Dämmung und Ummantelung werden auf der Baustelle separat installiert.	Kurze Strecken, viele Armaturen oder Änderungen an bestehenden Leitungen.	Die Qualität hängt von der Arbeit vor Ort ab. Lücken an Armaturen und Nähten sind häufige Schwachstellen.

Am Messumformer selbst werden häufig Instrumentenschutzkästen oder beheizte Messumformergehäuse eingesetzt, zusammen mit einem begleitbeheizten Bündel auf der Leitung.

Elektrische Begleitheizung wählen, wenn

an der Leitung Strom verfügbar ist.
Sie eine konstante Haltetemperatur benötigen, nicht nur Frostschutz.
die Leitung lang ist oder viele Leitungen aus einem Bereich kommen.
in der Nähe der Instrumente keine Dampfversorgung vorhanden ist.

Light-Dampfbegleitheizung wählen, wenn

Anlagendampf verfügbar ist und Sie im Feld keine elektrische Beheizung wünschen.
das Medium nicht überhitzt werden darf: Wasserleitungen, Leichtöl und temperaturempfindliche Chemikalien.
Kondensatrückführung oder Entwässerung an der Leitung praktikabel ist.

Was für eine winterfeste Wirkdruckleitung zu spezifizieren ist

Niedrigste Umgebungstemperatur am Standort und Auslegungswindgeschwindigkeit
Die Temperatur, über der das Medium bleiben muss (nur Frostschutz oder eine höhere Haltetemperatur)
Verfügbare Wärmequelle: Strom (Spannung) oder Dampf (Druck)
Ex-Zoneneinteilung entlang der Leitungstrasse
Rohrwerkstoff, Größe und Anzahl der Rohre, zum Beispiel ein Rohrpaar zu einem Differenzdruck-Messumformer
Leitungslänge und wie die Leitung am Messumformer, Ventilblock oder Schutzkasten endet
Anforderungen an den Mantel. Der Standardmantel von Techwin aus FR-PVC ist für −40 °C bis 105 °C (−40 °F bis 221 °F) ausgelegt; andere Mäntel werden auf Bestellung gefertigt.

Häufig gestellte Fragen

Wie verhindert man das Einfrieren von Wirkdruckleitungen?

Durch Wärmezufuhr und Dämmung. Übliche Lösungen sind ein elektrisch begleitbeheiztes Rohrbündel mit selbstregelndem Heizkabel oder eine Light-Dampfbegleitheizung, wo Anlagendampf verfügbar ist. Dämmung allein verlangsamt das Einfrieren, verhindert es aber nicht an einer Leitung, die nicht durchströmt wird.

Eignet sich ein selbstregelndes Heizkabel für den Frostschutz von Wirkdruckleitungen?

Ja. Ein selbstregelndes Heizkabel erhöht seine Leistung, wenn die Umgebungstemperatur sinkt, und verringert sie, wenn sie steigt – das eignet sich für den Frostschutz. Selbstregelnde Bündel von Techwin decken einen niedrigen Haltebereich von ca. 40 °C (104 °F) ab.

Kann ich eine Dampfbegleitheizung an einer wassergefüllten Wirkdruckleitung einsetzen?

Verwenden Sie eine Light-Dampfbegleitheizung, bei der das Begleitrohr vom Prozessrohr getrennt ist, damit das Wasser nicht einfriert, ohne überhitzt zu werden. Bei der Heavy-Begleitheizung steht das Begleitrohr in direktem Kontakt und liefert weit mehr Wärme, als ein wassergefüllter Schenkel benötigt.

Reichen vorisolierte Rohrbündel aus, um Einfrieren zu verhindern?

Allein nicht, wenn eine nicht durchströmte Leitung anhaltender Kälte ausgesetzt ist. Vorisolierte Rohrbündel verringern den Wärmeverlust und eignen sich für durchströmte Leitungen oder milde Klimazonen. Wo Einfrieren verhindert werden muss, wählen Sie ein begleitbeheiztes Bündel.

Machen Sie Ihre Instrumentenleitungen winterfest

Senden Sie uns die niedrigste Umgebungstemperatur, die verfügbare Wärmequelle, die Rohrgröße und die Leitungslängen. Wir antworten schnell mit einem Bündelangebot nach Ihrer Spezifikation.