Gefährdungsbeurteilung bei ... / 3 Grundlagen der Beurteilung der Gefährdung in der Schweißtechnik

Zur Gefährdungsbeurteilung gehört zunächst die Ermittlung der angewendeten Werkstoffe und Verfahren. Bei den Werkstoffen sind die Inhaltsstoffe einer Legierung, aber auch einer eventuellen Füllung oder Umhüllung von Bedeutung. Hilfsmittel, z. B. Schutzgase und Flussmittel, erweitern durch ihre Zusammensetzungen das Spektrum der Stoffe (Gase und Partikel), die dann als Gemisch in den Atembereich des Schweißers gelangen und seine Gesundheit gefährden.

Die Kenntnisse über die chemische Zusammensetzung der Zusatz- und Grundwerkstoffe sowie über den Oberflächenzustand der Werkstoffe beim Schweißen und verwandten Verfahren erlauben die Ermittlung der chemischen Zusammensetzung des jeweiligen Schweißrauchs. Die DGUV-I 209-020 "Beurteilung der Gefährdung durch Schweißrauche" bietet hierfür mit vielen Beispielen Hilfe.

Oberflächenbeschichtungen und Verschmutzungen (Öl, Fett) sind verantwortlich für die Menge und Zusammensetzung insbesondere von gasförmigen Stoffen. Wenn organische Werkstoffe (z. B. Kunststoffbeschichtungen) geschweißt oder thermisch geschnitten werden, bilden sich in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Grundwerkstoffs und den Reaktionsbedingungen unterschiedliche Zusammensetzungen der Schadstoffgemische.

Da Schweißrauche komplexe Gemische von partikelförmigen Stoffen darstellen und ihre Toxikologie nur anhand der Inhaltsstoffe bewertet werden kann, sind die im Labor ermittelten prozentualen Anteile sowie die Konzentrationen am Arbeitsplatz von großer Bedeutung.

Wichtig und gleichzeitig auch hilfreich für die Umsetzung in der Praxis ist die Festlegung von Leitkomponenten, die den jeweiligen Verfahren und Werkstoffen zugeordnet werden können.

Die Kenntnis über die Verfahrens-/Werkstoff-spezifische(n) Leitkomponente(n) erlaubt eine vereinfachte Überwachung der Exposition und der Belastung des Schweißers am Arbeitsplatz, ohne dabei befürchten zu müssen, dass ein ausreichender Schutz der Gesundheit des Schweißers nicht gewährleistet ist.

Tab. 2 enthält einige Beispiele für Leitkomponenten.

 
Verfahren Zusatzwerkstoff Leitkomponente(n)
Gasschweißen unlegierter, niedriglegierter Stahl4) Stickstoffdioxid
Lichtbogenhandschweißen unlegierter, niedriglegierter Stahl4) Schweißrauch1)

Chrom-Nickel-Stahl

(≤ 20 % Cr und ≤ 30 % Ni)

Chrom(VI)-Verbindungen

Schweißrauch1)

Nickel, Nickellegierungen

(> 30 % Ni)

Nickeloxid

evtl. Kupferoxid2)
MAG-Schweißen mit Massivdraht und Kohlendioxid (MAGC) unlegierter, niedriglegierter Stahl4)

Schweißrauch1)

Kohlenmonoxid
MAG-Schweißen mit Massivdraht und Mischgas (MAGM) unlegierter, niedriglegierter Stahl4) Schweißrauch1)

Chrom-Nickel-Stahl

(≤ 20 % Cr und ≤ 30 % Ni)
Nickeloxid
Metall-Inertgasschweißen (MIG)

Nickel, Nickellegierungen

(> 30 % Ni)

Nickeloxid

Ozon
Rein-Aluminium, Aluminium-Silizium-Legierungen

Ozon

Schweißrauch1)
andere Aluminiumlegierungen3)

Schweißrauch1)

Ozon
Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) unlegierter, niedriglegierter Stahl4)

Schweißrauch1)

Ozon

Chrom-Nickel-Stahl

(≤ 20 % Cr und ≤ 30 % Ni)

Schweißrauch1)

Ozon

Nickel, Nickellegierungen

(> 30 % Ni)

Ozon

Schweißrauch1)
Rein-Aluminium, Aluminium-Silizium-Legierungen

Ozon

Schweißrauch1)
andere Aluminiumlegierungen

Schweißrauch1)

Ozon
1) Zurzeit wird für Schweißrauche als Obergrenze der Grenzwert für die alveolengängige Fraktion des Staubs von 1,25 mg/m³ (festgelegt für eine Staubdichte von 2,5 g/cm³) verwendet.
2) Nur bei bestimmten Nickel-Legierungen mit Kupfer, Grenzwert für Kupfer-Rauch.
3) Aluminium-Werkstoffe (Rein-Aluminium, Aluminium-Legierungen), Grenzwert für Aluminiumoxidrauch.
4) Legierungselemente < 5 %.

Tab. 2: Beispiele für Leitkomponenten beim Schweißen

Die für den jeweiligen Schweißrauch festgelegten Leitkomponenten sowie die Hauptkomponenten dienen gleichzeitig den Arbeits- und Betriebsmedizinern für die arbeitsmedizinische Beurteilung und Vorsorge.

Die Menge der entstehenden Schweißrauche, ausgedrückt in mg/s als Emissionsrate für eine Verfahrens-/Werkstoffkombination, erlaubt die Zuordnung des Prozesses zu einer Emissionsklasse. Gleichzeitig dient sie der Berechnung von lüftungstechnischen Anlagen und Einrichtungen, die für den Gesundheitsschutz des Schweißers im Vordergrund stehen.

Deutliche Unterschiede bezüglich der Höhe der Emissionsrate bestehen zwischen Verbindungs- und Auftragsschweißen. So z. B. erzeugt Auftragsschweißen viel höhere Emissionen als Verbindungsschweißen. Prozessparameter (z. B. Strom, Spannung, Schweißgeschwindigkeit) beeinflussen ebenfalls die Menge der entstehenden Schweißrauche.

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