DGUV Information 209-002 - Schleifen

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Abschnitt 3.2 - 3.2 Maßnahmen gegen Brand- und Explosionsgefährdungen

Beim Schleifen bestehen prinzipiell Brand- und Explosionsgefährdungen, da durch Schleiffunken (Abb. 24) brennbare Stoffe entzündet werden können. Ein erhöhtes Risiko besteht, wenn beim Schleifen oder Polieren brennbarer Stoffe (Leichtmetalle, Holz, Kunststoffe, Metalle) feinkörnige Schleifstäube entstehen oder vorhanden sind oder wenn nicht wassermischbare Kühlschmierstoffe verwendet werden.

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Abb. 24
Schleiffunken als Zündquelle

Der grundlegende Vorteil von Handmaschinen ist ihre Einsatzmöglichkeit an nahezu beliebigen Orten. Daher ist es aber an jedem Einsatzort erforderlich zu ermitteln, ob eine Brand- und Explosionsgefährdung vorhanden ist, und bei Bedarf geeignete Maßnahmen zu ergreifen.

3.2.1
Schleiffunken als Zündquelle

Schleiffunken, die bei der Bearbeitung von Werkstücken entstehen, können eine Zündquelle für Brände und Explosionen sein.

Beispiele für schwere Brandschäden - verursacht durch Schleiffunken - finden sich besonders in Kfz-Werkstätten, Karosseriereparaturbetrieben und Lackierereien, in denen mit leicht entzündlichen Flüssigkeiten umgegangen wird. Weitere Brandschäden können auftreten, wenn Schleifstäube an der Entstehungsstelle abgesaugt werden und dabei auch Funken in die Absauganlage gelangen, die Anlage aber nicht über eine wirksame Funkenfalle verfügt.

Besondere Sicherheitsvorkehrungen sind bei Schleifarbeiten an oder in der Umgebung von Tanks, Fässern und Rohrleitungen erforderlich, die brennbare oder explosionsfähige Stoffe enthalten oder enthalten haben.

Brennbare und explosionsfähige Stoffe müssen vor Arbeitsbeginn aus der Arbeitsumgebung beseitigt werden. Das betrifft unter anderem Ablagerungen des beim Schleifen entstehenden Staubs, Pappe, Packmaterial, Textilien, Holz und Holzspäne, aber auch brennbare Flüssigkeiten und Gase.

Bei Arbeiten an Tanks, Fässern und Rohrleitungen muss durch Lüftungsmaßnahmen und gegebenenfalls Freimessen sichergestellt werden, dass keine explosionsfähige Atmosphäre mehr vorhanden ist. Vertiefende Hinweise dazu enthält die DGUV Regel 113-004 "Behälter, Silos und enge Räume; Teil 1: Arbeiten in Behältern, Silos und engen Räumen".

An Schleifarbeiten angrenzende Arbeitsbereiche müssen immer vor Funkenflug geschützt werden, zum Beispiel durch Stellwände oder Vorhänge.

Um beim Entstehen von Bränden sofort eingreifen zu können, sind geeignete Feuerlöscheinrichtungen (z. B. CO2-Löscher) bereit zu halten. Die Bedienpersonen sollten durch regelmäßige Übungen mit der Benutzung der Feuerlöscher vertraut sein.

Zum Schutz des Gesichts und der Augen vor Funkenflug und herumfliegenden Partikeln oder Spänen müssen ein Schutzvisier, entsprechende Schutzschuhe und schwerentflammbare Kleidung getragen werden.

Besonderes Augenmerk sollte auch auf die Kleidung gelegt werden. Durch Verschmutzungen (z. B. Öle) kann auch schwerentflammbare Kleidung leicht entflammt werden. Daher sollte immer auf saubere Arbeitskleidung geachtet werden. Verschmutzte Kleidung muss gereinigt werden.

Bedienpersonen müssen durch Unterweisung auf mögliche Brand- und Explosionsgefährdungen hingewiesen werden und die erforderlichen Maßnahmen zur Beseitigung der Gefahren kennen.

3.2.2
Schleifen von Leichtmetallen

Die beim Schleifen und Polieren von Leichtmetallen wie Magnesium, Aluminium, Titan und deren Legierungen anfallenden Stäube sind brennbar. Bei entsprechender Verteilung in der Luft, zum Beispiel durch Aufwirbeln der Stäube, können explosionsfähige Gemische (explosionsfähige Atmosphäre) entstehen. Bei vielen brennbaren Stäuben reicht bereits eine gleichmäßig über die gesamte Bodenfläche verteilte Staubablagerung von weniger als 1 mm Schichtdicke aus, um beim Aufwirbeln einen Raum normaler Höhe vollständig mit explosionsfähigem Staub/Luft-Gemisch auszufüllen.

Das Risiko von Bränden und Explosionen beim Schleifen von Magnesium ist noch wesentlich höher einzuschätzen als bei Aluminium oder Titan. Das liegt unter anderem daran, dass Magnesium, besonders in Form von Staub, ein sehr reaktionsfreudiges Metall ist und sogar zur Selbstentzündung neigt. Magnesium verbrennt mit extrem hoher Temperatur und reagiert, intensiver als Aluminium und Titan, mit Wasser. Dabei wird Wasserstoff freigesetzt, sodass sich ein explosionsfähiges Wasserstoff-Luft-Gemisch bilden kann (Knallgas). Obwohl die Reaktionsfreudigkeit von Aluminium und Titan im Vergleich zu Magnesium geringer ist, verursachen auch ihre Schleifstäube diese Gefährdungen.

Die erforderlichen Schutzmaßnahmen zur Verringerung von Brandlast, zur Vermeidung von explosionsfähiger Atmosphäre und von Zündquellen sowie die notwendigen Maßnahmen zur Brandbekämpfung und zur Verhinderung der Brandausbreitung müssen daher sorgfältig geplant werden.

Die Bearbeitung dieser Werkstoffe erfordert insgesamt ein sehr hohes Maß an Sachkunde. Vor der erstmaligen Bearbeitung ist eine Gefährdungsbeurteilung erforderlich. Dabei ist auch zu klären, ob explosionsgefährdete Bereiche auftreten können und ob eine Zoneneinteilung und die Erstellung eines Explosionsschutzdokuments erforderlich sind. Weitere Hinweise dazu siehe TRGS 723.

Die Bearbeitung von Leichtmetallen macht die Anwendung spezieller Verfahren zur Staubbeseitigung erforderlich. Dazu müssen die Maschinen und Absauganlagen sowie Abscheider mit entsprechenden Einrichtungen für den Brand- und Explosionsschutz ausgerüstet sein.

Die sichere und zuverlässige Funktion der Einrichtungen zur Staubbindung und -absaugung muss stets gewährleistet sein. Sie sind daher zu überwachen und mit dem Antrieb der Schleifspindel zu koppeln (zu verriegeln).

In diesem Zusammenhang kommen der regelmäßigen Reinigung und Wartung dieser Einrichtungen eine besondere Bedeutung zu. Grundsätzlich verhindert die ausreichend hohe Strömungsgeschwindigkeit in Absaugrohren die Bildung von Staubablagerungen. Dennoch auftretende Staubablagerungen, unter anderem in der Maschine und im Rohrleitungssystem der Absaugeinrichtung, müssen gefahrlos beseitigt werden. Sie stellen ein sehr hohes Gefährdungspotenzial dar, wenn sie, zum Beispiel durch Erschütterungen, beim Anlauf oder bei Instandhaltungsarbeiten, aufgewirbelt und durch eine Zündquelle gezündet werden.

Bei der Nassabscheidung von Aluminium- und Magnesiumstaub kann es zu Wasserstoffbildung auch im Abscheider kommen. Das muss bei der Wahl des Aufstellorts und möglicher weiterer Maßnahmen berücksichtigt werden.

Aufgrund der großen Reaktionsfähigkeit der Leichtmetalle muss der Einsatz ungeeigneter Löschmittel, wie Wasser, Löschschaum, Kohlendioxid und Stickstoff, auf jeden Fall verhindert werden.

Geeignete Löschmittel bei Leichtmetallbränden sind:

  • trockener Sand

  • trockene Graugussspäne

  • spezielle Abdecksalze

  • Löschpulver der Brandklasse D (gemäß EN 2)

Besonders die Trockenbearbeitung von Leichtmetallen erfordert spezielle Schutzausrüstung, vorzugsweise schwerentflammbare, möglichst glatte und leicht abwerfbare Schutzkleidung ohne Außentaschen oder Schutzschürzen sowie gegebenenfalls Schutzbrillen und Schutzhandschuhe. Arbeitskleidung, die mit Stäuben von Leichtmetallen in Berührung kommt, sollte zur Vermeidung von Kleiderbränden regelmäßig in angemessen kurzen Zeitabständen gereinigt werden. Leichtmetallstäube dürfen niemals mit einem Druckluftstrahl von der Arbeitskleidung abgeblasen werden, weil dadurch die Brandgefahr noch deutlich erhöht wird!

Geeignete Informationsquellen sind unter anderem:

  • DGUV Regel 109-001 "Schleifen, Bürsten und Polieren von Aluminium - Vermeiden von Staubbränden und Staubexplosionen"

  • DGUV Information 209-090 "Tätigkeiten mit Magnesium"

  • Fachbereich AKTUELL FBHM-051 "Trockenschleifen von Magnesium"

3.2.3
Schleifen sonstiger Metalle

Beim Schleifen anderer Metalle als Magnesium, Aluminium oder Titan ist das Risiko von Bränden und Explosionen deutlich geringer als bei den genannten Leichtmetallen. Dennoch muss beachtet werden, dass auch feine Schleifstäube aus diesen Metallen brennbar und in einem bestimmten Mischungsverhältnis in Luft explosionsfähig sein können.

Größere Ablagerungen von Metallstäuben sind deshalb generell zu vermeiden. Auch diese Metallstaubablagerungen gefährden direkt die Gesundheit und müssen möglichst nah an der Entstehungsstelle mit brand- und explosionsgeschützten Industriesaugern erfasst und abgesaugt und vom Arbeitsplatz entfernt werden. Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung sind deshalb ähnliche Schritte notwendig wie beim Schleifen der Leichtmetalle. Besonders beim Trockenschleifen und bei der Trockenabsaugung mit Trockenabscheidung muss im Einzelfall geprüft werden, ob auch die Absauganlagen für die sonstigen Metalle brand- und explosionsgeschützt auszuführen sind.

3.2.4
Schleifen von Holz, Kunststoffen und anderen brennbaren Werkstoffen

Auch Holzstaub und Schleifstaub von Kunststoffen bewirken grundsätzlich eine Brand- und Explosionsgefährdung. Allein wegen der Gesundheitsgefährdungen müssen auch Holzstäube an ihrer Entstehungsstelle möglichst vollständig erfasst und abgesaugt werden. Handlungshilfen sind in der DGUV Information 209-045 "Absauganlagen und Silos für Holzstaub und -späne" sowie in der TRGS 553 "Holzstaub" enthalten.

3.2.5
Verwendung brennbarer Kühlschmierstoffe

Bei der Verwendung nicht wassermischbarer Kühlschmierstoffe, zum Beispiel Mineralöle, kann es zu Bränden oder Verpuffungen im Bearbeitungsbereich kommen, wenn sich dort zündfähige Ölnebel-Luft-Gemische bilden und, zum Beispiel durch einen Funken oder eine heiße Oberfläche, gezündet werden.

Begünstigt wird die Entstehung solcher Ölnebel durch hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten und hohe Kühlschmierstoffdrücke und -temperaturen.

Maßnahmen zur Herabsetzung der Gefährdung sind zum Beispiel:

  • Verwendung von Kühlschmierstoffen mit möglichst hoher Viskosität, hohem Flammpunkt und niedrigem Verdampfungsverlust

  • geringere Bearbeitungsgeschwindigkeit

  • mengenmäßig große und gezielt auf die Bearbeitungsstelle ausgerichtete Kühlschmierstoffzufuhr (Schwallkühlung)

  • Überwachung der Kühlschmierstoffzufuhr

  • Installation automatischer Feuerlöscheinrichtungen im Bearbeitungsraum

  • Installation von Druckentlastungseinrichtungen bei vollständig gekapselten Maschinen, um im Falle einer Verpuffung eine Druckentlastung in ungefährliche Bereiche zu gewährleisten und die Maschine stillzusetzen

Die letztgenannte Maßnahme setzt natürlich voraus, dass die Maschinenverkleidung selbst eine gewisse Mindestdruckfestigkeit und auch Dichtheit aufweist. (z. B. Labyrinthdichtungen an Schließkanten beweglicher trennender Schutzeinrichtungen).

Detaillierte Informationen mit Gefährdungsbeurteilung, Schutzmaßnahmen, Handlungsanleitungen und Checklisten sind in der DGUV Information 209-026 "Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen" enthalten.