Drahtseilauswahl für Krane nach GB/T 24814-2009
GB/T 24814-2009 „Krane – Hubseile für Hubwerke“ ist die zentrale Norm für die Auswahl und Aussonderung von Hubseilen in Krananlagen. Die Norm legt die Seilkonstruktion für Hubseile, die Mindest-Sicherheitsfaktoren (Stufe M1 bis M8: 4,0 bis 9,0), die Anforderungen an die Durchmesserverhältnisse von Trommel und Seilrolle sowie die Aussonderungskriterien wie Drahtbrüche, Seilschäden und Durchmesserreduzierung fest. Dieser Beitrag erläutert die Kernanforderungen der Norm im Detail.
Die Norm GB/T 24814-2009 „Krane – Hubseile für Hubwerke“ ist die äquivalente Übernahme von ISO 4309:2004 „Krane – Drahtseile – Wartung, Instandhaltung, Inspektion und Verschrottung“ und dient als direkte technische Grundlage für die Auswahl, den Einsatz und die Aussonderung von Hubseilen in Kran-Hubwerken. Sie wurde vom Technischen Komitee für Normung von Hebezeugen (SAC/TC 227) erarbeitet und im Jahr 2009 veröffentlicht. Die Hubseile der Elektrohebezeuge CD1/MD1 sowie der Brückenkrane QD-Typ von Kelude Schwerindustrie werden gemäß dieser Norm ausgelegt.
Seilkonstruktion und Auswahlkriterien für Hubseile
Die Norm empfiehlt für Hubseile in Hubwerken folgende Konstruktionen: 6×19W (Warrington-Verseilung), 6×25Fi (Füllerseil), 6×36WS (Warrington-Seale-Verseilung) als sechslitzige Rundlitzenseile sowie achtlitzige Seile wie 8×25Fi und 8×36WS. Für Mehrlagige Seilwicklung wird der Einsatz von drehungsarmen Drahtseilen der Bauart 35×K7 oder 19×K7 empfohlen.
Auswahl des Seilkerns: Drahtseile mit Faserkern (FC) bieten eine gute Flexibilität, weisen jedoch eine geringere Widerstandsfähigkeit gegen Querdruck auf und eignen sich daher für Einlagige Seilwicklung. Drahtseile mit unabhängigem Seilkern (IWRC) zeichnen sich durch eine hohe Druckfestigkeit aus und sind für Mehrlagige Seilwicklung sowie Hochtemperaturumgebungen geeignet. Die Norm empfiehlt für Triebwerksgruppe M5 und darüber den Einsatz von Drahtseilen mit Stahlkern.
Nenndurchmesser des Hubseils: Der Drahtseildurchmesser wird auf Grundlage der maximalen statischen Zugkraft und des Sicherheitsfaktors berechnet. Der übliche Durchmesserbereich umfasst 8 mm, 11 mm, 13 mm, 15 mm, 18 mm, 20 mm, 22 mm, 24 mm, 26 mm und 28 mm.
Mindest-Sicherheitsfaktor und Durchmesserverhältnisse
Die Norm legt die Mindest-Sicherheitsfaktoren für die verschiedenen Triebwerksgruppen fest: Stufe M1 bis M3 (leichter Betrieb): 4,0; Stufe M4: 4,5; Stufe M5: 5,0; Stufe M6 (schwerer Betrieb): 6,0; Stufe M7 (sehr schwerer Betrieb): 7,0; Stufe M8 (extrem schwerer Betrieb): 9,0. Mit steigender Triebwerksgruppe erhöht sich der erforderliche Sicherheitsfaktor.
Anforderungen an den Trommeldurchmesser: Das Verhältnis von Trommeldurchmesser D (gemessen zur Seilmitte) zum Drahtseildurchmesser d muss folgende Werte erfüllen: Stufe M4: ≥ 18; Stufe M5: ≥ 20; Stufe M6: ≥ 25; Stufe M7: ≥ 30; Stufe M8: ≥ 35. Beispiel: Bei einem Kran der Stufe M5 mit einem 15-mm-Hubseil muss der Trommeldurchmesser mindestens 300 mm betragen.
Anforderungen an den Seilrollendurchmesser: Der Durchmesser der Ausgleichs-Seilrolle darf 20 % kleiner sein als der der Arbeitsrolle derselben Triebwerksgruppe. Beispielsweise gilt für Stufe M5 ein Seilrollendurchmesser D ≥ 22,4 d und für Stufe M6 D ≥ 28 d.
Aussonderungskriterien für Kran-Drahtseile
Ein Drahtseil ist auszusondern, wenn eines der folgenden Kriterien erfüllt ist: ① Die Anzahl der Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge erreicht den in der Norm festgelegten Wert (bei sechslitzigen Seilen etwa 10 % Drahtbruchrate); ② Die Drahtbrüche konzentrieren sich auf eine einzelne Litze und überschreiten 50 % der Drähte dieser Litze; ③ Die Durchmesserreduzierung des Drahtseils erreicht 7 % (Faserkern) bzw. 5 % (Stahlkern) des Nenndurchmessers; ④ Eine örtlich deutliche Durchmesserreduzierung von 3 % des Nenndurchmessers festgestellt wird; ⑤ Ein Litzenbruch auftritt – sofortige Aussonderung erforderlich; ⑥ Das Drahtseil weist schwere Korrosion, Verschleiß, Verformung oder Knotenbildung auf.
Vergleichstabelle zur Drahtseilauswahl
| Triebwerksgruppe | Mindest-Sicherheitsfaktor | Mindestverhältnis Trommel D/d | Mindestverhältnis Rolle D/d |
|---|---|---|---|
| M1 – M3 (leicht) | 4,0 | ≥ 18 | ≥ 14,4 |
| M4 | 4,5 | ≥ 20 | ≥ 16 |
| M5 | 5,0 | ≥ 25 | ≥ 20 |
| M6 (schwer) | 6,0 | ≥ 30 | ≥ 24 |
| M7 (sehr schwer) | 7,0 | ≥ 35 | ≥ 28 |
| M8 (extrem schwer) | 9,0 | – | – |
| DrahtseilDurchmesser | MinimumBruch(kN) | M5zulässig(kN) | M6zulässig(kN) | TrommelD(mm) | RolleD(mm) | empfohlenTragfähigkeit |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 8mm | 37.6 | 7.5 | 6.3 | 160 | 179 | ≤0.5t |
| 11mm | 67.4 | 13.5 | 11.2 | 220 | 246 | ≤1t |
| 15mm | 132 | 26.4 | 22.0 | 300 | 336 | ≤2.5t |
| 20mm | 225 | 45.0 | 37.5 | 400 | 448 | ≤5t |
| 24mm | 328 | 65.6 | 54.7 | 480 | 538 | ≤10t |
| Kelude-Empfehlung | CD1StandardausführungM5Sicherheitsfaktor5.0,QD-Typnach ArbeitsklasseAusführungM5~M7 | |||||
Häufige Fragen zum Hubseil des Elektroseilzugs
F: Warum reicht der Seilsicherheitsfaktor von 4,0 bei M1 bis 9,0 bei M8?
A: Eine höhere Triebwerksgruppe bedeutet eine höhere Nutzungshäufigkeit und Lastrate, wodurch die Biegeermüdungszyklen des Drahtseils zunehmen. Bei Kränen der Klasse M8 können über 1.000.000 Arbeitsspiele pro Jahr erreicht werden. Ein Sicherheitsfaktor von 9,0 stellt sicher, dass das Drahtseil vor Erreichen der Ermüdungslebensdauer nicht durch Drahtbruch versagt. Bei niedrigeren Stufen sind die Arbeitszyklen geringer, sodass ein niedrigerer Sicherheitsfaktor für die Auslegungslebensdauer ausreicht.
F: Ab welcher Durchmesserreduzierung muss das Drahtseil ausgesondert werden?
A: Gemäß der Norm muss ein Drahtseil mit Faserkern bei einer Durchmesserreduzierung von 7 % des Nenndurchmessers ausgesondert werden, bei einem Drahtseil mit Stahlkern (IWRC) bereits bei 5 %. Zusätzlich gilt: Wenn lokal eine deutliche Durchmesserreduzierung von 3 % des Nenndurchmessers auftritt, muss dieser Abschnitt ebenfalls entsorgt werden – auch wenn der Gesamtdurchmesser noch im zulässigen Bereich liegt. Die Durchmesserreduzierung wird in der Regel durch innere Drahtbrüche oder Schädigung des Seilkerns verursacht.
F: Nach welcher Norm wird das Hubseil des Elektroseilzugs ausgewählt?
A: Das Hubseil für das Hubwerk des Elektrohebezeugs wird gemäß der Norm GB/T 24814-2009 ausgewählt. Die Triebwerksgruppe von Elektrohebezeugen der Typen CD1/MD1 liegt üblicherweise bei M4~M5, der Sicherheitsfaktor beträgt 4,5 bis 5,0. Bei einem 1-t-Elektrohebezeug wird üblicherweise ein 11-mm-Drahtseil verwendet, bei 3 t ein 13-mm-Seil, bei 5 t ein 15-mm-Seil und bei 10 t ein 20-mm-Seil. Die Hubseile der Elektrohebezeuge von Kelude werden einheitlich mit einem Sicherheitsfaktor von 5,0 gemäß M5 ausgelegt.
F: Ab welchem Drahtbruch muss das Seil ausgesondert werden?
A: Die Verschrottung erfolgt, wenn die Anzahl der Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge (etwa das 6-fache des Drahtseildurchmessers) die in der Tabelle angegebenen Werte erreicht. Bei einem Drahtseil der Struktur 6×19 ist das Seil zu verschrotten, wenn innerhalb von 6d 12 Drähte und innerhalb von 30d 24 Drähte gebrochen sind. Konzentrieren sich die Drahtbrüche auf eine Litze und machen dort mehr als 50 % der Stahldrähte dieser Litze aus, ist das Seil ebenfalls sofort zu verschrotten. Eine solche Häufung von Drahtbrüchen deutet auf eine starke lokale Spannungskonzentration hin, bei der sich Risse schnell ausbreiten.
