Elektromobilität: Gefährdungen bei der Bearbeitung von CFK-Werkstoffen und durch Lithium-Ionen-Batterien Haus der Technik Arbeitsschutztagung 2014

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1 Elektromobilität: Gefährdungen bei der Bearbeitung von CFK-Werkstoffen und durch Lithium-Ionen-Batterien Haus der Technik Arbeitsschutztagung 2014 Dipl.-Chem. Michael Rocker, FB HM SG EM Essen, 23. Januar 2014

2 Sehr geehrte Damen und Herren, die Berufsgenossenschaften unterliegen im besonderem Maße den Forderungen des Datenschutzes und des Copyrights. Ich bitte deshalb um Ihr Verständnis, dass ich Ihnen die Präsentation nur mit den Fotos übermitteln kann, für die kein fremdes copyright verletzt wird.

3 Übersicht CFK-Bearbeitung Li-Hochvoltbatterien Allgemeines Expositionen Wirkung Schutzmaßnahmen Strom + Spannung Gefahrstoffe

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5 Zulassungszahlen von Elektroautos (KBA, Oktober 2013): Smart ED 331 BMW i3 197 Renault ZOE 125 Nissan LEAF 40 Tesla Model S 37 Opel Ampera 16 Peugeot ion 8 Mitsubishi i-miev 4 Chevrolet Volt 2 Summe: 760!

6 Technische Forderungen: - Immer leichtere Fahrzeuge bei Erhaltung (Verbesserung?) der passiven Sicherheit leichtere Werkstoffe mit optimierten statischen Eigenschaften Stahl Aluminium Magnesium CFK? - Immer sparsamere Motoren, Abkehr vom klassischen Verbrennungsmotor mit 4, 6, 8, Zylindern 1- oder 2-Zylinder Motoren, Hybridtechnik, Brennstoffzelle, Elektroantrieb,?

7 Einstieg: Anwendungen von CFK (2010, in %) Boote 18 Windkraftanlagen 17 Raum-/Luftfahrt 15 Verkehr 13 Sport 12 Industrie 9 Bauwesen 7 Andere 9 Dieses Segment wird sich bei erwartetem Einstieg der Automobilbauer um den Faktor 100 erhöhen 7

8 Einstieg: Zulieferer Produktionsmenge in Tonnen, 2010) Toray Daimler Toho Tenax Zoltek Mitsubishi R Hexcel SGL BMW, AUDI Cytec

9 Expositionen: Harze, Härter, Klebstoffe Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Acrylatpolymer, Dibutylitaconat, Acrylnitril-Butadien- Styrol-Harz, aliphatisches Urethanacrylat, Polyolpolyäther, Polyoxialkylamin, 2- Ethylhexylmethacrylat, 2-((2-Methyl-1-oxoallyl)oxo)ethyl)hydrogensuccinat, Bernsteinsäureanhydrid, Polyesteradipat, Bor-Amin-Komplex, Dimethylsiloxan; Reaktionsprodukt mit Siliciumdioxid, 2-Ethyl-2-((3-(2-methylaziridin-1-yl)propionyl) methyl)propan-1,3-diylbis(2-methylaziridin-1-propionat, Bisphenol-A-Epichlorhydrinharz, Methylmethacrylat-Butadien-Styrol-Polymer, 1,4-Bis((2,3- epoxypropoxy)methyl)cyclohexan, Kohlenstoffschwarz, Titandioxid, 3,3 -Dimethyl- 4,4 -diamino-dicyclohexylmethan, Isophorondiamin, Benzylalkohol, Nonylphenol, Isoparaffine, Ethyl-2-cyanacrylat, Diphenylmethandiisocyanat; Isomere und Homologe, Naphtha, Dibutylether, Erdöl; schwer; wasserstoffbehandelt, Alkane C 7 - C 10 -iso, Octan; Isomere, PDMS-Polymer, Tetraethylenpentamin, 4,4 -Isopropylidenphenol, 2,4,6-Tri-(dimethylaminomethyl)phenol, Toluol, Ethylmethylketon, Polyoxypropylentriamin, 2-Piperazin-1-ylethylamin, p-tert.-butylphenol bei Bedarf weitere 3 Seiten. Seite 9

10 Expositionen: Harze, Härter, Klebstoffe Gefährdungen und Schutzmaßnahmen zum allgemeinen Thema Gefahrstoffe sind über bisher vorhandenes Gefahrstoffmanagement abgedeckt. Seite 10

11 Material: Fasern ohne/mit Matrix Bilder entfernt Seite 11

12 Expositionen: Fasern und splitterförmige Partikel Bild entfernt Seite 12

13 Fasern Bruchverhalten Bilder entfernt Seite 13

14 Fasern Bruchverhalten Kurz und knapp: Es bilden sich bei der Bearbeitung splitterförmige Partikel, z.t. in der Größenordnung der WHO-Definition Problem: - Abhängig vom Fasermaterial - Abhängig von der Art der Bindung - Abhängig von der Art der Bearbeitung Seite 14

15 Expositionshöhe Partikel/m³ Gerne auch in lesbarer Form: Verfahren 75%-Perz. 90%-Perz. 95%-Perz. Bohren Fräsen Montage Sägen Schleifen Spinnen/Weben < a.b Stanzen/Schneiden Seite 15

16 Expositionshöhe Partikel/m³ Beurteilungsversuch Später, als Analogieschluss Seite 16

17 Wirkung Seite 17

18 Wirkung Seite 18

19 Exposition + Wirkung =??? Worst-Case-Annahme : die Partikel sind biobeständig und sind als K2 einzustufen. Gibt es zu K1- oder K2- Partikel Beurteilungsmaßstäbe? in Vorbereitung (zu sehen auch im Kontext mit den TRGSen 905 und 906) Seite 19

20 Exposition + Wirkung =??? Auszug aus der derzeitigen BekGS 910: Stoff Akzeptanz- Toleranzkonzentration konzentration Al-Silikatfasern F/m³ F/m³ (Keramikfasern) Asbest F/m³ F/m³ d.h.: < = grüner Bereich = gelber Bereich = übliche Schutzm. > = roter Bereich Seite 20

21 Expositionshöhe Beurteilung Verfahren 75%-Perz. 90%-Perz. 95%-Perz. Bohren Fräsen Montage Sägen Schleifen Spinnen/Weben < a.b Stanzen/Schneiden Seite 21

22 Reicht das aus? Nein ( ich habe zumindest Zweifel). Die Berufsgenossenschaften sind derzeit dabei, neue Messungen durchzuführen und auszuwerten Ende 2014? Danach gibt es einen erneuten Anlauf, die Biobeständigkeit neu zu untersuchen. Bis dahin wird es auch eine Veröffentlichung zur Optimierung von Schutzmaßnahmen geben Minimierungsgebot Seite 22

23 Stand 2012

24 Presseberichte Bilder entfernt 24

25 Eigene Erfahrung im Kleinen 25

26 Was gibt es schon? Schwerpunkt Gefährdungsbeurteilung und Schutzmaßnahmen zum Thema Hochspannung Seite 26

27 Was gibt es noch nicht: - Explizite Beschreibung von Gefährdungen nach Beschädigung von Zellen : Brandgefahr, Gefahrstoffe - Schutzmaßnahmen, z.b. für - Rettungsdienste, Polizei - Abschleppunternehmen - Kfz-Reparatur und -Verwertung Antworten: Sammlung von Erfahrungen, z.b. nach Crashtests Umsetzung von Substitutionsempfehlungen (BAUA) Einberufung eines Expertenteams Seite 27

28 Gefährliche Inhaltsstoffe GAIA Seite 28

29 und deren Gefahrenpiktogramme GAIA (außerdem brennbar, ohne Piktogramm) da wird kaum etwas ausgelassen Seite 29

30 Wird deshalb derzeit überarbeitet explizit um den Themenbereich Gefahrstoffe ergänzt Neuveröffentlichung: vorauss. Ende 2014

31 Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit und Geduld. Fragen? Am besten gleich. Anmerkungen, Ergänzungen? Am besten an