Prüfungen und Inspektionen von Seilbahnen

Das LATIF führt Zugprüfungen an Stahlseilen durch, um deren maximale Kraft zu bestimmen; die Bezugsnorm für diese Art von Prüfungen ist UNI EN 12385-1.

Zu diesem Zweck ist das Labor mit zwei spezialisierten Prüfmaschinen ausgestattet: eine horizontale Maschine mit einer Kapazität von bis zu 10000 kN, für eine maximale Probenlänge von 11 m und mit einem maximalen Hub von 2 m; die andere vertikale Maschine mit einer Kapazität von bis zu 1200 kN, für Proben mit einer maximalen Länge von etwa 2 m. Beide Maschinen sind sehr genau und entsprechen der Klasse 0,5 nach ISO 7500-1.

Die Seilproben werden normalerweise auf den Prüfmaschinen mittels konischer Gussköpfe und zylindrischer oder gabelförmiger Metallösen eingespannt, die gemäß der Norm UNI EN 13411-4 vom Labor oder vom Kunden selbst hergestellt werden können.

LATIF ist außerdem vom Verkehrsministerium ermächtigt, die Annehmbarkeit von Drahtseilen, die für den öffentlichen Verkehr bestimmt sind, gemäß dem entsprechenden Ministerialerlass Nr. 1175 vom 21.6.1986 durch Zug-, Biege- und Torsionsprüfungen an den Drähten, aus denen die Seile bestehen, zu überprüfen.

Eine weitere Prüfung zur Charakterisierung der Drahtseile, auf die sich das Labor spezialisiert hat, ist die Messung des Elastizitätsmoduls nach ISO 12076 oder nach dem Verfahren des Kunden, wofür ein Längenänderungsaufnehmer mit einer Länge von 2 m verwendet wird.

Eine im Jahr 2000 von der Firma INSTRON U.S.A. gebaute und installierte Prüfmaschine ermöglicht statische und halbdynamische Zug- und Druckprüfungen mit Belastungen bis zu 10 MN (1000 t).

Die Maschine wurde in erster Linie für Reißversuche an Stahlseilen mit großem Durchmesser konzipiert, aber die für die Probe verfügbaren Abmessungen und die Ausstattung ermöglichen einen universellen Einsatz.

Technische Daten:

• Länge: 21,60 m
• Breite: 3,30 m
• Höhe: 2,0 m
• Gesamtgewicht: 105 t
• Maschinenachse vom Boden: 1 m
• Breite für Probe: 1 ,40 m
• Länge bis zur Probe: 11 m
• Hub des Zylinders: 2 m
• Maximale Kraft in Zug und Druck: 10 MN (1000 t)
• Kraftmessdose am Stangenkopf Steuerzylinder 80 l/min 50 kW + 160 l/min 90 kW
• computergestütztes Steuerungs- und Kontrollsystem
• Ausrüstung für Zugversuche an Stahlstäben (bis zu 70 mm Durchmesser)
• Ausrüstung für die Zugprüfung von Stahlketten (bis zu 2 MN)
• Universalplatten auf Trolleys für die Montage von spezifischen Proben
• Feststehender Wagen mit motorisierter Verschiebung
• hydraulisch öffnende/schließende Schutzabdeckungen
• Aufnehmerbasis Länge 2 m KLASSE 1

Da die Maschine während der Prüfung geschlossen bleibt, wird der Probenbereich von einer gepanzerten, vom Kontrollraum aus schwenkbaren Kamera mit Videoanzeige- und Aufzeichnungsgerät überwacht. Das Videogerät macht analoge (VHS) und digitale Aufnahmen auf einem PC, mit einer speziellen Software, die es ermöglicht, den Film zu bearbeiten und auf CD zu archivieren.

Das Steuerungs- und Kontrollsystem ermöglicht die Durchführung klassischer Zug- und Druckprüfungen sowie die Erstellung spezieller Prüfungen, die als spezifische Prüfprofile archiviert werden können.

Da die Tests bei geschlossener Maschine durchgeführt werden, ist ein automatisiertes System zur Messung des Seildurchmessers bei verschiedenen Laststufen installiert, das vom Kontrollraum aus aktiviert wird. Das System ist unter der Maschine untergebracht, kann während der Messungen nach oben ausgefahren werden und wird im Moment des Reißens in ein gepanzertes Gehäuse eingefahren.

Die Prüfung besteht aus dem Aufwickeln des synthetischen Seils auf die Schraubstöcke der Prüfmaschine; ein Abwickeln zum Zeitpunkt des Einspannens muss so weit wie möglich vermieden werden, weshalb die Probe aufgewickelt und mit Hilfe eines Zentrierrings zentriert wird. Die endgültige Einspannung erfolgt mechanisch mittels einer Schraube. Ein Schraubstock bleibt eingespannt, während der andere durch einen elektrischen Mechanismus betätigt wird, der den Draht zum Reißen bringt, und dank der an der Maschine installierten Kraftmesszelle werden die Kraft- und Dehnungsdaten des Querbalkens aufgezeichnet.

Die Bezugsnorm ist UNI EN ISO 2307 Faserseile

Im Laufe von zwanzig Betriebsjahren wurden mehr als 3000 Integritätsprüfungen mit der magneto-induktiven Methode an Skiliftseilen durchgeführt, um Drahtbrüche sowohl innerhalb als auch außerhalb des Seils sowie Korrosions-, mechanische oder atmosphärische Verletzungen zu erkennen. Es wurde eine spezielle Ausrüstung gebaut.

In Anbetracht der Anwesenheit von externen Unternehmen, die zur systematischen Kontrolle der Anlagen befugt sind, hat das Labor die Rolle des Prüfers der von ihnen verwendeten Geräte übernommen und die vom zuständigen Sektor des Verkehrsministeriums vorgeschriebenen Zulassungstests durchgeführt.

Zu diesem Zweck wurden die Prüfgeräte angepasst und spezielle Prüfseile mit bekannten Fehlern konstruiert. Auf diese Weise kann die Reaktion der zu prüfenden Ausrüstung mit der gelieferten Referenzausrüstung verglichen werden, um ihre Eignung für den Einsatz im Bereich der Seilbahnen für den öffentlichen Personenverkehr zu beurteilen.

Mit dem mitgelieferten Gerät können Seile bis zu einem maximalen Durchmesser von 90 mm geprüft werden. Die Prüfdiagramme können digital aufgezeichnet und auf einem PC gespeichert werden, um sie mit den Papierschreibgeräten zu vergleichen.

Aus der Betrachtung mehrerer Aufzeichnungen über die Lebensdauer des Seils, zusammen mit der direkten Sichtprüfung, lassen sich Hinweise darauf ableiten, ob das Seil für die Wartung zulässig ist oder ob es ausgetauscht werden muss.

Dauermagnetdetektoren werden für den internen Gebrauch hergestellt, wobei auf Leichtigkeit und Effizienz geachtet wird und die neuesten magnetischen Materialien verwendet werden.

Diagramm der magneto-induktiven Prüfung an einem von der Baustelle entnommenen Tragseil, das einer speziellen Untersuchung unterzogen wird.
Zu jeder markierten Spitze gehören ein oder zwei gebrochene Drähte im Inneren des Seils: Sie stellen zwar keine Gefahr für die Gesamtintegrität des Seils dar, zeigen aber seine fortschreitende Verschlechterung an, ohne dass dies äußerlich erkennbar ist. Die Brüche werden von diffuser Korrosion begleitet, die auf mangelnde Schmierung bei der Herstellung des Seils zurückzuführen ist.

Die Ermüdungsprüfung besteht in der Wiederholung hoher Belastungen in den Fahrzeugstrukturen über eine große Anzahl von Zyklen, um die technische Lebensdauer des Fahrzeugs selbst, d. h. die vom Hersteller oder der Norm festgelegte maximale Nutzungsdauer, auf konventionelle Weise zu reproduzieren. Auf diese Weise kann auch ohne Umwelteinflüsse das Langzeitverhalten des Fahrzeugs überprüft werden.

Die Prüfspannungen werden von den Normen vorgegeben oder aus Messungen bei dynamischen Dehnungsmessstreifenversuchen abgeleitet.

Es wurde ein spezieller höhenverstellbarer Aufbau gebaut, der es erlaubt, Fahrzeuge bis zu 6 m Höhe zu installieren. Auf dem Querträger ist ein Hydraulikzylinder (50 kN mit ± 50 mm Hub) installiert, der vertikale Schwingungen mit einstellbarer Amplitude, Frequenz und Wellenform erzeugt (normalerweise wird die für derartige Tests allgemein verwendete Sinuswellenform verwendet).

Die Daten der verschiedenen Messpunkte, die an den am stärksten beanspruchten Stellen angebracht sind, werden mit einem Aufzeichnungsgerät erfasst.

Das Fahrzeug kann vollständig und aufgehängt, d. h. unter realen Arbeitsbedingungen, oder, falls erforderlich, auf dem mit Verankerungsschienen versehenen Boden eingespannt geprüft werden.

Es werden auch Prüfungen an den einzelnen Aufhängungs- und Tragrahmenelementen durchgeführt, nachdem die stoßdämpfenden Elemente entfernt worden sind. Das zu prüfende Element wird an mehreren Punkten überwacht, und das hydraulische System wird so kalibriert, dass die erforderlichen Belastungen reproduziert werden können.

Die Prüfung ist langwierig und strenger als in der Betriebssituation, aber für die Verkehrssicherheit von großem Wert. In einigen Fällen hat er tatsächlich zum Versagen einiger Teile geführt, so dass der Konstrukteur und der Erbauer eingreifen und nachprüfen konnten.

Eine neue Struktur, die aus einem Portal mit einer Breite von 5 m und einer Höhe von 3,4 m besteht, ist mit drei Zylindern von 100 kN mit ±100 mm Hub, 50 und 25 kN mit jeweils ±50 mm Hub ausgestattet, die gleichzeitig und völlig unabhängig voneinander arbeiten können. Auf diese Weise können mehrachsige Kräfte auf dieselbe Probe ausgeübt werden. Die verschiedenen Kolben können die im Feld mit Beschleunigungsmessern, Dehnungsmessstreifen oder anderen Aufnehmern erfassten Trends reproduzieren.

Am Ende jedes Ermüdungsversuchs werden, wie in den meisten Normen vorgeschrieben, zerstörungsfreie Kontrollen am Bauteil im Labor durchgeführt, um das Vorhandensein von Rissen oder Brüchen aufgrund von Zyklen zu überprüfen. Die zerstörungsfreien Prüfungen, die von qualifiziertem CICPND-Personal der Stufe II gemäß UNI EN 473 und ISO 9712 durchgeführt werden, sind: Sichtprüfung VT, Flüssigkeitseindringprüfung PT, Magnetoskopie MT und Ultraschall UT.

In Anbetracht der Bedeutung dieser Elemente ist ein spezielles, intern ausgearbeitetes und vom Ministerium genehmigtes Prüfverfahren vorgesehen, um die Leistung der Schraubstöcke zu überprüfen.

Dieser Prüfzyklus liefert der Aufsichtsbehörde die Elemente, um neben der Einhaltung der Vorschriften auch die technische Gültigkeit der vorgeschlagenen Lösungen und schließlich dieZulässigkeit der Verwendung eines neuen Schraubstockmodells zu beurteilen.

Diese Tests werden manchmal an Schraubstöcken durchgeführt, die schon seit vielen Jahren in Betrieb sind, um die Aufrechterhaltung der Effizienz zu überprüfen.

Es werden Maßkontrollen, Federtests, Kriechwiderstandsprüfungen, Spannkraftmessungen, Leistungsbewertungen und Spannungsabbau durchgeführt.

Da es keine einheitlichen Normen für diesen Bereich gibt, werden die Prüfverfahren und die verwendeten Geräte selbst entwickelt und eingesetzt.

Die wichtigste Prüfung ist die Messung des Gleitwiderstands des auf das Seil aufgespannten Schraubstocks unter den vom Hersteller festgelegten Bedingungen.

Mit Hilfe eines Hydraulikzylinders wird der Zug realisiert und die Haltekraft im Moment des Gleitens auf dem Seil durch eine spezielle Kraftmesszelle aufgezeichnet.

Zur Messung der Klemmkraft von Klemmen und Schraubstöcken werden geeignete Dehnungsmessstreifen hergestellt.

Dies ist der Bereich, in dem in den letzten 10 Jahren die größten Anstrengungen unternommen wurden.

Mit dieser Technik ist es möglich, die Spannungen in Seilbahnstrukturen sowohl im Labor als auch auf der Anlage im Betrieb unter verschiedenen Last- und Geschwindigkeitssituationen zu überwachen.

Ziel der Prüfung ist es, die vom Konstrukteur mit Hilfe von Computermodellen (F.E.M.) vorhergesagten Spannungen mit den tatsächlichen Spannungen zu vergleichen, um deren Zulässigkeit und allgemeine Akzeptanz zu überprüfen. Im Labor werden statische Tests durchgeführt, bei denen die Beanspruchungen bei progressiven Fahrzeugbelastungen bis zum Doppelten der Nennlast gemessen werden. Die Testreihen werden an neuen Fahrzeugmodellen oder bei größeren Änderungen an bestehenden Fahrzeugen durchgeführt.

Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Vorversuche kann der Konstrukteur vor dem Beginn der Serienproduktion Änderungen an der Dimensionierung vornehmen.

Nach der Konstruktion des Systems werden die dynamischen Prüfungen durchgeführt, die aus direkten Belastungsmessungen an den wichtigsten Punkten der Fahrzeugstruktur und des Schraubstocks bestehen. Die Messungen werden unter verschiedenen Last- und Geschwindigkeitsbedingungen und entlang der gesamten Strecke, an den Übergängen auf den Streckenträgern und an den Bahnhofseinfahrten durchgeführt, wo die wichtigsten dynamischen Effekte auftreten. Diese Prüfungen sind von der Aufsichtsbehörde für alle neu gebauten kuppelbaren Seilbahnen (4- und 6er-Sessellifte, Gondeln) sowie für klassische Seilbahnen und Standseilbahnen vorgeschrieben.

Die verwendeten Geräte haben sich erheblich weiterentwickelt, sowohl was die zunehmende Zahl der verfügbaren Messsensoren als auch die Handhabbarkeit in schwierigen Umgebungs- und Raumsituationen betrifft. Ein Laborsteuergerät kann 48 dynamische Kanäle verwalten.

In der Anlage ermöglichen Datenerfassungssysteme die gleichzeitige Speicherung der Signale von 100 Sensoren auf autonomen Instrumenten mit anschließender Übertragung von der Speicherkarte auf den PC und Datenverarbeitung vor Ort.

Mit Hilfe des Funkübertragungssystems kann der Bediener an der Station bleiben, um den Test zu überwachen und Daten in Echtzeit zu erfassen. Wenn die Leitungskonfiguration dies nicht zulässt, fährt der Bediener mit dem Empfangsgerät zum nächsten Fahrzeug.

Der Haltegriff unterliegt einer besonderen Prüfung, da er das Element ist, das bei der Einfahrt des Fahrzeugs mit den Stationsstrukturen in Kontakt kommt.

Zu den statischen Beanspruchungen durch die Klemmkraft auf das Seil kommen die Beanspruchungen durch Stöße hinzu.

Im Falle übermäßiger Beanspruchung kann der Hersteller in die Konstruktion oder die Einstellcharakteristik der Einfahrhilfen eingreifen oder das Fahrzeug mit stoßdämpfenden Elementen ausstatten. Auf diese Weise wird neben dem technischen Vorteil auch der Fahrkomfort verbessert, was von den Benutzern besonders geschätzt wird.

Das Kontrollgerät liefert kontinuierliche Diagramme der Spannungen an verschiedenen Punkten der Struktur und ermöglicht es, die Elemente, an denen eingegriffen werden muss, und die Auswirkungen der Änderungen zu ermitteln. Die Messungen werden durchgeführt, wenn das Fahrzeug bei der Einfahrt in die Stationen speziell geschleudert wird.

Die große Anzahl von Tests, die in den letzten Jahren mit standardisierten Verfahren durchgeführt wurden, hat es ermöglicht, Statistiken zu erstellen, die Gegenstand von Berichten auf internationalen Konferenzen sind.

Auch in anderen Bereichen des Verkehrswesens und des Maschinenbaus im Allgemeinen (Betriebsmaschinen, Tanks, Kräne, Bauwerke usw.) wurden Prüfungen nach dieser Methodik durchgeführt.

Die Dehnungsmessstreifenprüfungen werden von qualifiziertem Personal durchgeführt, das über eine CICPND-Lizenz der Stufen I und III gemäß ISO 9712 verfügt.
Die Dehnungsmessstreifen-Prüfung von Druck- und Hebezeugen, die von den mit der Durchführung von Sicherheitskontrollen beauftragten Stellen kontrolliert werden, erfolgt gemäß UNI 10659 Zerstörungsfreie Prüfung - Prüfung mit elektrischen Widerstands-Dehnungsmessstreifen von Druck- und Hebezeugen. Allgemeine Informationen

Nachfolgend sind einige Beispiele für Belastungsanalysen aufgeführt, die das Labor durchführen kann:

• Spannungsanalyse an Seilbahnkomponenten;
• Spannungsanalyse an Eisenbahnkomponenten;
• Belastungsanalyse von Druckbehältern;
• Belastungsanalyse von Hebesystemen;
• Belastungsanalyse von Pressen.

Methodik für Dehnungsmessstreifen-Tests an Seilbahnfahrzeugen

Dehnungsmessstreifen-Tests an Komponenten

Neben den Prüfungen an Seilbahnen führt das Labor auch Prüfungen an Bauteilen durch, die für das Ziehen von Fahrzeugen oder Anhängern benötigt werden. Kupplungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind alle Teile und Vorrichtungen, die an der Struktur, dem Fahrgestell und der Karosserie von Fahrzeugen angebracht sind und die Verbindung von Zugfahrzeug und gezogenem Fahrzeug ermöglichen. Sie umfassen auch feste oder abnehmbare Teile zum Anbringen, Einstellen oder Betätigen dieser Verbindungseinrichtungen.

Die Anhängevorrichtungen müssen folgenden Anforderungen genügen

• Sie müssen die Kompatibilität beim Kuppeln zwischen Kraftfahrzeugen und verschiedenen Anhängertypen gewährleisten;
• Gewährleistung eines sicheren Ankuppelns von Fahrzeugen unter allen Einsatzbedingungen;
• Gewährleistung eines sicheren An- und Abkuppelns.

Die Normen legen die Konstruktionsmerkmale und Prüfverfahren für die Anhängevorrichtung, die Zugstangen und die Zugösen fest. Die Prüfungen werden nach den CUNA-Normen oder den Richtlinien 89/173/EWG, 97/24 EWG durchgeführt. Je nach Wahl des Herstellers kann die Prüfung im statischen oder dynamischen Modus erfolgen. Im statischen Modus erlauben die Prüfmaschinen die Prüfung von Elementen bis zu 10 MN, während im dynamischen Modus die maximal anwendbaren pulsierenden Kräfte bis zu 100 kN betragen. Durch die Synchronisierung der verschiedenen Hydraulikkolben von 25, 50 und 100 kN können auch mehrachsige dynamische Prüfungen durchgeführt werden.

Zeichnungen einiger Schleppvorrichtungen

Unter Anwendung der angegebenen Methoden können mechanische Prüfungen auch in anderen Bereichen durchgeführt werden, z. B. an Schlepphaken, Materialtransportfahrzeugen, Seilklemmen, Arbeitsmaschinen, Ketten und Schiffsanwendungen.

Ausziehfestigkeit einer Kunststoffverbindung

Eine Verbindung aus zwei Kunststoffrohren hoher Dichte, die durch eine Manschette verbunden sind, wird einem Zugversuch unterzogen. Die Manschette wird durch Elektroschweißen (lokales Schmelzen des Kunststoffs mit Hilfe eines in die Manschette selbst eingebetteten elektrischen Widerstands) mit den Rohren verbunden. Die Enden der Rohre werden versiegelt und die Einheit wird einem Innendruck ausgesetzt. In der Zugphase werden sowohl die mechanische Festigkeit der Verbindung als auch die Aufrechterhaltung des Innendrucks während der Prüfung überprüft. Bei maximaler Belastung beginnt sich das Kunststoffmaterial dauerhaft zu verformen, mit hoher Dehnung bei konstanter Belastung.

Rutschfestigkeit von Seilklemmen

Die Klemmen werden in der Maschine installiert und auf ein Stück des Seils, für das sie bestimmt sind, aufgesetzt.
Die Muttern werden mit einem kontrollierten Drehmoment angezogen, dann wird eine progressive Zugspannung auf das Ende der Klemme ausgeübt, bis es zu einem Kriechvorgang kommt. Anhand der ermittelten Werte legt der Hersteller die Einsatzgrenzen des Geräts fest.

Druckversuch

In Polyethylenfolie eingewickelte Ballen aus getrockneten festen Siedlungsabfällen wurden einem Drucktest unterzogen.
Anhand der Prüfergebnisse konnte die maximale Anzahl der Stapelungsebenen der Ballen ermittelt werden.

Statische und dynamische Tests gemäß CUNA und der europäischen Richtlinie

Statische und dynamische Tests werden an Anhängevorrichtungen durchgeführt, um die Konstruktionsmerkmale und die Festigkeit der mechanischen Kupplungen zu überprüfen.

Dynamische Messungen am Fahrzeug

Die Beschleunigungen, die ein Fahrzeug beim Überfahren von Verkehrsberuhigungsanlagen und beim Durchfahren von Kreisverkehren erzeugt, wurden experimentell in einer städtischen Umgebung ermittelt. Verschiedene Sensoren wurden positioniert, um vertikale und seitliche Beschleunigungen während der Fahrt mit steigenden Geschwindigkeiten in einem Bereich zwischen 20 und 60 km/h zu erfassen. Diese Grafik zeigt ein Beispiel für ein Beschleunigungsspektrum, das beim Überfahren von Bodenschwellen erfasst wurde:

Messung der Bremsbetätigungszeit auf einem Tragseil oder einer Schiene

Der Test besteht in der Messung der Zeit, die zwischen dem Befehl zum Schließen der Bremse und dem tatsächlichen Anziehen der Klemmen am Tragseil oder an der Schiene bei einer Seilbahn vergeht.

Bruchtests an Holzgeländern für Radwege

Nach Anbringung einer speziellen Halterung am oberen Handlauf und am Mittelpfosten wurde dieser orthogonal zur Brüstung über eine Kette mit einem Hydraulikkolben verbunden, zwischen dem sich eine Kraftmessdose befand. Durch langsames Zurückziehen des Kolbens mit Hilfe eines speziellen Hydraulikaggregats wurde eine Kraft auf die Brüstung ausgeübt und gleichzeitig die Werte der vom Dynamometer ausgeübten Kraft und des vom Drahtpotentiometer gelieferten Weges als Funktion der Zeit aufgezeichnet.

Prüfung der maximalen Tragfähigkeit einer Endlosschlinge

Hält die Endlosschlinge einer Kraft stand, die dem 7-fachen der maximalen Tragfähigkeit (WLL) entspricht, und reißt der Mantel während der Prüfung nicht bei einer Kraft, die weniger als dem 2-fachen der maximalen Tragfähigkeit (WLL) entspricht, hat das Muster die Prüfung bestanden. Eine Prüfung über diese Kraft hinaus ist nicht erforderlich.

Prüfungen an Bauteilen von Eisenbahnen

Prüfung von Bauteilen, die für den Bau von Klettersteigen verwendet werden. Labor- und Vor-Ort-Prüfungen von Nägeln, Verbindungselementen, Seilen und Ableitern gemäß den UNI-Normen oder den Kundenspezifikationen.

Bestimmung der Flächenmasse von Zink

Prüfung zur Bestimmung der Masse des Zinküberzugs und der Zinklegierungen auf Stahldrähten und gezogenen Stahlprodukten mit rundem oder anderem Querschnitt. Die Masse der Beschichtung wird nach der gravimetrischen Methode (UNI EN 10244-2) bestimmt.

Kriechversuch an Klammern für Zugstrukturen oder Stadiondächer

Um die Kriechkraft von Klemmen an geschlossenen Seilen zu bestimmen, ist das Labor mit einem Drucksystem von bis zu 1000 kN ausgestattet, das Seile mit einem Durchmesser von 120 mm aufnehmen kann. Das maximale Drehmoment, das auf die Schraube ausgeübt werden kann, beträgt 2000 Nm.