Wie schützt man SPS-Steuerungen vor korrosiven Gasen?

SPS-Steuerungen sind das Herzstück industrieller Anlagen. Sie regeln Prozesse, überwachen Maschinen und sichern den reibungslosen Betrieb. Doch viele Industrieumgebungen bergen ein unterschätztes Risiko: korrosive Gase wie Schwefelwasserstoff, Chlor oder Schwefeldioxid greifen Leiterplatten, Kontakte und Verbindungen an, oft unsichtbar und schleichend, bis es zu teuren Ausfällen kommt. Dieser Leitfaden zeigt Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie Ihre SPS-Steuerungen wirksam vor korrosiven Gasen schützen und die Lebensdauer Ihrer Elektronik dauerhaft sichern.

Korrosionsrisiko der SPS-Umgebung einschätzen

Bevor Sie ein Schutzsystem auswählen, müssen Sie wissen, womit Sie es zu tun haben. Eine fundierte Risikoeinschätzung bildet die Grundlage jedes wirksamen Korrosionsschutzes für Elektronik. Ohne diese Analyse riskieren Sie, ein ungeeignetes System einzusetzen oder den Schutzbedarf zu unterschätzen.

1. Gasquellen identifizieren: Ermitteln Sie, welche Prozesse in Ihrer Anlage gasförmige Schadstoffe erzeugen. Typische Quellen sind Schweißprozesse, chemische Reaktionen, Abwasserbehandlung, Papierproduktion oder metallurgische Verfahren.
2. Korrosivitätsmessung durchführen: Setzen Sie standardisierte Messkupons (sogenannte Corrosion Classification Coupons) in der Nähe Ihrer SPS-Schränke ein. Diese einfachen Kupfer- und Silberplättchen reagieren auf gasförmige Schadstoffe und zeigen nach einer definierten Expositionszeit das tatsächliche Korrosionspotenzial an.
3. Ergebnis nach ANSI/ISA-71.04-2013 einordnen: Die internationale Norm klassifiziert Umgebungen in die Kategorien G1 (leicht) bis GX (extrem). Liegt Ihre Umgebung über G1, besteht akuter Handlungsbedarf, da viele Anlagenhersteller bei Überschreitung dieser Grenze keine Garantie für ihre Elektronik gewähren.
4. Kontinuierliche Überwachung prüfen: Für Umgebungen mit schwankenden Gaskonzentrationen empfiehlt sich zusätzlich ein elektronisches Korrosionsmonitoring-System, das Korrosivitätswerte in Echtzeit erfasst.

Nach diesem Schritt wissen Sie, welche Schadstoffe in welchen Konzentrationen vorliegen. Diese Information ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Filtersystems im nächsten Schritt.

Das richtige Filtersystem für den Anwendungsfall auswählen

Nicht jedes Filtersystem eignet sich für jede Umgebung. Die Wahl hängt von der Art der Schadstoffe, deren Konzentration und den baulichen Gegebenheiten rund um Ihre SPS-Steuerungen ab. Grundsätzlich kommen bei der chemisorptiven Luftfilterung zwei Betriebsarten in Frage: Zuluftbetrieb und Umluftbetrieb.

Zuluftbetrieb: Überdruck im Schutzraum aufbauen

Beim Zuluftbetrieb wird gefilterte Außenluft in den Schaltschrank oder Steuerungsraum geleitet und dort ein leichter Überdruck erzeugt. Dieser verhindert, dass schadstoffbelastete Umgebungsluft eindringen kann. Diese Methode eignet sich besonders, wenn der Steuerungsraum baulich abgetrennt ist und eine kontrollierte Luftzufuhr möglich ist.

Umluftbetrieb: Raumluft kontinuierlich reinigen

Im Umluftbetrieb zirkuliert die vorhandene Raumluft durch das Filtersystem und wird dabei von Schadstoffen befreit. Diese Variante ist sinnvoll, wenn keine geeignete Außenluftquelle vorhanden ist oder die Schadstoffkonzentrationen moderat sind. Bei sehr hohen Gaskonzentrationen, wie sie in Raffinerien oder Schmelzbetrieben vorkommen, empfiehlt sich ein Tiefbettwäscher mit größerem Filtermedienbett.

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl außerdem den verfügbaren Platz, den Luftvolumenstrom des zu schützenden Bereichs sowie die spezifischen Schadstoffe, gegen die das Filtermedium wirksam sein muss. Verschiedene chemisorptive Medien sind auf unterschiedliche Gasgruppen spezialisiert.

Chemisorptives Filtersystem installieren und in Betrieb nehmen

Installieren Sie das ausgewählte System sorgfältig, denn selbst das beste Filtersystem schützt Ihre SPS-Steuerungen nicht, wenn es falsch aufgestellt oder angeschlossen wird. Gehen Sie dabei systematisch vor.

1. Aufstellort festlegen: Positionieren Sie das Gerät so, dass die Zuluft aus einem möglichst schadstoffarmen Bereich angesaugt wird. Vermeiden Sie die direkte Nähe zu Gasquellen wie Abluftkanälen oder chemischen Prozessen.
2. Luftwege abdichten: Überprüfen Sie den Schaltschrank oder Steuerungsraum auf undichte Stellen, Kabeleinführungen ohne Dichtung oder schlecht schließende Türen. Jede Leckage untergräbt den Schutz des Filtersystems.
3. Filtermedium einsetzen: Füllen oder installieren Sie das chemisorptive Filtermedium gemäß Herstellerangaben. Achten Sie auf vollständige Füllung der Filterkammern ohne Lücken oder Bypasswege, durch die ungefilterte Luft strömen könnte.
4. Luftvolumenstrom einstellen: Stellen Sie den Ventilator so ein, dass der empfohlene Volumenstrom eingehalten wird. Zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten reduzieren die Kontaktzeit zwischen Luft und Filtermedium und verschlechtern den Wirkungsgrad der Gasfiltration.
5. Inbetriebnahme dokumentieren: Notieren Sie das Einbaudatum des Filtermediums, den eingestellten Volumenstrom und die Ausgangsmesswerte der Luftqualität. Diese Daten sind Referenzpunkt für spätere Kontrollen.

Nach der Inbetriebnahme sollten Sie nach etwa einer Woche eine erste Kontrollmessung durchführen, um zu bestätigen, dass die Schadstoffkonzentration im geschützten Bereich auf das Zielniveau gesunken ist. Wenn die Werte noch zu hoch sind, prüfen Sie Leckagen und Volumenstromeinstellung erneut.

Schutzwirkung regelmäßig überprüfen und Filterwechsel planen

Ein chemisorptives Filtermedium hat eine begrenzte Aufnahmekapazität. Ist es erschöpft, verliert es seine Wirkung, ohne dass dies von außen sichtbar wäre. Regelmäßige Kontrollen sind daher unverzichtbar, um den Korrosionsschutz Ihrer Elektronik dauerhaft zu gewährleisten.

1. Korrosionskupons periodisch wechseln: Tauschen Sie die Messkupons in regelmäßigen Abständen, typischerweise alle drei bis sechs Monate, aus und lassen Sie sie auswerten. Steigende Korrosionswerte trotz laufendem Filtersystem signalisieren ein erschöpftes Medium.
2. Druckdifferenz überwachen: Viele Systeme ermöglichen die Messung des Druckabfalls über das Filterbett. Ein stark angestiegener Druckabfall kann auf Verstopfung durch Partikel hinweisen und erfordert einen Medienwechsel oder eine Vorfilterwartung.
3. Filterwechselintervall festlegen: Orientieren Sie sich an den Herstellerempfehlungen und Ihren eigenen Messergebnissen. In stark belasteten Umgebungen kann das Intervall deutlich kürzer sein als in leicht belasteten. Planen Sie den Wechsel so, dass er in reguläre Wartungsfenster fällt und keine ungeplanten Stillstände entstehen.
4. Wechsel dokumentieren: Halten Sie jeden Medienwechsel mit Datum und Messwerten fest. So erkennen Sie Trends und können das Intervall bei Bedarf anpassen.

Mit einer konsequenten Überwachungsroutine vermeiden Sie den häufigsten Fehler beim Korrosionsschutz: das stille Versagen eines erschöpften Filtermediums, das unbemerkt bleibt, bis die ersten Elektronikausfälle auftreten.

Häufige Probleme beim Korrosionsschutz beheben

Auch bei sorgfältiger Installation und Wartung können Probleme auftreten. Die meisten lassen sich systematisch eingrenzen und beheben, wenn man die typischen Fehlerquellen kennt.

Korrosionswerte bleiben trotz Filtersystem hoch

Prüfen Sie zuerst die Dichtheit des geschützten Bereichs. Oft gelangen Schadstoffe durch Kabeleinführungen, Lüftungsschlitze oder undichte Schranktüren ins Innere, ohne das Filtersystem zu passieren. Überprüfen Sie außerdem, ob der Volumenstrom korrekt eingestellt ist und ob das Filtermedium noch ausreichend Kapazität hat. Wenn das Medium zu früh erschöpft ist, liegt möglicherweise eine höhere Schadstoffbelastung vor als ursprünglich gemessen, was eine Anpassung des Filterlayouts erfordert.

Ungewöhnliche Gerüche im Steuerungsraum

Gerüche nach Inbetriebnahme eines neuen Filtermediums sind in den ersten Stunden normal und klingen ab. Anhaltende Gerüche können auf ein falsch gewähltes Medium hinweisen, das für die vorhandenen Schadstoffe nicht geeignet ist. Gleichen Sie die Schadstoffanalyse mit der Spezifikation des Filtermediums ab.

Ventilator läuft, aber Luftqualität verbessert sich nicht

Kontrollieren Sie, ob das Filtermedium korrekt eingebaut ist und keine Bypasswege vorhanden sind, durch die Luft am Medium vorbeigeleitet wird. Selbst kleine Lücken im Filterbett können den Wirkungsgrad erheblich senken. Überprüfen Sie auch die Strömungsrichtung, da manche Medien eine definierte Durchströmungsrichtung erfordern.

Wenn sich ein Problem trotz dieser Schritte nicht beheben lässt, empfiehlt sich eine erneute Luftanalyse vor Ort, um veränderte Bedingungen oder neue Schadstoffquellen zu identifizieren.

Wie wir bei Dolge Systemtechnik Ihre SPS-Steuerungen schützen

Wir bei Dolge Systemtechnik begleiten Sie durch jeden Schritt dieses Prozesses, von der ersten Risikoeinschätzung bis zum laufenden Betrieb Ihres Schutzsystems. Als Experten für chemisorptive Luftfilterung mit mehr als 35 Jahren Erfahrung bieten wir Ihnen konkrete Unterstützung:

• Vor-Ort-Analyse: Wir kommen zu Ihnen, messen die Luftqualität in Ihrer Anlage und klassifizieren das Korrosionsrisiko nach der ANSI/ISA-71.04-2013-Norm.
• Systemauswahl und Konzeptentwicklung: Auf Basis der Messergebnisse empfehlen wir das passende System, ob Überdruck-Zuluftanlage, Umluftanlage oder Tiefbettwäscher für hochbelastete Umgebungen.
• Installation und Inbetriebnahme: Unser Team installiert und konfiguriert das System fachgerecht und stellt sicher, dass alle Parameter von Anfang an stimmen.
• Laufende Überwachung und Medienwechsel: Wir planen und begleiten regelmäßige Kontrollen und Filterwechsel, damit Ihr Schutz niemals lückenhaft bleibt.
• Filtermedien und Ersatzteile: Als Master Distributor von Purafil für Nordeuropa liefern wir alle notwendigen Filtermedien und Systemkomponenten direkt aus einer Hand.

Unser Erstberatungsservice ist für Sie kostenlos und unverbindlich. Kontaktieren Sie uns unter +49 (0) 5651-2273-0 oder schreiben Sie uns an mail@dolge-systemtechnik.de, damit wir gemeinsam die beste Lösung für Ihre SPS-Steuerungen entwickeln.