Untersuchung des Alterungsprozesses von hydraulischen Ventilen (BIA-Report 6/2004)

Kurzfassung: Zielsetzung dieser Arbeit ist es, das Alterungsverhalten von hydraulischen Ventilen während ihres Einsatzes aufzuzeigen und zu beurteilen. Auf der Grundlage der konstruktiven Ausführung der in sicherheitsgerichteten Teilen hydraulischer Steuerungen eingesetzten Ventile wurden Versagensmechanismen erarbeitet und Maßnahmen zur Verbesserung aufgezeigt. Es zeigte sich, dass die zylindrischen Führungen der Bauteile in Ventilen, z. B. Steuerschieber, in Verbindung mit Art, Qualität und Verschmutzungsgrad der eingesetzten Druckflüssigkeit sowie Auslegung, Material und Ausführung der Zentrier-/Rückstellfeder einen wesentlichen Einfluss auf die zu erwartende Lebensdauer hydraulischer Ventile haben. Anhand der bei großen Anwendern aufgenommenen Ausfallraten, Einsatzbedingungen und Ausfallursachen von Hydraulikventilen sowie der Ergebnisse einer Umfrage bestätigte sich die Richtigkeit der theoretischen Erkenntnisse. Auch die angenommene Mittlere Zeit bis zum Gefahr bringenden Ausfall MTTF_d (Mean Time to Failure dangerous) von 100 Jahren bestätigte sich vorbehaltlos. Dabei wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Qualität der Einsatzbedingungen und der erreichten Lebensdauer bis zum Ausfall über einen definierten Betrachtungsraum festgestellt. Durch die praktischen Ergebnisse bestätigte sich weiterhin die Richtigkeit und Wichtigkeit der in DIN EN ISO 13849-2 aufgeführten grundlegenden und bewährten Sicherheitsprinzipien für hydraulische Ventile sowie deren Fehlerannahmen. Die Ergebnisse sind von besonderer Bedeutung für die Gestaltung und spätere Anwendung der in Revision befindlichen Steuerungsnorm prEN ISO 13849-1.