Hydraulikschläuche: Sicherheit geht vor!

Hautverbrennungen und Injektionsverletzungen durch defekte Schläuche sowie das Auspeitschen abgesprungener Schläuche sind nur einige von den Gefahren, die infolge unvorhergesehener Schlauchausfälle auftreten. Die optimale Auswahl, Montage und Verlegung dieser zentralen Hydrauliksystemkomponente ist deshalb von höchster Bedeutung. Für die Sicherheit von Schläuchen gibt es zahlreiche Indikatoren. Einer der naheliegendsten ist der sogenannte ‚Sicherheitsfaktor.‘

Ein zuverlässiger Hydraulikschlauch weist, wie in EN-, SAE- und ISO-Normen definiert, einen Sicherheitsfaktor von 4:1 auf. Bei einem Arbeitsdruck des Schlauchs von 200 bar würde dessen Berstdruck folglich bei 800 bar liegen. Doch dies ist nur eine von vielen Möglichkeiten zur Gewährleistung der Schlauchsicherheit. Es gibt zahlreiche weitere Kriterien, zu denen die Impulslebensdauer gehört.

Die Impulsprüfung eines Hydraulikschlauchs stellt eine äußerst nützliche Möglichkeit zur Bewertung seiner Sicherheit und Zuverlässigkeit dar. Bei der Impulsprüfung wird der Hydraulikschlauch zur Simulation realistischer Betriebsbedingungen wiederholten Hoch- und Niederdruckzyklen ausgesetzt. Hinsichtlich der Sicherheitsleistung beträgt der höhere Hydraulikdruck für diese Prüfung normalerweise das 1,2- bis 1,33-fache des für das Produkt festgelegten Arbeitsdrucks.

Diese Prüfung ist ein sehr wirksames Verfahren, um zu ermitteln, wie gut ein Schlauch Druckspitzen, Druckimpulsen und Druckrichtungsumkehr standhalten kann. Erstausrüster und Wartungsteams können einen bedeutenden Beitrag zur Erhöhung der Systemsicherheit leisten, indem sie die Impulslebensdauer unterschied­licher Schlauchlösungen miteinander vergleichen.

Kosten eines Ausfalls

Zur Verhütung von Unfällen sind Aspekte wie die Impulslebensdauer und der Sicherheitsfaktor von Schläuchen entscheidend. Ein geplatzter Schlauch kann zum Beispiel zu zahlreichen Gefahren für die Arbeiter führen. Da wäre zunächst das Hydrauliköl: mit typischen Temperaturen von 70 bis 120 °C ist es sehr heiß und kann deshalb Hautverbrennungen verursachen. Spritzer des Öls können auch für die Augen eine Gefahr darstellen. Noch mehr Gefahren birgt die Möglichkeit einer Injektion von Hydrauliköl in den Körper.

Obwohl es selten vorkommt, kann austretendes Öl, das mit hoher Geschwindigkeit und unter hohem Druck aus einer kleinen Schadstelle im Schlauch entweicht, Perforationsverletzungen verursachen. Das Abspringen eines Schlauchs, bei dem sich ein Schlauch unter Druck von seiner Armatur löst, stellt eine ganz andere Gefahr dar: das Peitschen. Peitschende Schläuche können für alle Arbeiter in unmittelbarer Nähe zu schmerzhaften Folgen führen.

Vorbereitet sein ist entscheidend

Es gibt mehrere Möglichkeiten zum Schutz vor diesen unerwünschten Folgen. Neben der Überprüfung der Impulslebensdauer und des Berstdrucks sind beispielsweise auch die korrekte Schlauchvorbereitung und der korrekte Anschluss des Schlauchs wichtig. Probleme wie das oben genannte Abspringen von Schläuchen sind möglicherweise auf ein falsches Pressmaß oder eine inkorrekte Anbringung des Schlauchs an seiner Armatur zurückzuführen.

Schläuche und Armaturen von ein und demselben Hersteller zu verwenden, ist deshalb sehr wichtig. Dadurch hat der Anwender die Sicherheit, dass beide Komponenten richtig qualifiziert sind und getestet wurden. Es gibt viele Hersteller, die nur Schläuche oder nur Schlaucharmaturen herstellen. In einem solchen Fall ist eine unabhängige Qualifizierung notwendig, um sicherzustellen, dass die Komponenten mit hoher Sicherheit miteinander funktionieren.

Viel größere Sicherheit bietet die Wahl eines Herstellers, der sowohl Schläuche als auch Armaturen liefern kann. Ein solcher Lieferant kann den Kunden auch klare Montageanweisungen vorgeben: welche Faktoren beim Zuschneiden und Schälen des Schlauchs sowie beim Anbringen der Armatur zu beachten sind. In allen Fällen ist anzuraten, durch die Verwendung von Werkzeugen und Zubehör, die ebenfalls vom Schlauchhersteller stammen, einen weiteren Sicherheitsschritt zu integrieren.

Das Pressmaß ist ein weiterer kritischer Faktor. Die Montage muss in genauer Übereinstimmung mit dem vom Schlauch-/Armaturlieferanten qualifizierten Pressmaß erfolgen. Es ist wichtig, dieses Maß nach dem Verpressen nachzumessen. Der Hersteller gibt für jede Schlauch-/Armaturkombination Pressspezifikationen an, die auf Grundlage der Impuls- und Berstdruckprüfungen festgelegt sind, die neben weiteren Prüfungen in der Qualifikationsphase durchgeführt wurden. Nach der Montage der Armaturen am Schlauch ist es für einige sicherheitskritische Anwendungen von Vorteil, eine endgültige Abnahmeprüfung in einem Druckprüfstand durchzuführen. Die Abnahmeprüfung von Hydraulikschlauch-Leitungen findet normalerweise beim Zwei­fachen des spezifizierten Arbeitsdrucks statt.

Nicht die Vorschriften umgehen

In Bezug auf die Verlegung von Hydraulikschläuchen gibt es eine Reihe von Richtlinien für bewährte Verfahren, unter anderem zum Biegen von Schläuchen, die zur Gewährleistung der Sicherheit beitragen. Der Biegeradius gibt im Prinzip die maximale Flexibilität des Schlauchs vor. Er entspricht dem Radius, bei dem die Impulsprüfung stattfindet. Ein Biegen des Schlauchs über den vom Hersteller vorgegebenen Radius hinweg führt zwar möglicherweise nicht zu einem sofortigen Ausfall, reduziert aber mit Sicherheit die Lebensdauer, mitunter sogar erheblich. Ein typischer Hydraulikschlauch besteht aus drei Hauptschichten – in der Regel mit einem Verstärkungsnetz (aus Stahldraht), dazwischen einer inneren und äußeren Schicht eingebettet ist. Ein übermäßiges Biegen des Schlauchs kann das Drahtgeflecht spreizen und zu einem vorzeitigen Versagen des Schlauchs führen.

Darüber hinaus ist es wichtig, ein Biegen des Schlauchs in der Nähe der Armatur zu vermeiden, da diese generell eine Schwachstelle darstellt. Ein Biegen des Schlauchs zu nahe an der Armatur kann diesen Bereich weiter schwächen und möglicherweise zum Abspringen des Schlauchs führen. Die in Normen angegebene Empfehlung besteht darin, direkt im Anschluss an die Armatur zunächst einen geraden Schlauchabschnitt zu gewährleisten, dessen Länge mindestens dem 1,5-fachen Außendurchmesser entspricht.

Der Biegeradius ist neben dem Betriebsdruck, der Lebensdauer und der Temperaturbeständigkeit ein wichtiger Parameter für Hydraulikschläuche, der in Katalogen aufgeführt ist. Die Temperatur hat wohl den größten Einfluss auf die Lebensdauer von Polymerkautschuk. Sie kann den Alterungsprozess erheblich beschleunigen, wenn der Schlauch außerhalb der angegebenen Temperaturgrenzwerte eingesetzt wird. Es beginnen sich Risse zu bilden, die schließlich zu einem unvorhergesehenen Ausfall führen. Wenn eine Hydraulikanwendung sehr hohe oder sehr niedrige Temperaturen erfordert, muss dieser Faktor bei der Schlauchauswahl (in Bezug auf Spezialpolymere) in Betracht gezogen werden.

Sichtbare Anzeichen

Internationale Normen legen bestimmte Kriterien für die Inspektoren fest, die bei Routinewartungs- oder Servicearbeiten zu überprüfen sind. Vor allem darf niemals ein beschädigter Außenmantel ignoriert werden. Risse zeigen zum Beispiel an, dass der Schlauch altert und ausgetauscht werden muss. Feuchtigkeit kann, wenn sie zurückbleibt, in diese Risse eindringen und die Korrosion begünstigen, was letztendlich zum Schlauchversagen führt.

Abrieb ist ein weiterer sichtbarer Defekt. Er tritt auf, wenn ein Schlauch mit einem anderen Schlauch oder einem Teil der Anlage in Berührung kommt. Beim Auftreten von Abrieb ist es natürlich möglich, den Schlauch auszutauschen. Noch besser ist es jedoch, eine Lösung zu entwickeln, die ein erneutes Auftreten dieses Problems verhindert. Eine Änderung der Schlauchverlegung, die Verwendung eines abriebfesteren Schlauchs, das Anbringen zusätzlicher Schutzmanschetten über dem Schlauch und das Glätten/Abrunden der Kanten nahegelegener Maschinenteile sind Beispiele dafür. Ist auf dem Schlauch oder an der Armatur Öl oder ein Ölfilm vorhanden, ist dies ein weiteres klares Anzeichen dafür, dass ein Schlauchwechsel erforderlich ist.

In all diesen Fällen sollten keine Reparaturversuche an den Hydraulikschläuchen unternommen werden. Bei den vorhandenen Drücken und Temperaturen hängt die Sicherheit davon ab, dass man hier die richtige Abhilfemaßnahme ergreift – den Austausch. Selbst bei hohem Budgetdruck wird dringend davon abgeraten, improvisierte Schlauchreparaturen mit ungeeigneten Materialien wie Klebebändern oder Schaumstoffen durchzuführen.

Eine clevere Auswahl

Den optimalen Schlauch für die jeweilige Anwendung auszuwählen, ist immer der erste entscheidende Schritt zur Gewährleistung eines sicheren Hydrauliksystems. Ein renommierter Hersteller wie Danfoss Power Solutions bietet ein umfassendes Angebot für alle, die auf der Suche nach sicheren, zuverlässigen und langlebigen Schläuchen sind. Ein Beispiel hierfür ist der Schlauch Aeroquip by Danfoss EC881 Dynamax, ein Zweidrahtgeflechtschlauch, der für eine Million Impulszyklen qualifiziert ist. Dieser robuste, abriebfeste Schlauch bietet eine leichtere und flexiblere Einsatzmöglichkeit für Hochdruck-Anwendungen, die normalerweise Vierdrahtgeflecht-Spiralschläuche erfordern würden. Er übertrifft den Standardschlauch EN857 2SC in Bezug auf Nenndruck, Betriebstemperatur, Impulslebensdauer und Abrieb­festigkeit. In der Tat bietet er eine achtmal höhere ­Abriebfestigkeit als die Konkurrenzprodukte gemäß EN857 2SC.

Die Sicherheit von Hydraulikschläuchen hängt größtenteils von vernünftigen, sicherheitsbewussten Denkweisen ab. Doch der Rat eines renommierten Herstellers wie Danfoss ist immer noch unschätzbar, wenn es darum geht, über die gesamte Lebensdauer der Anlage hinweg die Sicherheit des Bedien- und Wartungspersonals zu gewährleisten. Am sichersten ist es, sich auf renommierte Erfahrung zu verlassen.