Tragösen sind geschweißte oder geschmiedete Anschlagelemente, die in der Hebetechnik als Lastaufnahmemittel dienen und hohen statischen sowie dynamischen Beanspruchungen unterliegen. Ihre Prüfung ist in nationalen Normen geregelt, die Anforderungen an Werkstoffbeschaffenheit, Tragfähigkeit, zerstörungsfreie Prüfverfahren und Dokumentation festlegen. Der vorliegende Beitrag erläutert die nationalen Normen für Prüfung von Tragösen entlang des gesamten Prüfablaufs: von den normativen Grundlagen über den Prüfungsumfang, die Werkstoffanalyse mit Spektralanalyse und Zugprüfung, die statische Tragfähigkeitsprüfung bis zur Magnetpulver- und Ultraschallprüfung. Abschließend werden Prüfbericht, Kennzeichnung und Wiederholungsprüfungen behandelt. Die Erläuterung richtet sich an Prüfingenieure, Qualitätssicherungspersonal und Betreiber von Hebezeugen.
Prüfgrundlagen
der nationalen Normen für Tragösen
Die Prüfung von Tragösen beruht in Deutschland auf dem Regelwerk der DGUV sowie den einschlägigen DIN-Normen für Anschlagmittel und Lastaufnahmemittel. Ergänzend greifen die Maschinenrichtlinie und die Betriebssicherheitsverordnung, die den Hersteller und den Betreiber zu wiederkehrenden Prüfungen verpflichten. Tragösen gelten als sicherheitsrelevante Bauteile, da ihr Versagen einen unkontrollierten Absturz der Last zur Folge hat. Deshalb schreiben die Normen vor, dass Herstellprüfung, Prüfgründe, Prüfkraftwerte und Prüfhäufigkeiten in nachvollziehbarer Form zu dokumentieren sind. Für die Prüfung zuständig sind einerseits befähigte Personen gemäß BetrSichV und andererseits akkreditierte Laboratorien für Werkstoff- und Bauteilprüfungen. Die Normen unterscheiden dabei zwischen der Erstprüfung beim Hersteller, der Prüfung vor der ersten Inbetriebnahme und den regelmäßigen Wiederholungsprüfungen im Betrieb.
Prüfumfang und anerkannte Prüfkategorien
Der Prüfungsumfang gliedert sich in vier anerkannte Kategorien: die Prüfung der Dokumentation und Kennzeichnung, die äußere Besichtigung, die Werkstoffprüfung sowie die zerstörungsfreie und die Tragfähigkeitsprüfung. Zunächst sind Typenschild, Nenntragfähigkeit, Schweißnahtnachweise und Übereinstimmung mit den Fertigungsunterlagen zu verifizieren. Die Besichtigung erfasst sichtbare Mängel wie Risse, Verformungen, Korrosion, Verschleiß am Gewinde und Beschädigungen des Ösenquerschnitts. Anschließend erfolgt die Werkstoffprüfung an Proben oder direkt am Bauteil. Die Tragfähigkeitsprüfung mit statischer Prüflast stellt den Nachweis der Belastbarkeit dar. Welcher Umfang im Einzelfall gilt, hängt von Bauteilart, Fertigungsverfahren und Einsatzbedingungen ab. Für geschweißte Tragösen ist die zerstörungsfreie Prüfung der Schweißnaht grundsätzlich vorgesehen; geschmiedete Ösen werden vorwiegend oberflächengeprüft.
Werkstoffprüfung
— Spektralanalyse und Zugprüfung
Die Werkstoffprüfung verifiziert, ob der eingesetzte Stahl den in den Fertigungsunterlagen angegebenen Anforderungen entspricht. Die Spektralanalyse erfolgt üblicherweise als Funkenemissionsspektrometrie am fertigen Bauteil oder an einem abgetrennten Probeabspan. Sie liefert die chemische Zusammensetzung der Haupt- und Begleitelemente, insbesondere Kohlenstoff, Mangan, Silizium, Schwefel und Phosphor. Aus den Gehalten lässt sich beurteilen, ob der Werkstoff der geforderten Güte zuzuordnen ist und ob die Schweißeignung gegeben ist. Die Zugprüfung nach den anerkannten Verfahren der metallischen Werkstoffe ermittelt an genormten Probestäben die Streckgrenze beziehungsweise die 0,2 %-Dehngrenze, die Zugfestigkeit und die Bruchdehnung. Diese Kennwerte sind die Grundlage für die rechnerische Auslegung der Öse. Für die Probenentnahme gilt, dass diese erst nach Abschluss aller Warmumformungs- und Wärmebehandlungsschritte erfolgen soll, damit der Gefügezustand des Lieferzustands geprüft wird.
Tragfähigkeitsprüfung
— statische Prüflast
Bei der Tragfähigkeitsprüfung wird die Tragöse mit einer definierten statischen Prüflast beansprucht, die ein Vielfaches der Nenntragfähigkeit beträgt. Der genaue Prüflastfaktor ergibt sich aus der anzuwendenden nationalen Norm für das jeweilige Bauteil. Die Belastung wird über eine Prüfmaschine oder eine Prüfvorrichtung aufgebracht, wobei die Krafteinleitung der späteren Einsatzrichtung entsprechen soll. Die Last ist stufenlos oder gestuft zu steigern, über eine vorgeschriebene Haltezeit konstant zu halten und danach wieder zu entlasten. Als Beurteilungskriterium dient das Verhalten nach der Entlastung: Es dürfen weder sichtbare bleibende Verformungen noch Risse oder andere Zeichen des Versagens auftreten. Während der Haltephase ist die Öse fortlaufend auf Rissbildung und Auslenkung zu beobachten. Eine Prüfung bis zum Bruch ist für die Baumusterabnahme möglich, gehört jedoch nicht zur routinemäßigen Prüfung im Betrieb.
Zerstörungsfreie
Prüfung — Magnetpulver- und Ultraschallprüfung
Die zerstörungsfreie Prüfung deckt Oberflächen- und Innenfehler auf, die einer Besichtigung nicht zugänglich sind. Das Magnetpulververfahren eignet sich für ferromagnetische Stähle und weist oberflächennahe Risse in der Öse sowie in der Schweißnaht nach. Das Bauteil wird magnetisiert; an Fehlstellen tritt ein Streufeld aus, an dem sich aufgetragenes Magnetpulver oder Prüfsuspension anlagert. Die Magnetisierung erfolgt je nach Geometrie als Stromdurchflutung, als Feldreißer-Verfahren oder als Kombination beider Techniken, so dass Fehler in allen Richtungen auffindbar sind. Die Ultraschallprüfung ergänzt dieses Verfahren für Innenschlacken, Bindefehler und Unschmelzungen innerhalb der Schweißnaht. Mit einem Winkelprüfkopf und einem geeignet gekoppelten Prüfkopf werden die Nahtbereiche abgetastet und reflektierte Echoamplituden bewertet. Für beide Verfahren gilt: Die Prüftechniker müssen nach dem anerkannten Personenzertifizierungssystem der zerstörungsfreien Prüfverfahren qualifiziert sein.
Prüfbericht,
Kennzeichnung und Wiederholungsprüfungen
Über jede Prüfung ist ein Prüfbericht zu erstellen, der Prüfgegenstand, angewandte Normen, Prüfeinrichtungen, Prüfergebnisse und eine eindeutige Prüfaussage enthält. Der Bericht ist zusammen mit den Messprotokollen der Werkstoff- und zerstörungsfreien Prüfung zu archivieren. Die Kennzeichnung erfolgt durch Schlagstempel, Gravur oder einen dauerhaft angebrachten Kennzeichnungsträger mit Nenntragfähigkeit, Herstellungsjahr und Prüfkennzeichen. Für Wiederholungsprüfungen schreiben die nationalen Regelwerke regelmäßige Fristen vor, die je nach Nutzungsintensität und Einsatzbedingungen festzulegen sind. Die Wiederholungsprüfung umfasst in der Regel die Besichtigung und eine Oberflächenprüfung; nach besonderen Ereignissen wie Überlastung, Unfall oder Reparatur ist eine erweiterte Prüfung veranlasst. Die Durchführung und das Ergebnis jeder Wiederholungsprüfung sind im Prüfnachweisregister des Betriebes festzuhalten, damit die Prüfhistorie des Bauteils über die gesamte Nutzungsdauer verfolgt werden kann.
FAQ
Wann
gilt eine Tragöse als bestanden und wo finden sich die Grenzwerte?
Eine Tragöse besteht die Prüfung, wenn Werkstoffkennwerte, Tragfähigkeitsnachweis und zerstörungsfreie Prüfung den Forderungen der anzuwendenden nationalen Norm entsprechen. Konkrete Prüflastfaktoren und zulässige Fehlergrenzen sind den jeweiligen Norm- und Regelwerken zu entnehmen. Bewertet werden bleibende Verformungen, Rissfreiheit nach Entlastung und die Übereinstimmung der chemischen Zusammensetzung mit der Werkstoffspezifikation.
Für welche Produkte und Werkstoffe gilt die Prüfung von Tragösen?
Die Prüfung betrifft geschweißte und geschmiedete Tragösen aus ferromagnetischen Stählen, wie sie an Stahlkonstruktionen, Maschinen und Hebeeinrichtungen als Anschlagpunkt verwendet werden. Für geschweißte Ausführungen steht die Schweißnahtprüfung im Vordergrund; geschmiedete Ösen werden vorwiegend auf Oberflächenfehler geprüft. Werkstoffe müssen die geforderte Festigkeit und Schweißeignung besitzen, was durch Spektralanalyse und Zugprüfung nachzuweisen ist.
Was enthält der Prüfbericht einer Tragöse und wozu dient er?
Der Prüfbericht dokumentiert Prüfgegenstand, angewandte Normen, verwendete Prüfeinrichtungen, alle Einzelergebnisse und die Prüfaussage. Er dient dem Betreiber als Nachweis der ordnungsgemäßen Prüfung gegenüber Aufsichtsbehörden und Auftraggebern, als Grundlage für die Kennzeichnung und als Eintrag ins Prüfnachweisregister. Bei Wiederholungsprüfungen und nach Reparaturen bildet er die Grundlage für den Vergleich mit früheren Ergebnissen.