Drahtseilprüfung und Aussonderkriterien für Krane nach ISO 4309
DIN EN ISO 4309:2017 – Drahtseile für Krane – Wartung, Inspektion und Verschrottung ist die maßgebliche Norm für das Management von Kran-Drahtseilen über den gesamten Lebenszyklus. Die Norm legt die tägliche Prüfung, die regelmäßige Inspektion, die Aussonderungskriterien sowie die Wartungsanforderungen für Drahtseile fest und ist damit die wichtigste Grundlage für die sichere Verwendung von Kran-Drahtseilen.
DIN EN ISO 4309:2017 übernimmt die internationale Norm ISO 4309:2010 und gilt als allgemeingültige Norm für Wartung, Inspektion und Verschrottung von Kran-Drahtseilen. Das Drahtseil ist das kritischste und zugleich am stärksten verschleißanfällige Sicherheitsbauteil im Hubwerk eines Krans – es trägt die gesamte Last und wird während des Betriebs ständig gebogen und beansprucht. Ein Drahtseilbruch zählt zu den schwerwiegendsten Sicherheitsvorfällen an Kranen. Die Norm gilt für die tägliche Prüfung, die regelmäßige Inspektion und die Aussonderung von Drahtseilen aller Kranarten und ist ein Grundlagenwerk, das das Bedienpersonal und das Wartungspersonal sicher beherrschen müssen. Die Kelude Schwerindustrie wendet diese Norm bei der Auswahl und Konfiguration der Drahtseile für ihre Werkskrane an und bietet Schulungen zum Betrieb und zur Wartung der Drahtseile an.
Tägliche Prüfung der Drahtseile
Die Norm legt fest, dass die tägliche Prüfung des Drahtseils vom Bedienpersonal vor jeder Arbeitsschicht durchzuführen ist. Die Prüfung erfolgt durch Sichtkontrolle in Verbindung mit manueller Tastung, um den Oberflächenzustand des Drahtseils zu beurteilen. Der Inspektionsumfang umfasst: die ordnungsgemäße Aufwicklung des Drahtseils auf der Trommel – eine unregelmäßige Aufwicklung führt zu gegenseitiger Pressung und beschleunigtem Verschleiß. Ferner ist auf sichtbare Drahtbrüche zu achten – werden innerhalb einer Schlaglänge Drahtbrüche festgestellt, sind die Bruchstellen mit einem Filzstift zu markieren und die Anzahl der Drahtbrüche zu dokumentieren. Die Oberfläche des Drahtseils ist auf Verschleiß und Korrosion zu prüfen – der Drahtseildurchmesser wird mit einem Messschieber in einem Abstand von mindestens 2 m vom Seilende gemessen. Der Fettzustand der Seiloberfläche ist zu kontrollieren – ein ausgetrocknetes oder fehlendes Schmierfett deutet auf unzureichende Schmierung hin und erfordert eine Nachschmierung. Die Führung des Drahtseils in der Seilrille der Rolle ist zu überprüfen – ein seitliches Austreten des Seils aus der Rille führt zu Verschleiß an den Rillenflanken und zu Quetschverformungen des Seils. Werden bei der täglichen Prüfung eine rasche Zunahme der Drahtbrüche oder eine plötzliche Durchmesserreduzierung festgestellt, ist unverzüglich eine eingehende Inspektion zu veranlassen.
Die Schmierwartung des Drahtseils ist ebenfalls ein wesentlicher Bestandteil der täglichen Prüfung. Die Norm verlangt, dass das Drahtseil in Abhängigkeit von Einsatzhäufigkeit und Umgebungsbedingungen regelmäßig geschmiert wird – in der Regel wöchentlich oder nach jeweils 100 Betriebsstunden. Bei hohen Temperaturen, Staub oder korrosiven Umgebungsbedingungen ist die Schmierfrequenz auf zwei- bis dreimal pro Woche zu erhöhen. Vor dem Schmieren sind Schmutz und altes Fett von der Seiloberfläche zu entfernen. Als Schmierstoff ist ein spezielles Drahtseilfett zu verwenden, dessen Eigenschaften mit den Empfehlungen des Seilherstellers übereinstimmen müssen; es soll eine gute Penetrations- und Haftfähigkeit aufweisen und keine korrosiven Bestandteile enthalten. Beim Schmieren ist darauf zu achten, dass das Fett vollständig in den Seilkern und die Zwischenräume zwischen den Litzen eindringt. Die Schmierung kann im Streich-, Sprüh- oder Tropfverfahren erfolgen. Nach dem Schmieren ist zu prüfen, ob ein gleichmäßiger Fettfilm auf der Seiloberfläche vorhanden ist und keine Stellen ausgelassen wurden. Die Verwendung von säure- oder alkalihaltigen Schmierstoffen ist untersagt, da diese die Korrosion des Drahtseils beschleunigen.
Aussonderungskriterien für Drahtseile
Der Kerninhalt der Norm sind die Aussonderungskriterien für Drahtseile. Das Drahtseil ist auszusondern, wenn einer der folgenden Zustände eintritt: Drahtbrüche – überschreitet die Anzahl der Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge 10 % der Gesamtdrahtzahl (z. B. bei einer Konstruktion 6×19 mehr als 6 Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge). Durchmesserreduzierung – beträgt die gemessene Verringerung des Drahtseildurchmessers gegenüber dem Nenndurchmesser mehr als 7 % (bei drehungsarmen Seilen mehr als 3 %). Korrosion – deutliche Rostbildung, Narbenbildung auf der Oberfläche oder innere Korrosion, die zu einer gleichmäßigen Durchmesserreduzierung führt. Verformung – plastische Verformungen wie Welligkeit, Korb- oder Lampionbildung, Torsion, Quetschung oder Austritt des Seilkerns. Thermische Schädigung – Verfärbung des Seils durch Hitzeeinwirkung oder Lichtbogeneinwirkung. Die Norm legt ferner fest, dass bei Drahtseilen im Bereich des Seilrillengrundes konzentrierte Drahtbrüche in einer einzelnen Litze (lokale Drahtbruchkonzentration) früher zur Aussonderung führen als gleichmäßig verteilte Brüche. In Bereichen nahe der Trommel und der Rollen, wo die Biegeermüdung zu einer Häufung von Drahtbrüchen führt, wird eine Verkürzung des Inspektionsintervalls empfohlen.
Die quantitativen Kennwerte für die verschiedenen Aussonderungsbedingungen sind in detaillierten Tabellen in der Norm aufgeführt. Bei der Beurteilung von Drahtbrüchen ist zwischen sichtbaren Brüchen (Drahtenden ragen aus der Seiloberfläche heraus) und verdeckten Brüchen (Drahtenden ragen nicht heraus, nur mit elektromagnetischen Rissprüfgeräten erkennbar) zu unterscheiden. Die Durchmessermessung ist im unbelasteten Zustand in einem Abstand von mindestens 2 m vom Seilende in zwei zueinander senkrechten Richtungen durchzuführen; der Mittelwert ist zu bilden. Die Durchmesserreduzierung ist das Ergebnis von äußerem und innerem Verschleiß. Zur Beurteilung des Korrosionsgrades müssen die Litzen geöffnet und der Zustand der inneren Stahldrähte beurteilt werden; innere Korrosion ist gefährlicher als Oberflächenkorrosion, da sie mit bloßem Auge nicht erkennbar ist. Auf der Wartungskarte des Drahtseils sind bei jeder Inspektion die Anzahl der Drahtbrüche, die Messwerte des Durchmessers und die wesentlichen Feststellungen zu dokumentieren, um eine Trendanalyse zu ermöglichen. Nach der Verschrottung und dem Ersatz des Drahtseils sind Typ, Spezifikation, Hersteller und Montagedatum des neuen Seils zu erfassen.
Lagerung und Montage von Drahtseilen
Die Norm stellt auch Anforderungen an Lagerung und Montage von Drahtseilen. Drahtseile sind in einem trockenen, gut belüfteten Lager aufzubewahren, mit direktem Boden- und Wandkontakt ist Feuchtigkeit und Korrosion zu vermeiden. Während der Lagerung ist die Verpackung in regelmäßigen Abständen zu prüfen; festgestellte Korrosion ist umgehend zu behandeln. Seiltrommeln sind horizontal auf ebenem Untergrund zu lagern und dürfen nicht gestapelt werden. Bei der Montage ist das äußere Seilende auf der Trommel über eine Länge von 1–2 m abzulängen, bevor das Drahtseil an der Krantrommel angeschlagen wird, da der äußerste Seilabschnitt während Transport und Lagerung beschädigt worden sein kann. Die Befestigung des Drahtseils auf der Trommel hat gemäß den Herstellerangaben zu erfolgen, entweder mittels Klemmplatte oder Keil, wobei die Festigkeit der Befestigung mindestens 80 % der Bruchkraft des Drahtseils betragen muss. Nach der Montage ist das neue Drahtseil über mehrere Zyklen unter Leichter Last zu betreiben, damit sich die einzelnen Litzen gleichmäßig setzen können. Darüber hinaus empfiehlt die Norm, bei Drahtseilen für anspruchsvolle Einsatzbereiche (z. B. Hubseile von Metallurgiekranen) vor der Montage eine Stichprobenprüfung der Bruchkraft durchzuführen, um sicherzustellen, dass die tatsächliche Bruchkraft den Nennwert nicht unterschreitet.
Inspektionsintervalle und Dokumentationspflichten
Die Norm legt die Inspektionsintervalle für Drahtseile in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen und der Triebwerksgruppe fest. Die Tägliche Prüfung wird vom Bedienpersonal in jeder Schicht durchgeführt. Die Wiederkehrende Prüfung obliegt dem Wartungspersonal; das Intervall richtet sich nach der Triebwerksgruppe: A1–A4 monatlich, A5–A6 halbmonatlich, A7–A8 wöchentlich. Bei Drahtseilen, die in Umgebungen mit hohen Temperaturen oder korrosiver Atmosphäre eingesetzt werden, ist das Inspektionsintervall auf die Hälfte des normalen Zyklus zu verkürzen. Die Ergebnisse jeder gründlichen Untersuchung sind in der Seilnachweiskarte zu dokumentieren. Diese umfasst: Gerätebezeichnung, Drahtseiltyp, Spezifikation und Hersteller, Montage- und Verschrottungsdatum, jedes Inspektionsdatum mit Anzahl und Verteilung der Drahtbrüche, Durchmessermessung und Verschleißprozentsatz, Korrosions- und Verformungszustand, Schmierung sowie Unterschrift des Inspektors. Die Nachweiskarte ist in der Geräteakte aufzubewahren, und zwar mindestens ein Jahr über die Verschrottung des Drahtseils hinaus. Eine Trendanalyse der dokumentierten Daten ermöglicht eine Prognose der Restlebensdauer des Drahtseils, sodass der Austausch rechtzeitig geplant und ein unerwarteter Seilbruch vermieden werden kann.
Aussonderkriterien für Drahtseile im Überblick
Die folgende Vergleichstabelle zeigt die Kernparameter der Aussonderkriterien für Drahtseile und dient zur Referenz für Auswahl- und Bedienpersonal.
| Drahtseil Typ | Aussonderkriterien Zustand | Inspektionsmethoden | Beurteilungskriterien |
|---|---|---|---|
| Kreuzschlagdrahtseil | gleichläufig Drahtbruch≥4Stück(10d)/≥8Stück(30d) | Sichtprüfung+Drahtbruch Prüfgerät | GB/T 5972-2016 |
| Gleichschlagdrahtseil | gleichläufig Drahtbruch≥2Stück(10d)/≥4Stück(30d) | Sichtprüfung+Drahtbruch Prüfgerät | GB/T 5972-2016 |
| Drahtseildurchmesser Verringerung | Durchmesserreduzierung≥Nenndurchmesser7% | Messschieber Messung | GB/T 5972-2016 |
| Drahtseil Korrosion | Außenschicht Stahldraht Korrosiondeutlich+Drahtbruch | Sichtprüfung+Maßmessung | GB/T 5972-2016 |
| Drahtseil Verformung | Knick/Quetschung/Knoten/Kernfreilegung | Sichtprüfung | sofort Verschrottung |
Häufige Fragen zur Drahtseilprüfung
F: Ab wie vielen Drahtbrüchen innerhalb einer Schlaglänge muss das Drahtseil verschrottet werden?
A: Gemäß DIN 15020 ist ein Drahtseil zu verschrotten, wenn die Anzahl der Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge 10 % der Gesamtdrahtzahl überschreitet. Bei einer 6×19-Seilkonstruktion (114 Drähte) bedeutet dies, dass das Seil bei mehr als 11 Drahtbrüchen innerhalb einer Schlaglänge ausgetauscht werden muss.
F: Wie wird der Drahtseildurchmesser korrekt gemessen?
A: Der Seildurchmesser wird mit einem Messschieber im unbelasteten Zustand ermittelt. Die Messung erfolgt mindestens 2 m vom Seilende entfernt an zwei senkrecht zueinander stehenden Stellen; der Mittelwert beider Messungen ist maßgebend. Die Klemmbacken des Messschiebers sind dabei an der größten Durchmesserstelle des Seils anzusetzen (über den Seilrillen zwischen zwei Litzen).
F: Welche Funktion hat die Drahtseilschmierung?
A: Die Drahtseilschmierung erfüllt mehrere Aufgaben: Sie reduziert die Reibung und den Verschleiß zwischen den einzelnen Drähten, schützt vor innerer Korrosion, verhindert das Austrocknen des Seilkerns und verlängert dadurch die Lebensdauer des Drahtseils. Am besten eignet sich hierfür ein spezielles Drahtseilfett.
F: Muss ein Drahtseil mit Welligkeit zwingend verschrottet werden?
A: Ja. Eine Welligkeit des Drahtseils deutet auf eine bleibende Schädigung der inneren Struktur hin; bei weiterer Verwendung besteht die Gefahr eines plötzlichen Seilbruchs im Betrieb. Das Beurteilungskriterium für Welligkeit lautet: Ist die Wellenhöhe kleiner als ein Drittel des Seildurchmessers, ist das Seil zu verschrotten.
