Infiltrazioni d'acqua in un trasmettitore di livello radar: cause, diagnosi e protezione

I trasmettitori di livello a radar sono ampiamente utilizzati per la misurazione continua del livello in serbatoi di stoccaggio, sistemi idrici e di acque reflue, processi chimici e silos per materiali solidi in libera circolazione. In condizioni normali, l'elettronica è protetta dall'ambiente esterno grazie al corpo di protezione, agli anelli di tenuta, alle guarnizioni per cavi e ai collegamenti di processo. Tuttavia, l'umidità può comunque penetrare nel vano terminale o nell'ambiente elettronico qualora il corpo di protezione non sia chiuso correttamente, gli ingressi dei cavi non siano adeguatamente sigillati o si verifichi formazione di condensazione nel tempo.

In caso di infiltrazione d'acqua, l'apparecchio non deve essere semplicemente aperto, asciugato e riposto in servizio senza ulteriori ispezioni. Il primo passo consiste nell'identificare da quale punto è penetrata l'umidità e quanto grave sia l'esposizione. L'azione corretta dipende dal fatto che il problema riguardi esclusivamente il compartimento terminale, l'elettronica interna o l'antenna lato processo.

1. Cosa fare prima di tutto dopo aver rilevato un'infiltrazione d'acqua?

Qualora si riscontri umidità visibile all'interno dell'involucro, intorno ai terminali o nel vano elettronico, l'apparecchio deve essere inizialmente disattivato dal funzionamento in regime normale, conformemente alla procedura di sicurezza elettrica del sito. Il proseguimento del funzionamento in presenza di umidità potrebbe causare cortocircuiti, corrosione elettrochimica o ulteriori danni ai componenti elettronici. Gli strumenti protetti contro le esplosioni

devono inoltre essere maneggiati secondo i requisiti per le aree a rischio previsti dall'impianto.L'incastro non deve essere aperto in condizioni che violino le procedure di sicurezza applicabili sul sito.

1.1. Isolare il sistema

: prevenire il funzionamento in stato di alimentazione continua in presenza di umidità interna.

1.2. Identificare l'area interessata

: determinare se l'umidità si trova nel compartimento dei terminali, nel compartimento elettronico, nell'ingresso dei cavi o nel lato di processo.

1.3. Individuare il percorso di ingresso

: ispezionare le guarnizioni per cavi, i coperchi dei contenitori, gli ingressi non utilizzati, i cavi e le possibili fonti di condensazione.

1.4.Valutazione dei danni

Verificare se l'elettronica, i terminali o le guarnizioni richiedono riparazione o sostituzione.

1.5. Ripristinare la tenuta

Correggere il percorso effettivo di infiltrazione d'acqua, anziché limitarsi a rimuovere l'umidità già presente all'interno.

1.6. Verificare il funzionamento

Confermare le funzioni di misurazione, di uscita e di comunicazione prima di riportare lo strumento al normale funzionamento.

– 2. Qual è la differenza tra l'ingresso di componenti elettronici, l'ingresso nel compartimento terminale e la condensazione dell'antenna?

– L'umidità in diverse parti dello strumento può presentare livelli di gravità differenti.Il primo compito consiste nel distinguere tra l'acqua presente all'interno dell'involucro elettronico, l'umidità nel vano dei terminali e la condensazione sull'antenna radar o sul lato di processo.

2.1. Acqua nel vano elettronico

Se il PCB, il modulo di alimentazione, l'elettronica di visualizzazione o altri circuiti interni entrano in contatto diretto con l'acqua, la situazione è relativamente grave. Anche se l'apparecchio riprende il funzionamento dopo essersi asciugato, la contaminazione residua, la corrosione o i connettori danneggiati potrebbero comprometterne l'affidabilità a lungo termine.

Per questo motivo, il semplice riavvio dell'apparecchio non deve essere considerato una prova che l'apparecchio si sia completamente ripreso.

2.2. Presenza di acqua nel compartimento dei terminali

L'umidità nel compartimento dei terminali è spesso correlata alle guarnizioni per cavi, agli ingressi di cavi non utilizzati o alla tenuta della copertura dell'involucro. I sintomi possibili includono un segnale di uscita 4-20mA instabile, comunicazioni RS485 o HART intermittenti, corrosione dei terminali, interruzioni occasionali di collegamento o dati fluttuanti.

Se il problema viene rilevato in fase iniziale e l'umidità non ha ancora raggiunto il modulo elettronico, la situazione è generalmente meno grave rispetto a un'esposizione diretta dell'elettronica all'acqua.

2.3.Acqua o condensazione sull'antenna

L'antenna radar è posizionata sul lato del processo; pertanto, la presenza di una piccola quantità di condensazione o di un film d'acqua sull'antenna non implica che l'involucro elettronico sia stato allagato. Alcuni strumenti radar possono tollerare un certo livello di condensazione sul lato del processo, sebbene depositi particolarmente abbondanti, film d'acqua particolarmente spessi o accumulo di prodotto possano ridurre l'intensità dell'eco o generare riflessioni indesiderate.

È quindi importante distinguere tracondensazione dell'antenna lato processoeIngresso di acqua nella custodia interna.

3. Perché l'acqua entra in un trasmettitore di livello radar?

Sigillatura scadente per cavi

Se il diametro del cavo non corrisponde alla gamma di tenuta della guarnizione, oppure se la guarnizione non è stata serrata correttamente, l'acqua piovana o la condensazione possono propagarsi lungo il cavo fino al compartimento dei terminali.

Problemi relativi al coperchio o alla guarnizione:

Un coperchio dell'involucro non completamente chiuso, oppure una guarnizione deteriorata, danneggiata, spostata o contaminata, può compromettere la protezione originale contro l'ingresso di agenti esterni.

Ingresso del cavo non utilizzato non sigillato.

Gli ingressi non utilizzati devono essere chiusi con un tappo di sigillatura idoneo, progettato per il livello di protezione operativa richiesto.

Acqua che scorre lungo il cavo.

Se un cavo esterno entra direttamente nell'apparecchio dall'alto, l'acqua piovana può scorrere lungo il cavo verso la guarnizione e l'involucro.

Condensazione interna

Ampie variazioni di temperatura, cicli ripetuti di riscaldamento e raffreddamento o un'elevata umidità possono provocare condensazione all'interno dell'involucro, anche qualora l'acqua piovana non sia entrata direttamente.

Lavaggio inadeguato

L'impatto diretto e ripetuto dell'acqua sulle giunture dell'involucro, sugli ingressi dei cavi o nelle zone di tenuta può aumentare il rischio di guasto della tenuta a lungo termine.

4. Perché il tracciamento dei cavi all'aperto dovrebbe includere un circuito di gocciolamento?

Se un cavo esterno entra nello strumento direttamente dall'alto, l'acqua piovana può viaggiare lungo la superficie del cavo verso la ghiandola del cavo. Una migliore pratica di installazione consiste nell'indirizzare il cavo verso il basso prima che entri nell'involucro in modo che l'acqua raggiunga un punto basso e gocciola via prima di raggiungere la ghiandola.

La ghiandola del cavo deve comunque corrispondere al diametro del cavo ed essere serrata correttamente. Un anello di gocciolamento è un'ulteriore misura protettiva e non sostituisce la corretta sigillatura della ghiandola del cavo.

5. Lo strumento può essere semplicemente essiccato e riutilizzato?

Il solo essiccamento non deve essere considerato un metodo di riparazione universale. Se nel compartimento terminale è presente solo una lieve umidità e l'elettronica non è stata contaminata, lo strumento può essere ispezionato, essiccato e ri-seguito secondo la procedura di manutenzione del prodotto.

È richiesta un'ispezione più accurata nelle seguenti situazioni:

La scheda a circuiti stampati o il modulo elettronico è stato immerso;

I connettori o i terminali presentano corrosione visibile;

Il liquido contiene sale, acque reflue o sostanze chimiche;

Il involucro è stato esposto all'acqua per un periodo prolungato;

Un strumento protetto contro le esplosioni presenta infiltrazione interna d'acqua.

La struttura di contenimento o di sigillatura è danneggiata.

L'aria molto calda non deve essere applicata direttamente ai moduli elettronici per periodi prolungati, poiché il calore eccessivo può danneggiare schermi, sigilli, componenti in plastica e parti elettroniche. Devono inoltre essere evitati i test elettrici o le procedure di riparazione non consentite dalla documentazione del prodotto.

6. Cosa va verificato prima che lo strumento venga riposto in servizio?

7. Cosa va verificato dopo il ripristino dell'alimentazione?

Un avvio riuscito non implica necessariamente che il guasto sia stato completamente risolto. Dopo il ripristino in servizio dello strumento, è necessario verificare le misurazioni effettive, l'uscita del segnale e la comunicazione.

Il livello visualizzato corrisponde al livello effettivo del processo

Il valore di distanza o di gioco è appropriato

L'uscita 4-20mA è corretta

La comunicazione RS485 o HART è stabile

Non sono presenti perdite di eco persistenti né riflessioni anomale. Gli output di allarme e di relè di

funzionano correttamente, laddove applicabile.

Se lo strumento fornisce curve di eco, intensità del segnale o informazioni diagnostiche, tali valori devono essere anch'essi verificati.Dopo un intervento di riparazione per infiltrazione d'acqua, è più accurato verificare l'intervallo di misura, il punto zero, la configurazione, l'uscita e la misurazione effettiva, piuttosto che descrivere ogni caso semplicemente come «ricalibrazione».

8. Le classifiche IP65, IP66, IP67 o IP68 significano che lo strumento non può mai far entrare acqua?

No. Il grado di protezione IP indica la protezione dell'involucro contro polvere e acqua in base a condizioni di installazione e di prova specificate; tale valore non garantisce che l'acqua non possa penetrare in alcun caso operativo. I trasmettitori di livello a radar

possono presentare configurazioni meccaniche molto diverse: alcuni utilizzano complessi cablati sigillati in modo permanente, mentre altri impiegano alloggiamenti terminali separati e guarnizioni per cavi.In alcuni prodotti, il grado di protezione indicato si applica all'intero dispositivo; in altri, i singoli componenti possono presentare livelli di protezione diversi.

Per questo motivo, la certificazione IP68 non deve essere valutata in modo isolato. È necessario verificare anche la struttura effettiva del prodotto e le condizioni in cui tale certificazione è applicabile.

9. Come prevenire futuri infiltrati d'acqua?

Installare correttamente la guarnizione per cavo

Verificare che il diametro del cavo corrisponda alla gamma di tenuta della guarnizione e serrare la guarnizione secondo le specifiche.

Utilizzare un circuito di goccia.

Guidare i cavi esterni verso il basso prima che entrino nell'involucro, in modo che l'acqua piovana possa drenarsi correttamente.

Ispezionare il sigillo di chiusura.

Dopo l'intervento di manutenzione, verificare che l'involucro sia completamente chiuso e che il sigillo sia pulito e privo di danni.

Sigillare gli ingressi non utilizzati.

Chiudere gli ingressi dei cavi non in uso con connettori idonei che garantiscano la protezione richiesta per l'involucro.

Indirizzare il lavaggio controllato.

Evitare l'impatto ripetuto e diretto di acqua ad alta pressione sulle giunzioni dell'involucro e sugli ingressi dei cavi.

Controllare la presenza di condensazione.

Ispezionare gli strumenti in ambienti umidi o caratterizzati da ampie variazioni di temperatura per rilevare eventuali fenomeni di condensazione interna.

10. Quali specifiche sono rilevanti per la selezione di un trasmettitore radar a livello impermeabile?

11. Due scenari tipici di infiltrazione d'acqua

Scenario 1: Umidità nel compartimento terminale di uno strumento per serbatoio esterno

Il trasmettitore radar inizia a mostrare fluttuazioni intermittenti dei dati. L'ispezione trova umidità all'interno del compartimento terminale, mentre l'antenna e il lato di processo appaiono normali. Un'ulteriore ispezione mostra che il cavo entra direttamente dall'alto e la ghiandola del cavo non è completamente serrata.

L'operazione corretta non consiste semplicemente nel asciugare il compartimento. È necessario ispezionare lo stato del terminale e degli componenti elettronici, ripristinare la tenuta della guarnizione e dell'involucro, e modificare il percorso del cavo includendo un anello di drenaggio. Successivamente, va verificato il livello, l'uscita e la comunicazione prima che lo strumento riprenda il funzionamento normale.

Scenario 2: Umidità in un'area soggetta a lavaggi frequenti

In ambiti alimentari, di trattamento dell'acqua o di altri ambienti di lavaggio, l'impatto diretto e ripetuto dell'acqua sul rivestimento dell'involucro o sul punto di ingresso dei cavi può aumentare il rischio di deterioramento del sigillo.

Oltre a ispezionare lo strumento, è necessario ottimizzare la direzione di lavaggio o la protezione meccanica, nonché verificare che la classe di protezione dell'involucro selezionata sia coerente con le effettive condizioni di pulizia.

FAQ

Q1: Un trasmettitore di livello a radar deve necessariamente essere sostituito in seguito a infiltrazione d'acqua?

A1: No.La decisione dipende dal punto in cui è penetrata l'umidità, dalla durata dell'esposizione dell'apparecchio e dal fatto che l'elettronica sia stata interessata o meno. L'umidità di lieve entità nel compartimento dei terminali è diversa dall'esposizione prolungata del modulo elettronico.

Q2: Il trasmettitore può essere alimentato immediatamente dopo essere stato asciugato?

A2: È preferibile prima confermare che la causa dell'ingresso di umidità sia stata corretta e che lo stato interno, il cablaggio e la tenuta siano normali, prima di procedere ai test di funzionalità.

Q3: È possibile utilizzare un asciugacapelli ad alta temperatura o una pistola termica per asciugare l'elettronica?

A3: Non è raccomandato un riscaldamento diretto e prolungato a temperature elevate, poiché potrebbe danneggiare schermi, sigilli, materiali plastici e componenti elettronici.

Q4: Perché un trasmettitore radar con elevata classe di protezione IP può comunque far penetrare acqua all'interno?

A4: Il grado di protezione dipende da un'installazione corretta. Una copertura chiusa in modo errato, una guarnizione danneggiata, una guarnizione inadeguata o un ingresso di ricambio non sigillato possono compromettere il livello di protezione originale.

Q5: La formazione di condensazione sull'antenna significa che l'involucro elettronico presenta perdite?

A5: No. La condensazione sul lato del processo e l'ingresso di acqua nell'involucro interno sono condizioni diverse. Tuttavia, una forte condensazione o la formazione di depositi possono comunque influenzare l'eco radar.

Q6: Un trasmettitore radar protetto contro le esplosioni può essere aperto e riparato come un dispositivo standard?

A6: L'operazione deve essere effettuata secondo le specifiche istruzioni per le aree a rischio e la procedura di sicurezza del sito. Qualora fosse necessario, l'ispezione o la riparazione devono essere eseguite dal produttore o da personale di servizio qualificato.

Q7: L'apparecchio richiede una nuova calibrazione dopo la riparazione in caso di infiltrazione d'acqua?

A7: Devono essere verificate la gamma, il punto zero, il livello effettivo, l'uscita e la comunicazione.Se un modulo elettronico fondamentale è stato sostituito, lo strumento deve essere configurato e verificato secondo la relativa procedura di messa in servizio.

Q8: Come si può impedire che l'acqua piovana scorra lungo il cavo fino all'involucro?

A8: Utilizzare una guarnizione per cavo compatibile con il diametro del cavo, serrarla correttamente e guidare il cavo verso il basso prima che entri nell'apparecchio, creando così un anello di contenimento per le gocce.

Conclusione

In caso di infiltrazione d'acqua in un trasmettitore di livello a radar, la priorità non è riavviare lo strumento il prima possibile. È necessario prima rimuovere lo strumento dal funzionamento in regime attivo, identificare l'area interessata e correggere il percorso effettivo di infiltrazione. L'umidità nel compartimento terminale, la presenza di acqua nell'involucro elettronico e la condensazione sull'antenna rappresentano problemi distinti, da valutare separatamente.

L'affidabilità a lungo termine contro l'ingresso di umidità dipende sia dalla progettazione dello strumento sia dall'installazione in campo. La scelta appropriata dell'involucro, l'installazione corretta delle guarnizioni per cavi e dei tappi di tenuta, l'integrità delle guarnizioni del coperchio e l'utilizzo di circuiti di drenaggio per i cavi idonei possono ridurre in modo significativo il rischio che l'umidità penetri nei trasmettitori di livello radar da esterno.

METRAVON I prodotti per la misurazione a livello radar devono essere selezionati in base all'intervallo di misurazione, al mezzo di processo, alla temperatura di processo, alla pressione di processo, all'ambiente di installazione, ai requisiti di protezione contro l'ingresso di agenti esterni e all'interfaccia di comunicazione. Un singolo indice di IP non deve essere utilizzato come unico criterio per determinare l'idoneità del dispositivo per l'impiego in campo.