Berechnung von Kranseilen

Positionspapier des Sachgebiets Krane und Hebetechnik in der DGUV (SGKH) zur Berechnung von Kranseilen nach DIN EN 13001-3-2

Der Anlass für die Erstellung dieses Positionspapiers sind Risse von Hubseilen von Kranen im Betrieb.

In der Vergangenheit kam es zu Fällen bei denen Seile vor dem Erreichen der Ablegereife im Betrieb gerissen sind. Dies ist insbesondere bei kleinen Verhältnissen von Seilscheibendurchmesser „D“ zu Seildurchmesser „d“, in der Literatur als D/d Verhältnis bezeichnet, in Zusammenhang mit hochfesten Seilen (Drahtzugfestigkeit ≥ 2160 MPa und Litzenzahl ≥ 8) aufgetreten.

Bei der wiederkehrenden Prüfung wurde von den jeweiligen zur Prüfung befähigten Personen zuvor keine Anzeichen Festgestellt, dass das Seil seine Ablegereife erreicht hat und keine ausreichende Tragfähigkeit mehr vorhanden war.

Die Ablegekriterien für ein Seil sind in ISO 4309 beschrieben. Neben den dort aufgeführten Seilschäden, die zum sofortigen Austausch des Seils führen wird, die Ablegereife des Seils über eine bestimmte Anzahl von Drahtbrüchen in den Außenlitzen erreicht.

Diese Drahtbrüche treten durch die Ermüdung des Materials der Drähte bei der wiederholten Biegung durch die Umlenkung in den Seilscheiben auf.
Es gehört zu den Aufgaben der zur Prüfung befähigten Person bei der wiederkehrenden Prüfung des Krans nach §26 der Unfallverhütungsvorschrift Krane „DGUV Vorschrift 52/53“ und dem DGUV Grundsatz 309-001 „Prüfung von Kranen“ das Seil durch eine Sichtprüfung da-hingehend zu prüfen, ob Schäden vorliegen, die zum Austausch des Seils führen.

Aus Sicht des Arbeitsschutzes muss das Seil bis zum Erreichen der Ablegereife so sicher sein, dass keine Gefährdungen für Personen entstehen.
Die DGUV hat durch die BGHM ein Forschungsprojekt (Projektnummer FP2024-0002) durchführen lassen, um Gründe für das beobachtete, vorzeitige Versagen der Seile zu finden.

Aufgabenstellung des Forschungsprojektes

1. Untersuchung des Zusammenhangs hochfeste Seile bei kleinen Umlenkdurchmessern und dem Auftreten der Drahtbrüche im Inneren.
2. Ableiten von Grenzen des D/d Verhältnisses, bei dem gewährleistet ist, dass die Drahtbrüche in den Außenlitzen auftreten und somit rechtzeitig erkennbar sind.

Während der Auswertung der durchgeführten Versuche wurde festgestellt, dass die Seile bei kleinen D/d Verhältnissen auf der Prüfmaschine weniger Biegewechsel erreichen, als durch die parallel durchgeführte Berechnungen nach DIN EN 13001-3-2 prognostiziert wurde.

Daraufhin wurden zusätzlich Berechnungen der erreichbaren Biegewechsel nach ISO 16625 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.

Aufgrund dieser Erkenntnisse wird Sachgebiet Krane und Hebetechnik folgendes empfohlen

Das DGUV Sachgebiet Krane und Hebetechnik empfiehlt die Europäische DIN EN 13001-3-2 zurückzuziehen, weil der dort beschriebene Nachweis der Ermüdungsfestigkeit bei kleinen D/d-Verhältnissen in Kombination mit hochfesten Seilen nicht zu sicheren Berechnungsergebnissen führt.

Es wird empfohlen die Lebensdauerberechnung der Seile nach der ISO 16625 durch-zuführen, deren Ergebnisse im Ermüdungsnachweis auf der sicheren Seite liegen.