A U F G E P A S S T. Schweißarbeiten.

Transkript

1 A U F G E P A S S T Schweißarbeiten

2 Herausgeber: Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik Gustav-Heinemann-Ufer Köln Alle Rechte vorbehalten 5. Auflage 2006

3 SCHWEISSARBEITEN Tipps für angehende Fachleute

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5 INHALT Schweißen kein Problem 4 2 Gefahren vermeiden 5 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) Der Autogen- Schweiß-Prozess Der Umgang mit Flaschen Mit Schläuchen sorgsam umgehen 12 4 Elektro-Schweißen (Lichtbogen-Schweißen) 14 5 Gefahren bei Schweißarbeiten 16 3

6 1 SCHWEISSEN KEIN PROBLEM Schweißen ist eine Sache für den Fachmann. Schweißen will gelernt sein. Es kann viel passieren, wenn wichtige Grundregeln nicht beachtet werden. Wer sich aber einmal mit den technischen (physikalischen und chemischen) Hintergründen des Gas-Schweißens (Autogen-Schweißen) oder des Elektro-Schweißens (Lichtbogen-Schweißen) beschäftigt, weiß was zu tun ist. Für ihn ist Schweißen kein Problem. 4

7 2 GEFAHREN VERMEIDEN Schweißen und der Umgang mit Schweißgeräten und -apparaten ist nicht ganz ungefährlich wenn man etwas falsch macht. Deshalb müssen wir uns und unsere Arbeitskollegen schützen. Hauptregel: Nur Fachleute und Personen über 18 Jahre dürfen Schweißarbeiten ausführen. Jüngere und ungelernte Kräfte dürfen nur unter Aufsicht mit Schweißgeräten arbeiten. Darum, Kollegen unter 18: Finger weg, wenn kein Profi dabei ist! Nun zur Sache: 5

8 3 GAS-SCHWEISSEN (AUTOGEN-SCHWEISSEN) Der Autogen- Schweiß-Prozess Meistens: Mit Acetylen + Sauerstoff. Am Schweißbrenner wird das Gas-/Sauerstoff-Gemisch verbrannt. Die Flamme wird zum Schmelzen der Werkstoffe ausgenutzt. Acetylen etwas leichter als Luft hat gefährliche Eigenschaften: Mit Luft oder Sauerstoff bildet Acetylen fast immer explosionsfähige Gemische. Bei Luft liegt der Zündbereich zwischen 2,4 und 83 Raumteilen Acetylen, bei Sauerstoff zwischen 1,5 und 93 Raumteilen Acetylen. Dies bedeutet, unbeabsichtigt entstandene Gemische sind praktisch immer explosionsfähig. 6

9 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) 3.1 Der Autogen-Schweiß-Prozess Acetylen neigt dazu, unter Überdruck zu zerfallen. Der höchstzulässige Druck beim Schweißen ist daher auf 1,5 bar Überdruck begrenzt. In den Acetylenflaschen ist der Druck allerdings wesentlich höher: maximal 18 bar bei 15 C. Das ist möglich, weil das Gas in einer Flüssigkeit Aceton gelöst ist. Eine in der Flasche vorhandene poröse Masse ist damit getränkt. Merke: Acetylenflaschen dürfen nie flach liegen, damit bei der Gasentnahme kein Aceton mitgerissen werden kann (was zu Störungen in den Armaturen führen könnte). Darum: Das Flaschenventil immer mindestens 40 cm höher lagern als den Flaschenfuß. 7

10 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) Der Autogen-Schweiß-Prozess Mit Kupfer oder kupferhaltigen Legierungen bildet Acetylen das äußerst explosionsgefährliche Acetylenkupfer. Merke: Teile aus reinem Kupfer oder aus Legierungen mit einem Kupfergehalt von 70 % und mehr dürfen weder an Acetylenanlagen verwendet werden, noch mit Acetylen in Berührung kommen, also: keine aus Kupferrohren selbstgemachten Verlängerungstüllen verwenden. Um Acetylen zu verbrennen, wird Sauerstoff benötigt. Sauerstoff ist ein farb-, geruchund geschmackloses Gas. In unserer Luft sind 21 Raumteile Sauerstoff enthalten. Bei erhöhtem Sauerstoffgehalt laufen Verbrennungsvorgänge lebhafter ab. In reinem Sauerstoff werden Stoffe brennbar oder leicht entzündlich, die es in normaler Luft nicht sind. 8

11 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) 3.1 Der Autogen-Schweiß-Prozess Merke: Beim Schweißen wie bei allen Arbeiten mit Feuer in engen, schlecht gelüfteten Räumen niemals die Luft mit Sauerstoff verbessern! Arbeitskleidung kann sonst schnell Feuer fangen. Reiner Sauerstoff kann auch zur Selbstentzündung von Ölen und Fetten führen. Auf allen Sauerstoffmanometern steht deshalb der wichtige Hinweis: Merke: Alle Teile, die mit Sauerstoff in Berührung kommen wie Dichtungen, Ventile, Verschraubungen, Schläuche usw. von Öl und Fett freihalten. Notfalls gründlich reinigen! Keinesfalls mit öligen Fingern, fettigen Putzlappen oder veröltem Werkzeug abwischen. Sauerstoff! Fettfrei halten! 9

12 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) Der Umgang mit Flaschen 3.2 Der Umgang mit Flaschen Keine Unfälle durch Umfälle! Gas-Flaschen stehen nicht sehr fest. Im Verhältnis zur Höhe ist ihre Standfläche klein. Merke: Volle wie auch leere Flaschen immer z. B. durch Ketten gegen Umstürzen sichern! Ventile nicht benutzter Flaschen durch Schraubkappen schützen. Die Anschlüsse an den Flaschenventilen sind für die verschiedenen Gase unterschiedlich ausgeführt. Gas-Flaschen sehen robust aus sind aber empfindlich. Die Flaschen sind sorgsam zu behandeln; kein Rollen und Werfen. Vorsicht bei Frost! Stahl-Flaschen sind dann besonders stoßund schlagempfindlich. Denke daran: Bei Arbeitsunterbrechungen z. B. Frühstück oder Schichtwechsel nicht nur Brennerventile, sondern auch Flaschenventile schließen. 10

13 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) 3.2 Der Umgang mit Flaschen Farbkennzeichen verhindern Verwechslungen* Alt Neu Stickstoff Druckluft Argon Wasserstoff Acetylen Sauerstoff blau blau gelb gelb (schwarz) rot rot grau grau grau grau dunkelgrün dunkelgrün N N N N N weiß blau (grau) kastanienbraun kastanienbraun (schwarz, gelb) rot rot dunkelgrün grau (dunkelgrün) leuchtendgrün grau schwarz grau (schwarz, dunkelgrün) * Die Gas-Flaschen-Kennzeichnung wurde geändert. Da in vielen Betrieben noch Flaschen mit alter Kennzeichnung verwendet werden, sind die alten und die neuen Kennzeichnungsarten abgebildet. Um Verwechslungen auszuschließen, werden die Flaschen mit neuer Farbkennzeichnung zusätzlich mit dem Großbuchstaben N (für Neu/New) gekennzeichnet. 11

14 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) Mit Schläuchen sorgsam umgehen 3.3 Mit Schläuchen sorgsam umgehen Gasschläuche sind ebenfalls gekennzeichnet: Sauerstoffschläuche = blau Brenngasschläuche = rot Gegen mechanische Beschädigungen sind sie zu schützen. Defekte Schläuche müssen sachgemäß instandgesetzt werden. Merke: Schläuche immer sorgfältig auf Schlauchtüllen befestigen, damit sie nicht abrutschen und kein Gas austritt. Zur Befestigung geeignet: Schlauchschellen und Schlauchbandklemmen. Sauerstoff Brenngas 12

15 3 Gas-Schweißen (Autogen-Schweißen) 3.3 Mit Schläuchen sorgsam umgehen Schon mal was vom Injektorprinzip gehört? Schweißbrenner arbeiten vorwiegend nach diesem Prinzip. Der Sauerstoff hat einen höheren Arbeitsdruck, deshalb wird das Brenngas wie bei einem Injektor angesaugt. Daher wichtig: Erst das Sauerstoffventil, dann das Brenngasventil öffnen. Beim Abstellen umgekehrt schließen. Alle Schweißgeräte sind vor mechanischen Beschädigungen zu schützen. Das Anhängen der Schweißgeräte an Gas-Flaschen ist verboten. Niemals angeschlossene Brenner und Schläuche in Werkzeugkisten oder Schränken aufbewahren. Merke: Durch Undichtigkeiten am Gerät oder Schlauch können dort gefährliche Explosionsherde entstehen. 13

16 4 ELEKTRO-SCHWEISSEN (LICHTBOGEN-SCHWEISSEN) Zwischen dem Werkstück und einer Elektrode oder zwischen zwei Elektroden wird durch den elektrischen Lichtbogen die Hitze erzeugt, die zum Schweißen notwendig ist. Hauptgefahr für den Schweißer und in der Praxis oft unterschätzt: der elektrische Strom. Nur ein paar Volt und doch lebensgefährlich! Die Spannung am Lichtbogen beträgt im Normalfall nur etwa 15 bis 30 V. Wenn aber kein Lichtbogen gezogen wird im Leerlauf also ist die Spannung wesentlich höher. Die Leerlaufspannung muss auf dem Leistungsschild des Schweißgerätes angegeben sein. Sie darf 80 V Wechselspannung (bei Schweißtransformatoren) oder 113 V Gleichspannung (bei Schweißumformern) nicht überschreiten. Merke: Im Leerlauf kann die Spannung durchaus tödlich wirken, wenn der menschliche Körper in den Stromkreis gerät. Z. B.: Wenn man auf feuchtem Boden oder gut leitfähigen Materialien steht und blanke Teile des Schweißdrahthalters oder des Schweißdrahtes mit der ungeschützten Hand berührt. 14

17 4 Elektro-Schweißen (Lichtbogen-Schweißen) Daher lebenswichtig: Die Anschlüsse des Schweißgerätes zum Netz, ebenso aber auch alle anderen Verbindungsstellen, müssen immer gut isoliert sein! Schweißdrahthalter und Schweißkabel müssen gegen Beschädigungen z. B. durch scharfkantige Bleche gut geschützt werden! Sind die Umstände ungünstig: Beim Schweißen in engen Behältern, Kesseln, zwischen Rohrleitungen und dergleichen sind zusätzliche Schutzmaßnahmen erforderlich: Hier darf nur mit Gleichstrom geschweißt werden oder mit Wechselstrom, wenn die Leerlaufspannung des Gerätes 113 V DC oder 48 V AC nicht übersteigt. Diese Geräte sind besonders gekennzeichnet. S Bei allen Lichtbogen- Schweißarbeiten unbedingt isolierende Unterlagen z. B. Gummimatten und Stulpenhandschuhe aus Leder oder dergleichen benutzen. 15

18 5 GEFAHREN BEI SCHWEISSARBEITEN Ultraviolette Strahlen Schweißflamme wie Lichtbogen senden ultraviolette Strahlen aus. In hoher Dosierung sind sie schädlich. Vor allem die Augen sind gefährdet. Wie dagegen schützen? Unbedingt Schutzbrille, Schutzschild oder Schutzhaube mit Strahlenschutzgläsern benutzen, die gefährliche Strahlen herausfiltern (Auswahl der Strahlenschutzgläser nach DIN EN 166 und DIN EN 169). Unbedingt auch Schutzhandschuhe gegebenenfalls auch Schürze oder dergleichen benutzen, wenn andere Teile der Körperoberfläche den Strahlen ausgesetzt sind. Schweißfunken, Strahlungshitze Auch dagegen schützen alle genannten Schutzmittel. Wichtig: Nicht nur der Schweißer selbst, auch sein Helfer muss sich schützen. Auch die Kollegen an umliegenden Arbeitsplätzen: durch Blendschutz, Wände oder Vorhänge, Augenschutz. Grundsätzlich muss der Schweißerhelfer die gleichen Augenschutzgläser wie der Schweißer tragen. 16

19 5 Gefahren bei Schweißarbeiten Schweißrauche und andere Gefahrstoffe Rauche und Gase entstehen in unterschiedlicher Zusammensetzung und Menge, abhängig von dem eingesetzten Verfahren (Schweißverfahren, thermisches Trennen, Beschichten), der Zusammensetzung des Grundwerkstoffs und von Zusatzwerkstoffen/Elektroden sowie einer etwaigen Vorbehandlung des Werkstückes. Einige der hierbei freigesetzten Stoffe können giftig, reizend für die Atemwege oder krebserzeugend sein. Bei Autogenverfahren (z. B. Gasschweißen, Brennschneiden, Brennfugen, Flammwärmen, Flammspritzen) werden durch die Flamme Stickstoffoxide, (Stickoxide, nitrose Gase) gebildet. Diese sind starke Reizgase für die Lunge und die Atemwege. Wichtig: Flamme so klein wie möglich halten; in Arbeitspausen Einhängen des Brenners in Vorrichtungen zur Reduzierung auf eine Zündflamme. 17

20 Gefahren bei Schweißarbeiten Ozon wird durch den UV-Gehalt des Lichtbogens vor allem beim Schutzgasschweißen (MAG, MIG, WIG) von gut reflektierenden Werkstoffen (insbesondere Aluminiumwerkstoffen, Edelstählen) gebildet. Es ist ein Reizgas für die Atemwege und die Lungen. Viele Lichtbogenverfahren (vor allem Lichtbogenhandschweißen mit umhüllten Stabelektroden; MAG/MIG- Schweißen; thermisches Schneiden und Spritzen) erzeugen große Mengen an Rauch. Je nach Zusammensetzung der (Zusatz)- Werkstoffe/Elektroden können darin auch Chrom, Chromate, Nickeloxid und andere Stoffe enthalten sein, die zum Teil giftig (toxisch) oder krebserzeu- gend sind. Ohne geeignete Schutzmaßnahmen (Absaugung etc.) werden die zulässigen Arbeitsplatzgrenzwerte dabei zum Teil oft überschritten. Beim Löten mit Cadmium-haltigen Loten kann Cadmiumoxid freigesetzt werden, das ein starker Reizstoff für die Lungen ist. Cadmium ist zudem nierenschädigend und krebserzeugend. Bei der Bearbeitung Blei-haltiger Stoffe (vor allem beim Brennschneiden von Altkonstruktionen mit Blei- Mennige-Beschichtungen) wird Blei freigesetzt, das giftig ist. Beim Schweißen und Schneiden von Blechen mit Beschichtungen (z. B. Fett, Kühlschmier- 18

21 5 Gefahren bei Schweißarbeiten stoffe, Farben, Lacke, Kunststoffe, organische Lösungsmittel vom Entfettungsvorgang) und bei der Bearbeitung von Kunststoffen (z. B. mit dem Laser) können organische Stoffe gebildet werden, die teilweise (sehr) giftig, krebserzeugend oder reizend für die Atemwege und die Lungen sind. Das Wolfram-Inertgasschweißen (WIG) erzeugt (mit Ausnahme von Ozon) nur geringe Mengen an Gasen und Rauchen, so dass es im Allgemeinen nicht zu gesundheit- lichen Gefährdungen durch die Einatmung von Gefahrstoffen führt. Sofern die WIG-Elektroden Thorium enthalten, können die Schweißrauche in geringem Umfang radioaktive Strahlung freisetzen. Höhere Radioaktivität ist in Schleifstäuben enthalten. Wichtig: Anschleifen der Spitzen von thorierten Elektroden nur unter Absaugung/Kapselung. Nach Möglichkeit Verwendung Thoriumfreier Elektroden. 19

22 Gefahren bei Schweißarbeiten Wie dagegen schützen? Bei Schweißverfahren, die zu gesundheitlich bedenklichen Freisetzungen von Rauchen oder Gasen führen, ist nach Möglichkeit immer eine arbeitsplatzbezogene Absaugung mit ausreichender Erfassung und Abscheidung (Filter) der Gefahrstoffe sicherzustellen. Wichtig ist die Erfassung der Gefahrstoffe direkt an der Entste- hungsstelle. Absaugungen sollten deshalb einen nachführbaren Saugrüssel haben. Im eigenen Interesse sollten Sie diesen immer nachstellen! Für einige Schweißverfahren (z. B. MAG/MIG) gibt es auch Brenner-integrierte Absaugungen. Sofern Absaugungen nicht möglich oder nicht ausreichend sind (z. B. in engen Räumen, bei ungünstigen Arbeitsplatzhaltungen, 20

23 5 Gefahren bei Schweißarbeiten großflächigen Werkstücken) sollten persönliche Atemschutzmittel getragen werden (z. B. Schweißerhaube oder Schweißerhelm mit Fremdbelüftung). Zudem muss eine gute allgemeine Raumlüftung für ausreichende Zufuhr von Frischluft sorgen. In Kombination mit der Arbeitsplatzabsaugung bzw. persönlichem Atemschutz wird damit die Entstehung gefähr- licher Gefahrstoffkonzentrationen im Atembereich des Schweißers wie auch der Umgebung wirksam verhindert. 21

24 Gefahren bei Schweißarbeiten Schweißarbeiten an geschlossenen Behältern Hat der Behälter gefährliche Stoffe enthalten (oder könnte er sie enthalten haben), besteht erhöhte Gefahr. Unter Einwirkung von Wärme können explosionsfähige oder gesundheitsschädliche Gase und Dämpfe entstehen. Wie dagegen schützen? Sämtliche Rückstände entfernen durch wiederholtes Ausspülen mit heißem Wasser oder Dampf. Behälter mit Wasser füllen und gefüllt halten, so dass nur ein kleiner Luftraum unter der Reparaturstelle bleibt. Oder: Behälter mit Wasserdampf oder einem flammenerstickenden Schutzgas z. B. Stickstoff oder Kohlensäure füllen und durchspülen. Merke: Keine leeren oder vollen Behälter von brennbaren Stoffen als Unterlage bei Schweißarbeiten verwenden! 22

25 5 Gefahren bei Schweißarbeiten Brandgefahr Fast immer ist beim Schweißen auch mit Brandgefahr zu rechnen. Die Schweißflamme oder der Lichtbogen können brennbares Material entzünden. Herumspritzende Schweißfunken oder herabfallende glühende Metalltropfen kön- nen selbst weiter entfernte Gegenstände in Brand setzen. Oft entstehen zunächst nur Schwelbrandnester, die sich erst nach Stunden zum offenen Feuer entwickeln. Wie dagegen schützen? Schutzmaßnahmen bei Schweißarbeiten: 23

26 Gefahren bei Schweißarbeiten Freiräumen Alles was brennen kann, ist aus der gefährdeten Umgebung zu entfernen. Abdecken Brennbare Gegenstände, die nicht entfernt werden können, sind z. B. mit schwerentflammbaren gut angefeuchteten Planen sicher abzudecken. 24

27 5 Gefahren bei Schweißarbeiten Abdichten Alle Öffnungen, Fugen, Ritzen und Rohrdurchbrüche, die aus der Nähe der Arbeitsstelle in andere Räume führen, sind feuersicher abzudichten. Brandwache stellen Falls sich brennbare Gegenstände auch abgedeckt im Gefahrenbereich der Arbeitsstelle befinden, muss eine Brandwache mit geeignetem Löschgerät bereitstehen, die darüber wacht und dafür sorgt, dass kein Brand entsteht. Im Gefahrfall muss die Brandwache warnen und notfalls die Feuerwehr alarmieren. 25

28 Gefahren bei Schweißarbeiten Kontrollgang Nach Arbeitsschluss und danach in angemessenen zeitlichen Abständen ist sorgfältig zu kontrollieren, ob an der Arbeitsstelle und in angrenzenden Bereichen Glimmstellen, kleine Brandnester, verdächtige Erwärmungen oder Gerüche festzustellen sind. 26

29 Allerhand Zeugs! Aber doch alles ganz logisch, oder? 27

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