Seile für die Handelsschifffahrt: Ein Leitfaden zu Werkstoffen für Schiffsbetreiber und Häfen

Bei Handelsschiffen, Häfen und Terminals gibt es keine Seilspezifikation, die allen Anforderungen gerecht wird. Die Festmacherleine eines Tankerterminals unterliegt ganz anderen Prioritäten als die Bugleine eines Schleppers, die Lotsenleine eines Lotsenboots oder die Ankerleine eines Offshore-Versorgungsschiffs. Das richtige Seil in der richtigen Konstruktion und aus der richtigen Faser entscheidet darüber, ob der Betrieb reibungslos verläuft oder kostspielig wird.

Dieser Leitfaden bietet einen Überblick über alle von Southern Ropes UK hergestellten Materialien für Seile im gewerblichen Schiffsbau: HMPE, Polyester, Nylon, polysteel, Mischfasermaterialien und Aramid. Er erläutert die jeweiligen Stärken und Schwächen der einzelnen Materialien und gibt Hinweise dazu, wie man die Konstruktion und den Durchmesser für die jeweilige Anwendung festlegt. Der Leitfaden richtet sich an Beschaffungsteams, Schiffsbauingenieure, Hafeningenieure, Schlepperkapitäne und Schiffsbetreiber, damit diese fundierte Entscheidungen treffen können, anstatt sich auf die Standardvorschläge der Lieferanten zu verlassen.

Aus welchen Materialien bestehen gewerbliche Anlege- und Schleppseile?

Seile für die Handelsschifffahrt werden aus einer Reihe von synthetischen Fasern hergestellt, von denen jede ihre eigenen besonderen Stärken aufweist. Southern Ropes UK bietet das gesamte Sortiment an:

• Nylon (Polyamid) für Elastizität und Stoßdämpfung
• Polyester als das vielseitige Arbeitstier der Schifffahrt
• Polysteel^® als leichtes Schwimmseil für Arbeitsschiffe
• ^Polysteel® mit Bleieinlage als sinkende Variante für Angel- und Reusenseile
• Super Flex und Maxi Flex als OCIMF-konforme Streck- und Festmacherleinen aus Mischfasern
• Multifilament-Polypropylen (MFPP) als kostengünstige schwimmende Option
• ^Super-12® (HMPE) als Ersatz für Drahtseile und für hochfeste Verankerungen
• Super-Q12 als HMPE-Mischung, speziell entwickelt für den Capstan-Grip
• Tech-12 (^{Technora®-Aramid} ) für thermisch kritische und Spezialanwendungen

Im Folgenden werden die einzelnen Werkstoffe ausführlich beschrieben, einschließlich ihrer Anwendungsbereiche, Einschränkungen und der Normen, nach denen sie hergestellt werden.

Nylon: das elastische Material zur Stoßdämpfung

Nylon (Polyamid, PA) ist das traditionelle Festmachertau für Schiffe, die von der elastischen Rückstellung des Taues profitieren. Neue Nylonseile können sich vor dem Bruch um bis zu 35 Prozent ihrer Länge dehnen, wodurch die Energie von Schiffen absorbiert wird, die sich unter Wind, Seegang oder Strömung an einer Verankerung bewegen. Der Nachteil ist, dass Nylon im nassen Zustand etwa 10 Prozent seiner Bruchlast verliert und sich seine Dehnungseigenschaften bei zyklischer Belastung über die Lebensdauer des Seils hinweg verringern.

Southern Ropes UK stellt Nylonseile gemäß BS EN 943:2002 in 3-fach-, 8-fach- und 12-fach-Konstruktionen mit Durchmessern von 3 mm bis 44 mm her.

Am besten geeignet für: Ankerleinen, kinetische Seile, Fallschirm-Ankerleinen, das Festmachen kleinerer Schiffe, bei dem Dehnung erwünscht ist, sowie Schleppleinen, bei denen Stoßbelastungen zu erwarten sind.

Nicht geeignet für: Anlegestellen, bei denen eine geringe Dehnung bevorzugt wird, Einpunkt-Verankerungen und Anwendungen, bei denen die Gefahr eines Rückschlags minimiert werden muss.

Polyester: das Arbeitstier für allgemeine gewerbliche Vertäuungen

Polyester kommt im Bereich der gewerblichen Schifffahrt einem Allrounder am nächsten. Es verliert bei Nässe nicht an Festigkeit, weist eine hervorragende UV-Beständigkeit auf, bleibt auch unter nassen Bedingungen flexibel und leicht zu spleißen und ist zudem sehr abriebfest. Es hat ein höheres spezifisches Gewicht als Nylon oder polyrene sinkt daher, anstatt zu schwimmen.

Southern Ropes UK fertigt Polyester-Seile gemäß BS EN 697:1995 in 3-strängiger, 4-strängiger, 8-strängiger und 12-strängiger Ausführung. Das Standardsortiment umfasst Durchmesser von 6 mm bis 46 mm, wobei die 8-strängige Octoplait-Konstruktion (PS8) bis zu 100 mm reicht und somit für Festmacherleinen mit großem Durchmesser auf Schleppern, Versorgungsschiffen und im Terminalbetrieb geeignet ist.

Am besten geeignet für: allgemeine Festmacherleinen, Ankerleinen, Fenderleinen, traditionelle Fallleinen, Seile für Netzgerüste, feste Installationen sowie den Großteil der alltäglichen gewerblichen Festmacherarbeiten, bei denen Dehnbarkeit keine vorrangige Anforderung ist.

Nicht geeignet für: Anwendungen, bei denen eine hohe Stoßdämpfung erforderlich ist oder bei denen das Seil schwimmen muss.

^Polysteel®: Leichtes, schwimmendes Ankertau

^Polysteel® ist eine extrudierte Copolymerfaser, die für gewerbliche Anwendungen entwickelt wurde, bei denen geringes Gewicht und Schwimmfähigkeit entscheidend sind. Bei gleicher Stärke ist sie fast dreimal so fest wie herkömmliches Manilaseil und etwa 50 Prozent fester als herkömmliches Polypropylenband. Sie schwimmt, ist wasserabweisend, UV-beständig und weist eine sehr gute Abriebfestigkeit auf.

Hergestellt gemäß ISO 1346:2012 und ISO 9554:2010, in 3-strängiger, 8-strängiger und 12-strängiger Ausführung, in Durchmessern von 6 mm bis 72 mm (größere Durchmesser auf Anfrage). Standardmäßig in den Farben Weiß, Silber, Türkis und Gelb erhältlich, Sonderfarben auf Anfrage.

Besonders geeignet für: Arbeitsboote, Fischereifahrzeuge, kleine bis mittelgroße gewerbliche Anlegestellen, bei denen es auf die Tragfähigkeit ankommt, Anwendungen, bei denen ein schwimmendes Seil benötigt wird, sowie Arbeiten in Fischzucht und Aquakultur.

Nicht geeignet für: Anwendungen, bei denen ein sinkendes Seil erforderlich ist oder bei denen die höhere Bruchlast von Polyester oder Nylon bei gleichem Durchmesser entscheidend ist.

Leaded^Polysteel®: die sinkende Variante für Angel- und Korbseile

Leaded^Polysteel® ist eine dreisträngige polysteel mit einem Bleikern, die so konzipiert ist, dass sie sinkt statt zu schwimmen. Sie bewahrt die Abriebfestigkeit und die Kostengünstigkeit polysteelund liegt auf dem Meeresboden, anstatt sich an der Oberfläche zu verheddern.

Standardausführung von 10 mm bis 16 mm, in Rollen zu 220 m.

Am besten geeignet für: Fischernetze, Reusenseile, Leinen für die Aquakultur sowie landwirtschaftliche Anwendungen, bei denen ein sinkendes polysteel benötigt polysteel .

Nicht geeignet für: allgemeine Verankerungen, bei denen Auftrieb bevorzugt wird, sowie alle Anwendungen, bei denen der Bleigehalt gesetzlich nicht zulässig ist.

Super Flex Maxi Flex: OCIMF-konforme Streckmaschinen für Mischfasern

Super Flex ein 8-strängiges Seil aus einer Mischung aus Polypropylen und Polyester, das gemäß den OCIMF-Richtlinien hergestellt wird. Sein herausragendes Merkmal ist, dass die Nassfestigkeit der Trockenfestigkeit entspricht, was für den Betrieb von Tankerterminals und die Einpunktverankerung von entscheidender Bedeutung ist. Die Bruchdehnung beträgt 18 Prozent, was eine nützliche Stoßdämpfung bietet, ohne die extremen Dehnungen (und die Gefahr des Rückschnellens) von Nylon. Die Nassfestigkeit bleibt auch nach zyklischer Belastung stabil.

Standardausführung von 36 mm bis 96 mm, in 8-facher Konstruktion, erhältlich in Weiß mit blauen Sprenkeln.

Maxi Flex ein ähnlicher Verbundwerkstoff aus Polypropylen und Polyester mit einer 8-strängigen Konstruktion, einem spezifischen Gewicht von 0,95 und einem Polypropylen-dominanten Gemisch. Es schwimmt, lässt sich auch im nassen Zustand gut handhaben und eignet sich hervorragend für allgemeine gewerbliche Verankerungs- und Schlepparbeiten, bei denen es auf Gewichtsersparnis ankommt. Standarddurchmesser von 36 mm bis 96 mm.

Super Flex für: das Ziehen von Schleppleinen, Einpunkt-Festmacherleinen (SPM), das Festmachen an Tankterminals, Anwendungen, bei denen die Einhaltung der OCIMF-Vorschriften eine Ausschreibungsanforderung ist, sowie Hebe- und Führungsleinen.

Maxi Flex für: Festmachen, Schleppen, Sichern, Heben und als Verbindungsleinen auf Handelsschiffen und in der Fischerei, wo ein robustes, schwimmfähiges und vielseitig einsetzbares Seil für den harten Einsatz benötigt wird.

Nicht geeignet für: Anwendungen, die ein extrem gutes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht erfordern (bitte HMPE angeben), oder bei anhaltender Einwirkung von Laugen.

Multifilament-Polypropylen: die kostengünstige schwimmende Variante

Multifilament-Polypropylen (MFPP) ist ein 3-strängiges Seil aus weichen Polypropylenfasern. Es schwimmt, lässt sich gut verknoten, weist eine gute UV- und Chemikalienbeständigkeit auf und ist leicht zu spleißen. Das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht ist geringer als bei Polyester, doch der Preis ist deutlich niedriger, und die Schwimmfähigkeit eignet sich für viele gewerbliche Arbeitsboote.

Standardbereich 6 mm bis 20 mm.

Am besten geeignet für: Schleppleinen, Zugleinen für kleine Wasserfahrzeuge, Sicherheitsnetze, den Einsatz in der Fischerei sowie allgemeine Arbeiten im Schiffsbau, bei denen es auf die Kosten ankommt und die Belastungen moderat sind.

Nicht geeignet für: hohe Belastungen durch Festmacherleinen, Umgebungen mit starker Abrasion, Anwendungen, bei denen das Material über längere Zeiträume UV-Strahlung ausgesetzt ist, ohne dass eine Überprüfung erfolgt.

^Super-12®: HMPE als Ersatz für Drahtseile und für hochfeste Festmacherleinen

^Super-12® ist das wärmebehandelte 12-strängige HMPE-Geflecht (High Modulus Polyethylen) von Southern Ropes UK^{, das} aus Stealth^Fibre® hergestellt wird^. Es ist bei gleicher Stärke etwa 15-mal stärker als Stahl, schwimmt, nimmt kein Wasser auf, weist ein sehr geringes Kriechen auf und ist außergewöhnlich widerstandsfähig gegen UV-Strahlung und chemische Einflüsse. Die Bruchdehnung der Faser beträgt nur 3,5 Prozent, was bedeutet, dass der Rückstoß bei einem Bruch nur einen Bruchteil desjenigen eines vergleichbaren Stahldrahtseils oder einer Nylonschnur beträgt.

Die Polyurethanbeschichtung und das Thermofixierungsverfahren verleihen dem Seil eine hervorragende Abriebfestigkeit und eine ausgezeichnete Haftung auf der Windentrommel. Geprüft gemäß ISO 2307:2019.

Standardbereich 1 mm bis 105 mm, in drei Ausführungen: einsträngig (1 bis 9 mm), zweisträngig (10 bis 38 mm) und geflochten (40 bis 105 mm). Für Anwendungen, bei denen zusätzliche Abriebfestigkeit erforderlich ist, ist ein Schutzgeflecht erhältlich.

Besonders geeignet für: den Austausch von Drahtseilen an Winden, Festmacherleinen an Tankschiffen und Massengutfrachtern, schwere Festmacherleinen an Handelsschiffen, Schleppleinen für Schlepper und Offshore-Versorgungsschiffe, Anwendungen, bei denen das Gewicht eine Rolle spielt (Offshore-Hebearbeiten, Arbeiten in der Höhe, Hubschrauberlandeplatzbetrieb). Wenn eine maßgeschneiderte Ummantelung über dem HMPE-Kern benötigt wird, ist das Superline -Sortiment denselben Super-12-Kern mit auf die jeweilige Anwendung zugeschnittenen Ummantelungsfasern.

Nicht geeignet für: Anwendungen mit anhaltender Hitzeeinwirkung über ca. 70 °C, Umgebungen mit sehr hoher Abriebbelastung ohne Schutzhülle oder ortsfeste Installationen, bei denen Polyester eine kostengünstigere Alternative darstellt.

Super-Q12: HMPE gemischt mit gesponnenem Polyester für besseren Halt an der Winde

Super-Q12 eine spezielle 12-strängige Konstruktion, bei der Stealth^Fibre® HMPE mit gesponnenem Polyester kombiniert wird. Das HMPE bietet das Festigkeits-Gewichts-Verhältnis eines synthetischen Festmachertaues, das gesponnene Polyester sorgt für besseren Halt an Ankerwinden, Winden und Pollern und verbessert die Wärmeableitung, wenn das Tau unter Last über Trommeln läuft. Der Reibungskoeffizient auf einer Stahltrommel liegt bei 0,08 bis 0,14 und ist damit deutlich höher als bei 100 % HMPE.

Standardausführung von 18 mm bis 104 mm, geliefert auf 220-m-Rollen. Thermofixiert und beschichtet. Standardmäßig in Grau erhältlich.

Am besten geeignet für: Festmacherleinen an Schiffen mit Ankerwinden, Arbeitsleinen, die wiederholt über Trommeln laufen, Schleppseile sowie als Ersatz für Drahtseile, bei denen das Verrutschen auf der Trommel ein Problem darstellt, wobei 100 Prozent HMPE zum Einsatz kommen.

Nicht geeignet für: stationäre Verankerungsanwendungen, bei denen reines Super-12 kostengünstiger wäre, sowie Anwendungen, bei denen die Spinnpolyester-Ummantelung keinen betrieblichen Vorteil bietet.

Tech-12: Aramid für Anwendungen mit hohen Temperaturbelastungen

Tech-12 ist ein 12-strängiges, geflochtenes Aramidseil aus^Technora®- Fasern, das mit einer abriebfesten Polyurethanbeschichtung versehen ist. Aramidfasern haben eine Zersetzungstemperatur von etwa 500 °C, wodurch sich Tech-12 für Anwendungen eignet, bei denen Polyester (Schmelzpunkt 265 °C), Polypropylen (165 °C) oder sogar HMPE aufgrund der Hitzeeinwirkung nicht in Frage kommen. Es ist etwa achtmal stärker als Stahl, weist ein sehr geringes Kriechen und eine sehr geringe Bruchdehnung auf.

Standardbereich 2 mm bis 20 mm. Spezifisches Gewicht 1,39, sodass es eher sinkt als schwimmt.

Am besten geeignet für: Zurrgurte zum Verankern an der Hitze ausgesetzten Stellen, Anwendungen in der Nähe von Motorabgasleitungen oder Feuerlöschanlagen, Spezialhebeaufgaben, bei denen ein Kriechen nicht toleriert werden darf, sowie für die stehende Takelage auf kommerziellen Segelschiffen.

Nicht geeignet für: allgemeine Vertäuung (im Vergleich zu Polyester oder HMPE zu kostspielig), starke UV-Belastung ohne Abdeckung (Aramid weist eine geringere UV-Beständigkeit auf als HMPE oder Polyester), Anwendungen, bei denen der Auftrieb eine Rolle spielt.

Wie schneiden die Materialien für Seile in der Handelsschifffahrt im Vergleich ab?

Die wichtigsten Merkmale im direkten Vergleich. Die Sternebewertungen orientieren sich am veröffentlichten Materialvergleich von Southern Ropes UK.

Was ist der Unterschied zwischen MBL und SWL bei handelsüblichen Seilen?

Die Mindestbruchlast (MBL) ist die durchschnittliche Zugkraft, bei der das Seil unter Laborbedingungen bei geradlinigen Zugversuchen mit stetig steigender Belastung bricht. Die MBL wird ermittelt, indem fünf Seilproben getestet und das Ergebnis durch fünf geteilt wird, um die durchschnittliche Bruchlast zu ermitteln. Es handelt sich hierbei nicht um einen Betriebswert.

Die sichere Tragfähigkeit (SWL) ist die Last, die das Seil im Einsatz voraussichtlich tragen muss. Southern Ropes UK empfiehlt einen Mindestauslegungsfaktor von 5:1, was bedeutet, dass die empfohlene SWL ein Fünftel (20 Prozent) der angegebenen maximalen Tragfähigkeit (MBL) beträgt. Die Festlegung der SWL anstelle der MBL ist der einzig sichere Ansatz für gewerbliche Anlege- und Schleppvorgänge.

Die Empfehlungen für die sichere Arbeitslast (SWL) variieren je nach Branche, Anwendungsbereich und Zustand des Seils. Das Mindestverhältnis von 5:1 gilt für Seile in gutem Zustand mit ordnungsgemäßen Spleißen, bei nicht kritischen Anwendungen und unter normalen Betriebsbedingungen. Höhere Sicherheitsfaktoren sind bei lebensrettenden Anwendungen, beim Heben sowie bei allen Arbeiten angebracht, bei denen Stoßbelastungen zu erwarten sind.

Dynamische Belastungen verändern die Berechnung. Momentane Belastungsänderungen von mehr als 10 Prozent der Nenntragfähigkeit des Seils stellen eine gefährliche Stoßbelastung dar und machen die üblichen SWL-Werte ungültig. Das Aufnehmen eines Schlepptaus an einer durchhängenden Leine, das Abbremsen eines fahrenden Schiffes oder die Verwendung eines Seils zum Auffangen eines fallenden Gegenstands fallen alle darunter. Für diese Anwendungen gelten die in Katalogen angegebenen SWL-Werte nicht, und das Seil muss mit einem wesentlich größeren Sicherheitsfaktor dimensioniert oder durch ein Material ersetzt werden, das für die Aufnahme dynamischer Belastungen ausgelegt ist.

Welche Seilkonstruktion ist die beste: 3-strängig, 8-strängig oder 12-strängig?

Die Konstruktion ist genauso wichtig wie das Material. Dasselbe Material verhält sich im Einsatz unterschiedlich, je nach Konstruktion.

Die 3-Strang-Tau-Konstruktion ist die traditionelle Bauweise: drei miteinander verdrillte Stränge. Sie lässt sich leicht von Hand spleißen, verhält sich im Einsatz vorhersehbar und ist den Schiffsbesatzungen bestens vertraut. Unter Belastung kann es zu Verdrehungen kommen, und das Seil neigt stärker zum Knicken als geflochtene oder geflochtene Konstruktionen. Standard für allgemeine Polyester-Festmacherleinen und traditionelle Nylon-Ankerleinen.

Das 8-fach geflochtene Seil (Octoplait) besteht aus acht Strängen, die zu zwei Paaren geflochten sind. Es ist torsionsausgeglichen, sodass es sich unter Belastung nicht verdreht. Es legt flache Windungen, lässt sich bei großen Durchmessern gut handhaben, lässt sich gut spleißen und ist der Standard für große Polyester-Festmacherleinen (32 mm bis 100 mm) sowie für die Maxi Flex Super Flex Maxi Flex , die als Streckleinen und SPM-Leinen verwendet werden.

Das 12-strängige Einfachgeflecht ist die Standardkonstruktion für HMPE-Seile (Super-12, Super-Q12) und Aramidseile (Tech-12). Es verteilt die Last gleichmäßig auf zwölf Stränge, weist eine hervorragende Festigkeitserhaltung bei engen Umlenkradien auf, lässt sich leicht spleißen und bietet den glattesten Querschnitt für den Lauf über Seilrollen und Winden.

Bei den größten Super-12-HMPE-Durchmessern (40 mm bis 105 mm) kommt eine „Braid-on-Braid“-Konstruktion zum Einsatz. Ein geflochtener HMPE-Kern befindet sich innerhalb einer geflochtenen HMPE-Ummantelung, wobei beide zur Nennfestigkeit des Seils beitragen. Dadurch lässt sich das Seil auf sehr große Durchmesser skalieren, ohne dass die Handhabungseigenschaften einer geflochtenen Konstruktion verloren gehen.

Als „Doppelflechtung“ werden Konstruktionen bezeichnet, bei denen ein Mantel über ein anderes Kernmaterial gelegt wird, um die Eigenschaften beider Fasern zu vereinen. Die Dock Line von Southern Ropes UK nutzt beispielsweise einen Nylonkern für Dehnbarkeit und Rückstellkraft sowie einen Polyestermantel für Abriebfestigkeit – eine Kombination, die sich besonders gut für Festmacherleinen auf kleineren Handelsschiffen eignet, wo beide Eigenschaften gefragt sind.

Was ist ein Rückprall und warum ist er für die Wahl der Verankerung von Bedeutung?

Wenn eine unter Spannung stehende Festmacher- oder Schleppleine reißt, wird die in der Leine gespeicherte elastische Energie als Rückstoß freigesetzt. Je größer die Dehnung der Leine ist, desto größer ist die gespeicherte Energie und desto heftiger ist der Rückstoß. Eine reißende Nylon-Festmacherleine mit einer Dehnung von 35 Prozent setzt wesentlich mehr Energie frei als eine reißende HMPE- oder Aramidleine mit einer Dehnung von 3,5 Prozent.

„Snapback-Zonen“ (die vorhergesagten Bahnen, die eine reißende Leine durchschlagen wird) haben sich zu einem fest etablierten Begriff in der Sicherheit der Handelsschifffahrt entwickelt. Hafenbehörden, Tankerterminals und die OCIMF-Richtlinien schreiben zunehmend Anlegematerialien mit geringer Dehnung vor, unter anderem um die Gefahr von Snapback-Unfällen für die Besatzung zu verringern, die während der Anlegevorgänge an Deck arbeitet.

Die praktische Auswirkung: Während Schiffe früher üblicherweise mit dreisträngigem Nylon vertäut wurden, sieht die moderne Spezifikation zunehmend Polyester oder eine Mischfaserkonstruktion wie Super Flex vor, ergänzt durch ein HMPE-Verankerungsseil, wenn eine stärkere Leine erforderlich ist. Die Verbindungen zwischen den Leinenenden und der Beschlagtechnik am Schiff werden häufig mit Weichschäkeln hergestellt, was die Sicherheit erhöht, da so schwere Metallbeschläge aus der Aufprallzone entfernt werden. Der Kompromiss bei der geringeren Stoßdämpfung wird dann durch Streckvorrichtungen, Fendersysteme und die Handhabung des Schiffes ausgeglichen und nicht durch die Festmacherleine selbst.

Auf einen Blick: Welches Seil für welche Anwendung im Schiffsbau?