Drahtseilauswahl, Montage und Aussondern nach GB/T 24811.1-2009

DIN EN 13000 – Teil 1 ist der erste Teil der Normenreihe für Kranseile und regelt umfassend die Auswahlprinzipien, Montageverfahren und Aussonderkriterien. Das Drahtseil ist das zentrale tragende Bauteil des Hubwerks; seine sichere Verwendung steht in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit von Personal und Anlagen. Im Folgenden werden die wesentlichen Anforderungen der Norm erläutert.

Standardpositionierung und Seilklassifizierung

DIN EN 13000 – Teil 1 gilt für die Auswahl, Montage und Wartung von Drahtseilen für Krane in Brücken-, Portal-, Turm-, Mobil- und Auslegerbauart. Die Norm klassifiziert Drahtseile nach ihrer Konstruktion: einlagige Seile (1×7, 1×19, 1×37 usw.), zweilagige Seile (6×7, 6×19, 6×37 als gängige Typen) und dreilagige Seile. Nach der Schlagrichtung wird zwischen rechtsgängigem Kreuzschlag (ZS), linksgängigem Kreuzschlag (SZ), rechtsgängigem Gleichschlag (ZZ) und linksgängigem Gleichschlag (SS) unterschieden. Für Hubwerke von Kranen sind die Typen 6×37+FC (Faserkern, 6 Litzen à 37 Drähte) und 6×19W+IWR (unabhängiges Drahtseil als Kern, 6 Litzen à 19 Drähte, Warrington-Konstruktion) am gebräuchlichsten. Die Seilkernvarianten umfassen Faserkern (FC), Naturfaserkern (NFC), Synthetikfaserkern (SFC) und Drahtseilkern (WSC/IWR). Seile mit Faserkern zeichnen sich durch gute Flexibilität aus, sind jedoch weniger druckfest – geeignet für Mehrlagenwicklung auf der Trommel. Seile mit Drahtseilkern bieten höhere Festigkeit und bessere Druckfestigkeit und eignen sich für Einlagenwicklung bei Kranen großer Tragfähigkeit.

Berechnung und Auswahl des Drahtseils

Die Norm legt fest, dass die Mindestbruchkraft F_min des Drahtseils und die maximale Arbeitslast S_max folgender Beziehung genügen müssen: F_min ≥ S_max × n, wobei n der Sicherheitsfaktor ist. Die Sicherheitsfaktoren für verschiedene Kranmechanismen: Hubwerk n=4~6 (nach Arbeitsklasse A1~A8 entsprechend 4~6); Hubwerk von Greiferkranen n=5~6; Hubwerk von Turmkranen n≥5; Hubwerk von Mobilkranen n≥3,5 (unter Berücksichtigung des Überlastschutzes des hydraulischen Systems); Teleskopiermechanismus des Auslegers n≥4; Fahrwerksmechanismus der Laufkatze n≥3,5. Die Wahl des Sicherheitsfaktors basiert auf der Arbeitsklasse des Krans, der Gefährdungsstufe der Last und der Nutzungshäufigkeit. Bei Kranen für den Transport von flüssigem Metall, Atommüll oder anderen Gefahrgütern ist der Sicherheitsfaktor um 1~2 zu erhöhen.

Die Berechnung der maximalen Arbeitslast S_max: S_max = (Q + q) / (m × η), wobei Q die Nenntragfähigkeit, q das Eigengewicht des Lastaufnahmemittels, m das Lastvielfaches des Rollenblocks und η der Wirkungsgrad der Rollen ist (Wälzlager η≈0,97~0,98, Gleitlager η≈0,95~0,96).

Montage und Wartung von Drahtseilen

Die Montagequalität des Drahtseils beeinflusst direkt seine Lebensdauer. Die Norm stellt klare Anforderungen an Montage und Wartung: Vor der Montage ist das Drahtseil abschnittsweise auf äußere Fehler zu prüfen (Drahtbrüche, Knoten, Quetschungen, Lichtbogenbeschädigungen usw.); Seile mit erkennbaren Mängeln dürfen nicht verwendet werden. Beim Ablängen ist darauf zu achten, dass das Seil nicht knotet oder sich verdreht; ein Drehausgleicher sollte verwendet werden, um Eigenspannungen im Seil abzubauen. Beim Eintreiben darf der Ablenkwinkel des Seils an Rolle und Trommel 1,5°~2° nicht überschreiten (bei nicht parallelen Achsen von Trommel und Rolle entsteht Reibung). Die Endbefestigung des Seils muss mit Keilklemmverbindung oder Befestigung mit Klemmplatten erfolgen; die Bruchfestigkeit an der Befestigungsstelle muss mindestens 80 % der Mindestbruchkraft des Seils betragen.

Neue Drahtseile zeigen in der Anfangsphase eine konstruktionsbedingte Dehnung (ca. 0,1 %~0,5 % der Seillänge). Nach 24 Stunden Betrieb sollte die Seilspannung neu eingestellt und die Festigkeit der Endbefestigungen überprüft werden. Das Drahtseil ist regelmäßig zu schmieren; das Schmiermittel muss mit der Seilkonstruktion kompatibel sein. Beim Lauf über Rollen und Trommeln sollte das Seil im sauberen Zustand geölt werden (Ölfilmdicke ca. 0,5 mm, Schmierintervall mindestens einmal monatlich).

Aussonderkriterien für Drahtseile

Die Norm definiert detaillierte Aussonderkriterien für Drahtseile, die sich auf folgende sechs Bewertungsindikatoren stützen:

Anzahl und Verteilung der Drahtbrüche – Erreicht die Anzahl der Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge 10 % der Gesamtdrahtzahl, ist das Seil auszusondern (z. B. bei 6×37-Seilen ≥ 22 Drahtbrüche innerhalb einer Schlaglänge). Bei konzentrierten Brüchen (z. B. 50 % der Drähte einer Litze) oder einem kompletten Litzenbruch ist das Seil sofort auszusondern.

Durchmesserreduzierung – Eine Reduzierung des Nenndurchmessers um mehr als 7 % (bezogen auf den Nenndurchmesser) führt zur Aussonderung. Die Durchmesserreduzierung entsteht durch äußeren Verschleiß und innere Korrosion; die Messung erfolgt im lastfreien Zustand in mindestens 2 m Abstand vom Seilende.

Korrosion – Sichtbare äußere Korrosion (Oberflächenoxidation, Abblätterung, Narbenbildung) oder innere Korrosion (durch Sondenprüfung feststellbare Rostspuren im Seilkern) führt zur Aussonderung. Korrosion ist gefährlicher als Drahtbrüche, da sie alle Drähte schwächt und nicht nur lokal wirkt.

Verformung – Strukturelle Verformungen wie Welligkeit, Laternenbildung, Korb- oder Käfigbildung, Knoten, Quetschungen oder Knicke führen zur Aussonderung. Verformungen reduzieren nicht nur die Seilfestigkeit, sondern verursachen auch abnormalen Verschleiß an Rollen und Trommeln.

Thermische Schäden – Drahtseile mit Lichtbogeneinwirkungen, Flammeneinwirkung oder Überhitzungsverfärbungen (Anlassfarben – blau oder gelb) sind sofort zu verschrotten. Thermische Schäden führen zu einer lokalen Glühung des Stahldrahts, wodurch die Festigkeit drastisch abnimmt, ohne dass dies äußerlich leicht erkennbar ist.

Elastizitätsverlust – Bei einer Durchmesserreduzierung des Drahtseils in Verbindung mit einem deutlichen Elastizitätsverlust (steifes Gefühl, mangelnde Anpassung des Drahtseils an die Rolle beim Biegen) ist das Seil zu verschrotten.

Tägliche Inspektion des Drahtseils

Die Normforderungen schreiben vor, dass das Bedienpersonal und das Wartungspersonal das Drahtseil täglich einer Sichtprüfung unterziehen. Der Inspektionsumfang umfasst den allgemeinen Zustand des Drahtseils (Drahtbruch, Verformung, Korrosion, Schmierung), wobei die Verbindungsstellen zur Trommel, die Bereiche um die Rollen sowie die Passagen über Ausgleichsrollen und durch Verdrehsicherungen besonders zu beachten sind. Erreicht die Lebensdauer des Drahtseils 75 % der Auslegungslebensdauer (berechnet nach kumuliertem Heben oder Betriebsstundenzähler), ist die Inspektionshäufigkeit auf zweimal wöchentlich zu erhöhen. Die Inspektion des Drahtseils ist zu dokumentieren; der Dokumentationsumfang umfasst mindestens: Gerätenummer, Drahtseilnummer und -spezifikation, Montagedatum, kumulierte Betriebszeit (Stunden oder Anzahl der Hubvorgänge), Datum und Ergebnis jeder Inspektion sowie Datum und Grund der Aussonderung. Kelude bietet Konfigurationsempfehlungen für Kran-Drahtseile sowie regelmäßige Inspektionsdienste an, um die sichere Verwendung des Drahtseils jederzeit zu gewährleisten.

Auswahl, Montage und Aussonderkriterien für Drahtseile im Überblick

Die folgende Vergleichstabelle fasst die zentralen Parameter für die Auswahl, Montage und Verschrottung von Drahtseilen zusammen und dient als Referenz für die Auswahl und das Bedienpersonal.

Häufige Fragen