Kranrad-Verschleißprüfung: Lauffläche & Spurkranz

Kranräder unterliegen im Dauerbetrieb einem natürlichen Verschleiß, der durch Rollkontaktermüdung, abrasiven Abrieb und Schienenabweichungen verursacht wird. Eine frühzeitige Erkennung und präzise Beurteilung des Radverschleißes ist die Grundlage für den sicheren Betrieb und eine vorausschauende Instandhaltungsplanung. Kelude Schwerindustrie hat auf Basis der Normen JB/T 6392-2017 und DIN 15018 eine verbindliche technische Spezifikation zur Verschleißbeurteilung von Kranrädern erarbeitet.

Verschleißarten der Lauffläche und Beurteilung

Gleichmäßiger Laufflächenverschleiß: Die häufigste Verschleißform, erkennbar an einer gleichmäßigen Abnahme des Raddurchmessers. Erreicht der Verschleißbetrag 5 % des ursprünglichen Durchmessers, ist das Rad zwingend zu ersetzen. Beispiel: Ein Rad mit 500 mm Ausgangsdurchmesser erreicht die Aussondergrenze bei 475 mm. Die Messung erfolgt mit einem Messschieber oder einem speziellen Raddurchmessermessgerät in der Mitte der Lauffläche, außerhalb der gehärteten Randzone. Pro Messung werden vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Messwerte gemittelt, um Messabweichungen zu minimieren.

Laufflächenabplatzung: Durch Kontaktermüdung entstehen schuppenförmige Ablösungen an der Oberfläche, typischerweise mit einer Tiefe von 0,5 bis 3 mm. Ein einzelner Abplatzungskrater ab 200 mm² Fläche oder eine dichte Narbenbildung über mehr als 10 % der gesamten Laufflächenfläche führen zur Beurteilung „nicht brauchbar“. Tiefe Abplatzungen ab 3 mm bedeuten die sofortige Verschrottung. Ursache sind in der Regel eine unzureichende Einhärtetiefe oder eine zu hohe Härte, die zu erhöhten Schubspannungen in der Randschicht führt.

Eindrückungen in der Lauffläche: Lokale plastische Verformungen durch lang anhaltende Druckbelastung im Stillstand oder durch Überlast. Bei einer Eindrücktiefe ab 1 mm oder einer Länge ab 20 mm ist ein Austausch einzuplanen. Eindrückungen sind klar von normalem Verschleiß abzugrenzen – sie weisen eine deutlich spürbare Kantenbildung auf. Sie entstehen bevorzugt an den Stillstandspositionen des Krans, wenn harte Fremdkörper wie Mörtelreste oder Stahlstäbe zwischen Lauffläche und Schiene eingeklemmt werden.

Beurteilungskriterien für Spurkranzverschleiß

Der Spurkranzverschleiß zählt zu den häufigsten Gründen für einen Radtausch. Ursache ist meist das Schieflaufen der Kranbrücke, wodurch der Spurkranz dauerhaft an der Schienenflanke reibt. Drei Verschleißbilder sind zu unterscheiden:

Reduzierung der Spurkranzdicke: Die Messung der dünnsten Stelle erfolgt mit einem Messschieber. Neue Spurkränze haben eine Dicke von 18 bis 25 mm (abhängig von Raddurchmesser und Bautyp). Bei einer Abnutzung von 50 % der ursprünglichen Dicke ist das Rad zu ersetzen. Gemessen wird an drei Positionen über den Umfang – außen, Mitte und innen – wobei der minimale Messwert als Beurteilungsgrundlage dient. Die Innenseite des Spurkranzes verschleißt typischerweise 2- bis 3-mal schneller als die Außenseite, da sie die Hauptkontaktfläche zur Schiene bildet.

Abflachung der Spurkranzkrone: Verschleiß an der Spurkranzspitze führt zu einer Abflachung oder Plattformbildung. Ab einer Plattformbreite von 5 mm gilt das Rad als unbrauchbar. Ein abgeflachter Spurkranz verliert seine Entgleisungsschutzfunktion, insbesondere an unebenen Schienenstößen besteht erhöhte Entgleisungsgefahr. Auch die Spurkranzhöhe ist zu prüfen: Sie beträgt im Neuzustand 25 bis 30 mm und darf nach Verschleiß 15 mm nicht unterschreiten.

Risse im Spurkranzgrund: Jeder sichtbare Riss im Radiusbereich des Spurkranzgrundes – unabhängig von Länge und Tiefe – führt zur sofortigen Außerbetriebnahme des Rades. In diesem Bereich liegt die höchste Spannungskonzentration vor; die Rissausbreitung erfolgt extrem schnell und kann im Betrieb zum Bruch mit Entgleisung führen. Die Prüfung erfolgt mit einer 10-fach-Lupe, insbesondere an der gereinigten Oberfläche. Bei Verdacht auf Anrisse (erkennbar an bläulicher Verfärbung oder Ölaustritt) ist eine Farbeindringprüfung zur Bestätigung durchzuführen.

Rissarten an der Lauffläche und Bewertung

Risse in der Lauffläche von Kranrädern werden in zwei Kategorien eingeteilt: Abschreckrisse und Ermüdungsrisse. Beide unterscheiden sich grundlegend in Entstehung, Erscheinungsbild, Gefährdungspotenzial und Beurteilungsmethode.

Abschreckrisse: Entstehen während der Wärmebehandlung durch zu schnelles Aufheizen, falsche Abschreckintensität oder Materialfehler im Inneren. Typische Merkmale: feine, geradlinige Risse, überwiegend in Umfangsrichtung verlaufend, nahe der Grenze der gehärteten Schicht, mit einer Tiefe bis maximal zur Einhärtetiefe. Keine Entkohlung an den Rissflanken. Ein Rad ist auszusondern, wenn die Risslänge 10 mm (quer) bzw. 15 mm (längs) erreicht.

Ermüdungsrisse: Entstehen durch Rollkontaktermüdung bei langjähriger Belastung im Betrieb. Die Risse verlaufen bogenförmig oder netzartig, gehen meist von der Laufflächenmitte aus und breiten sich zu beiden Seiten aus; die Tiefe kann die gehärtete Schicht überschreiten. In den Rissflanken sind Abriebpartikel eingebettet. Die Magnetpulverprüfung stellt die Rissausbreitung klar dar. Ermüdungsrisse sind deutlich gefährlicher als Abschreckrisse – sie wachsen kontinuierlich, bis es zu großflächigen Abplatzungen oder zum Radbruch kommt. Jeder Ermüdungsriss erfordert den sofortigen Austausch des Rades.

Prüfverfahren: Die zuverlässigste Methode zur Risserkennung ist die Magnetpulverprüfung. Die interne Qualitätsnorm von Kelude Schwerindustrie schreibt für alle Räder ab Werk eine 100-%-Magnetpulverprüfung vor. Nach der Reinigung der Lauffläche von Öl und Rost wird das Rad magnetisiert und mit Magnetpulver-Suspension oder Trockenpulver benetzt; die Bewertung erfolgt unter UV-Licht. Steht kein Magnetpulverprüfgerät zur Verfügung, kann die Farbeindringprüfung als Alternative eingesetzt werden – sie liefert eine etwas geringere Genauigkeit, erfasst aber Oberflächenrisse ab 0,1 mm zuverlässig.

Prüfwerkzeuge und Messverfahren im Überblick

Die Mindestausstattung für die Verschleißprüfung umfasst einen Messschieber (Messbereich 0–300 mm, Genauigkeit 0,02 mm) zur Messung der Spurkranzdicke, ein Raddurchmessermessgerät oder eine große Messschraube für den Laufflächendurchmesser sowie eine 10-fach-Lupe zur Oberflächenkontrolle. Die Standardausstattung wird ergänzt um eine Tiefenmessuhr und ein Rissprüfgerät nach dem Magnetpulververfahren. Für die erweiterte Diagnostik kommen ein Ultraschall-Dickenmessgerät zur Bestimmung der verbleibenden Einhärtetiefe sowie ein tragbares Metallmikroskop zur Gefügebeurteilung zum Einsatz. Die interne Qualitätsnorm von Kelude Schwerindustrie schreibt für alle Räder ab Werk eine 100-%-Magnetpulverprüfung vor.

Vergleichstabelle zur Verschleißbeurteilung

Die folgende Vergleichstabelle fasst die Prüfverfahren, Verschrottungskriterien, Gefahrenklassen und Behandlungsmaßnahmen für jede Ausfallart übersichtlich zusammen und dient dem täglichen Gebrauch als schnelles Nachschlagewerk. Die Laufräder von Kelude Schwerindustrie werden bei der Werksabnahme zu 100 % einer Magnetpulverprüfung unterzogen, um eine rissfreie Auslieferung zu gewährleisten.

Häufige Fragen zum Radverschleiß