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Sicherer Umgang mit Sauerstoff

Lebenswichtig, aber brandgefährlich
Sicherer Umgang mit Sauerstoff

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In der Luft sind cir­ca 21 Prozent Sauer­stoff enthal­ten. Über die Atmung wird der Sauer­stoff in das Blut über­tra­gen, worüber er für Stof­fwech­selvorgänge im men­schlichen Kör­p­er zur Ver­fü­gung gestellt wird. Ein Man­gel an Sauer­stoff ist lebens­bedrohlich. Weniger bekan­nt ist: Auch die Anre­icherung dieses Ele­ments bei bes­timmten Tätigkeit­en birgt Gefahren. Dieser Beitrag befasst sich mit den Risiken, die von Sauer­stoff in erhöhter Konzen­tra­tion ausgehen.

Sauer­stoff ist leben­snotwendig. Ten­den­ziell wird dieses Gas als harm­los eingestuft. Da es far­b­los und geruch­s­los ist, kann der Men­sch es nicht unmit­tel­bar wahrnehmen. So merkt er nur bed­ingt, wenn Sauer­stoff in zu hoher oder zu niedriger Konzen­tra­tion vorliegt.

Sauerstoff: Leicht entflammbar

Auf­grund sein­er spez­i­fis­chen Eigen­schaften sind bei Tätigkeit­en mit Sauer­stoff – zum Beispiel beim Schweißen und Schnei­den – oder beim Umgang mit sauer­stoff­führen­den Anla­gen einige Sicher­heits­maß­nah­men zu beacht­en. Von Sauer­stoff in erhöhter Konzen­tra­tion kön­nen fol­gende Gefährdun­gen ausgehen:

  • Sauer­stoff selb­st ist nicht brennbar, fördert aber einen Brand.
  • Ver­bren­nun­gen laufen viel schneller ab.
  • Es kann zur Selb­stentzün­dung von Fet­ten und Ölen kommen.
  • Met­alle, die unter Luftbe­din­gun­gen nicht bren­nen, kön­nen unter Sauer­stof­fat­mo­sphäre brennen.
  • Nor­male Klei­dung kann eben­falls in Brand geraten.
  • Selb­st flam­men­hem­mende Klei­dung kann bei erhöhter Sauer­stof­fkonzen­tra­tion brennen.
  • Die in den Daten­blät­tern angegebe­nen Explo­sion­s­gren­zen ver­schieben sich deutlich.

Wichtig: Der Zeit­punkt eines Sauer­stoff­bran­des lässt sich nicht vorher­sagen. Auch nach mehreren Betrieb­s­jahren kann es ohne Vor­war­nung dazu kom­men – sowohl mit gas­för­migem als auch mit flüs­sigem Sauer­stoff, bei hohem wie auch bei niedrigem Druck. Dies sollte allen Beschäftigten bewusst sein.

Geprüftes Material

Alle Mate­ri­alien, die mit Sauer­stoff in Kon­takt kom­men, müssen für die Betrieb­s­be­din­gun­gen geeignet sein. Hier­bei spie­len fol­gende Fak­toren eine Rolle:

  • Druck
  • Tem­per­atur (bis zu –183°C bei tiefkalt flüs­sig oder gasförmig)
  • Strö­mungs­geschwindigkeit

Die Bun­de­sanstalt für Mate­ri­al­forschung und ‑prü­fung in Berlin (BAM) prüft die sicher­heit­stech­nis­che Eig­nung dieser Teile. Weit­ere Infor­ma­tio­nen hierzu enthal­ten das „Merk­blatt M 034–1– Liste der nicht­met­allis­chen Mate­ri­alien“ und das „Merk­blatt M 034–2 – Liste der Arma­turen, Schläuche und Anlagenteile“.

Verunreinigungen beseitigen

Verun­reini­gun­gen kön­nen zu Entzün­dun­gen führen. Um dieser Gefahr wirkungsvoll zu begeg­nen, müssen alle Anla­gen­teile, die mit Sauer­stoff in Kon­takt kom­men, gere­inigt und ent­fet­tet wer­den und vor Ver­wen­dung sauber sein:

  • Öle und Fette auf den Anla­gen­teilen müssen ent­fer­nt werden.
  • Ölhaltige Lap­pen oder fet­tige Fin­ger dür­fen nicht mit den Anla­gen­teilen in Kon­takt kommen.
  • Mit Fett oder Öl ver­schmutzte Klei­dung darf nicht getra­gen werden.
  • Fremd­stoffe, wie Rost, Schlacke oder Zun­der und Ver­pack­un­gen, müssen ent­fer­nt werden.

In der Prax­is haben sich weiße Baum­woll­hand­schuhe und helle Ein­malanzüge für alle Arbeit­en an Sauer­stof­fan­la­gen bewährt. An ihnen wer­den Ver­schmutzun­gen und auch Reste von Ölen und Fet­ten direkt sicht­bar, die dann vor Ver­wen­dung ent­fer­nt wer­den müssen.

Werkzeuge, die bei Anla­gen­teilen für Sauer­stoff einge­set­zt wer­den, müssen eben­falls für den Sauer­stof­fein­satz geeignet sein. Deshalb sollen diese Werkzeuge auss­chließlich für Arbeit­en mit Sauer­stof­fan­la­gen einge­set­zt wer­den und müssen eben­falls vor ihrer Ver­wen­dung auf Öl- und Fet­tfrei­heit über­prüft wer­den. Bei der Lagerung von Anla­gen­teilen und Werkzeu­gen für den Ein­satz in sauer­stof­fan­gere­ichert­er Atmo­sphäre muss in gle­ichem Maß auf Sauberkeit geachtet werden.

Achtung: Kälteverbrennungen

Bei Umge­bung­stem­per­atur ist Sauer­stoff gas­för­mig, bei –183°C geht er in den flüs­si­gen Zus­tand über. Der tiefkalte flüs­sige Sauer­stoff kann schwere Erfrierun­gen, soge­nan­nte Käl­te­ver­bren­nun­gen, verur­sachen. Bei Hautkon­takt betäubt der tiefkalte Sauer­stoff zuerst das Schmerzempfind­en. Erst wenn sich die Haut wieder erwärmt, ver­spürt man sehr starke Schmerzen.

Geeignete PSA tragen

Aus diesem Grund muss man bei Tätigkeit­en mit flüs­sigem Sauer­stoff immer geeignete Schutzk­lei­dung und Per­sön­liche Schutzaus­rüs­tung (tiefkalt­feste Hand­schuhe, Gesichtss­chutz, lange Hose, lange Ärmel, geeignete Schuhe … ) tra­gen. Klei­dung, die mit flüs­sigem Sauer­stoff benet­zt ist, sofort ausziehen!

Anreicherung in der Kleidung

Bei Ver­wen­dung von Sauer­stoff kann sich dieser auch in der Klei­dung anre­ich­ern, wodurch sich die Gefahr ein­er Entzün­dung stark erhöht. Ver­schmutzun­gen oder auch Zündquellen wie Zigaret­ten kön­nen dann zu ein­er Zün­dung der Klei­dung führen, was für Per­so­n­en lebens­bedrohliche Fol­gen haben kann. Auch schw­er ent­flamm­bare Klei­dung kann in Brand ger­at­en, allerd­ings wer­den die Per­so­n­en­schä­den durch das Tra­gen dieser Klei­dung verringert.

Achtung: Mit gas­för­migem Sauer­stoff angere­icherte Klei­dung darf nicht ein­fach aus­ge­zo­gen wer­den! Die beim Ausziehen entste­hende Elek­tro­sta­tik reicht als Funken für eine Zün­dung aus. Die Klei­dung ist fol­glich min­destens eine Vier­tel­stunde lang durch Bewe­gung an der frischen Luft zu lüften, bevor sie gefahr­los aus­ge­zo­gen wer­den kann.

Kein Ersatz für Druckluft

Atem­luft darf grund­sät­zlich nicht mit Sauer­stoff angere­ichert wer­den. Eine Aus­nahme davon bilden Atem­schutzgeräte und der Ein­satz zu medi­zinis­chen Zweck­en. Wichtig: Sauer­stoff darf niemals anstelle von Druck­luft ver­wen­det wer­den! Zum Spülen, zur Druck­prü­fung von Behäl­tern und Leitun­gen und als Gaspol­ster von Flüs­sigkeits­be­häl­tern ist er eben­falls ungeeignet. Ausgenom­men sind hier Behäl­ter und Leitun­gen, die für den Betrieb mit Sauer­stoff bes­timmt und aus­gelegt sind.

Umgang mit Druckreglern

Bei der Ver­wen­dung von Druck­re­glern, auch Druck­min­der­ven­tile oder Druck­min­der­er genan­nt, ist die Betrieb­san­weisung des Her­stellers zu berück­sichti­gen. Zudem müssen fol­gende Regeln beachtet werden:

  • Nur Druck­re­gler ein­set­zen, die für Sauer­stoff geeignet und zuge­lassen sind.
  • Keine Ver­schmutzung mit Fett oder Öl an Druck­min­der­ern und anderen Anla­gen­teilen für Sauerstoff.
  • Druck­re­gler und Flaschen­ven­til nicht ruckar­tig oder hastig öff­nen. Der son­st entste­hende Druck­stoß führt zu hohen Tem­per­a­turen, die einen Met­all­brand erzeugen.
  • Rän­del­mut­tern zum manuellen Anschließen von Druck­regel­ven­tilen immer nur mit der Hand anziehen.
  • Auch das Innere des Druck­re­glers sauber hal­ten (zum Beispiel Blind­flan­sche zum Ver­schließen benutzen).
  • Dich­tungskon­trolle beim Flaschen­wech­sel durch­führen. Vorhan­den­er Abrieb am Dich­tungsring kann als Ver­schmutzung in das Ven­til des Druck­re­glers gelan­gen und hier gezün­det werden.
  • Wartungsin­ter­valle entsprechend den Her­stellerangaben einhalten.
  • Die Wartung und Prü­fung muss durch eine befähigte Per­son (nach Betrieb­ssicher­heitsverord­nung) erfolgen.
  • Bei Außer­be­trieb­nahme:

1. Flaschen­ven­til langsam schließen

2. Druck­regel­ven­til ent­las­ten („Null­stel­lung“).


Das Wichtigste in Kürze

  • Flüs­siger Sauer­stoff ist sehr kalt (-183°C) und verur­sacht Kälteverbrennungen.
  • Aus einem Liter flüs­sigem Sauer­stoff entste­hen durch Ver­dampfen 853 Liter gas­för­miger Sauerstoff.
  • Bei erhöhter Sauerstoffkonzentration …

… erniedrigt sich die Zündtemperatur

… ver­schieben sich die untere und obere Explo­sion­s­gren­ze von Stoffen

… steigt die Ver­bren­nungs­geschwindigkeit extrem an

… kann es zur Selb­stentzün­dung von Ölen und Fet­ten kommen

… kann selb­st schw­er ent­flamm­bare Klei­dung brennen

… kön­nen sog­ar Met­alle brennen

  • Der Brandzeit­punkt ist nicht vorhersehbar

Daraus ergeben sich fol­gende ele­mentare Regeln:

  • Nur geeignete Mate­ri­alien verwenden
  • Alle Teile müssen sauber sein
  • Keine Öle und Fette zum Schmieren einsetzen
  • Nicht Rauchen, keine Zündquellen in der Nähe
  • Flaschen und Druck­re­gler nicht ruckar­tig öffnen

Weiterführende Informationen

  • KB 016 – Sauer­stoff – Eigen­schaften, Gefährdun­gen und sicher­er Umgang
  • M 034 Merk­blatt Sauer­stoff (DGUV Infor­ma­tion 213–073)
  • Merk­blatt M 034–1 – Liste der nicht­met­allis­chen Mate­ri­alien – zu Merk­blatt M 034 „Sauer­stoff“ (DGUV Infor­ma­tion 213–075) der Beruf­sgenossen­schaft Rohstoffe und chemis­che Industrie
  • Merk­blatt M 034–2 – Liste der Arma­turen, Schläuche und Anla­gen­teile / zu Merk­blatt M 034 „Sauer­stoff“ (DGUV Infor­ma­tion 213–076 – bish­er BGI 617–2) der Beruf­sgenossen­schaft Rohstoffe und chemis­che Industrie
  • SKG 007 „Ver­wen­dung von Sauer­stoff“ (Sicher­heit­skurzge­spräch, eignet sich als Unterweisungshilfe)
  • Film „Sicheres Betreiben von Druck­gas­be­häl­tern“ zum Down­load als WMV-Datei unter https://www.bgrci.de/gase-unter-druck/medien/videos/
  • E‑Learning Sauer­stoff in der Basis- und der Experten­ver­sion https://www.bgrci.de/gase-unter-druck/e‑learning-sauerstoff/

    Foto: privat

    Autorin: Dr. Sabine Deeg

    Beruf­sgenossen­schaft Rohstoffe und chemis­che Industrie

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