Messverfahren zur Bestimmung von nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen und sonstigen komplexen kohlenwasserstoffhaltigen Gemischen in Arbeitsbereichen

Status:

abgeschlossen 12/2012

Zielsetzung:

Kühlschmierstoffe (KSS) und komplexe kohlenwasserstoffhaltige Gemische (KKG) sind mineralölhaltige additivierte Produkte, die im Rahmen der Fertigungstechnik, z. B. bei der Bearbeitung von Metallen oder als Trennmittel bei Betonfertigteilen, eingesetzt werden. Die Zusammensetzung wird jeweils dem gewünschten Einsatz angepasst. Bedingt durch die Vielfältigkeit der Additive hat es sich als günstig herausgestellt, das Messverfahren zur Messung dieser Stoffe in der Luft am Arbeitsplatz auf die Mineralöle als Hauptkomponente der KSS bzw. KKG auszurichten und die Analyse mittels Infrarotspektrometrie durchzuführen.

Die verschiedenen Mineralölsiedeschnitte können ihren physikalischen Eigenschaften entsprechend und in Abhängigkeit von ihrer Verwendung am Arbeitsplatz gleichzeitig sowohl als Dampf als auch als Aerosol auftreten, sodass bei der Probenahme beide Phasen berücksichtigt werden müssen. Es bestand Bedarf, das vor ca. 20 Jahren entwickelte Messverfahren des IFA grundlegend zu überarbeiten und eine komplette Validierung unter Berücksichtigung der neuesten Normen durchzuführen.

Aktivitäten/Methoden:

Zur Sammlung wird das Probenahmesystem GSP in seiner Konfiguration für Aerosol-/Dampfprobenahme GGP verwendet. Die Aerosole werden auf einem Glasfaserfilter und die Dämpfe auf XAD-2-Adsorberharz abgeschieden. Die analytische Bestimmung erfolgt mittels Infrarotspektrometrie. Im Rahmen der Methodenvalidierung wurden zunächst vier repräsentative nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe und sonstige komplexe kohlenwasserstoffhaltige Gemische ausgewählt, die das gesamte Anwendungsspektrum abdecken. Für alle vier ausgewählten Produkte wurde der vollständige Validierungsprozess nach DIN EN 482 "Arbeitsplatzatmosphäre - Allgemeine Anforderungen an die Leistungsfähigkeit von Verfahren zur Messung chemischer Arbeitsstoffe", DIN EN 1076 "Exposition am Arbeitsplatz - Messung von Gasen und Dämpfen mit pumpenbetriebenen Probenahmeeinrichtungen - Anforderungen und Prüfverfahren" sowie nach der neuen prEN13936 "Workplace exposure - Procedures for measuring a chemical agent present as a mixture of airborne particles and vapour - equirements and test methods" durchgeführt. Neben den statistischen Daten (erweiterte Messunsicherheit, Wiederfindungsraten für verschiedene Konzentrationen, Lagerfähigkeit der beaufschlagten Probenträger und Bestimmungsgrenzen) wurden auch die Verteilungen zwischen Dampfphase und Aerosol der verschiedenen Mineralölprodukte ermittelt. Nach Abschluss der Arbeiten wurde eine Standardarbeitsanweisung erstellt.

Ergebnisse:

Die Methode wurde vollständig überarbeitet. Die Methode erfüllt für alle vier KKG die grundlegenden Anforderungen an Messverfahren gemäß DIN EN 482 und prEN 13936.

Bei den Untersuchungen zur Verteilung von Aerosol und Dampf abhängig von den Probenahmebedingungen zeigte sich eindeutig, dass es nicht möglich ist, das Aerosol und den Dampf getrennt voneinander zu sammeln. Da es sich um ein dynamisches System handelt, haben zahlreiche Größen wie zum Beispiel die Tröpfchengröße, die Raumtemperatur, der Volumenstrom und die Probenahmedauer einen Einfluss auf den jeweiligen Anteil. Einzig die Summe aus Dampf und Aerosol ist konstant.

Stand: