ISO 21936:2020 Kran-Zustandsüberwachung Normeninterpretation
ISO 21936:2020 „Zustandsüberwachung und Fehlerdiagnose von Kranen“ ist die technische Norm für die Zustandsüberwachung von Kranen. Die Norm legt die Überwachungskonzepte für die Stahlkonstruktion, die mechanischen Systeme und das elektrische System von Kranen fest, einschließlich der Anforderungen an die Parametererfassung, der Methoden zur Fehlerdiagnose sowie der Strategien für die prädiktive Wartung. Sie deckt zentrale technische Verfahren wie Vibrations-, Temperatur-, Spannungs- und Ölanalyse ab.
Überwachungsparameter und Messkonzepte
Die Zustandsüberwachung von Kranen umfasst drei Hauptsysteme: Bei der Überwachung der Stahlkonstruktion werden Dehnungsmessstreifen in der Mitte des Hauptträgers eingesetzt, um Spannungen in Spannungskonzentrationszonen zu erfassen, sowie dynamische Beschleunigungssensoren an den Stützbeinen zur Messung der vertikalen und horizontalen Vibrationen. Das mechanische System überwacht den Hubmotor über Temperatur (Pt100) und Vibration am Motorlager, die Getriebe über Öltemperatur, Ölstand und Vibration sowie die Bremse über Verschleiß und Schaltzustand. Das elektrische System erfasst Motorstrom, Spannung, Leistungsfaktor, Temperatur und Feuchtigkeit im Schaltschrank sowie den Isolationswiderstand der Kabel. Die Erfassungsrate für dynamische Parameter beträgt ≥100 Hz, für statische Parameter ≥1 Hz. Die Datenerfassungsgeräte erfüllen die Schutzart IP65 und unterstützen eine lokale Speicherung von ≥7 Tagen mit Offline-Pufferung und Nachübertragung.
Methoden der Fehlerdiagnose und -erkennung
Die Online-Diagnose basiert auf Schwellwertregeln – eine Überschreitung der Vibrationsgrenzwerte löst eine Frühwarnung aus. Die Trendanalyse überwacht die zeitliche Entwicklung der Parameter; so deutet beispielsweise ein monatlich ansteigendes Vibrationsniveau auf eine zunehmende Lagerabnutzung hin. Die Offline-Diagnose nutzt die Schwingungsspektrumanalyse: Bestimmte Frequenzkomponenten lassen sich spezifischen Fehlermustern zuordnen – die Frequenz eines Lagerschadens liegt beim 0,4- bis 0,6-fachen der Drehfrequenz, die Zahneingriffsfrequenz ergibt sich aus der Zähnezahl multipliziert mit der Drehfrequenz. Mittels FFT-Spektrumanalyse lassen sich die defekten Bauteile identifizieren. Die Ölanalyse detektiert Konzentration und Größenverteilung von Metallpartikeln, um Art und Ausmaß des Verschleißes zu bestimmen. Kelude Schwerindustrie bietet Integrationsdienste für Zustandsüberwachungssysteme sowie Fehlerdiagnose-Services an.
| Diagnosemethode | Prinzip | Anwendung |
|---|---|---|
| Schwellwertverfahren | Vibration/Temperaturüberschreitung | Echtzeit-Online-Alarm |
| Trendverfahren | ParameterMonatliche Änderung | VerschleißBeschleunigungFrühwarnung |
| Spektralverfahren | FFTcharakteristische Frequenz | ErkennungStörungBauteil |
| Ölanalyse-Verfahren | Metallpartikelanalyse | BeurteilungVerschleißTyp |
Systemintegration und Wartung
Die Integration des Zustandsüberwachungssystems umfasst die Installation der Sensoren, die Einrichtung der Datenerfassungsgeräte, den Aufbau des Kommunikationsnetzwerks sowie die Konfiguration der Cloud-Plattform. Die monatliche Sensorkalibrierung gewährleistet eine Abweichung von ≤ ±5 %, ergänzt durch eine jährliche umfassende Inspektion des Systems. Die Datenanalyse umfasst Vibrationstrends, Temperaturverläufe und die Erfassung von Ermüdungsschäden und unterstützt so die prädiktive Wartung, indem sie frühzeitig Sensorgenauigkeitsdrift und Leistungsdämpfung der Mechanismen erkennt. Kelude Schwerindustrie bietet einen umfassenden Service über den gesamten Lebenszyklus des Zustandsüberwachungssystems.
| Wartung | Zyklus | Inhalt |
|---|---|---|
| Sensorkalibrierung | monatlich | Abweichung≤±5% |
| Kommunikation | vierteljährlich | SignalFestigkeit |
| SystemInspektion | jährlich | Vollfunktionsprüfung |
| Datensicherung | monatlich | Cloud+Lokal |
Häufige Fragen
F: Welche drei Systeme umfasst die Zustandsüberwachung?
A: Stahlkonstruktion (Spannung und Vibration des Hauptträgers), Mechanik (Temperatur und Vibration von Motor, Getriebe und Bremse) sowie Elektrik (Strom, Isolation, Temperatur und Luftfeuchtigkeit). Dynamisch ≥100 Hz, stationär ≥1 Hz. Speicherung ≥7 Tage mit Offline-Pufferung und Nachübertragung, Schutzart IP65.
F: Welche Online- und Offline-Diagnosemethoden gibt es?
A: Online – Alarmschwellen und Trendanalyse (monatlich steigende Parameter deuten auf beschleunigten Verschleiß hin). Offline – FFT-Spektrumanalyse der Vibration zur Erkennung charakteristischer Frequenzen für Lager- und Zahnradfehler sowie Ölpartikelanalyse zur Bestimmung von Verschleißart und -grad.
F: Welche Alarmschwellen sind üblich?
A: Hauptträgervibration ≤10 mm/s, Motorlager ≥85 °C, Getriebeöltemperatur ≥75 °C, Isolation ≥1 MΩ. Die Trendmethode erfasst monatlich steigende Parameter, um eine anomale Verschleißbeschleunigung frühzeitig zu erkennen.
F: Welche Dienstleistungen bietet Kelude?
A: Kelude bietet Integrationsservices für Zustandsüberwachungssysteme, einschließlich Sensorinstallation, Erfassungsgeräte, Cloud-Plattform-Aufbau sowie Fehlerdiagnose und -analyse.
