Gebrauchsdauer von Maschinen: Was Betreiber beachten müssen

In vielen Werkshallen verrichten Maschinen seit Jahrzehnten zuverlässig ihren Dienst. Doch während Stahl und Gusseisen oft unverwüstlich wirken, tickt im Inneren der Steuerung ein unsichtbarer Countdown: die Gebrauchsdauer der Sicherheitsbauteile.

Viele Betreiber unterliegen dem gefährlichen Trugschluss, dass Sicherheitstechnik so lange „gut“ ist, wie die Maschine läuft. Die funktionale Sicherheit ist jedoch kein statischer Zustand, sondern an ein technisches Ablaufdatum gebunden, der sogenannten Gebrauchsdauer. Wer diesen Zeitpunkt ignoriert, riskiert nicht nur die Unversehrtheit seiner Mitarbeiter, sondern übernimmt im Ernstfall unkalkulierbare rechtliche Haftungsrisiken.

Wann betrifft das Thema „Gebrauchsdauer“ den Betreiber?

Vom Grundsatz her gesehen, gibt es drei Zeitbereiche:

• Eine Maschine, die vor Ende 2006 erstmalig in Verkehr gebracht wurde: Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen wurden meist nach der EN 954-1 ausgelegt – ohne definierte Gebrauchsdauer.
• Eine Maschine, die nach Ende 2006, aber vor 2012 erstmalig in Verkehr gebracht wurde: Ein Maschinenhersteller konnte frei entscheiden, ob er sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen nach der EN 954-1 oder nach der EN ISO 13849-1 auslegte. Wurde die EN 954-1 herangezogen, existiert keine definierte Gebrauchsdauer. Wurde hingegen die EN ISO 13849-1 herangezogen, existiert eine definierte Gebrauchsdauer.
• Eine Maschine, die nach 2012 erstmalig in Verkehr gebracht wurde: Maßgeblich ist hier die EN ISO 13849-1. Es existiert eine definierte Gebrauchsdauer.

Um sicher zu gehen, ist ein Blick in die Betriebsanleitung der Maschine notwendig: Findet man darin Angaben zu einem Performance Level (PL) oder einem Safety Integrity Level (SIL), so kann man davon ausgehen, dass eine definierte Gebrauchsdauer gegeben ist. Wenn nicht, ist davon auszugehen, dass die EN 954-1 angewendet wurde (keine definierte Gebrauchsdauer).

Elektronik vs. Mechanik – die drei Welten des Alterns

Um die Zuverlässigkeit einer Sicherheitsfunktion (PL oder SIL) zu garantieren, definiert der Hersteller einen verbindlichen Zeitraum, in dem die Ausfallrate einer Funktionseinheit als konstant angesehen wird. Für die angegebene Gebrauchsdauer gilt: Zeitraum, in dem die Funktionseinheit funktional sicher verwendet werden kann, wenn die Funktionseinheit gemäß ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung eingesetzt wird. 

Funktionseinheiten lassen sich hierbei in drei Kategorien unterteilen: 

1. Von Alterung dominierte Einheiten (Elektronik): Diese unterliegen zeitabhängigen Prozessen. Die Ausfallrate bleibt während der Gebrauchsdauer nahezu konstant und steigt nach deren Ablauf sprunghaft an. Beispiele: SPS-Baugruppen, Lichtgitter, Sensoren.
2. Von Verschleiß dominierte Einheiten (Mechanik/Elektromechanik): Hier bestimmt die Nutzung (Schaltzyklen) das Ende. Der Hersteller gibt den B10D-Wert an (Zyklen bis zum gefahrbringenden Ausfall von 10 Prozent der Einheiten). Dieser wird über die erwartete Betätigungshäufigkeit in eine Zeitspanne, den T10D-Wert, umgerechnet. Beispiele: Schütze, Pneumatikventile, Positionsschalter.
3. Von Alterung und Verschleiß dominierte Einheiten: Diese Funktionseinheiten altern sowohl durch Zeit als auch durch Nutzung. Die Gebrauchsdauer wird hier durch den jeweils kleineren Wert aus Zeitlimit und Verschleißgrenze bestimmt. Beispiel: Nothalt-Sicherheitsschaltgeräte. 

Lagerzeiten von Ersatzteilen – Wenn Stillstand zur Gefahr wird

Ein weit verbreiteter Irrtum ist, dass die Gebrauchsdauer erst mit der Inbetriebnahme der Maschine beginnt. Die Realität ist nuancierter: Zwar wird bei hochwertigen Funktionseinheiten eine „Gute Ingenieurspraxis“ unterstellt, bei der standardmäßige Produktions- und Lagerzeiten bereits einkalkuliert sind. Überdurchschnittlich lange Lagerzeiten von Ersatzteilen können jedoch zu einer Gefahr für den Betreiber werden. Besonders elektronische Bauteile unterliegen chemisch-physikalischen Alterungsprozessen, auch wenn sie originalverpackt im Regal liegen. 

Werden Ersatzteile über Jahre ungenutzt gelagert, muss diese Zeit zwingend von der späteren Gebrauchsdauer im Betrieb abgezogen werden. Der Startschuss für die Sicherheit ist also nicht zwingend der erste Tastendruck, sondern oft bereits der Moment, in dem Ersatzteile angeliefert bzw. eingelagert werden. 

Wenn das Ende der Gebrauchsdauer naht 

In der Theorie passen Nutzungsdauer und Gebrauchsdauer ideal zusammen. Doch in der Praxis kommt es oftmals zu folgendem Szenario: Die Maschine wird über die geplante Gebrauchsdauer (oft 20 Jahre) hinaus betrieben. Dies geschieht häufig „ungeplant“, weil Investitionen in Neuanlagen verschoben werden oder die Maschine am Ende ihres Lebenszyklus nur noch sporadisch eingesetzt werden soll. Aber: Sobald dieses Limit erreicht ist, erlischt die statistische Grundlage für die Sicherheit. Ein Weiterbetrieb ohne Maßnahmen ist fahrlässig. 

Wenn die Gebrauchsdauer abläuft, stehen Betreiber vor einer wegweisenden Entscheidung: Austausch oder Retrofit? Hier lauert ein massives Haftungsrisiko. Wird die Maschine durch den Austausch nicht baugleicher Funktionseinheiten oder durch tiefgreifende Änderungen an der Steuerung so stark modifiziert, dass eine „wesentliche Veränderung“ vorliegt, wechselt der Betreiber rechtlich in die Rolle des Herstellers. Weitere Pflichten kommen dann zum Tragen und ein vollständiges CE-Konformitätsbewertungsverfahren wird notwendig.

Das müssen Sie zum Thema Betriebssicherheit wissen

Die Zahl der Vorschriften zur Betriebssicherheit sind Legion. Hier fassen Experten von Cubeoffice die wichtigsten Fakten und Tipps für Sie zusammen.

Sicherheit ist kein statischer Zustand

Die Verantwortung für die Sicherheit einer Maschine ist wie ein Staffellauf: Sie beginnt beim Hersteller der Funktionseinheit, geht über den Maschinenbauer und liegt schließlich dauerhaft beim Betreiber. Mit zunehmendem Alter der Anlage wandert der Fokus von der reinen Instandhaltung hin zur aktiven Risikobewertung und Gefährdungsbeurteilung gemäß Betriebssicherheitsverordnung.

Sicherheitstechnik schützt Leben – aber nur so lange, wie ihre physikalischen und zeitlichen Grenzen respektiert werden. Ein proaktives Obsoleszenzmanagement ist keine bürokratische Last, sondern die Voraussetzung für einen wirtschaftlichen und rechtssicheren Anlagenbetrieb.