Kranseile: Berechnung nach DIN EN 13001-3-2 ist nicht sicher

Krane und andere technische Einrichtungen zum Heben von Lasten müssen sichere Seile haben, damit Lasten nicht abstürzen. Es ist allerdings wiederholt vorgekommen, dass Seile im Betrieb gerissen sind, obwohl sie bei der regelmäßig wiederkehrenden Prüfung für die betreffende Betriebsperiode als sicher eingestuft wurden. Das Sachgebiet Krane und Hebetechnik im Fachbereich Holz und Metall der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) setzt sich dafür ein, die europäische Norm zur Berechnung von Kranseilen zurückzuziehen.

Seile sind nicht dauerfest, sondern müssen regelmäßig ersetzt werden. Ausschlaggebend hierfür ist das Erreichen der sogenannten Ablegereife, die das Ende der sicheren Nutzung markiert. Für Krane ist nach §14 Abs. (2) der Betriebssicherheitsverordnung bzw. §26 der Unfallverhütungsvorschrift Krane (DGUV Vorschrift 52/53) eine wiederkehrende Prüfung durch eine dazu befähigte Person vorgeschrieben. Dabei wird das Seil auf sichtbare Schäden überprüft, die einen Austausch notwendig machen würden. Aus Sicht des Arbeitsschutzes muss das Seil nach der regelmäßig wiederkehrenden Prüfung für die anstehende Betriebsperiode so sicher sein, dass keine Gefährdungen für Personen entstehen.

Die Kriterien für die Ablegereife sind in der DIN ISO 4309 „Krane – Drahtseile – Wartung und Instandhaltung, Inspektion und Ablage“ beschrieben. Darin sind Schäden aufgeführt, die einen sofortigen Austausch des Seils notwendig machen. Unter anderem wird die Ablegereife des Seils erreicht, sobald eine bestimmte Anzahl von Drahtbrüchen in den äußeren Litzen (Drahtbündeln) erkennbar ist. Diese Drahtbrüche treten durch die Ermüdung des Materials auf, wenn das Seil über Seilscheiben umgelenkt und dabei wiederholt gebogen wird.

In der Praxis sind insbesondere bei kleinen Verhältnissen von Seilscheibendurchmesser (D) zu Seildurchmesser (d) und in Zusammenhang mit hochfesten Seilen (Drahtzugfestigkeit ≥ 2160 MPa und Litzenzahl ≥ 8) vorzeitige Seilrisse aufgetreten. Bei der wiederkehrenden Prüfung waren zuvor keine Anzeichen festgestellt worden, dass das Seil in der anstehenden Betriebsperiode seine Ablegereife erreichen würde und keine ausreichende Tragfähigkeit mehr vorhanden war.

Forschungsprojekt bringt Klarheit

Die Berufsgenossenschaft Holz und Metall (BGHM) hat im Auftrag der DGUV ein Forschungsprojekt durchführen lassen, um Gründe für das vorzeitige Versagen der Seile zu ermitteln. Die Untersuchungen hatten zum Ziel

• für hochfeste Seile den Zusammenhang zwischen kleinen Umlenkdurchmessern und dem Auftreten der Drahtbrüche im Inneren zu untersuchen;
• Grenzen des D/d-Verhältnisses abzuleiten, bei denen gewährleistet ist, dass die Drahtbrüche in den Außenlitzen auftreten und somit rechtzeitig erkennbar sind.

Die Versuche zeigten, dass die Seile bei relativ kleinen Seilscheiben (kleine D/d-Verhältnisse) auf der Prüfmaschine weniger Umlenkungen (Biegewechsel) erreichen, bis das Seil versagt, als durch die Berechnungen nach DIN EN 13001 Teil 3-2: „Grenzzustände und Sicherheitsnachweis von Drahtseilen in Seiltrieben“ prognostiziert.

Daraufhin wurden zusätzlich Berechnungen der erreichbaren Biegewechsel nach ISO 16625 „Krane und Winden – Wahl der Seile, Seiltrommeln und Seilrollen“ durchgeführt. Diese Berechnungen lagen alle auf der sicheren Seite. Das heißt, die durch die Berechnung vorhergesagte Anzahl an Biegewechseln bis zur Ablegereife des Seils war hier geringer als die auf der Versuchsmaschine tatsächlich erreichten Biegewechselzahlen.

Das DGUV Sachgebiet Krane und Hebetechnik empfiehlt aus diesem Grund, die Europäische Norm DIN EN 13001-3-2 zurückzuziehen. Der dort beschriebene Nachweis der Ermüdungsfestigkeit führt bei kleinen D/d-Verhältnissen in Kombination mit hochfesten Seilen nicht zu sicheren Berechnungsergebnissen. Es wird empfohlen, die Lebensdauerberechnung der Seile nach ISO 16625 durchzuführen.