DGUV Information 209-010 - Lichtbogenschweißen (DGUV Information 209-010)

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Abschnitt 7.1, 7 Gefahrstoffe 7.1 Emissionen (Schweißrauche ...
Abschnitt 7.1
Lichtbogenschweißen (DGUV Information 209-010)
Titel: Lichtbogenschweißen (DGUV Information 209-010)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 209-010
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 7.1 – 7 Gefahrstoffe
7.1 Emissionen (Schweißrauche und Gase)

Nahezu alle Lichtbogenverfahren setzen Gefahrstoffe in Form von Schweißrauchen und Gasen frei. Rauche entstehen vorrangig durch Verdampfen von Metall aus der Schmelze. Der Metalldampf kondensiert in der Umgebungsluft, wodurch Schweißrauch-Partikel entstehen. Gase werden bei den Lichtbogenverfahren entweder als Prozessgase eingesetzt, z. B. Schutzgase bestehend aus argon- und kohlendioxidhaltigen Gasgemischen, oder durch den Prozess freigesetzt, z. B. Ozon, nitrose Gase. Werden verunreinigte oder mit Anstrichmitteln (z. B. Primer) beschichtete Werkstücke geschweißt, entstehen aus den Verunreinigungen oder Beschichtungen zusätzliche Gefahrstoffe, meist in Form von dampfförmigen Pyrolysestoffen. Die Emissionen steigen über der Freisetzungsstelle (dem Schweißprozess) bedingt durch die Thermik auf und vermischen sich mit der Luft im Arbeitsbereich.

Vor allem beim manuellen Schweißen besteht durch die Nähe der Schweißfachkraft zur Emissionsquelle (Schweißstelle) die Gefahr, dass Schweißrauche und Gase mit der Atemluft eingeatmet werden. Schweißrauche und Gase sind Gefahrstoffe, die unterschiedliche Wirkungen auf die Gesundheit des Menschen haben. Die von Schweißrauchen ausgehenden Gefahren werden oftmals unterschätzt, weil gesundheitliche Beeinträchtigungen oder Erkrankungen in der Regel nur bei langandauernder und intensiver Einwirkung auftreten. Akute Gefahren können jedoch durch Gase hervorgerufen werden, die z. B. in engen Räumen den Luftsauerstoff verdrängen, so dass Erstickungsgefahr besteht.

Die Gesundheitsgefahren sind unter anderem abhängig von den eingesetzten Werkstoffen und Verfahren, denn diese beeinflussen die Menge und Zusammensetzung der Rauche und Gase. Werden unlegierte Stähle geschweißt, besteht der Schweißrauch überwiegend aus Eisenoxid-Partikeln. Gelangen diese in die Lunge, können sie die Lungenfunktion schädigen. Eisenoxid ist "nur" als atemwegsbelastend eingestuft. Andere Stoffe in Rauchen können toxisch (z. B. Kupfer- und Zinkpartikel) oder krebserzeugend (z. B. Chrom(VI)-Verbindungen und Nickeloxid) wirken.

7.1.1
Rechtsverbindliche Vorgaben zum Arbeitsschutz

Da Schweißrauche und -gase als Gefahrstoffe eingestuft sind, gilt die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) in Verbindung mit technischen Regeln zu Gefahrstoffen, insbesondere der TRGS 528 "Schweißtechnische Arbeiten". Beide Schriften sind rechtsverbindlich und z. B. auf der Homepage der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin veröffentlicht (siehe: www.baua.de).

Gemäß diesen Arbeitsschutzvorschriften müssen bereits vor Arbeitsaufnahme die mit der Tätigkeit verbundenen Gefährdungen ermittelt, dokumentiert und Maßnahmen getroffen werden, die ein gefahrloses Arbeiten sicherstellen. Kann eine Gefährdung durch Gefahrstoffe nicht ausgeschlossen werden, sind Maßnahmen zu treffen, durch die eine ausreichend gute Luftqualität am Arbeitsplatz erreicht wird. Als ausreichend gut gilt die Luftqualität, wenn z. B. Arbeitsplatzgrenzwerte eingehalten werden.

Hinweise über Schutzmaßnahmen zur Luftreinhaltung liefert die TRGS 528. Bei der Auswahl von Schutzmaßnahmen ist die Rangfolge zu beachten, die durch die Gefahrstoffverordnung vorgegeben ist:

  1. 1.

    Vorrangig sind Gefahrstoffemissionen zu vermeiden oder zu reduzieren. Dies kann durch Auswahl emissionsfreier oder emissionsarmer Verfahren sowie durch Verwendung geeigneter Arbeitsmittel und Materialien nach dem Stand der Technik erfolgen.

  2. 2.

    Als nächster Schritt sind die Anwendung kollektiver Schutzmaßnahmen technischer Art an der Gefahrenquelle, wie angemessenes Be- und Entlüften des Arbeitsraums, sowie die Anwendung geeigneter organisatorischer Maßnahmen vorzusehen.

  3. 3.

    Kann eine Gefährdung durch Gefahrstoffe mit den unter 1 und 2 beschriebenen Maßnahmen nicht verhütet werden, ist der Schutz durch individuelle Schutzmaßnahmen, wie das Bereitstellen und Verwenden von persönlicher Schutzausrüstung (z. B. Atemschutz, fremdbelüftete Schutzhelme für das Schweißen), sicherzustellen.

7.1.2
Vermeiden von Emissionen

In der Schweißtechnik sind Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Reduzierung von Emissionen oftmals Grenzen gesetzt. Konstruktive Vorgaben an das zu erstellende Bauteil bestimmen in der Regel den Werkstoff, das Verfahren und die Anforderungen an die Nahtqualität. Dennoch sollte geprüft werden, ob emissionsarme Verfahren und Werkstoffe (in der Regel Zusatzwerkstoffe) angewendet werden können. Hinweise zu emissionsarmen Verfahren enthält z. B. die TRGS 528. Darüber hinaus liefern auch die Herstellfirmen von Schweißzusatzwerkstoffen in ihren Sicherheits- bzw. Schweißrauchdatenblättern Informationen über Schweißrauchemissionen.

7.1.3
Lüftungstechnische Maßnahmen

Speziell auf die Schweißtechnik abgestimmte Absauggeräte und Filteranlagen werden von zahlreichen Firmen hergestellt. Üblicherweise erfassen diese die gefahrstoffhaltige Luft im Bereich der Schweißstelle und leiten sie über Rohrleitungen zum Abscheider, in dem die Partikel an Filtermedien abgeschieden werden. Zum Abscheiden von Gasen und Dämpfen lassen sich einzelne Geräte mit zusätzlichen Gasfiltern (z. B. Aktivkohle) ausrüsten.

Die Wirksamkeit von lüftungstechnischen Maßnahmen wird maßgeblich durch die Gefahrstofferfassung bestimmt. Wirkungsvoll sind Einrichtungen, mit denen Gefahrstoffe gezielt an der Freisetzungsstelle (Entstehungsstelle) erfasst werden. Nur erfasste Rauche können in Filtergeräten abgeschieden werden. Nicht erfasste Stoffe gelangen in die Arbeitsbereichsluft und beeinträchtigen die Luftqualität. Lüftungstechnische Einrichtungen ohne gezielte Raucherfassung (z. B. raumlufttechnische Anlagen) bieten beim Schweißen in der Regel nur einen unzureichenden Schutz. Zahlreiche Messungen der Unfallversicherungsträger belegen, dass mit diesen Anlagen, als alleinige Maßnahme eingesetzt, Arbeitsplatzgrenzwerte oftmals nicht eingehalten werden.

Geeignete Absauganlagen zeichnen sich neben einer wirkungsvollen Erfassung auch durch effektive Filtereigenschaften aus. Anforderungen dazu sind in der Norm DIN EN ISO 15012 festgelegt. Entsprechend der Norm müssen Geräte der Schweißrauchabscheideklasse W3 einen Abscheidegrad von wenigstens 99 % haben. Geräte, die nach dieser Norm geprüft und zertifiziert wurden, entsprechen dem Stand der Technik. Unter der Voraussetzung, dass dem Arbeitsraum auch in ausreichender Menge Frischluft (in der Regel Außenluft) zugeführt wird, darf die Abluft dieser Filtergeräte - auch bei Chrom-Nickel-Stahl-Anwendungen - in den Arbeitsbereich zurückgeführt werden (siehe TRGS 528).

Informationen über geprüfte Geräte enthalten:

Die "ausreichende Frischluftmenge" ist durch die VDI-Richtlinie 2262-3 definiert. Für Gefahrstoffe, die Arbeitsplatzgrenzwerten (AGW) unterliegen, muss das Verhältnis Frischluft/Umluft größer als oder gleich 0,43 sein. Für Stoffe, die als Krebserzeugend eingestuft sind, gilt ein Frischluft-/Umluft-Verhältnis von größer als oder gleich 1. Das bedeutet: Bei Krebs erzeugenden Gefahrstoffen muss die Frischluftmenge wenigstens so groß sein, wie die in den Arbeitsraum zurückgeführte Luftmenge.

Bei der Luftzufuhr ist zu beachten, dass die Luft mit geringer Geschwindigkeit und ausreichend temperiert aus den Luftauslässen austritt, da anderenfalls Zugerscheinungen durch Kaltlufteinfall auftreten. Idealerweise sollte die Luft im Raum so geführt werden, dass die Luftströmung im Raum die Gefahrstofferfassung an der Entstehungsstelle unterstützt.

Ein Gesamtkonzept einer lüftungstechnischen Anlage einschließlich Wärmerückgewinnung ist in Abb. 7-1 dargestellt.

Abb. 7-1 Luftführung in einem Arbeitsraum - schematische Darstellung

7.1.4
Persönliche Schutzmaßnahmen (Atemschutz)

Bei der Auswahl von Atemschutz ist zunächst zu klären, ob die Tätigkeit einen Schutz entweder gegenüber Partikeln oder gegenüber Gasen oder gegenüber der Kombination aus beiden erfordert.

Prinzipiell sind zum Schutz vor Schweißrauchpartikeln z. B. partikelfiltrierende Halbmasken der Klassen FFP2 und FFP3 geeignet. Bei der Auswahl von Atemschutz ist darauf zu achten, dass dieser auch hinter beziehungsweise unter dem Blendschutz getragen werden kann. Wird ein Handschild als Blendschutz verwendet, ist ein Tragen von Atemschutz üblicherweise problemlos möglich. Dagegen ist das Tragen von Atemschutz unter den Hauben und Helmen für das Schweißen oftmals nicht oder nur mit Einschränkungen möglich. Bewährt haben sich die Hauben der Geräteklasse TH2P und TH3P, die den Anforderungen an Gesichts- und Augenschutz entsprechen. Während der Nutzung dieser Hauben wird der Schweißfachkraft mit Hilfe eines Gebläses gefilterte Atemluft zugeführt. Derartige Filtergeräte sind als nicht belastender Atemschutz eingestuft. Damit gelten für diese Systeme keine Tragezeitbegrenzungen.

Weiterführende Informationen für das Tragen von Atemschutz sind in der DGUV Regel 112-190 "Benutzung von Atemschutzgeräten" festgelegt (siehe http://publikationen.dguv.de).

Tabelle 4 Prozessgase, die bei Lichtbogenverfahren verwendet werden

VerfahrenArHeCO2H2N2O2Luft
WIG/MIGXX     
MAGXXX  X 
Wurzelschutz/FormiergasX  XX  
PlasmaschweißenXX X   
PlasmaschneidenX  XX X
Sauerstoffschneiden     X 
Druckluftschneiden      X
Lichtbogenspritzen      X
PlasmaspritzenXX XX