Kläranlagen · MSR-Technik · Schadgaskorrosion
Wenn bei der wiederkehrenden Prüfung die Messwerte schleichend schlechter werden, sitzt die Ursache selten im Leiter, sondern an der Kontaktstelle. Schwefelwasserstoff aus dem Zulaufbereich erreicht Ihren Schaltraum – trotz Überdruck-Frischlufteinrichtung.
Korrodierte Sammelschienen und ausgefallene Steuerungen wirken wie zwei getrennte Probleme. Tatsächlich sind es zwei Stadien desselben Vorgangs – und der schlechter werdende Schutzleiterwiderstand ist das früheste messbare Signal.
Zulauf, Rechen, Faulbereich
Überall dort, wo Abwasser aufgewühlt wird oder fault, entstehen H2S, NH3 und Schwefelverbindungen. Als Aerosol und Gas verteilen sie sich über das gesamte Anlagengelände – in Konzentrationen weit unterhalb der Geruchsschwelle.
Kritisch ist nicht die Menge, sondern die Dauer der Einwirkung.
Cu-Sammelschienen und Klemmen
An jeder Schraub- und Klemmstelle wächst eine Kupfersulfid-Schicht zwischen den Kontaktflächen. Der Leiterquerschnitt bleibt unverändert – der Übergangswiderstand steigt. Genau das zeigt die wiederkehrende Prüfung als Erstes an.
Folge: steigender Schutzleiterwiderstand, lokale Erwärmung an der Kontaktstelle.
SPS, Messumformer, Frequenzumrichter
Auf den Platinen bilden sich Sulfide an Silber- und Kupferoberflächen und wachsen als Kriechkorrosion über die Leiterbahnen. Zuerst sporadische Fehler und Messwertdrift, dann der Ausfall der Baugruppe.
Folge: kein Reparaturfall mehr – die Baugruppe muss getauscht werden.
Eine Überdruckanlage hält Staub und ungefilterte Luft fern – aber keine Gase. H2S-Moleküle passieren jeden Partikelfilter ungehindert. Wird die Frischluft aus dem Anlagenbereich angesaugt, fördert die Überdruckanlage das Schadgas sogar aktiv in den Schaltraum.
Was in der Praxis wirklich hilftDiese Fragen erreichen uns regelmäßig von Betriebselektrikern aus Klärwerken. Hier die Antworten, die wir auch am Telefon geben – ohne Produktkatalog.
Richtiger Ansatz – aber reine Aktivkohle ist für Schalträume die falsche Stufe.
Aktivkohle bindet H2S überwiegend physikalisch. Sie sättigt sich, und bei steigender Luftfeuchte oder Temperatur kann bereits gebundenes Gas wieder abgegeben werden – ausgerechnet dann, wenn die Belastung am höchsten ist.
In Schaltanlagen wird deshalb chemisorptiv gefiltert: imprägnierte Medien binden H2S, SO2 und NH3 chemisch und irreversibel. Das Gas kann nicht zurück in die Raumluft. Kombiniert wird eine Partikelstufe vorgeschaltet, damit die chemisorptive Stufe nicht durch Staub zusetzt.
Ihre Überdruckanlage muss dafür nicht ersetzt werden. In den meisten Fällen genügt es, die Zuluft um eine chemisorptive Stufe zu ergänzen und den Raum zusätzlich im Umluftbetrieb zu reinigen.
Davon raten wir ab. Polfett löst das Problem nicht – es verlagert es.
Polfett ist für unbewegte, niedrig belastete Gleichstrompole entwickelt. In der Schaltanlage kriecht es, bindet Staub und verändert bei Schraubverbindungen das Reibmoment: Das vorgegebene Anzugsdrehmoment führt dann nicht mehr zur vorgesehenen Kontaktkraft.
An Steckverbindern, Federkraftklemmen und Leiterplatten ist es ausdrücklich schädlich. Und selbst dort, wo es hält, schützt es nur die eine behandelte Stelle – während dasselbe Gas weiter auf jede unbehandelte Klemme, jeden Relaiskontakt und jede Platine im Raum einwirkt.
Zulässig sind ausschließlich vom Anlagenhersteller freigegebene Kontaktpasten, dünn auf die Kontaktfläche einer Schraubverbindung aufgetragen – als Ergänzung zur Luftreinigung, nie als Ersatz.
Reinigen, sofort schließen, protokollieren – und die Ursache abstellen.
Sammelschienen und Klemmen im freigeschalteten Zustand: Verbindung lösen, Kontaktflächen mit Schleifvlies oder Edelstahlbürste blank machen, Abrieb vollständig entfernen und sofort mit dem vorgegebenen Drehmoment wieder schließen. Blankes Kupfer läuft binnen Minuten erneut an – zwischen Reinigen und Schließen darf keine Pause liegen.
Anschließend Schutzleiterwiderstand nachmessen und den Wert protokollieren. Er ist ab dann Ihr Frühindikator: Steigt er wieder, wirkt das Gas noch immer.
Baugruppen mit Kriechkorrosion auf der Leiterplatte – SPS-Karten, Messumformer, Frequenzumrichter – sind kein Reinigungsfall. Die Sulfidschicht sitzt unter Bauteilen und in Lötstellen; solche Baugruppen werden getauscht. Ein Tausch ohne Luftreinigung bedeutet allerdings nur, dass die neue Karte denselben Weg nimmt.
Die Lösung
Jede Maßnahme an der einzelnen Klemme schützt genau diese eine Klemme. Wird dagegen die Raumluft von Schadgasen befreit, sind alle Sammelschienen, Klemmen, Relaiskontakte und Leiterplatten im Schaltraum gleichzeitig geschützt – auch die, an die niemand herankommt.
Imprägnierte Medien binden H2S, SO2 und NH3 chemisch – keine Rückgabe an die Raumluft bei Wärme oder Feuchte.
Feinstaub und Aerosole werden abgeschieden, bevor sie die chemisorptive Stufe zusetzen.
Die vorhandene Überdruck-Frischlufteinrichtung bleibt – ergänzt um eine chemisorptive Zuluftstufe.
Was über Türen und Kabeldurchführungen eindringt, wird im laufenden Betrieb aus der Raumluft entfernt.
Ob und wie stark Ihre Raumluft die Elektronik angreift, lässt sich weder riechen noch aus der Ausfallstatistik ableiten. Die Korrosivität wird nach ISA S71.04 bzw. IEC 60721-3-3 mit Coupons bestimmt – dieselbe Methode, mit der auch die Wirksamkeit der Maßnahme belegt wird.
Kupfer- und Silber-Coupons werden 30 bis 90 Tage im Schaltraum exponiert und im Labor ausgewertet. Ergebnis ist eine Klassifizierung von G1 (mild) bis GX (schwer) – ab G2 ist mit Elektronikausfällen zu rechnen.
Nach der Nachrüstung wird die Messung wiederholt. Erst dann steht schwarz auf weiß, dass die Filtration wirkt – und nicht nur, dass zufällig gerade nichts ausgefallen ist.
Die Grafik zeigt einen dokumentierten Fall aus der Papierindustrie: Störfälle an einer Papiermaschine vor und nach dem Einbau eines chemisorptiven Filtersystems. Der Wirkmechanismus ist derselbe wie im Klärwerk – nur die Gasquelle ist eine andere.
Korrosionsmessung anfragenH2S, NH3 und Aerosole im Zulauf- und Faulbereich sind für uns kein Sonderfall – Klär- und Wasserwerke gehören seit Jahrzehnten zu unseren Kernbranchen.
Die vorhandene Überdruck-Frischlufteinrichtung wird ergänzt, nicht ersetzt. Kein Rückbau, kein Eingriff in die Schaltanlage.
Korrosionsmessung nach ISA S71.04 vor und nach der Maßnahme – belastbar dokumentiert statt gefühlt verbessert.
Keine Hotline, sondern Experten für saubere Luft – die auch dann klar antworten, wenn die Antwort kein Produkt ist.
Prüfprotokolle, Ausfallhistorie, Lage der Schalträume zum Zulaufbereich – telefonisch oder über das Formular. Ein Systemtechniker gibt eine erste Einschätzung, kostenlos und unverbindlich.
Coupons nach ISA S71.04 werden im Schaltraum exponiert und im Labor ausgewertet. Ergebnis ist die Klasse G1 bis GX – die Grundlage für die Auslegung statt einer Schätzung.
Chemisorptive Stufe in der Zuluft, bei Bedarf ergänzt um Umluftreinigung im Raum. Die bestehende Überdruckanlage bleibt erhalten, der Betrieb läuft weiter.
Seit über 30 Jahren schützt DOLGE Systemtechnik Elektronik dort, wo Schadgase entstehen – in Klär- und Wasserwerken ebenso wie in der Papier-, Zement- und Chemieindustrie.
„Wir hatten durch die Installation der DOLGE-Filteranlage eine deutliche Senkung unserer Steuerungsausfälle erwartet. Die Ergebnisse übertreffen unsere Erwartungen deutlich, denn seit der Filterinstallation gab es keinen Ausfall der SPS mehr.“
Referenz aus der Papierindustrie. Die Gasquelle ist dort eine andere als im Klärwerk – der Schadensmechanismus an Kontakten und Leiterplatten und damit auch die Lösung sind identisch.
Antworten zu Schutzleiterwiderstand, H2S, Aktivkohle, Kontaktreinigung und Korrosionsmessung.
Steigende Schutzleiterwiderstände sind fast immer ein Kontaktproblem, kein Leiterproblem: An Schraub- und Klemmstellen bildet sich unter dem Einfluss von Schwefelwasserstoff (H2S) eine Kupfersulfid-Schicht, die den Übergangswiderstand erhöht. Der Leiterquerschnitt ist unverändert – der Strom muss nur über eine schlechter leitende Grenzfläche. In Kläranlagen ist ein über mehrere Prüfzyklen langsam ansteigender Messwert deshalb ein Frühindikator für Schadgaskorrosion im gesamten Schaltraum.
Nur bedingt. Reine Aktivkohle bindet H2S überwiegend physikalisch durch Adsorption. Sie sättigt sich, und bei hoher Luftfeuchte oder steigender Temperatur kann bereits gebundenes Gas wieder abgegeben werden (Desorption) – ausgerechnet dann, wenn die Belastung am höchsten ist. Für Schaltanlagen wird deshalb chemisorptive Filtration eingesetzt: imprägnierte Medien binden H2S, SO2 und NH3 chemisch und irreversibel. In der Praxis kombiniert man eine Partikelstufe mit einer chemisorptiven Stufe.
Nein, Polfett ist für Schaltanlagen nicht geeignet. Es ist für unbewegte, niedrig belastete Gleichstrompole entwickelt. In der Schaltanlage kriecht es, bindet Staub und verändert bei Schraubverbindungen das Reibmoment – das angegebene Anzugsdrehmoment führt dann nicht mehr zur vorgesehenen Kontaktkraft. An Steckverbindern, Federkraftklemmen und Leiterplatten richtet es zusätzlichen Schaden an. Zulässig sind ausschließlich vom Anlagenhersteller freigegebene Kontaktpasten, dünn auf die Kontaktfläche einer Schraubverbindung aufgetragen.
An Kupfer-Sammelschienen und -Klemmen im freigeschalteten Zustand: Verbindung lösen, die Kontaktflächen mit Schleifvlies oder Edelstahlbürste blank machen, Abrieb und Rückstände vollständig entfernen und die Verbindung sofort wieder mit dem vom Hersteller vorgegebenen Drehmoment schließen – blankes Kupfer läuft binnen Minuten erneut an. Danach den Schutzleiterwiderstand nachmessen und protokollieren. Baugruppen mit Kriechkorrosion auf der Leiterplatte – SPS-Karten, Messumformer, Frequenzumrichter – lassen sich dagegen nicht zuverlässig instand setzen und sollten getauscht werden.
Eine Überdruckanlage hält Staub und ungefilterte Luft fern, entfernt aber keine Gase: H2S-Moleküle passieren jeden Partikelfilter ungehindert. Wird die Frischluft aus dem Anlagenbereich angesaugt, fördert die Überdruckanlage das Schadgas sogar aktiv in den Schaltraum. Zusätzlich gelangt bei jedem Türöffnen und über Kabeldurchführungen belastete Luft hinein. Die Lösung ist keine höhere Luftmenge, sondern eine chemisorptive Filterstufe in der Zuluft – ergänzt um eine Umluftreinigung im Raum.
Über Korrosions-Coupons nach ISA S71.04 bzw. IEC 60721-3-3: Kupfer- und Silberplättchen werden 30 bis 90 Tage im Schaltraum exponiert und anschließend im Labor ausgewertet. Aus der Dicke der Reaktionsschicht ergibt sich die Klassifizierung G1 (mild) bis GX (schwer). Ab Klasse G2 ist mit Ausfällen an Elektronik zu rechnen. Die Messung liefert eine belastbare Grundlage für die Auslegung der Filtration – und nach der Nachrüstung den Nachweis, dass die Maßnahme wirkt.
Im Zulauf- und Faulbereich entstehen vor allem Schwefelwasserstoff (H2S), außerdem Ammoniak (NH3), Schwefeldioxid (SO2) und bei Fällmittel- oder Desinfektionseinsatz Chlorverbindungen. H2S ist der kritischste Stoff: Bereits Konzentrationen weit unterhalb der Geruchs- und Arbeitsschutzgrenzwerte reichen aus, um über Monate hinweg Kupfer- und Silberoberflächen an Kontakten und Leiterbahnen zu zerstören.
Über das Kontaktformular oder telefonisch unter 05651 22730 erreichen Sie uns direkt. Nach Ihrer Anfrage meldet sich ein Systemtechniker zeitnah mit einer ersten Einschätzung – auf Wunsch mit Korrosionsmessung vor Ort und einem unverbindlichen Vorschlag zur Nachrüstung Ihrer bestehenden Überdruckanlage.
Schildern Sie uns kurz Ihre Situation: Wie haben sich die Schutzleiterwiderstände entwickelt, welche Baugruppen sind bereits ausgefallen, wie liegen die Schalträume zum Zulaufbereich? Ein Systemtechniker meldet sich zeitnah mit einer ersten Einschätzung – kostenlos und ohne Verpflichtung.
