Korrosion am Kran: Ursachen und Gefahren
Korrosion an Kränen – Ursachen und Korrosionsschutz durch Beschichtung: Korrosion bei Außen-Portalkranen, Korrosion an Portalkranen, Korrosion an Werkshallenkränen in der Chemieindustrie, Korrosion an Hebezeugen, Korrosionsschutz für Hebezeuge, Beschichtung und Lackierung, die nicht fachgerecht ausgeführt wurde – das sind die häufigsten Ursachen für Rost an Kränen. Im Folgenden werden die Ursachen für Korrosion an Kränen sowie die Vorbeugemaßnahmen gegen Korrosion und Rostbildung im Detail erläutert.
Korrosion an Außen-Portalkranen und Rostbildung an Kränen (Portalkranen) entstehen dadurch, dass der Kran über lange Zeit der Witterung ausgesetzt ist und die Schutzmaßnahmen unzureichend sind. In der Chemieindustrie kommt hinzu, dass die Krananlagen dauerhaft korrosiven Gasen oder Flüssigkeiten ausgesetzt sind, was zu chemischen Reaktionen und damit zu Materialverlust führt. Besonders wenn die Luft durch verschiedene chemisch aggressive Medien verunreinigt ist, schreitet die Korrosion deutlich schneller voran. Selbst wenn der Kran mit einem Schutzanstrich versehen ist, wird die Beschichtung durch Sonneneinstrahlung, Wind, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, Schimmelbefall und mechanische Einwirkungen nach und nach zerstört und verliert ihre Schutzwirkung. Wird dies nicht ernst genommen, beeinträchtigt die fortschreitende Korrosion zwangsläufig die Festigkeit und Steifigkeit der Stahlkonstruktion, verkürzt die Nutzungsdauer und verringert die Betriebssicherheit. Es ist daher unerlässlich, die Schadenswirkung, die Gesetzmäßigkeiten und die Ursachen der Korrosion zu analysieren, um wirksame Korrosionsschutzmaßnahmen ergreifen zu können.
1. Gefahren durch Korrosion an Kränen
Die Gefahr von Korrosion an Kränen besteht nicht nur in einer gleichmäßigen Abnahme der Materialdicke an der Oberfläche, sondern auch in der Bildung lokaler, tieferer Rostnarben. Diese führen zu Spannungskonzentrationen und können einen vorzeitigen lokalen Bruch der Stahlkonstruktion verursachen – besonders kritisch bei Bauteilen, die direkt dynamischen Lasten ausgesetzt sind und bei niedrigen Umgebungstemperaturen betrieben werden. Darüber hinaus mindert Korrosion nicht nur die technische Leistungsfähigkeit und den Gebrauchswert des Krans erheblich, sondern kann durch die reduzierte Tragfähigkeit sogar zu Schäden oder Totalausfall und damit zu Unfällen führen.
2. Gesetzmäßigkeiten der Korrosion an Kränen
1. (Gemäß den Erhebungen des nationalen Prüfzentrums für Hebezeuge an Kränen, die über 10 Jahre in Industrieanlagen im Einsatz waren) In industrieller Atmosphäre ist die Korrosion an Kränen umso schwerwiegender, je näher sie sich an der Korrosionsquelle befinden – insbesondere in Werkshallen mit hoher Staubbelastung. Bei Außenkränen, Portalkranen und Entladebrücken mit Masten ist die Korrosion aufgrund der rauen Einsatzbedingungen mit Wind, Wetter und Fremdkörpereinwirkung besonders stark; die lokale Korrosionstiefe an der Stahloberfläche kann 2–3 mm erreichen.
2. Bei manuellen und elektrischen Zweiträger-Brückenkränen sind die Kranbahnschienen, Kopfträger, Laufstege, Plattformen und Leitern sowie bei Elektro-Einträgerkränen die Hauptträger, Kopfträger und die Gehäuse der Elektrokettenzüge aufgrund von Staub- und Feuchtigkeitseinwirkung besonders korrosionsgefährdet.
3. Der Katzfahrwerkrahmen und die Getriebegehäuse des Katzfahrwerks sind anfällig für Korrosion, da sie an schwer zugänglichen Stellen liegen, an denen sich Staub und Feuchtigkeit ansammeln.
4. In Werkshallen mit korrosiven Medien ist die Korrosion schwerwiegend, wenn der Kran nicht mit einem spezifischen Korrosionsschutz ausgestattet ist.
5. In Küstenregionen mit hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Salzkonzentration ist die Korrosionsgeschwindigkeit der Stahlkonstruktion von Kränen deutlich erhöht.
3. Ursachen für Rost und Korrosion an Kränen
Die Ursachen für Rostbildung, Ablösen des aufgetragenen Korrosionsschutzanstrichs, Korrosion der Stahlkonstruktion sowie Zerstörung und Ablösung der Beschichtung sind vielfältig. Im Einzelnen:
- 1. Unzureichende Oberflächenbehandlung des Stahls vor der Beschichtung: Die Qualität der Oberflächenbehandlung hat einen erheblichen Einfluss auf die Lebensdauer der Beschichtung. Untersuchungen zeigen, dass die Oberflächenvorbereitung zu etwa 50 % zur Lebensdauer der Beschichtung beiträgt. Vor der Beschichtung muss die Stahloberfläche daher gründlich vorbehandelt werden – z. B. durch Entrosten, Entfetten und Phosphatieren – da sich die Beschichtung sonst leicht ablöst und Rost entsteht.
- 2. Unzureichende Anzahl der Beschichtungsschichten: Für die Stahlkonstruktion von Kränen ist in der Regel ein vollständiges System aus Grundierung + Zwischenbeschichtung + Deckbeschichtung erforderlich. Wird nur eine Grundierung oder nur eine Deckbeschichtung aufgetragen, ist die Schicht zu dünn, der Schutzeffekt unzureichend und Rostbildung begünstigt.
- 3. Unzureichende Beschichtungsdicke: Die Schichtdicke ist ein entscheidender Faktor für die Lebensdauer der Beschichtung. Ist die Schicht zu dünn, können Feuchtigkeit und korrosive Medien leicht bis zur Stahloberfläche vordringen und Korrosion verursachen. In der Regel wird eine Gesamtschichtdicke von mindestens 150 μm gefordert.
- 4. Nicht behobene Oberflächenfehler an der Stahlkonstruktion: Nicht glattgeschliffene Schweißnähte, nicht entfernte Schweißspritzer oder nicht gebrochene Kanten sind typische Schwachstellen, an denen die Beschichtung leicht beschädigt wird und als Ausgangspunkt für Korrosion dient.
- 5. Ungeeignete Umgebungsbedingungen beim Beschichten: Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Staubbelastung während der Beschichtung haben direkten Einfluss auf die Qualität der Beschichtung. Bei Umgebungstemperaturen unter 5 °C oder einer relativen Luftfeuchtigkeit über 85 % sollte nicht beschichtet werden, da die Haftfestigkeit der Beschichtung sonst unzureichend ist und sie sich leicht ablöst.
- 6. Ungeeignete Intervalle zwischen den Beschichtungsgängen: Nach dem Auftragen der Grundierung sollte die Deckbeschichtung innerhalb der vorgegebenen Zeit aufgebracht werden. Bei zu langen Intervallen wird die Oberfläche der Grundierung verschmutzt oder altert, was die Haftfestigkeit zwischen den Schichten beeinträchtigt und zum Ablösen der Beschichtung führt.
- 7. Minderwertige Beschichtungsstoffe: Die Verwendung von abgelaufenen, veränderten oder falsch verdünnten Beschichtungsstoffen führt zu einer Verschlechterung der Schichteigenschaften und einem unzureichenden Schutzeffekt.
- 8. Nicht rechtzeitige Ausbesserung mechanischer Schäden während des Betriebs: Beim Transport, der Montage und im Betrieb sind mechanische Beschädigungen der Beschichtung unvermeidbar. Werden diese nicht umgehend ausgebessert, rostet die beschädigte Stelle schnell und die Korrosion breitet sich von dort aus.
- 9. Nur Deckbeschichtung ohne Grundierung: Die Grundierung wird direkt auf die Stahloberfläche aufgetragen. Sie enthält einen hohen Anteil an Füllstoffen und wenig Bindemittel, ist rau und haftet sehr gut auf der Stahlkonstruktion – sie erfüllt den eigentlichen Rostschutz. Die Deckbeschichtung wird auf die Grundierung aufgetragen, enthält weniger Füllstoffe und mehr Bindemittel, bildet nach dem Aushärten eine glänzende Oberfläche und dient in erster Linie dem Schutz der darunterliegenden Grundierung. Wird bei der Gesamtbeschichtung der Stahlkonstruktion nur die Deckbeschichtung ohne Grundierung aufgetragen, ist kein wirksamer Rostschutz gewährleistet, was die Nutzungsdauer des Krans zwangsläufig verkürzt.
- 10. Falsche Auswahl des Beschichtungsstoffes: Beschichtungsstoffe unterscheiden sich in Art, Eigenschaften und Verarbeitungsweise. Eine ungeeignete Kombination von Grundierung und Deckbeschichtung kann dazu führen, dass die Grundierung angelöst wird. So kann z. B. Perchlorvinyl-Lack nicht mit Öl-Grundierungen kombiniert werden, da Perchlorvinyl-Lack starke Lösungsmittel enthält, die den Film der Grundierung anlösen und so Rostbildung am Kran begünstigen.
Häufige Fragen
F: Ab welchem Korrosionsgrad muss ein Kran verschrottet werden?
A: Gemäß Norm GB/T 3811 und GB 6067 muss ein tragendes Bauteil (Hauptträger, Kopfträger, Stützbein usw.) bei einer Korrosionstiefe von 10 % der ursprünglichen Wandstärke herabgestuft werden; bei 20 % ist das Bauteil zwingend zu verschrotten. Bei festgestellter Korrosion sollte umgehend entrostet und korrosionsgeschützt werden.
F: Wie kann Korrosion an Kränen vorgebeugt werden?
A: Zu den Vorbeugemaßnahmen gehören: regelmäßige Korrosionsschutzbeschichtung (im Außenbereich alle 2–3 Jahre, im Innenbereich alle 3–5 Jahre), Belüftung und Trockenhaltung der Konstruktion, rechtzeitige Ausbesserung von Beschichtungsschäden, Anbringen von Entwässerungslöchern an Stellen mit Wasseransammlung sowie die Verwendung eines witterungsbeständigen Beschichtungssystems.
F: Welche Normen gelten für die Korrosionsbehandlung von Kränen?
A: Entrostung und Korrosionsschutz erfolgen nach GB/T 8923 „Oberflächenvorbereitung von Stahl vor dem Beschichten"; die Abnahme der Beschichtungsqualität erfolgt nach JB/T 5000.12 „Allgemeine technische Bedingungen für Schwermaschinen – Beschichtung".
Allgemeine Informationen zu Elektro-Einträgerkranen
Der Elektro-Einträgerkran ist ein gängiges Hebezeug für industrielle Anwendungen. Er besteht hauptsächlich aus einem Hauptträger, Kopfträgern, einem Katzfahrwerk, einem Elektrokettenzug und einem Steuerungssystem. Aufgrund seiner einfachen Struktur, seines geringen Gewichts und seiner einfachen Bedienung wird er häufig in Werkshallen, Lagerhallen und an anderen Orten für Hebe- und Transportarbeiten eingesetzt.
Hauptkomponenten und Funktionen
- Hauptträger: Die Hauptlast tragende Struktur der Kranbrücke, die die vertikalen Lasten und Biegemomente aufnimmt.
- Kopfträger: Befindet sich an beiden Enden des Hauptträgers, verbindet den Hauptträger mit der Kranbahnschiene und trägt das Katzfahrwerk.
- Katzfahrwerk: Besteht aus Katzfahrwerkrahmen, Laufrädern und Antriebsvorrichtung, die die Längsbewegung der Kranbrücke entlang der Kranbahnschiene ermöglicht.
- Elektrokettenzug: Besteht aus einem Motor, einem Getriebe, einer Trommel und einem Lastaufnahmemittel (z. B. Haken), das für das Heben und Senken von Lasten verantwortlich ist.
- Steuerungssystem: Steuert die Bewegungen des Krans, einschließlich Heben, Senken, Katzfahren und Kranbrückenverfahren, und gewährleistet einen sicheren und zuverlässigen Betrieb.
Technische Parameter (typische Werte)
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Tragfähigkeit | 1t - 20t |
| Spannweite | 7,5m - 31,5m |
| Hubhöhe | 6m - 30m |
| Hubgeschwindigkeit | 0,8 m/min - 8 m/min (je nach Last) |
| Katzfahrgeschwindigkeit | 20 m/min - 45 m/min |
| Kranbrückengeschwindigkeit | 20 m/min - 50 m/min |
| Arbeitszyklus | A5 - A8 (je nach Nutzungsintensität) |
| Umgebungstemperatur | -20°C bis +40°C |
| Relative Luftfeuchtigkeit | ≤ 85 % (bei 25°C) |
Konstruktions- und Fertigungsnormen
Der Elektro-Einträgerkran wird gemäß der Norm GB/T 3811 konstruiert und gefertigt. Die Konstruktion der Stahlkonstruktion muss den Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität entsprechen. Die Oberflächenbehandlung der Stahlkomponenten umfasst in der Regel Sandstrahlen (Entrostungsgrad Sa2.5) und den Auftrag von Korrosionsschutzbeschichtungen, um eine gute Wetterbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten. Die Beschichtungshaftung muss den einschlägigen Normen entsprechen, um eine langfristige Haftfestigkeit zu gewährleisten.
Sicherheitsvorrichtungen
- Lastbegrenzer: Verhindert Überlastung.
- Höhenbegrenzer: Verhindert das Überfahren des Hubwerks.
- Verriegelung zwischen Katzfahrwerk und Kranbrücke: Verhindert Fehlbedienung.
- Puffer und Endanschläge: Reduzieren die Aufprallkraft am Ende der Kranbahnschiene.
- Not-Aus-Schalter: Stoppt alle Bewegungen im Notfall.
- Blitzschutz- und Erdungssystem: Gewährleistet die Sicherheit der elektrischen Anlage.
Wartung und Inspektion
Um den sicheren Betrieb des Krans zu gewährleisten, sind regelmäßige Wartung und Inspektion erforderlich. Zu den täglichen Inspektionspunkten gehören der Verschleißzustand des Drahtseils, die Schmierung des Getriebes, die Zuverlässigkeit der Bremse, die Beschichtungshaftung der Stahlkonstruktion und die Erkennung von Rissen in Schweißnähten. Bei Alterung oder Korrosion der Beschichtung oder bei Defekten an Komponenten sollten rechtzeitig Vorbeugemaßnahmen ergriffen werden.
Anwendungsbereiche
Elektro-Einträgerkrane werden häufig in der mechanischen Fertigung, in der Metallurgie, im Bauwesen, in der Logistik und in anderen Branchen eingesetzt. Sie eignen sich für das Heben und den Transport von Gütern in Werkshallen, Lagerhallen, Docks und anderen Orten. Für spezielle Arbeitsumgebungen (z. B. hohe Temperaturen, korrosive Umgebungen) können entsprechend den tatsächlichen Bedingungen geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen und Konstruktionslösungen gewählt werden.
F: Welche Unterschiede gibt es zwischen einem Elektro-Einträgerkran und einem Zweiträger-Brückenkran?
A: Der Hauptunterschied liegt in der Anzahl der Hauptträger. Der Einträgerkran hat nur einen Hauptträger, während der Zweiträger-Brückenkran zwei Hauptträger hat. Der Zweiträger-Brückenkran hat in der Regel eine höhere Tragfähigkeit und eine größere Spannweite, ist aber auch teurer und schwerer. Der Einträgerkran ist leichter, kostengünstiger und eignet sich für kleinere Lasten und Spannweiten.
F: Wie wählt man den passenden Elektro-Einträgerkran aus?
A: Bei der Auswahl sind folgende Faktoren zu berücksichtigen: die maximale Last (t), die Spannweite (m), die Hubhöhe (m), die Arbeitsintensität (Arbeitszyklus), die Umgebungstemperatur, die relative Luftfeuchtigkeit und die Korrosionsgrad der Umgebung. Es ist auch wichtig, die Kompatibilität mit vorhandenen Werkshallen und Kranbahnschienen zu prüfen. Es wird empfohlen, einen professionellen Hersteller zu konsultieren, um eine maßgeschneiderte Lösung zu erhalten.
F: Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei der Installation des Krans zu beachten?
A: Die Installation muss von geschultem Fachpersonal gemäß den Anweisungen des Herstellers durchgeführt werden. Vor der Installation sollten die Fundamente, die Kranbahnschiene und die Stromversorgung überprüft werden. Während der Installation ist auf den korrekten Zusammenbau der Stahlkonstruktion, die Ausrichtung der Laufräder und die korrekte Verkabelung der elektrischen Anlage zu achten. Nach der Installation sind ein Probelauf und eine Abnahme gemäß den Normen durchzuführen.
F: Wie führt man die tägliche Wartung des Krans durch?
A: Die tägliche Wartung umfasst die Überprüfung des Drahtseils auf Verschleiß und Brüche, die Kontrolle der Bremswirkung der Bremse, die Prüfung der Schmierung des Getriebes und der Laufräder, die Kontrolle der Spannung und des Kontakts der elektrischen Leitungen sowie die Überprüfung der Schweißnähte und der Beschichtung der Stahlkonstruktion auf Risse oder Korrosion. Eventuelle Defekte sollten rechtzeitig behoben werden.
F: Was ist bei der Verwendung des Krans zu beachten?
A: Der Bediener muss geschult sein und die Sicherheitsvorschriften einhalten. Vor dem Heben muss das Gewicht der Last bekannt sein und die Last darf die Nenntragfähigkeit nicht überschreiten. Während des Hebens sollte die Last gleichmäßig bewegt werden, um plötzliche Stöße zu vermeiden. Es ist verboten, Lasten über Personen zu transportieren. Nach Abschluss der Arbeiten sollte der Kran an einem vorgesehenen Ort abgestellt, der Strom abgeschaltet und die Sicherheitsmaßnahmen überprüft werden.
F: Welche Korrosionsschutzmaßnahmen gibt es für den Kran?
A: Der Korrosionsschutz des Krans umfasst hauptsächlich die Oberflächenbehandlung der Stahlkonstruktion, wie Sandstrahlen, das Auftragen von Grundierung und Decklack. Die Auswahl des Beschichtungssystems sollte auf der Umgebung und dem Korrosionsgrad basieren. Für stark korrosive Umgebungen können spezielle Korrosionsschutzbeschichtungen oder eine Feuerverzinkung verwendet werden. Regelmäßige Inspektionen und die rechtzeitige Ausbesserung beschädigter Beschichtungen sind ebenfalls wichtige Maßnahmen zur Korrosionsbeständigkeit.
F: Was ist der Unterschied zwischen einem Portalkran und einem Brückenkran?
A: Der Brückenkran verläuft auf erhöhten Kranbahnschienen in der Werkshalle, während der Portalkran (auch als Portalkran oder Entladebrücke bezeichnet) auf bodengestützten Schienen verläuft und Stützbeine hat, die die Kranbrücke tragen. Portalkrane eignen sich für den Außenbereich, wie z. B. Frachthöfe, Lagerplätze und Docks, während Brückenkrane hauptsächlich in Innenräumen eingesetzt werden.
F: Wie wird die Alterung der Beschichtung erkannt?
A: Die Alterung der Beschichtung äußert sich in der Regel durch Glanzverlust, Vergilbung, Rissbildung, Abblättern oder Rostbildung an der beschichteten Oberfläche. Regelmäßige Sichtprüfungen sind die grundlegende Methode. Bei Bedarf können Messgeräte zur Messung der Beschichtungsdicke und der Haftfestigkeit eingesetzt werden, um den Alterungsgrad der Beschichtung objektiv zu beurteilen.
F: Welche Rolle spielt das Entwässerungsloch in der Stahlkonstruktion des Krans?
A: Das Entwässerungsloch dient dazu, angesammeltes Wasser in Hohlräumen der Stahlkonstruktion (z. B. im Hauptträger) abzuleiten, um langfristige Feuchtigkeitsansammlungen zu vermeiden, die zu Korrosion führen könnten. Eine ordnungsgemäße Entwässerung trägt zur Verbesserung der Wetterbeständigkeit und der Korrosionsbeständigkeit der Stahlkonstruktion bei.
F: Welche Bedeutung hat die Norm GB/T 3811 für den Kran?
A: Die Norm GB/T 3811 ist eine wichtige Norm für die Konstruktion von Kranen in China. Sie legt die grundlegenden Anforderungen an die Konstruktion von Kranen fest, einschließlich Lastberechnung, Festigkeits- und Steifigkeitsprüfung, Stabilitätsanforderungen sowie Anforderungen an Sicherheitsvorrichtungen. Die Einhaltung der Norm GB/T 3811 gewährleistet die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Krans.
