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Sicher und gesund schweißen, Teil 1: Gasschweißen

Damit die Flasche nicht zur Bombe wird

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Den Gasschweiß­ver­fah­ren, zu denen das Brenn­schnei­den, das Flamm­lö­ten und -wärmen sowie die Gasflamm­spritz­pro­zesse gehö­ren, ist das Verbren­nen von Gasen mit Sauer­stoff oder Luft gemein­sam. Hier­bei kommen übli­cher­weise Acety­len, Flüs­sig­gas oder Erdgas zum Einsatz, selte­ner Wasser­stoff. Gemein­sam ist allen die Brand‐ und Explo­si­ons­ge­fahr.

Dipl.-Ing. Bodo Kälble

Brenn­gase
Das am meis­ten verwen­dete Acety­len ist gering­fü­gig leich­ter als Luft und in nahezu jedem Mischungs­ver­hält­nis explo­siv.
Die Zünd­tem­pe­ra­tur beträgt ledig­lich 305 °C,was durch Funken, Schweiß­per­len oder heiße Ober­flä­chen schnell erreicht wird. In Räumen ausge­ström­tes Acety­len birgt daher enorme Explo­si­ons­ge­fah­ren. Nach einem Flamm­rück­schlag in die Acety­len­fla­sche kann es zur Zerset­zung kommen, was auch ohne Anwe­sen­heit von Sauer­stoff exotherm abläuft, also sehr viel Wärme frei­setzt. Indi­zien dafür sind Rußaus­tritt aus der Flasche beim Öffnen des Ventils und die Erwär­mung der Flasche. Betrof­fene Flaschen müssen, wenn noch möglich, umge­hend ins Freie gebracht werden und sind mit Wasser aus der Ferne zu Kühlen. Soll­ten Flaschen bereits stark erhitzt sein, ist der Bereich groß­räu­mig zu evaku­ie­ren. In jedem Fall ist die Feuer­wehr zu holen.
Flüs­sig­gas, wie zum Beispiel Camping­gas, ist schwe­rer als Luft und setzt sich in Vertie­fun­gen ab. Die Lage­rung unter Erdglei­che, beispiels­weise in Kellern, ist daher nicht zuläs­sig. Flüs­sig­gas ist in Luft in Konzen­tra­tio­nen von 2 – 9,5% zünd­fä­hig, das heißt in den Rand­be­rei­chen von Wolken immer zünd­fä­hig.
Ein Liter Flüs­sig­gas ergibt frei­ge­setzt rund 260 Liter Gas, was die rasche Ausbrei­tung von Wolken begüns­tigt.
Erdgas ist leich­ter als Luft und in Luft entzünd­lich in Konzen­tra­tio­nen von 5 – 15%. Also auch in den Rand­be­rei­chen der Wolken immer zünd­fä­hig. Erdgas ist geruchs­los und wird als Stadt­gas zur Wahr­nehm­bar­keit mit Geruchs­stof­fen versetzt.
Sauer­stoff
Sauer­stoff ist für jede Verbren­nung notwen­dig und fördert sie. Ein Ausbla­sen der Klei­dung mit Sauer­stoff kann dazu führen, dass selbst schwer entflamm­bare Schweiß­schutz­klei­dung brennt. Gelan­gen Fette oder Öle in die Sauer­stoff­lei­tung, können sich diese schlag­ar­tig entzün­den. Alle Verbin­dun­gen müssen daher fett‐ und ölfrei gehal­ten werden.
Kenn­zeich­nung und Anschlüsse
Zur Vermei­dung von Verwechs­lun­gen sind die Anschlüsse von Gasfla­schen unter­schied­lich. So haben Acety­len­fla­schen einen Bügel­an­schluss, alle ande­ren brenn­ba­ren Gase werden mittels Links­ge­winde ange­schla­gen.
Alle nicht brenn­ba­ren Gase sowie Sauer­stoff und Druck­luft haben ein Rechts­ge­winde. Unzu­läs­sig sind Über­gangs­stü­cke, die ein Anschla­gen einer ande­ren Gasar­ma­tur ermög­li­chen.
Das große „N“ auf der Flasche zeigt an, dass es sich um die heute gülti­gen Farb­kenn­zeich­nun­gen handelt. Es gibt jedoch immer noch „Altfla­schen“, ohne „N“die noch den alten Farb­code verwen­den (siehe Abbil­dung Farb­ta­fel oder in der BGI 554 auf Seite 9).
Hand­ha­bung und Trans­port von Gasfla­schen
Erhal­ten Gasfla­schen, zum Beispiel durch Werfen oder Rollen, Kerben, kann das ebenso wie Erwär­men zum Bers­ten führen. Einen siche­ren und ergo­no­mi­schen Trans­port ermög­li­chen Gasfla­schen­grei­fer. Die schwächste Stelle der Flasche ist ihr Ventil. Schutz­kap­pen müssen daher immer, wenn keine Arma­tur ange­schla­gen ist, voll­stän­dig aufge­schraubt sein.
Zur Lage­rung sind gut belüf­tete Lager­stät­ten außer­halb von Arbeits­räu­men einzu­rich­ten. Verschie­dene Gasar­ten sind dabei räum­lich vonein­an­der getrennt zu lagern. Die soge­nannte Diago­nal­lüf­tung, mit gegen­über­lie­gen­den Öffnun­gen am Boden und an der Lager­raum­de­cke, ermög­licht es, dass sich leichte und schwere Gase verflüch­ti­gen können. Dies gilt auch für deren Trans­port in Fahr­zeu­gen, wobei ein Trans­port auf einer Prit­sche oder einem offe­nen Hänger, unter Verwen­dung geeig­ne­ter Ladungs­si­che­rungs­maß­nah­men, in jedem Falle vorzu­zie­hen ist. Ein Trans­port in unbe­lüf­te­ten Koffer­räu­men oder Fahr­gast­räu­men ist mehr als leicht­sin­nig und zudem verbo­ten. Es macht Sinn, gene­rell alle Gasfla­schen stehend oder mit erhöh­tem Ventil zu entlee­ren. Flüs­sig­gas und viele Acety­len­fla­schen geben sonst Flüs­sig­keit ab. Stehende Gasfla­schen müssen immer gegen Kippen gesi­chert werden.
Druck­gas­fla­schen haben im vollen Zustand bis zu 300 bar Druck. Werden die fili­gra­nen Ventile beim Umkip­pen abge­ris­sen, wird die Flasche zur Bombe!
Umfül­len von Gasen sollte nur durch Fach­be­triebe erfol­gen. Es ist zwar für soge­nannte Hand­wer­ker­fla­schen mit maxi­mal 1 Liter Volu­men erlaubt, birgt aber erheb­li­che Gefah­ren. Über­fül­len führte schon zu schwers­ten Unfäl­len, wenn bei anschlie­ßen­der Erwär­mung die Gasfla­schen bers­ten. Es wird daher empfoh­len, auch diese Klein­ge­binde nur von sach­kun­di­gen Fach­fir­men füllen zu lassen.
Kleine Acety­len­fla­schen­bat­te­rien mit maxi­mal 6 Flaschen dürfen zwar in Arbeits­räu­men aufge­stellt werden, soll­ten aber, wenn irgend möglich, aus Gebäu­den fern­ge­hal­ten werden. Um die Flaschen­bat­te­rie ist immer eine Schutz­zone von mindes­tens 3 Meter einzu­rich­ten, in der keiner­lei Zünd­quel­len und keine leicht entzünd­li­chen Stoffe sein dürfen.
Rückschlag‐ und Absperr­ein­rich­tun­gen sind bei Acety­len immer obli­ga­to­risch. Die Errich­tung einer Acety­len­sta­tion sollte Fach­leu­ten vorbe­hal­ten sein, die Gasher­stel­ler stehen bei neuen Projek­ten in der Regel gerne bera­tend zur Verfü­gung.
Druck­min­de­rer und Schläu­che
Im rauen Werk­statt­be­trieb oft miss­ach­tet, sind Druck­min­de­rer fein­me­cha­ni­sche Bauteile. Defekte Druck­min­de­rer dürfen nicht mehr verwen­det werden und eine Repa­ra­tur dürfen nur Fach­leute ausfüh­ren. Vor dem Anschrau­ben sind die Flaschen­ven­tile kurz zu öffnen, um etwaige Verschmut­zun­gen heraus­zu­bla­sen. Die Druck­ein­stell­schraube ist bis zur Feder­ent­las­tung zurück­zu­dre­hen, bevor das Flaschen­ven­til lang­sam geöff­net wird. Hohe Entnah­me­men­gen können die Arma­tur verei­sen, weil Gase beim Ausdeh­nen der Umge­bung sehr viel Wärme entzie­hen. Wer sie jedoch durch Flamme oder glühende Teile auftaut, handelt mehr als fahr­läs­sig. Druck­min­de­rer sind gasspe­zi­fisch. Ein Umbau auf andere Gase birgt immense Gefah­ren, bis hin zum Bers­ten.
Auch als Schlauch‐ und Bren­ner­hal­te­run­gen taugen Gasar­ma­tu­ren und Mano­me­ter nicht. Werden Flaschen­wa­gen benutzt, können die Schläu­che um die Griffe des Wagens gebun­den werden. An festen Anla­gen soll­ten Schlauch­hal­ter vorge­se­hen werden. Knicken und Biegen schä­digt Gasschläu­che auf Dauer genauso wie inten­sive UV‐Strahlung, durch das Schwei­ßen, aber auch durch Sonnen­strah­lung, was zur Versprödung führt. Zur fach­ge­rech­ten Verbin­dung müssen Schläu­che, Tüllen sowie die Schel­len oder Klem­men zuein­an­der passen. Draht ist gänz­lich unge­eig­net. Kupp­lun­gen oder Verbin­dungs­stü­cke soll­ten zur Repa­ra­tur, der zusätz­li­chen, mögli­chen Lecka­ge­stel­len wegen, vermie­den werden. Sind sie notwen­dig, so sind sie, wie die gesam­ten Gaslei­tun­gen, regel­mä­ßig auf Dicht­heit zu kontrol­lie­ren. Die 3‐m‐Schutzzone um Gasfla­schen erfor­dert, dass die Gasschläu­che auch mindes­tens diese Länge aufwei­sen.
Bren­ner
Auch die Bren­ner sind fein­me­cha­ni­sche Bauteile, die sorg­fäl­tig behan­delt, aber auch geprüft werden müssen. Hier soll­ten unbe­dingt die Herstel­ler­an­ga­ben in der Bedie­nungs­an­lei­tung beach­tet werden, auf deren Einzel­hei­ten hier nicht einge­gan­gen werden kann. Gene­rell gilt, dass vor dem Zünden immer zuerst die Sauer­stoff­zu­fuhr zu öffnen ist und erst dann das Brenn­gas. Abge­stellt wird in umge­kehr­ter Reihen­folge. Andern­falls droht zünd­fä­hi­ges Gemisch im Bren­ner. Knallt ein Bren­ner mehr­fach beim Zünden, ist der Düsen­sitz auf Dicht­heit zu prüfen und der Düsen­aus­tritt zu reini­gen. Lässt sich das Knal­len nicht abstel­len, ist eine fach­män­ni­sche Instand­set­zung des Bren­ners erfor­der­lich, er darf nicht verwen­det werden. Bren­ner sind gasar­ten­spe­zi­fisch gekenn­zeich­net. A steht für Acety­len, P steht für Propan (Flüs­sig­gas), M steht für Methan (Erdgas), und H für Wasser­stoff. Mit ande­ren Brenn­ga­sen dürfen sie nicht betrie­ben werden. Sind Bren­ner undicht oder defekt, können sich in ihnen und in den Schläu­chen Brenngas‐Sauerstoff Gemi­sche bilden, die explo­si­ons­ar­tig verbren­nen und so Bren­ner und Schläu­che zerrei­ßen können. Im schlimms­ten Fall kommt es zur Acety­len­zer­set­zung in der Flasche durch Flamm­rück­schlag.
Neben einwand­freiem Mate­rial bieten soge­nannte Gebrauchs­stell­vor­la­gen oder Einzel­fla­schen­si­che­run­gen zusätz­li­che Sicher­heit. Hier­bei handelt es sich um Flam­men­sper­ren, Gasrück­tritts­si­che­run­gen und um Nach­strömsper­ren. Wo diese anzu­brin­gen sind, rich­tet sich nach der Art der Bren­ner und Gase. Druck­bren­ner benö­ti­gen zum Beispiel eine Einzel­fla­schen­si­che­rung direkt am Bren­ner in beiden Leitun­gen. Je nach Aufstel­lungs­ort und Größe der Gasan­lage ist an der Gasan­lage eine Entnah­me­stel­len­si­che­rung vorzu­se­hen. Bei der Einrich­tung von Gasschweiß­an­la­gen sollte in jedem Fall eine sach­kun­dige Person hinzu­ge­zo­gen werden. Rich­tig plat­zierte Sicher­heits­ein­rich­tun­gen sind im Gebrauch wartungs­arm, müssen jedoch regel­mä­ßig, mindes­tens jähr­lich, durch einen Fach­kun­di­gen geprüft oder durch neue Einrich­tun­gen ersetzt werden.
Weitere Maßnah­men …
… sind zum siche­ren und gesun­den Gasschwei­ßen aufgrund der opti­schen und der Wärme­strah­lung sowie der gege­be­nen­falls entste­hen­den Gefahr­stoffe notwen­dig, die insbe­son­dere beim Schnei­den und Beschich­ten auftre­ten. Diese werden im Teil 3 der Serie behan­delt.
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