DGUV Information 209-020 - Beurteilung der Gefährdung durch Schweißrauche (bishe...

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Abschnitt 3.2, Werkstoffspezifische Faktoren
Abschnitt 3.2
Beurteilung der Gefährdung durch Schweißrauche (bisher: BGI 616)
Titel: Beurteilung der Gefährdung durch Schweißrauche (bisher: BGI 616)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 209-020
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 3.2 – Werkstoffspezifische Faktoren

Schweißrauche sind ein komplexes Gemisch von partikelförmigen Stoffen. Die chemische Zusammensetzung der eingesetzten Zusatzwerkstoffe beim Schweißen bestimmt die Zusammensetzung der Schweißrauche.

Die im Schweißrauch enthaltenen Stoffe haben unterschiedliche Wirkungen auf den Menschen.

Als Leitkomponente im Schweißrauchgemisch wird die Komponente gewählt, die als Menge und Wirkung dominiert und deren Konzentration in der Atemluft zugleich als erste den stoffspezifischen Grenzwert überschreitet.

Bild 3-1:
Zuordnung der Leitkomponenten zu den Verfahren/Werkstoffen beim Schweißen (Beispiele)

VerfahrenSchweißzusatzwerkstoffSchweißrauch/Leitkomponente(n)
Gasschweißenunlegierter, niedriglegierter Stahl (Legierungsbestandteile < 5 %)Stickstoffdioxid
Lichtbogenhandschweißenunlegierter, niedriglegierter Stahl (Legierungsbestandteile < 5 %)Schweißrauch
Chrom-Nickel-Stahl (≤ 20 % Cr und ≤ 30 % Ni)Chrom(VI)-Verbindungen
Nickel, Nickellegierungen (> 30 % Ni)Nickeloxid oder Kupferoxid46
Metall-Aktivgasschweißen mit Kohlendioxid (MAGC)unlegierter, niedriglegierter Stahl (Legierungsbestandteile < 5 %)Schweißrauch
Kohlenmonoxid
Metall-Aktivgasschweißen mit Mischgas (MAGM)unlegierter, niedriglegierter Stahl (Legierungsbestandteile < 5 %)Schweißrauch
Chrom-Nickel-Stahl Massivdraht (≤ 20 % Cr und ≤ 30 % Ni)Nickeloxid
Chrom-Nickel-Stahl Fülldraht (≤ 20 % Cr und ≤ 30 % Ni)Chrom(VI)-Verbindungen
Metall-Inertgasschweißen (MIG)Nickel, Nickellegierungen (> 30 % Ni)Nickeloxid oder Kupferoxid47; Ozon
Rein-Aluminium, Aluminium-Silicium-LegierungenOzon
Schweißrauch
andere Aluminium-Legierungen48Schweißrauch
Ozon
Wolfram-Inertgasschweißen (WIG)unlegierter, niedriglegierter Stahl (Legierungsbestandteile < 5 %)Schweißrauch
Ozon
Chrom-Nickel-Stahl (≤ 20 % Cr und ≤ 30 % Ni)Schweißrauch
Ozon
Nickel, Nickellegierungen (> 30 % Ni)Schweißrauch
Ozon
Rein-Aluminium, Aluminium-Silicium-LegierungenSchweißrauch
Ozon
andere Aluminium-Legierungen49Schweißrauch
Ozon

Die Schweißrauche lassen sich hinsichtlich ihrer Inhaltsstoffe bzw. deren spezifischer Wirkung auf den Körper in drei Klassen (Wirkungsklassen A - C) einteilen:

  • Wirkungsklasse A:

    Schweißrauche ohne toxische Stoffe, atemwegs- und lungenbelastend, z.B. Eisenoxide

  • Wirkungsklasse B:

    Schweißrauche mit toxischen oder toxisch-irritativen Stoffen, z.B. Fluoride, Manganoxid, Kupferoxid

  • Wirkungsklasse C:

    Schweißrauche mit krebserzeugenden Stoffen, z.B. Chrom(VI)-Verbindungen, Nickeloxid

Aus den Abschnitten 3.1 und 3.2 erfolgt die Zuordnung der Gefährdung zu den Schweißrauchklassen.

Die Höhe der Gefährdung ist von verfahrens- und wirkungsspezifischen Faktoren, d.h. von der Höhe der Schweißrauch-Emissionsrate (Definition siehe Abschnitt 3.1) und von der spezifischen Wirkung der im Schweißrauch enthaltenen Einzelstoffe abhängig. Die Zuordnung der Gefährdungen zu den verschiedenen Schweißrauchtypen (Klassen) wird wie folgt dargestellt:

SchweißrauchklassenGefährdung
A 1niedrige Gefährdung
A 2, B 1, C 1mittlere Gefährdung
A 3, B 2, B 3, C 2, C 3hohe Gefährdung
A 4, B 4, C 4sehr hohe Gefährdung

Die Einteilung in Gefährdungsklassen (niedrige bis sehr hohe Gefährdung) erfolgt auf der Basis der für Verfahren und Werkstoff bekannten Daten: Emissionsrate und chemische Analyse des Schweißrauchs.

Bei mittleren und hohen Emissionsraten treten in der Regel im Atembereich des Schweißers beim Fehlen lufttechnischer Maßnahmen Schadstoffkonzentrationen auf, die den Schweißrauchgrenzwert um ein Vielfaches überschreiten.

Bei niedrigen Emissionsraten liegen die Schadstoffkonzentrationen im Atembereich des Schweißers erfahrungsgemäß im Grenzwertbereich oder knapp darunter.

Kenntnisse über die "Emissionsrate" und "chemische Zusammensetzung" des Schweißrauchs, der bei einer Verfahrens-/Werkstoff-Kombination entsteht, sind Voraussetzung für die Beurteilung der Gefährdung (Bild 3-2) sowie für die Auswahl der geeigneten Schutzmaßnahmen, insbesondere der lüftungstechnischen Maßnahmen.

Bild 3-2:
Beurteilung der Gefährdung anhand von Emissionsraten und Wirkung beim Schweißen; Zuordnung zu den Schweißrauchklassen

SchweißverfahrenEmissionsklassenEmissionsraten
(mg/s)
Wirkung/Wirkungsklassen
ABC
Atemwegs- und lungenbelastende Stoffe50, z.B. Fe2O3Toxische oder toxisch-irritative Stoffe51, z.B. F-, MnO, CuOKrebserzeugende Stoffe52, z.B. Cr(VI), NiO
GefährdungGefährdungGefährdung
z.B. WIG,UP1< 1I (A 1)II (B 1)II (C 1)
z.B. Laserstrahlschweißen ohne Zusatzwerkstoff21 bis 2II (A 2)III (B 2)III (C 2)
z.B. LBH, MAG (Massivdraht), MIG, Laserstrahlschweißen mit Zusatzwerkstoff32 bis 25III (A 3)III (B 3)III (C 3)
z.B. MAG (Fülldraht), Schweißen mit selbstschützendem Fülldraht4> 25IV (A 4)IV (B 4)IV (C 4)
I = niedrige GefährdungII = mittlere GefährdungIII = hohe Gefährdung
IV = sehr hohe GefährdungA 1 bis C 4 = Schweißrauchklassen 

Die Einhaltung des Grenzwertes für die Leitkomponente - dementsprechend die Einhaltung der berechneten Schweißrauchkonzentration - bedeutet zugleich auch die Grenzwertunterschreitung aller im Schweißrauch enthaltenen Stoffe.

Dieser Zusammenhang ist die Voraussetzung für die Festlegung der Leitkomponente im Schweißrauchgemisch, da die Leitkomponente als erste ihren Grenzwert im Schweißrauchgemisch überschreiten wird.

Da bei einigen Verfahren neben Schweißrauchen (= partikelförmige Stoffe) auch Gase als Leitkomponenten auftreten, z.B.

  • beim MAG-Schweißen mit Schutzgas CO2: Schweißrauche und Kohlenmonoxid

    und

  • beim MIG-Schweißen von Al/Al-Legierungen: Schweißrauch und Ozon sollte bei der abschließenden Beurteilung der Gefährdung auch die toxikologische Wirkung und Menge dieser Gase herangezogen werden.

46

je nach Legierungsart, mit/ohne Kupfer, Grenzwert für Kupfer-Rauch

47

je nach Legierungsart, mit/ohne Kupfer, Grenzwert für Kupfer-Rauch

48

z.B. Aluminium-Magnesium-Legierungen

49

z.B. Aluminium-Magnesium-Legierungen

50

Wenn Legierungs- und Umhüllungs-/Füllungskomponenten jeweils < 5 % sind.

51

Wenn Legierungs- und Umhüllungs-/Füllungskomponenten jeweils ≥ 5 % sind.

52

Wenn Legierungs- und Umhüllungs-/Füllungskomponenten jeweils ≥ 5 % sind.