Luftqualitätsmanagement für kleine und mittlere Fertigungsbetriebe

Für kleine und mittlere Betriebe kann die effektive Staubbewältigung eine Herausforderung darstellen. Hier finden Sie Antworten auf die Fragen, die Manager kleiner und mittlerer Schweißbetriebe häufig zum Thema Luftqualitätsmanagement stellen. Getty Images

Beim Schweißen, Plasmaschneiden und Laserschneiden entstehen Dämpfe, oft auch Rauch genannt, die aus in der Luft befindlichen Staubpartikeln bestehen, die aus winzigen trockenen Feststoffstücken bestehen. Dieser Staub kann die Luftqualität beeinträchtigen, Augen oder Haut reizen, die Lunge schädigen und zu einer Gefahr werden, wenn er sich auf Oberflächen ablagert.

Verarbeitungsdämpfe können Bleioxid, Eisenoxid, Nickel, Mangan, Kupfer, Chrom, Cadmium und Zinkoxid enthalten. Bei einigen Schweißprozessen können auch giftige Gase wie Stickstoffdioxid, Kohlenmonoxid und Ozon entstehen.

Für die Sicherheit Ihrer Mitarbeiter, der Ausrüstung und der Umwelt ist es wichtig, Staub und Dämpfe an Ihrem Arbeitsplatz ordnungsgemäß zu verwalten. Der beste Weg, Staub aufzufangen, ist ein Auffangsystem, das ihn aus der Luft entfernt, ihn nach draußen absaugt und saubere Luft in den Innenbereich zurückführt.

Aus Kostengründen und anderen Prioritäten kann die effektive Staubbeseitigung für kleine und mittlere Betriebe jedoch eine Herausforderung darstellen. Einige dieser Betriebe werden einen Do-it-yourself-Ansatz zur Kontrolle von Staub und Dämpfen ausprobieren, vorausgesetzt, dass ihr Betrieb kein Staubsammelsystem benötigt.

Unabhängig davon, ob Sie gerade erst anfangen oder bereits seit vielen Jahren im Unternehmen tätig sind, könnten Sie an den Antworten auf Fragen interessiert sein, die Manager kleiner und mittlerer Schweißbetriebe häufig zum Thema Luftqualitätsmanagement stellen.

Seien Sie zunächst proaktiv mit einem Gesundheitsrisiko- und Minderungsplan. Eine Arbeitshygienebewertung hilft Ihnen beispielsweise dabei, schädliche Elemente in Ihrem Staub zu identifizieren und die Expositionshöhe zu bestimmen. Diese Bewertung sollte die Bewertung Ihrer Einrichtung umfassen, um sicherzustellen, dass Sie die zulässigen Expositionsgrenzwerte (PELs) der Occupational Safety and Health Administration (OSHA) für die Staubpartikel einhalten, die Ihre Anwendungen erzeugen.

Fragen Sie Ihren Lieferanten von Entstaubungsanlagen, ob er einen Industriehygieniker oder ein Umwelttechnikunternehmen empfehlen kann, das Erfahrung in der Identifizierung von Stäuben und Dämpfen hat, die für Metallverarbeitungsanlagen spezifisch sind.

Erstellen Sie als Nächstes Luftqualitätsziele für Ihr Staubmanagementprogramm, die auf zwei Ressourcen basieren:

Wenn Sie saubere Luft in Ihre Einrichtung zurückführen möchten, stellen Sie sicher, dass sie unter dem in den OSHA PELs festgelegten Grenzwert für Schadstoffe bleibt. Wenn Sie die Luft im Freien absaugen, denken Sie daran, dass Sie den nationalen Emissionsstandards der Environmental Protection Agency (EPA) für gefährliche Luftschadstoffe unterliegen.

Schließlich müssen Sie bei der Gestaltung Ihres Staubsammelsystems sicherstellen, dass Sie einen sicheren Schweißarbeitsplatz schaffen, indem Sie die drei Grundsätze der Staub- und Rauchentfernung befolgen: Auffangen, Fördern und Eindämmen. Zu diesem Entwurf gehören in der Regel eine Art Haube oder eine Methode zur Rauchabscheidung, Leitungen zur Verbindung der Auffangpunkte, die richtige Dimensionierung der Leitungen zurück zu einem Staubabscheider und die Auswahl eines Ventilators, der mit der Lautstärke und der statischen Aufladung des Systems umgehen kann.

Dies ist ein Beispiel für einen industriellen Staubabscheider im Patronenstil, der außerhalb einer Schweißanlage aufgestellt ist. Bilder: Camfil APC

Ein speziell für Ihren Betrieb entwickeltes Staubsammelsystem ist eine anerkannte und bewährte technische Steuerung, die gefährliche Luftschadstoffe auffangen, transportieren und eindämmen kann. Trockenmedien-Staubabscheider mit hocheffizienten Patronenfiltern und Sekundärfiltern eignen sich zum Auffangen alveolengängiger Staubpartikel.

Source-Capture-Systeme sind beliebt für Anwendungen, bei denen es um das Schweißen kleiner Teile und Vorrichtungen geht. Typischerweise umfassen sie Rauchabzugspistolen (Spitzenabsaugung), flexible Abzugsarme und geschlitzte Abzugshauben oder kleine Abzugshauben mit Seitenschutz. Diese werden in der Regel so angepasst, dass sie anwendungsspezifisch sind und den Arbeitsablauf nur minimal unterbrechen.

Gehäuse und Hauben werden häufig verwendet, wenn die Grundfläche 12 Fuß x 20 Fuß oder weniger beträgt. An den Seiten der Haube können Vorhänge oder harte Wände angebracht werden, um eine Kabine oder Umzäunung zu schaffen. Bei Roboterschweißzellen kann häufig eine vollständige Einhausung über und um die Anwendung herum verwendet werden. Dies funktioniert gut für ein- und zweiarmige Schweißroboter sowie mehrachsige Plasmaschneidroboter.

Wenn Ihre Anwendung nicht mit den zuvor dargelegten Vorschlägen kompatibel ist, kann ein Umgebungssystem entwickelt werden, um Dämpfe aus den meisten, wenn nicht der gesamten Anlage zu entfernen. Bedenken Sie, dass der erforderliche Luftstrom und auch der Preis des Systems deutlich ansteigen, wenn Sie von der Quellenerfassung, den Gehäusen und Hauben zur Umgebungserfassung übergehen.

Viele kleine bis mittelgroße Geschäfte reagieren in der Regel erst, nachdem sie versucht haben, die Abgase mit kostensparenden DIY-Methoden in den Griff zu bekommen, etwa durch das Öffnen von Türen oder Fenstern und den Bau einer eigenen Abgasanlage. Das Problem besteht darin, dass lästige Dämpfe letztendlich zu einem viel größeren Problem werden und diese Methoden oft überfordern, während sie gleichzeitig die Energiekosten erhöhen oder gefährlich hohe Unterdrücke in der Anlage erzeugen.

Als Erstes müssen Sie herausfinden, wo in Ihrer Einrichtung am häufigsten Probleme auftreten. Dabei kann es sich um Plasma-Tischdämpfe, freihändiges Lichtbogen-Fugenhobeln oder Schweißen auf Werkbänken handeln. Behandeln Sie von dort aus zuerst den Prozess, der den meisten Rauch erzeugt. Abhängig von der erzeugten Rauchmenge kann ein tragbares System hilfreich sein.

Der beste Weg, die Belastung der Arbeitnehmer durch gefährliche Dämpfe zu verringern, ist die Zusammenarbeit mit einem Qualitätshersteller von Staubabscheidern, der Sie bei der Identifizierung und Erstellung maßgeschneiderter Systeme für Ihre Einrichtung unterstützen kann. Typischerweise umfasst dies die Installation von Staubsammelsystemen mit primären Patronenfiltern und hocheffizienten sekundären Sicherheitsfiltern.

Das primäre Filtermedium, das Sie für jede Anwendung auswählen, sollte auf der Größe, den Strömungseigenschaften, der Menge und der Verteilung der Staubpartikel basieren. Ein sekundärer Sicherheitsüberwachungsfilter, z. B. ein HEPA-Filter, erhöht die Effizienz der Partikelerfassung auf 0,3 Mikrometer oder mehr (wodurch ein hoher Prozentsatz von PM1 erfasst wird) und verhindert, dass gefährliche Dämpfe in die Luft gelangen, wenn der Primärfilter nicht richtig funktioniert.

Wenn Sie bereits über ein Rauchmanagementsystem verfügen, überwachen Sie Ihre Werkstatt sorgfältig auf Bedingungen, die darauf hindeuten, dass es nicht ordnungsgemäß funktioniert. Zu den Warnzeichen gehören:

Achten Sie auf eine Rauchwolke, die im Laufe des Tages dicker wird und nach Beendigung der Schweißarbeiten in der Luft hängt. Eine starke Rauchansammlung bedeutet jedoch nicht unbedingt, dass Ihr Absaugsystem nicht funktioniert, sondern kann auch bedeuten, dass Sie über Ihr aktuelles System hinausgewachsen sind. Wenn Sie kürzlich die Produktion erhöht haben, müssen Sie möglicherweise Ihre aktuelle Einrichtung überdenken und Änderungen vornehmen, um dem Anstieg der Aktivität Rechnung zu tragen.

Der ordnungsgemäße Umgang mit Staub und Dämpfen ist für die Sicherheit Ihrer Mitarbeiter, der Ausrüstung und der Werkstattumgebung von entscheidender Bedeutung.

Schließlich ist es immer wichtig, Ihren Mitarbeitern zuzuhören, sie zu beobachten und zu befragen. Sie können Sie darüber informieren, ob die aktuellen technischen Kontrollen den Staub in Ihrer Anlage wirksam bekämpfen, und Ihnen auch Verbesserungsmöglichkeiten vorschlagen.

Die OSHA-Regeln für kleine Unternehmen können komplex sein, insbesondere wenn es darum geht, zu wissen, welche Regeln Sie befolgen müssen und von welchen Sie ausgenommen sind. Oftmals glauben kleine Geschäfte, sie könnten den OSHA-Vorschriften entgehen – bis ein Mitarbeiter eine Beschwerde einreicht. Um es klar zu sagen: Das Ignorieren der Vorschriften beseitigt nicht die gesundheitlichen Risiken für die Mitarbeiter.

Gemäß der allgemeinen Pflichtklausel der OSHA, Abschnitt 5(a)(1), müssen Arbeitgeber Gefahren am Arbeitsplatz erkennen und mindern. Dies bedeutet, dass Arbeitgeber verpflichtet sind, Aufzeichnungen zu führen, in denen alle in ihrer Einrichtung erzeugten Gefahren (Staub) aufgeführt sind. Wenn der Staub brennbar oder explosiv ist, müssen sie die Standards der National Fire Protection Association befolgen, um den Staub ordnungsgemäß zu handhaben, und wenn nicht, müssen sie Testaufzeichnungen führen.

Die OSHA hat außerdem PEL-Grenzwerte für luftgetragene Partikelverunreinigungen festgelegt, die beim Schweißen und bei der Metallverarbeitung entstehen. Diese PEL-Werte basieren auf einem zeitlich gewichteten Acht-Stunden-Durchschnitt für Hunderte von Stäuben, einschließlich derjenigen, die in Schweiß- und Metallverarbeitungsdämpfen enthalten sind und in kommentierten PEL-Tabellen aufgeführt sind. Wenn bei der ersten Luftüberwachung Expositionen über dem Auslösewert festgestellt werden, müssen Anlagenbetreiber zusätzliche Anforderungen gemäß OSHA umsetzen.

Wie bereits erwähnt, können Dämpfe Augen und Haut reizen. Es gibt jedoch noch weitere toxische Wirkungen, die Sie beachten sollten.

Feinstaub (PM) mit einem Durchmesser von 10 Mikrometern oder weniger (≤ PM10) kann die Atemwege erreichen, während sich Partikel mit 2,5 Mikrometern oder weniger (≤ PM2,5) tief in der Lunge festsetzen können. Einatembare Partikel mit einem Durchmesser von 1,0 Mikrometer oder weniger (≤ PM1) können viel mehr Schaden anrichten, da sie die Lungenbarriere durchdringen und in das Blutsystem gelangen können.

Regelmäßige PM-Exposition trägt zum Risiko für die Entwicklung von Atemwegserkrankungen, einschließlich Lungenkrebs, bei. Viele der beim Schweißen und bei der Metallverarbeitung entstehenden Partikel liegen in diesem Gefahrenbereich, und Art und Schwere der Gefahr variieren je nach Art des verarbeiteten Materials. Unabhängig davon, ob Sie mit Edelstahl, Weichstahl, Aluminium, verzinktem Stahl oder einem anderen Material arbeiten, ist das Sicherheitsdatenblatt ein guter Ausgangspunkt für die Identifizierung von Gesundheitsrisiken.

Mangan, das Hauptmetall im Schweißdraht, kann Kopfschmerzen, Erschöpfung, Lustlosigkeit und Schwäche verursachen. Eine längere Exposition gegenüber Mangandämpfen kann neurologische Probleme verursachen.

Der Kontakt mit sechswertigem Chrom (Hex-Chrom), einem krebserregenden Stoff, der beim Schweißen von chromhaltigen Metallen entsteht, kann zu kurzfristigen Erkrankungen der oberen Atemwege sowie Augen- oder Hautreizungen führen.

Zinkoxid, das bei Heißarbeiten an verzinktem Stahl entsteht, kann zu Metallrauchfieber führen, einer kurzfristigen Erkrankung, bei der nach einer Arbeitspause, beispielsweise nach einem Wochenende oder im Urlaub, schwere grippeähnliche Symptome auftreten.

Wenn Sie bereits über ein Rauchmanagementsystem verfügen, überwachen Sie Ihre Werkstatt sorgfältig auf Bedingungen, die darauf hindeuten, dass es nicht ordnungsgemäß funktioniert, z. B. eine Rauchwolke, die im Laufe des Tages dicker wird.

Anzeichen und Symptome einer Berylliumexposition können Kurzatmigkeit, Husten, Müdigkeit, Gewichtsverlust, Fieber und Nachtschweiß sein.

Achten Sie generell auf Augen-, Nasen- und Rachenreizungen, Schwindel und Übelkeit.

Bei Schweiß- und thermischen Schneidvorgängen verhindert ein gut konzipiertes und gewartetes Staubsammelsystem Atemwegserkrankungen bei Mitarbeitern und sorgt dafür, dass die Anlagen den aktuellen Luftqualitätsanforderungen entsprechen.

Ja. Mit Dämpfen beladene Luft kann den Wärmetauscher und die Kühlschlange bedecken und dazu führen, dass das HVAC-System häufig gewartet werden muss. Schweißrauch kann in Standard-HVAC-Filter eindringen und zu Fehlfunktionen von Heizsystemen und zur Verstopfung der Kondensationsschlangen von Klimaanlagen führen. Die ständige Wartung von HVAC-Systemen kann teuer werden, schlecht funktionierende Systeme können jedoch gefährliche Bedingungen für die Arbeiter schaffen.

Eine einfache, aber wichtige Sicherheitsregel besteht darin, Staubfilter auszutauschen, bevor sie sich übermäßig mit Staub beladen. Ersetzen Sie den Filter, wenn Sie Folgendes bemerken:

Einige langlebige Patronenfilter können zwischen einem Austausch zwei Jahre oder länger laufen. Allerdings erfordern Anwendungen mit hoher Staubbelastung im Allgemeinen einen häufigeren Filterwechsel.

Die Wahl des richtigen Ersatzfilters für Ihren Patronen-Staubabscheider kann einen großen Einfluss auf die Kosten und die Leistung Ihres Systems haben. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie Ersatzfilter für Ihren Patronen-Staubabscheider kaufen – nicht alle Filter sind gleich.

Oft sind Käufer vom besten Preis-Leistungs-Verhältnis abhängig. Allerdings ist der Preis auf dem Aufkleber nicht der beste Anhaltspunkt beim Kauf von Patronenfiltern.

Insgesamt trägt der Schutz von sich selbst und Ihren Mitarbeitern mit geeigneten Staubsammelsystemen wesentlich zum Erfolg und Wachstum Ihres kleinen oder mittleren Unternehmens bei.