08.02.2022

Gefahrstoffe: Gefahren beim Schweißen

Wichtig sind beim Schweißen, dass der Schweißrauch direkt an der Entstehungsstelle abgesaugt wird und die Ausbreitung von Gefahrstoffen über den Arbeitsbereich hinaus verhindert wird. Besondere Aufmerksamkeit verlangen toxische und krebserzeugende Stoffe. Lesen Sie hier mehr über Möglichkeiten, um mit dem gefährlichen Schweißrauch am Arbeitsplatz umzugehen.

WIG-Schweißen

Schweißen ist ein Verfahren, das zur Vereinigung metallischer Werkstoffe benutzt wird meist mit sehr viel Hitze. Der sog. „Schweißrauch“, der sich beim Schweißen aus freigesetzten Gefahrstoffen und der Umgebungsluft bildet, hat es wahrlich in sich und ist hochgefährlich. Deshalb muss Arbeitsschutz beim Schweißen immer ein absolut erstrangiges Thema sein.

Hinweis zu den Technischen Regeln

Wichtige Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS), die einschlägig für den Arbeitsschutz beim Schweißen sind, sind die TRGS 410 „Expositionsverzeichnis bei Gefährdung gegenüber krebserzeugenden oder keimzellmutagenen Gefahrstoffen der Kategorien 1A oder 1B“, die TRGS 528 „Schweißtechnische Arbeiten“, die TRGS 561 „Tätigkeiten mit krebserzeugenden Metallen und ihren Verbindungen“ sowie die TRGS 910 „Risikobezogenes Maßnahmenkonzept für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Gefahrstoffen“.

Gefahren beim Schweißen

Die Gefahren, die von einem Schweißarbeitsplatz ausgehen, hängen von den zum Schweißen angewendeten Verfahren ab. Die am häufigsten angewendeten Schweißverfahren sind das Feuer-, Gasschmelz-, Lichtbogenhand-, Schutzgas- und das Widerstandsschweißen.

Zu den am häufigsten auftretenden Gefahren und Belastungen an Schweißarbeitsplätzen zählen:

  • Brand- und Explosionsgefahr
  • elektrische Gefährdung durch Stromgang
  • mechanische Gefährdungen durch defekte Bauteile der Schweißmaschine
  • Gefährdung der Augen durch optische Strahlung
  • gesundheitliche Belastung durch Lärm am Arbeitsplatz
  • Belastung der Atemwege durch konstantes Einatmen von Schadstoffen
  • starke Belastung der Muskeln und Knochen

Warum Schweißrauch so gefährlich ist

Beim Schweißen können Gefahrstoffe durch ionisierende Strahlung, thermische Prozesse und Partikel als Gase freigesetzt werden. Durch verdampfende Bestandteile kondensieren sie mit der Umgebungsluft zu Schweißrauch.

Die Partikel gehören nach DIN EN 481 als E-Staub mit einer Partikelgröße von bis zu 100 μm zur einatembaren Staubfraktion oder als A-Staub-Partikel von 0,01 bis 10 μm zur alveolengängigen Fraktion. Weiterhin kommt es zur Freisetzung von ultrafeinen Partikeln mit Durchmessern von weniger als 100 μm, die verschluckt oder eingeatmet werden können. Wie viele gasförmige oder partikelförmige Gefahrstoffe freigesetzt werden, hängt vom Verfahren und von der Prozessenergie ab.

Als Faustregel für den Arbeitsschutz beim Schweißen gilt: Je höher die Prozessenergie, desto höher die Emissionsrate.

Die Emissionen beim Schweißen können lungenbelastend, giftig oder krebserzeugend sein.

  • Als lungenbelastend gelten Stäube der A- und E-Fraktion sowie Aluminium-, Eisen-, Magnesiumoxid und Titandioxid.
  • Akut oder chronisch toxisch sind Gefahrstoffe wie Kupfer-, Mangan-, Zinkoxid, Vanadiumpentoxid, Fluoride, Barium- und Chrom(III)-Verbindungen. Zur toxischen Wirkung gehört auch die akute Vergiftung durch Zinkrauchexposition („Zinkfieber“).
  • Krebserzeugend sind oder unter Verdacht krebserzeugend zu sein stehen: Cobalt-, Molybdän(VI)- und Blei(II)oxid sowie Beryllium-, Cadmium-, Nickeloxid und Chrom(VI)-Verbindungen. Möglicherweise krebserzeugend ist auch der gasförmige Gefahrstoff Formaldehyd.

Schweißarbeiten lösen häufig Berufskrankheiten aus, wie:

  • Erkrankungen durch Chrom oder seine Verbindungen (BK 1103)
  • Erkrankungen der tieferen Atemwege und der Lungen durch Aluminium und seine Verbindungen (BK 4106)
  • bösartige Neubildungen der Atemwege und der Lungen durch Nickel oder seine Verbindungen (BK 4109)
  • Lungenfibrose durch extreme und langjährige Einwirkung von Schweißrauchen und Schweißgasen (BK 4115)
  • obstruktive Atemwegserkrankungen durch chemisch-irritativ oder toxisch wirkende Stoffe (BK 4302)

Grenzwerte einhalten

Für viele Gefahrstoffe, die beim Schweißen entstehen, sind Grenzwerte festgelegt. Kann eine Exposition nicht vermieden werden, sind Schutzmaßnahmen nach dem STOP-Prinzip nötig. Die Grenzwerte müssen eingehalten werden und Sie müssen prüfen, wie die Belastung weiter minimiert werden kann.

Werden krebserzeugende Stoffe z.B. beim Schweißen hochlegierter Werkstoffe und Nickelbasislegierungen freigesetzt, ist das gestufte Maßnahmenkonzept nach TRGS 910 zu berücksichtigen.

Absaugen und lüften – aber wie?

Bei der Absaugung gilt ja generell: je näher an der Entstehungsstelle, desto wirksamer. Dies ist insbesondere so beim Schweißen von Hand, bei der die Absaugung brennerintegriert oder als direkter Anbau an den Brenner erfolgen kann. Zum Einsatz können auch stationäre, mobile oder nachführbare Absauganla­gen kommen.

Faustregel: Bei Verfahren mit Emissionsgruppen „niedrig“ bzw. „mittel“ muss in der Regel mindestens eine wirksame Absaugung im Entstehungsbereich sichergestellt sein.

Bei den Emissionsgruppen „hoch“ und „sehr hoch“ sind daneben meist noch zusätzliche Maßnahmen erforderlich, wie z.B. baulich-technische Maßnahmen (Schweißen in separaten Räumen), Anbringen von Trennwänden, lufttechnische Maßnahmen.

Anlagen zur Raumlüftung sollen so geführt sein, dass durch Zu- und Abluft Gefahrstoffe aus dem Atembereich verdrängt werden (z.B. durch Schichtenströmungen bei Quelllüftung).

Für die Luftrückführung gelten strenge Anforderungen!

Abgesaugte Luft darf nur rückgeführt werden, wenn sie ausreichend gereinigt ist. Dabei müssen Sie bedenken, dass Gefahrstoffe oft nicht zu 100 % erfasst werden (können) und dass Gase von Filtern, wie sie zur Schweißrauchabscheidung eingesetzt werden, in der Regel nicht erfasst werden und sich an der Hallendecke anreichern können.

Deshalb muss bei Rückführungen immer auf ausreichende Zuführung von Frischluft geachtet werden. Konkret heißt das: Pro Schweißer muss ein Außenluftvolumenstrom von mindestens 200 m³/h sichergestellt sein.

Bei Autogenverfahren wie Gasschweißen, Brennschneiden, Flammwärmen und Flammrichten können höhere Außenluftvolumenströme erforderlich sein. Dies gilt insbesondere für stationäre Arbeitsplätze.

Eine ausreichende Reinigung bei Schweißrauchen ohne krebserzeugende, keimzellmutagene oder reproduktionstoxische Stoffe liegt nach TRGS 528 z.B. vor, wenn die eingesetzten lufttechnischen Anlagen der Norm DIN EN ISO 21904-1:2020-06 „Arbeits- und Gesundheitsschutz beim Schweißen und bei verwandten Verfahren – Einrichtungen zum Erfassen und Abscheiden von Schweißrauch – Teil 1: Allgemeine Anforderungen“ entsprechen.

An Arbeitsplätzen, an denen Schweißarbeiten mit Emissionen von krebserzeugenden, keimzellmutagenen oder reproduktionstoxischen Stoffen der Kategorie 1A oder 1B durchgeführt werden (insbesondere bei Verwendung von chrom- und nickelhaltigen Werkstoffen), darf dort abgesaugte Luft grundsätzlich nicht zurückgeführt werden. Nach Möglichkeit ist die abgesaugte Luft in diesen Fällen im Abluftbetrieb zu führen. Werden Schweißrauchabsauggeräte im Umluftbetrieb geführt, dürfen nur von den Trägern der gesetzlichen Unfallversicherung anerkannte Geräte der Schweißrauchabscheideklasse W3 nach DIN EN ISO 21904 Teil 1 und Teil 2 verwendet werden.

Anlagen zur Raumlüftung, die zusätzlich zu einer Absaugung an der Entstehungsstelle eingesetzt werden, dürfen auch mit Luftrückführung betrieben werden. Dabei muss aber sichergestellt sein, dass bei Schweißrauchen mit krebserzeugenden, keimzellmutagenen oder reproduktionstoxischen Stoffen der Kategorie 1A oder 1B die Gefahrstoffkonzentration in der rückgeführten Luft 1/10 der jeweiligen Akzeptanzkonzentration, des Beurteilungsmaßstabs oder des Arbeitsplatzgrenzwerts nicht übersteigt.

Zur Luftrückführung erläutert die TRGS 528 zahlreiche weitere Einzelheiten.

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Autor*innen: Markus Horn , Ulrich Welzbacher