Explosionsgefahren beim Strahlen von Metallen

Status:

abgeschlossen 12/2009

Zielsetzung:

Beim Strahlen von Metallen und Leichtmetallen in Strahlkabinen entstehen Stäube durch Abrieb von Strahlmittel und Werkstück. Häufig sind darin weitere Stoffe von den Oberflächen der Werkstücke, z. B. Lacke oder Konservierungsmittel, enthalten. Diese Strahlstäube werden aus der Strahlkabine abgesaugt und reichern sich im Abscheider an. Im BGIA - Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung bisher durchgeführte Untersuchungen zum Brenn- und Explosionsverhalten von Strahlstäuben aus Trockenabscheidern führen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen. Diese reichen von "nicht staubexplosionsfähig" und Brennzahl BZ 1 (kein Anbrennen) bis "staubexplosionsfähig" (Staubexplosionsklasse St 2) und Brennzahl BZ 4 (Ausbreiten eines Glimmbrandes). Teilweise werden außerdem vergleichsweise niedrige Werte für die Mindestzündenergie ermittelt.
Anhand dieser Untersuchungsergebnisse ist anzunehmen, dass in vielen Fällen in Trockenabscheidern von Strahlanlagen, insbesondere beim Abreinigen der Filterelemente, explosionsfähige Staub/Luft-Gemische entstehen können. Eine Vielzahl an Brand- und Explosionsereignissen in entsprechenden Filteranlagen (vgl. z. B. BIA-Report 11/97) bestätigt diesen Schluss. Häufig werden darin Filter eingesetzt, die bestimmungsgemäß nicht zum Absaugen brennbarer Stäube geeignet sind.
Ziel des Projektes war es, durch Untersuchungen zum Brenn- und Explosionsverhalten von Strahlstäuben aus Anlagen mit bekannten Randbedingungen den vorliegenden Datenbestand zu vergrößern. Darüber hinaus war geplant zu überprüfen, inwieweit im Strahlstaub enthaltene Lacke, Konservierungsöle oder andere organische Bestandteile sowie inerte Bestandteile oder Metalloxide das Verhalten der Stäube beeinflussen. Anhand der Ergebnisse der Untersuchungen sollen die Prozesse, Typen von Strahlanlagen und Bereiche in den Anlangen sowie bestimmte Kombinationen aus Werkstück und Strahlmittel ermittelt werden, von denen Gefährdungen ausgehen bzw. bei denen diese besonders hoch sind.

Aktivitäten/Methoden:

Umfangreiche Untersuchungen zum Brenn- und Explosionsverhalten von Strahlstäuben aus Anlagen mit bekannten Randbedingungen wurden vorgesehen. Hierbei handelte es sich um Bestimmungen zu Brennverhalten, unterer Explosionsgrenze, maximalem Explosionsüberdruck, Staubexplosionskonstante, Glimmtemperatur, Zündtemperatur, Mindestzündenergie und Untersuchungen zum Selbstentzündungsverhalten. Bisher erfolgten bei vielen untersuchten Strahlstäuben lediglich eine Bestimmung der Brennzahl und Untersuchungen zur Explosionsfähigkeit oder es fehlten Angaben zu den Anlagen, aus denen die Proben stammten.
Soweit möglich, sollten Staubproben auch auf brennbare organische Bestandteile sowie inerte oder abreagierte Bestandteile untersucht werden.

Ergebnisse:

Brand- und Explosionsgefahren können in Strahlanlagen nicht nur durch die Verarbeitung von Leichtmetallen, sondern auch durch Strahlteile entstehen. Dies gilt insbesondere für die Filtersysteme in diesen Anlagen. Allerdings sind die Explosionsgefahren durch Strahlstäube nach Auswertung der Laboranalysen deutlich geringer zu bewerten. Häufig kommt es nur zu Bränden oder druckschwachen Explosionen. Bei Strahlstäuben mit der Brennzahl 4 und bei Mischstäuben aus Stahl/Stahlguss und Aluminium sind erhöhte Sicherheitsmaßnahmen zu empfehlen.

Stand: