Geschmiedete Lasthaken nach GB/T 10051.3-2010

DIN 15018 – Teil 3 ist der dritte Teil der Normenreihe für Lasthaken und legt spezifische Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften sowie die statische Belastungsprüfung geschmiedeter Haken fest. Als zentrales Lastaufnahmemittel des Krans sind die Werkstoffeigenschaften und die Tragfähigkeit des Hakens unmittelbar für die Sicherheit von Hebe- und Transportvorgängen verantwortlich. Dieser Beitrag erläutert die Kerninhalte der Norm im Detail.

Normative Einordnung und Hakenklassifizierung

DIN 15018 – Teil 3 ist der dritte Teil der Normenreihe DIN 15018 „Lasthaken“ und wird in Verbindung mit Teil 1 (allgemeine technische Bedingungen) und Teil 2 (technische Bedingungen für geschmiedete Haken) verwendet. Die Norm definiert zwei Bauarten geschmiedeter Haken: den Schafthaken (Befestigung über eine Hakenmutter am Hakenquerträger) und den Ringhaken (Verbindung über eine Ringöse). Nach der Querschnittsform des Hakenschafts wird zwischen Einfacher Haken und Doppelhaken (C-Haken) unterschieden. Der kritische Querschnitt des Hakenschafts kann als Trapezquerschnitt oder T-förmiger Querschnitt ausgeführt sein. Der Tragfähigkeitsbereich der Haken umfasst 0,25 t bis 320 t, eingeteilt in 15 Größeklassen. Der Vorteil geschmiedeter Haken liegt in der kontinuierlichen Metallflusslinie entlang der Hakenkontur, die eine hervorragende Dauerfestigkeit und Zähigkeit gewährleistet – ohne das Risiko von Schichtablösungen, wie es bei Lamellenhaken auftreten kann.

Technische Anforderungen

Die Norm stellt hohe Anforderungen an Werkstoff, mechanische Eigenschaften und Fertigungsverfahren geschmiedeter Haken:

Werkstoff – Geschmiedete Haken sind aus hochwertigem Baustahl oder legiertem Stahl herzustellen. Gebräuchliche Werkstoffgüten sind DG20 (Sonderstahl für Haken, vergleichbar mit C22) und DG34CrMo (legierter Hakenstahl). Der Werkstoff muss eine gute Plastizität und Tieftemperaturzähigkeit aufweisen; der Kohlenstoffgehalt darf ≤ 0,25 % betragen (Gewährleistung von Schweißbarkeit und Zähigkeit), P- und S-Gehalt jeweils ≤ 0,025 %. Für jedes Werkstück sind die chemische Zusammensetzung und die mechanischen Eigenschaften nachzuweisen.

Schmiedeverfahren – Die Haken sind im Gesenkformen herzustellen. Das Schmiedeverhältnis muss mindestens 3:1 betragen (Verhältnis von Ausgangs- zu Endquerschnitt), um eine durchgehende Metallflusslinie entlang der Hakenkontur sicherzustellen (ein Abschneiden der Flusslinien im kritischen Querschnitt ist nicht zulässig). Schmiedetemperaturbereich: Anfangsschmiedetemperatur 1.150–1.200 °C, Endschmiedetemperatur ≥ 850 °C. Nach dem Schmieden ist eine Wärmebehandlung durch Normalglühen (850–900 °C, Luftabkühlung) und Anlassen (550–650 °C, Luft- oder Ofenabkühlung) durchzuführen, um Schmiedespannungen zu beseitigen und das Korn zu verfeinern.

Mechanische Eigenschaften – Jeder fertige Haken ist einer mechanischen Prüfung zu unterziehen: Streckgrenze ≥ 335 MPa (DG20) bzw. ≥ 685 MPa (DG34CrMo); Zugfestigkeit ≥ 470 MPa bzw. ≥ 785 MPa; Bruchdehnung δ ≥ 22 % bzw. ≥ 14 %; Brucheinschnürung ψ ≥ 45 % bzw. ≥ 40 %; Kerbschlagarbeit KV₂ (−20 °C) ≥ 34 J. Härte: Oberflächenhärte des Hakenschafts HB 140–187 (DG20) bzw. HB 210–270 (DG34CrMo).

Konstruktionsmaße und Auslegungsparameter

Die Norm standardisiert die wesentlichen Konstruktionsmaße geschmiedeter Haken: Hakenöffnung (Öffnungsgröße) – am Beispiel eines 5-t-Hakens beträgt die Öffnungsbreite ca. 60 mm; Biegeradius – der innere Biegeradius des Hakens muss mindestens das 2,5-fache des Drahtseildurchmessers betragen; Querschnittsfläche des kritischen Hakenschaftquerschnitts – Auslegung auf die 4- bis 5-fache sichere Arbeitslast der Nenntragfähigkeit. Der Durchmesser des Hakenschafts (gerader Teil) ist auf die 3- bis 4-fache sichere Arbeitslast der Nenntragfähigkeit auszulegen. Hakenmutter und Sicherung – der Haken muss über eine gegen Lösen gesicherte Mutternverriegelung verfügen (Splint oder Unterlegscheibe mit Laschenprägung); die Mutternhöhe muss mindestens das 0,8-fache des Gewindedurchmessers betragen. Die Hakenspitze ist mit einer Hakensicherung (Zunge oder Federklappe) auszustatten, um ein ungewolltes Austreten des Anschlagmittels zu verhindern.

Prüfung und Inspektion

Die Norm schreibt vor, dass jeder geschmiedete Haken folgenden Prüfungen und Inspektionen zu unterziehen ist:

Analyse der chemischen Zusammensetzung – Für jedes Werkstück sind die Gehalte an C, Si, Mn, P, S, Cr, Ni, Mo usw. zu bestimmen.

Prüfung der mechanischen Eigenschaften – Aus derselben Charge (gleiche Schmelze) und gleichen Spezifikation ist ein Haken für Zug- und Schlagversuch zu entnehmen.

Statische Belastungsprüfung – Jeder fertige Haken ist einer statischen Belastungsprüfung zu unterziehen. Die Prüflast beträgt das 2-fache der Nenntragfähigkeit (allgemeine Haken) bzw. das 2,5-fache (Haken für Gefahrgutumschlag), die Haltezeit ≥ 5 min. Nach der Prüfung ist die Restverformung der Hakenöffnung zu messen (die Öffnungszunahme darf 0,25 % der ursprünglichen Öffnungsgröße nicht überschreiten). Die statische Belastungsprüfung ist das direkteste Verfahren zur Bewertung der Tragfähigkeit des Hakens.

Zerstörungsfreie Prüfung – Die Hakenoberfläche ist einer Magnetpulverprüfung (MT) zu unterziehen, um Oberflächenfehler wie Schmiederisse, Überlappungen und Haarlinien zu erkennen. Die Übergangszonen an beiden Enden des Hakenschafts sind einer Ultraschallprüfung (UT) zu unterziehen, um innere Einschlüsse und Risse zu erfassen. Zulässigkeitskriterien MT: Keine Risse und keine linearen Anzeigen zulässig. Zulässigkeitskriterien UT: Keine Fehlersignale größer als das Äquivalent einer Flachbodenbohrung von Φ2 mm.

Härteprüfung – Bei jedem Haken wird die Brinellhärte (HB) an der Oberfläche des Hakenschafts geprüft. An drei Querschnitten des Hakenschafts wird jeweils ein Messpunkt gesetzt. Die Härtewerte müssen innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegen, wobei die Differenz zwischen den drei Messpunkten 30 HB nicht überschreiten darf.

Aussonderkriterien für Lasthaken

Die Norm definiert eindeutige Aussonderungskriterien für Lasthaken im Einsatz. Ein Haken ist unverzüglich zu verschrotten und zu ersetzen, wenn einer der folgenden Zustände eintritt: 1) Risse – jegliche Risse an der Oberfläche oder im Inneren (durch Sichtprüfung oder ZfP festgestellt); 2) Verformung der Hakenöffnung – die Öffnungsgröße weist eine bleibende Verformung auf, die mehr als 5 % des ursprünglichen Maßes beträgt (messbar mit einem Messschieber); 3) Torsionsverformung – der Verdrehwinkel des Hakenschafts übersteigt 10° (messbar mit einem Winkelmesser); 4) Verschleiß – der Verschleißbetrag am kritischen Querschnitt (der dünnsten Stelle des Hakenschafts) übersteigt 5 % des ursprünglichen Maßes; 5) Korrosion – starke Oberflächenkorrosion mit Grübchenbildung oder ein Querschnittsverlust von mehr als 5 %; 6) Hitzeschäden – Oberflächenverfärbung durch Lichtbogeneinwirkung oder Flammenerhitzung; 7) Plastische Verformung – deutlich sichtbare Biegung oder Verdrehung des Hakens. Die Verschrottung eines Lasthakens ist endgültig – der Haken ist nicht reparierbar und muss bei Feststellung eines Kriteriums sofort ersetzt werden. Reparaturmaßnahmen wie Nachschweißen sind strikt untersagt.

Mechanische Eigenschaften von geschmiedeten Lasthaken im Vergleich

Die folgende Vergleichstabelle zeigt die zentralen Parameter und Konfigurationen der mechanischen Eigenschaften von geschmiedeten Lasthaken und dient als Referenz für Auswahl und Einsatz.

Häufige Fragen