レーダーレベル送信器に水が浸入した場合の対処法：原因、トラブルシューティング、防水対策

レーダー式液面送信機は、貯蔵タンク、水および廃水システム、化学プロセス、およびバルク固体用サイロにおける連続的な液面測定に広く用いられている。通常、電子部は外気から防げるよう、外装、シールリング、ケーブル用継手、およびプロセス接続部によって保護されている。ただし、外装が適切に閉じられていない場合、ケーブル接続部の密封が不十分な場合、あるいは長期間にわたり凝縮が発生した場合、水分が端子部または電子部室に侵入する可能性がある。

水分侵入が検出された場合、装置を単に開封し、乾燥させた後、追加の点検を行わずにそのまま運用に復帰してはなりません。まず行うべき手順は、水分がどこから侵入したか、およびその影響の深刻さを特定することです。適切な対応策は、問題が端子コンパートメントにのみ影響するかどうか、内部電子回路にのみ影響するかどうか、あるいはプロセス側アンテナにのみ影響するかどうかによって異なります。

1. 水分侵入が検出された場合、最初に取るべき措置は何か。

外装部内、端子周辺、または電子部品収納部に目視で水分が検出された場合、当該計器はまず、現場の電気安全手順に従って通常の電源供給下から停止させる必要がある。水分が存在する状態で計器を継続して使用すると、短絡、電気化学的腐食、あるいは電子部品へのさらなる損傷が生じるおそれがある。

爆発防止型計器については、設置場所の危険区域に関する要件に従って取り扱いを行う必要がある。適用される現場の安全手順に違反する条件下では、囲いを開けることは禁止される。

1.1. 電源の隔離を行う

内部に水分が存在する場合、電源の継続的な作動を防止する。

1.2. 影響を受ける領域を特定する

水分が端子コンパートメント、電子部品コンパートメント、ケーブル導入部、またはプロセス側にあるかどうかを判定する。

1.3. 導入経路を特定する

ケーブルグランド、外装カバー、未使用の導入部、ケーブル、および潜在的な結露の原因を点検する。

1.4.損傷の判定

電子部品、端子、またはシールに修理または交換が必要なかどうかを確認する。

1.5. シール状態の復元

既に内部に存在する水分を除去するだけでなく、実際の水分侵入経路を正す。

1.6. 動作の確認

計測器を通常の運用に復帰させる前に、測定・出力・通信機能を確認してください。

2. 「電子部への侵入」「端子部への侵入」「アンテナ部への凝縮」の相違点とは何ですか？

計測器の各部位における水分の深刻度は異なります。最初の課題は、電子機器の筐体内に存在する水分、端子コンパートメント内の湿気、およびレーダーアンテナまたはプロセス側における凝縮を区別することである。

2.1．電子機器コンパートメント内の水分

PCB、電源モジュール、ディスプレイ用電子回路、またはその他の内部回路が水と直接接触した場合、状況は比較的深刻となる。機器が乾燥後に再び起動したとしても、残留する汚染、腐食、または損傷したコネクタが存在する場合、長期的な信頼性が低下する可能性がある。

このため、機器が正常に起動したという事実は、機器が完全に回復したことを示す証拠とはならない。

2.2 ターミナル部における水分

端子部の水分は、ケーブル継手、使用されていないケーブル挿入部、または外装カバーのシール状態と関連することがあります。発生し得る症状には、4-20mA 出力の不安定さ、RS485 または HART 通信の断続的発生、端子部の腐食、時折の通信障害、またはデータの変動などが含まれます。

問題が早期に検知され、水分が電子モジュールに到達していない場合、電子部品の直接的な水暴露に比べて、一般的に深刻度は低くなります。

2.3.アンテナへの水または凝縮の付着

レーダーアンテナはプロセス側に取り付けられているため、アンテナにわずかな結露や水膜が生じたとしても、電子機器の筐体が浸水したとは限りません。一部のレーダー計器は、プロセス側での一定レベルの結露を許容する場合がありますが、著しい堆積物、厚い水膜、あるいは生成物の蓄積が、エコーの強度を低下させたり、不要な反射を生じたりするおそれがあります。

したがって、以下の二者を区別することが重要である。プロセス側アンテナ凝縮装置および内部封止部の水分侵入.

3. ラダー式水位送信機に水が侵入する原因は？

ケーブル・グランドのシール不良

ケーブルの直径がグランドのシール範囲と一致しない場合、またはグランドが適切に締結されていない場合、雨水または凝縮水がケーブルに沿って端子コンパートメント内へと侵入する可能性があります。

カバーまたはシールに関する問題

外装カバーが完全に閉じられていない場合、またはシールが経年劣化、損傷、位置ずれ、または汚染を受けている場合、本来の侵入防止性能が低下する可能性があります。

使用されていないケーブル入口が密封されていない。

使用されていない入口は、必要な運転保護レベルに適合した適切な密封プラグで閉鎖する必要がある。

ケーブル沿いに水が流れ出ている。

屋外ケーブルが上部から直接装置内に進入する場合、雨水がケーブル沿いに流れて継手部および外殻部へと至る可能性があります。

内部結露：

大幅な温度変化、繰り返される加熱・冷却、または高湿度により、雨水が直接侵入していなくても外殻部内で結露が生じる可能性があります。

洗浄不備

外装部継手、ケーブル導入部、またはシール部に対して繰り返し直接の水衝撃を及ぼす場合、長期的なシール機能の破損リスクが高まります。

4. 屋外ケーブル配線に滴下ループを設けるべき理由

屋外ケーブルが上部から直接機器に接続される場合、雨水がケーブルの表面を沿ってケーブルグランド方向に移動するおそれがあります。より適切な設置方法としては、ケーブルを外殻に進入する前に下方に配線することです。これにより、雨水が低地点に達し、グランドに到達する前に滴下して外へ排出されるようになります。

ケーブル用継手は、依然としてケーブルの直径に適合し、適切に締結する必要があります。ドリップループは追加的な保護措置として用いられるものの、適切なケーブル継手のシール処理を代替するものではありません。

5. 本計器は単に乾燥させて再利用できますか？

乾燥処理のみを普遍的な修理方法と見なすべきではありません。端子部にわずかな湿気があるのみで、電子部品が汚染されていない場合は、製品保守手順に従って機器を点検し、乾燥処理を行い、再度密封することが可能です。

以下の状況では、より慎重な点検が必要です：

PCBまたは電子モジュールが浸水した場合；

コネクタまたは端子に目視可能な腐食が見られた場合；

液体に塩分、廃水、または化学物質が含まれている場合；

外装が長期間にわたり水にさらされた場合；

爆発保護型計器に内部からの水分侵入がある場合。

外装またはシール構造が損傷した場合（

）。電子モジュールに高温の空気を長期間直接適用することは禁じられます。過剰な熱により、ディスプレイ、シール部材、プラスチック製部品および電子部品が損傷するおそれがあるためです。また、製品仕様書で許可されていない電気試験や修理作業も避ける必要があります。

6．計器を再度使用に復帰させる前に確認すべき項目は何か。

7. 電源が復旧した後に確認すべき項目は何か？

成功した起動が、故障が完全に解消されたことを意味するわけではありません。計器を再度稼働させた後、実際の測定値、信号出力および通信状態をすべて確認する必要があります。

表示されるレベルが実際のプロセスレベルと一致する。

距離または遊隙値が妥当である。

4-20mA 出力が正しく動作する。

RS485 または HART 通信が安定している。

持続的なエコー損失または異常な反射は認められません。

：適用可能な場合、アラームおよびリレー出力は正常に動作します。

：計測装置がエコー曲線、信号強度、または診断情報を提供している場合は、これらの値についても確認してください。漏水の修理後には、「再校正」という表現で一概に扱うよりも、測定範囲、ゼロ点、構成、出力、および実際の測定値を個別に確認することがより正確です。

8. IP65、IP66、IP67、またはIP68の等級が、計測器に水分が侵入しないことを意味するのでしょうか？

いいえ。IP等級とは、指定された設置条件および試験条件下において、外装が粉塵および水からの保護を有することを示すものです。これは、あらゆる実用条件下で水が一切侵入しないことを保証するものではありません。

レーダー式水位送信機は、機械的構造が著しく異なる場合があります。一部は永久に密閉されたケーブルアセンブリを採用するのに対し、他の製品では別個の端子ハウジングとケーブルグランドを用いています。一部の製品では、記載された保護等級が装置全体に適用されますが、他の製品では、個々の部品について異なる保護レベルが設けられている場合があります。

このため、IP68の標識を単独で評価すべきではない。製品の実際の構造および当該等級が適用される条件についても確認する必要がある。

9. 将来の水分侵入をどのように防止できるか？

ケーブルグランドを正しく装着する。

ケーブルの直径がグランドのシール範囲に合致していることを確認し、規定に従ってグランドを締結する。

ドリップループを使用すること。

屋外ケーブルを外装箱に入る前に下方に配線し、雨水が排出されるようにすること。

外装箱のシール部を点検すること。

保守作業後、外装箱が完全に閉じられていること、およびシール部が清潔で損傷がないことを確認すること。

使用されていない開口部をシールすること。

使用されていないケーブル入口部は、必要な外装保護を確保できる適切なプラグで閉じること。

洗浄時の方向を制御する。

外装部の継手およびケーブル入口部に対して、高圧水による直接的な反復的な衝撃を避けること。

結露の有無を点検すること。

湿度が高い、または温度変動の大きい環境下における計器の内部結露を点検すること。

10．防水型レーダーレベル送信機の選定において、どの仕様が重要であるか。

11. 2つの典型的な水侵入シナリオ

シナリオ1：屋外タンク計器の端子部における湿気

レーダー送信機に、断続的なデータの変動が現れるようになった。点検の結果、端子コンパートメント内部に水分が検出されたが、アンテナおよびプロセス側は正常であった。さらに詳細な点検により、ケーブルが上方から直接進入しており、ケーブルグランドが十分に締結されていないことが判明した。

適切な対応は、単にコンパートメントを乾燥させるだけでは不十分である。端子および電子部品の状態を点検し、グランドおよび外装のシール状態を復元するとともに、ケーブルの配線について滴下ループを設けるように変更する必要がある。その後、計器を通常の運用に復帰させる前に、水位計測値、出力および通信機能を確認しなければならない。

シナリオ2：頻繁に洗浄される区域における水分

食品、水処理、またはその他の洗浄環境において、外装カバーまたはケーブル入口に繰り返し直接水が当たることで、シール部の劣化リスクが高まる可能性があります。

計器の点検に加え、洗浄方向または機械的保護を改善し、選定した外装耐圧を実際の洗浄条件と比較して確認すること。

FAQ

Q1：水侵入後、レーダー式液面計送信器は常に交換する必要があるか？

A1：いいえ。この判断は、湿気がどこから侵入したか、計測装置がどの程度の時間露出したか、および電子回路が影響を受けたかどうかによって異なります。端子部における軽微な湿気は、電子モジュールを長期間浸漬した場合とは性質が異なります。

Q2：送信機を乾燥させた直後に電源を投入することは可能ですか？

A2：機能試験に先立ち、外部からの湿気侵入の原因が修正され、内部状態、配線およびシール状態が正常であることを確認することが推奨されます。

Q3：電子部品を乾燥させるために、高温のヘアドライヤーまたはヒートガンを使用することは可能ですか？

A3：高温での直接的かつ長時間の加熱は推奨されません。これは、ディスプレイ、シール部材、プラスチック製部品および電子部品に損傷を与えるおそれがあるためです。

Q4：高いIP等級を持つレーダー送信機でも、なぜ内部に水が侵入する可能性があるのでしょうか？

A4：保護等級は適切な設置に依存します。カバーの誤閉じ、シール部の損傷、不適切なグランド、または非密封の予備入口などにより、本来の保護性能が低下する可能性があります。

Q5：アンテナに結露が生じた場合、電子機器の筐体が漏水していることを意味しますか？

A5：いいえ。プロセス側での結露と筐体内からの水分侵入は、異なる状況です。ただし、重度の結露や堆積物の蓄積は、レーダーのエコーに影響を及ぼす可能性があります。

Q6：爆発保護付きレーダー送信機は、一般的な計器と同様に開封して修理することが可能ですか？

A6：本装置は、特定の危険区域に関する指示および現場の安全手順に従って取り扱いを行う必要があります。必要に応じて、点検または修理は製造業者または資格を有するサービス担当者によって行う必要があります。

Q7：水侵入による修理後、本計器の再校正が必要ですか？

A7：測定範囲、ゼロ点、実際の液面、出力および通信機能を確認する必要があります。重要な電子モジュールが交換された場合は、当該計測装置についても、関連する導入手順に従って設定および点検を行う必要があります。

Q8：ケーブル沿いに雨水が封閉空間内へ流入するのをどのように防止できますか？

A8：ケーブルの直径に適合したケーブルグランドを使用し、適切に締結するとともに、計器に進入する前にケーブルを下方に配線して、滴下ループを形成してください。

結論

レーダー式水位送信機に水分侵入が生じた場合、最優先すべきは装置を可能な限り速やかに再起動することではない。まず、装置を通常の電源投入状態から取り外し、影響を受ける部位を特定し、水分の侵入経路を修正する必要がある。端子コンパートメント内の湿気、電子機器外装内の水分、およびアンテナ表面の結露はそれぞれ異なる問題であり、それぞれ個別に評価されるべきである。

長期的な湿気侵入に対する信頼性は、計器の設計と現場での設置の両方にかかっています。適切な外装の選定、適切に設置されたケーブルグランドおよびシールプラグ、損傷のないカバーシール、および適切なケーブル用滴下ループの採用により、屋外用レーダーレベル送信機から湿気が侵入するリスクを大幅に低減できます。

METRAVON レーダー式距離測定装置の選定は、測定範囲、処理媒体、処理温度、処理圧力、設置環境、侵入防止要件、および通信インターフェースに基づいて行うべきである。現場での適用可能性を判断する際の唯一の基準として、単一のIP等級を用いることは避けるべきである。