Themenfeld Aluminium- und Magnesiumbearbeitung

Bis zu 10 m Auswurfhöhe als Thermolysereaktion von eingebrachtem Wasser (ca. 50 ml) in einer Magnesiumschmelze. © Ing. Rauch Fertigungstechnik GmbH

Was ist bei Tätigkeiten mit Aluminium- oder Magnesiumbauteilen in seiner festen oder flüssigen Form oder gar bei einer Mischbearbeitung zu beachten? Was kann passieren, wenn Bauteile aus Aluminium- oder Magnesiumwerkstoffen produziert oder bearbeitet werden?

Die Leichtmetallwerkstoffe Aluminium und Magnesium werden in großem Umfang in verschiedenen Bereichen der Metallindustrie be- und verarbeitet. Sie kommen hauptsächlich im Leichtbau, wie zum Beispiel in der Automobilindustrie, zur Anwendung. Dort werden sie aufgrund ihrer geringen spezifischen Dichte eingesetzt, die zur Gewichtsreduzierung von Bauteilen beiträgt.

Allerdings müssen bei Tätigkeiten mit Aluminium und Magnesium in Betrieben erhebliche Gefahren in Bezug auf Brand- und Explosionsschutz berücksichtigt werden. Dabei können durch die unterschiedlichen Fertigungsverfahren auch metallspezifische Brand- und Explosionsgefahren auftreten.

Ein zu beachtendes Gefahrenpotential bei Aluminium besteht beim mechanischen Bearbeiten mit geometrisch unbestimmten Schneiden, wie Schleifen, Bürsten und Polieren von Aluminiumteilen. Die dabei entstehenden Stäube sind brennbar und aufgewirbelt in Luft explosionsfähig. Treten Schlämme auf, kann Wasserstoffgas entstehen und somit Knallgas bilden.

Ebenso ist mit einem höheren Gefahrenpotential bei der Be- und Verarbeitung von Magnesium zu rechnen. Magnesium in kompakter Form ist relativ unkritisch, doch bei Magnesiumspänen und –stäuben ist das anders. Sie sind leichtentzündlich und ebenfalls als Stäube aufgewirbelt in Luft explosionsfähig. Mehr noch: Magnesiumspäne und -stäube reagieren mit Wasser oder wasserhaltigen Stoffen und setzen Wasserstoff frei. So entsteht auch hierbei Knallgas.

Aluminium- und insbesondere Magnesiumschlämme, die bei der Bearbeitung mit wassermischbaren Kühlschmierstoffen entstehen (zum Beispiel beim Schleifen), neigen zur Selbstentzündung. Bei der Reaktion mit Wasser entsteht Wasserstoff, was zur Bildung eines explosionsfähigen Gemisches führen kann. Das Gleiche gilt für die bei der Nassabscheidung entstehenden wässrigen Leichtmetall-Schlämme, zum Beispiel bei Strahlarbeiten.
Bei einem Magnesiumbrand wird durch die hohe Verbrennungstemperatur von ca. 2.500 °C beim Kontakt mit Wasser dieses in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Auch hier muss man mit gefährlichen Reaktionen rechnen.

Gefährliche Zustände sind insbesondere bei Reaktionen mit schmelzflüssigen und brennenden Aluminium und Magnesium zu erwarten.

Magnesiumschmelze brennt an der Oberfläche bei Zutritt von Luftsauerstoff. Beim Zusammentreffen von Schmelze und Feuchtigkeit kommt es zu einer starken Druckerhöhung und zum Verspritzen der Schmelze sowie zur Entzündung des Metalls mit sehr hohen Temperaturen (bis zu 3.000 °C). Dies bewirkt eine "Thermolyse" des Wassers mit nachfolgender Knallgasreaktion (Explosion).

Literatur zur Thematik

Informationen zum Schleifen, Bürsten und Polieren von Aluminium finden Sie in der DGUV Regel 109-001 (ehemals BGR 109). (Eine neue DGUV-Regel ist in Arbeit)

In der DGUV Information 209 - 090 "Tätigkeiten mit Magnesium" werden Schutzmaßnahmen gegen Brand- und Explosionsgefahren beim Drehen, Fräsen, Bohren und Schleifen sowie beim Strahlen, Gießen und Druckgießen von Magnesiumbauteilen beschrieben. Weiterhin sind Hinweise zur Lagerung, Unterweisung sowie zur Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung zu finden.


Ansprechperson

Dipl.-Ing. Harald Sefrin
Berufsgenossenschaft Holz und Metall
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