Toxische Substanzen, die beim Schweißen von Edelstahl freigesetzt werden, und Präventivmaßnahmen

Beim Schweißen von rostfreiem Stahl werden zahlreiche giftige Stoffe freigesetzt, die ein erhebliches Risiko für die Gesundheit der Schweißer darstellen. 

Unser Artikel hilft Ihnen, diese Stoffe zu verstehen, wie sie in den menschlichen Körper gelangen, die damit verbundenen Gefahren und Präventionsmaßnahmen. So können Sie die Sicherheit am Arbeitsplatz besser gewährleisten und Ihre Gesundheit schützen.

Ist das Schweißen von rostfreiem Stahl giftig?

Ja, welding stainless steel can be toxic if proper safety precautions are not followed. When welding stainless steel, the heat can cause the release of harmful fumes. Inhalation of these fumes can lead to respiratory issues and long-term health risks, such as lung cancer.

Welche giftige Substanz wird beim Schweißen von rostfreiem Stahl freigesetzt？

Beim Schweißen von rostfreiem Stahl verdampfen durch die hohen Temperaturen das Metall und alle Beschichtungen, wobei ein Gemisch aus Metalldämpfen und Gasen freigesetzt wird. Zu diesen Stoffen gehören sechswertiges Chrom, Mangan, Nickel und eine Vielzahl anderer giftiger Gase, die jeweils einzigartige Eigenschaften und Auswirkungen auf die Gesundheit haben.

Hexavalentes Chrom in Edelstahl

Wie wird es hergestellt?   

Wenn Chrom in nichtrostendem Stahl bei den sehr hohen Temperaturen oxidiert, bei denen er geschweißt wird, z. B. bei Hochtemperaturschweißverfahren wie dem Wolfram-Schutzgasschweißen (WIG), dem Metall-Schutzgasschweißen (MIG) und dem Metall-Schutzgasschweißen (MSG), wandelt es das weniger gefährliche Cr(Ⅲ) in das hochgiftige Cr(Ⅵ) um.

Wie gelangt es in den menschlichen Körper?

Sechswertiges Chrom gelangt vor allem durch Einatmen in den Körper. Diese winzigen sechswertigen Chrompartikel gelangen beim Einatmen tief in die Lunge und können diese schädigen. Sechswertiges Chrom kann auch durch Hautkontakt in den Körper gelangen, insbesondere bei Verletzungen. Obwohl weniger häufig, ist auch eine orale Aufnahme möglich, z. B. wenn man mit einer mit sechswertigem Chrom kontaminierten Hand den Mund berührt.

Gefahren durch Schweißdämpfe

Die gesundheitlichen Auswirkungen von sechswertigem Chrom sind schwerwiegend und weitreichend:

• Karzinogenität: Cr(VI) ist ein bekanntes Karzinogen, und langfristige Exposition kann Lungenkrebs verursachen.

• Atemwegsprobleme: Das Einatmen von Cr(Ⅵ) kann eine Reihe von Atemproblemen verursachen, darunter Nasen- und Nebenhöhlenkrebs, Asthma, chronische Bronchitis und Reizungen der Atemwege. Das Lungengewebe kann dauerhaft geschädigt werden, und die Lungenfunktion kann bei längerer Exposition eingeschränkt sein.

• Dermale Auswirkungen: Hautkontakt mit sechswertigem Chrom kann schwere Dermatitis oder chronische Dermatitis, die eine Langzeitbehandlung erfordert, Hautgeschwüre und allergische Reaktionen verursachen.

• Systemische Toxizität: Cr(Ⅵ) kann Schäden an verschiedenen inneren Organen verursachen. Es wurde mit Nieren- und Leberschäden, Magen-Darm-Beschwerden und einer Störung des Immunsystems in Verbindung gebracht.

• Schädigung der Augen: Direkter Augenkontakt mit Cr(Ⅵ)-Verbindungen kann zu schweren Augenreizungen, Hornhautschäden und sogar zum Verlust des Sehvermögens führen.

Vorbeugende Maßnahmen

• Belüftung: Installieren Sie ein lokales Abluftsystem (LEV), um die Dämpfe an der Quelle zu entfernen, bevor sie sich in der Arbeitsumgebung ausbreiten. Die allgemeine Belüftung sollte ebenfalls verbessert werden, um die in der Luft befindlichen Schadstoffe zu verdünnen.

• Persönliche Schutzausrüstung (PSA): Schweißer sollten eine geeignete Atemschutzausrüstung tragen, z. B. N95- oder P100-Masken, um Cr(VI)-Partikel zu filtern; außerdem sollten sie Schutzkleidung, Handschuhe und Schutzbrillen tragen, um zu verhindern, dass Cr(VI) mit Haut und Augen in Kontakt kommt.

• Änderung des Verfahrens: Entscheiden Sie sich für Schweißtechniken, bei denen weniger Rauch entsteht, z. B. durch die Verwendung von chromarmen oder chromfreien Materialien. Techniken wie Laserschweißen oder Elektronenstrahlschweißen können die Rauchentwicklung ebenfalls reduzieren.

• Arbeitsnormen: Entwickeln Sie gute Hygienegewohnheiten und reinigen Sie die Arbeitsfläche regelmäßig, um alle abgelagerten sechswertigen Chrompartikel zu entfernen. Hände und Gesicht sollten vor dem Essen oder Trinken gründlich gewaschen werden, und im Arbeitsbereich sollte nicht geraucht werden.

• Überwachung: Führen Sie eine Überwachung der Luftqualität durch, um sicherzustellen, dass die Werte von sechswertigem Chrom innerhalb sicherer Grenzen bleiben. Dies beinhaltet die Verwendung von persönlichen Luftprobenahmegeräten und stationären Luftmonitoren zur kontinuierlichen Bewertung der Cr(Ⅵ)-Konzentrationen in der Luft.

• Medizinische Überwachung: Regelmäßige Gesundheitsuntersuchungen für Schweißer, um frühe Anzeichen von Gesundheitsproblemen im Zusammenhang mit der Cr(Ⅵ)-Exposition zu erkennen. Dazu gehören Atemfunktionstests, Hautuntersuchungen und Krebsvorsorgeuntersuchungen.

Mangan

Wie wird es hergestellt?

Mangandämpfe entstehen beim Schweißen von rostfreiem Stahl, der Mangan enthält, das häufig zugesetzt wird, um die Festigkeit und Haltbarkeit des Materials zu verbessern. Durch die starke Hitze des Schweißvorgangs verdampft das Mangan und wird als Feinstaub in die Luft freigesetzt.

Wie gelangt es in den menschlichen Körper und welche Gefahren birgt der Schweißrauch?

Diese winzigen Manganpartikel gelangen vor allem durch Einatmen in den Körper und dringen tief in die Atemwege ein, bis sie die Lungenbläschen erreichen.

Die Exposition gegenüber Mangan kann Bronchitis und eine verminderte Lungenfunktion verursachen. Langfristige Exposition gegenüber Mangandämpfen kann zu einer neurologischen Störung führen, die als Manganvergiftung bezeichnet wird. Zu den Symptomen einer Manganvergiftung gehören Zittern, Schwierigkeiten beim Gehen, Muskelkrämpfe im Gesicht und andere Parkinson-ähnliche Symptome.

Vorbeugende Maßnahmen

• Belüftung und Filterung: Verwenden Sie HEPA-Filter (High Efficiency Particle Air) und eine lokale Abluftanlage, um Manganpartikel aus der Luft zu entfernen.

• Atemschutz: Stellen Sie den Schweißern Atemschutzmasken zur Verfügung, die speziell für das Herausfiltern von Feinstaub geeignet sind.

• Arbeitspraktiken: Führen Sie Arbeitspraktiken ein, die die Entstehung von Mangandämpfen minimieren, wie z. B. die Reduzierung des Schweißstroms und die Verwendung von Schweißverfahren, die weniger Dämpfe erzeugen.

• Medizinische Überwachung: Regelmäßige Gesundheitsuntersuchungen für Schweißer, um frühe Anzeichen von Manganismus zu erkennen.

Nickel

Wie wird es hergestellt?

Nickeldämpfe werden beim Schweißen von Edelstahl und Nickellegierungen freigesetzt. Die hohen Temperaturen, die zum Schweißen erforderlich sind, lassen das Nickel verdampfen und bilden Nickeloxiddämpfe.

Wie gelangt es in den menschlichen Körper und welche Gefahren birgt der Schweißrauch?

Nickeldämpfe gelangen in erster Linie durch Einatmen in den Körper. 

Nickelbelastung kann sofortige Reizung der Atemwege, Husten und Kurzatmigkeit verursachen. Langfristige Exposition erhöht das Risiko, an Lungen- und Nasenkrebs zu erkranken. Darüber hinaus kann Nickel allergische Reaktionen wie Kontaktdermatitis verursachen.

Vorbeugende Maßnahmen

• Belüftungssysteme: Verwenden Sie sowohl eine lokale als auch eine allgemeine Belüftung, um die Nickelkonzentration in der Luft zu verringern.

• Schutzausrüstung: Sicherstellen, dass Schweißer einen geeigneten Atemschutz und Schutzkleidung tragen.

• Hygiene am Arbeitsplatz: Achten Sie auf gute Hygiene, waschen Sie sich vor dem Essen und Trinken die Hände und das Gesicht, und reinigen Sie den Arbeitsplatz rechtzeitig.

• Alternative Materialien: Wenn möglich, verwenden Sie alternative Materialien, die kein Nickel enthalten oder einen geringeren Nickelgehalt aufweisen.

Zinkoxid

Wie wird es hergestellt?

Zinkoxiddämpfe entstehen beim Schweißen von verzinktem Stahl oder zinkbeschichteten Metallen. Durch die starke Hitze beim Schweißen verdampft die Zinkbeschichtung, wodurch Zinkoxiddämpfe freigesetzt werden.

Wie gelangt es in den menschlichen Körper und welche Gefahren birgt der Schweißrauch?

Zinkoxid gelangt durch Einatmen in den Körper und verursacht Metalldampffieber, eine Krankheit mit grippeähnlichen Symptomen wie Fieber, Schüttelfrost, Übelkeit und Muskelschmerzen.

Eine längere Exposition gegenüber Zinkoxid kann Atemprobleme verursachen und zu einer Beeinträchtigung der Lungenfunktion führen. Außerdem können hohe Konzentrationen von Zinkoxid zu Magen-Darm-Beschwerden und Anämiesymptomen führen.

Vorbeugende Maßnahmen

• Entfernen von Beschichtungen: Entfernen Sie Zinkbeschichtungen von Metallen vor dem Schweißen, um die Rauchentwicklung zu minimieren.

• Belüftung und Absaugung: Lokale Absaugung verwenden, um Zinkoxiddämpfe an der Quelle zu erfassen.

• Persönliche Schutzausrüstung: Stellen Sie den Schweißern geeignete Atemschutzmasken und Schutzkleidung zur Verfügung.

• Arbeitspraktiken: Führen Sie Arbeitsverfahren ein, die die Exposition verringern, z. B. Schweißen in gut belüfteten Bereichen und regelmäßige Pausen.

Kohlenmonoxid (CO)

Wie wird es hergestellt?

Kohlenmonoxid entsteht durch unvollständige Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Materialien beim Schweißen, z. B. bei der Verwendung von Kohlendioxid als Schutzgas.

Wie gelangt es in den menschlichen Körper und welche Gefahren birgt der Schweißrauch?

Nachdem Kohlenmonoxid durch Einatmen in den menschlichen Körper gelangt ist, bindet es sich an das Hämoglobin im Blut und verringert so die Fähigkeit des Blutes, Gewebe und Organe mit Sauerstoff zu versorgen.

Übermäßiges Einatmen von Kohlenmonoxid (CO) kann zu Kohlenmonoxidvergiftungen führen. Zu den Symptomen gehören Kopfschmerzen, Schwindel, Erbrechen, Brustschmerzen usw. Das Einatmen großer Mengen kann zum Bewusstseinsverlust und sogar zum Tod führen. Langfristige Komplikationen sind Müdigkeit, Gedächtnisverlust und Bewegungsstörungen.

Vorbeugende Maßnahmen

• Zu den vorbeugenden Maßnahmen gegen Kohlenmonoxid-Exposition gehören:

• Belüftung: Sorgen Sie für eine ausreichende Belüftung des Schweißbereichs, um Kohlenmonoxid zu zerstreuen.

• Überwachung: Verwenden Sie Kohlenmonoxiddetektoren zur Überwachung der Werte am Arbeitsplatz.

• Schutzausrüstung: Stellen Sie den Schweißern Atemschutzgeräte zur Verfügung, die Kohlenmonoxid herausfiltern.

• Ausbildung: Informieren Sie die Arbeitnehmer über die Gefahren von Kohlenmonoxid und sichere Arbeitsverfahren zur Minimierung der Exposition.

Ozon (O3)

Wie wird es hergestellt?

Ozon entsteht bei Schweißverfahren, die UV-Licht erzeugen, wie z. B. beim Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) und Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), wo das UV-Licht mit Sauerstoff interagiert und Ozon bildet.

Wie gelangt es in den menschlichen Körper und welche Gefahren birgt der Schweißrauch?

Ozon gelangt durch Einatmen in den Körper. Es ist ein starkes Reizmittel für die Atemwege, das Symptome wie Husten, Rachenreizungen, Brustschmerzen und Kurzatmigkeit verursachen kann.

Ozon kann bestehende Lungenkrankheiten verschlimmern. Langfristige Exposition gegenüber Ozon kann Asthma und chronische Atemwegserkrankungen verursachen.

Vorbeugende Maßnahmen

• Belüftungssysteme: Sorgen Sie für eine angemessene Belüftung, um das Ozon aus dem Schweißbereich zu entfernen.

• Schutzausrüstung: Statten Sie Schweißer mit Atemschutzmasken aus, die Ozon herausfiltern.

• Arbeitspraktiken: Führen Sie Arbeitspraktiken ein, die die Ozonbildung minimieren, wie z. B. die Reduzierung des Schweißstroms und die Verwendung alternativer Schweißverfahren.

Ist das Schweißen von rostfreiem Stahl gefährlich?

Ja, beim Schweißen von rostfreiem Stahl werden giftige Dämpfe freigesetzt, insbesondere sechswertige Chrom- und Nickelverbindungen, die beim Einatmen schädlich sein können. Ohne angemessene Belüftung und Schutzausrüstung kann die Exposition gegenüber diesen Dämpfen ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen, darunter Atemprobleme, Lungenschäden und ein erhöhtes Krebsrisiko.

Nebenwirkungen beim Schweißen von rostfreiem Stahl

Das Schweißen von rostfreiem Stahl kann zu verschiedenen Nebenwirkungen führen, wenn die Sicherheitsvorkehrungen nicht beachtet werden:

• Probleme mit den Atemwegen wie Asthma, Bronchitis oder Lungenreizung durch das Einatmen giftiger Dämpfe.
• Metalldampffiebereine grippeähnliche Krankheit, die durch das Einatmen von Metalloxiden verursacht wird.
• Langfristige Risikeneinschließlich einer erhöhten Wahrscheinlichkeit der Entwicklung von Lungenkrebs oder Nierenschäden aufgrund einer längeren Exposition gegenüber hexavalentem Chrom.
• Haut- und Augenreizung von ultraviolettem (UV) Licht und Wärme, die während des Schweißvorgangs entstehen.

Symptome einer Vergiftung durch rostfreien Stahl

Vergiftungen durch rostfreien Stahl, hauptsächlich durch Kontakt mit hexavalentes Chrom und Nickelkann Symptome wie diese verursachen:

• Atembeschwerden oder Keuchen
• Reizung von Nase, Rachen und Lunge
• Husten oder Halsschmerzen
• Metallischer Geschmack im Mund
• Übelkeit, Fieber oder grippeähnliche Symptome (Metalldampffieber)
• In schweren Fällen, Nieren- oder Leberschäden kann aufgrund einer langfristigen Exposition gegenüber gefährlichen Dämpfen auftreten.

Wie kann man das Einatmen von Schweißdämpfen aus Edelstahl verhindern?

Die Bewältigung der Gefahren, die sich aus dem Einatmen von Schweißrauch ergeben, erfordert einen vielschichtigen Ansatz, der die Verbesserung der Arbeitsumgebung, die Verstärkung des persönlichen Schutzes, die Förderung des Gesundheitsbewusstseins am Arbeitsplatz und die regelmäßige Gesundheitsüberwachung einschließt. Im Folgenden werden einige spezifische Managementmaßnahmen vorgestellt.

Verbesserung der Arbeitsumgebung

Schutz der Belüftung

• Wenn die Bedingungen es zulassen, ist eine natürliche Belüftung des Arbeitsplatzes anzustreben, um die Konzentration von Schweißrauch zu verringern.
• In geschlossenen oder halbgeschlossenen Arbeitsumgebungen sollten mechanische Belüftungsanlagen wie Abluftventilatoren, Rauchabzugsanlagen usw. installiert werden, um die Luftzirkulation und die rechtzeitige Ableitung der Schweißdämpfe nach außen zu gewährleisten.

Prozessverbesserung

• Förderung der Verwendung von raucharmen, ungiftigen Schweißmaterialien und -verfahren, um die Entstehung von Schweißrauch zu reduzieren.
• Einsatz moderner Schweißtechniken wie Laserschweißen, Reibrührschweißen usw., die relativ wenig Rauch erzeugen.

Stärkung des persönlichen Schutzes

Schutz der Atemwege

• Statten Sie das Schweißpersonal mit genormten Atemschutzmasken mit Filterfunktion oder Gasmasken aus, um sicherzustellen, dass sie Schadstoffe im Schweißrauch wirksam filtern können.
• Überprüfen Sie regelmäßig die Vollständigkeit und Filterwirkung der Atemschutzausrüstung und tauschen Sie beschädigte oder abgelaufene Teile rechtzeitig aus.

Schutz der Augen und der Haut

• Tragen Sie eine Schutzbrille oder einen Gesichtsschutz, um Augenreizungen und -schäden durch Schweißdämpfe zu vermeiden.
• Tragen Sie spezielle Arbeitskleidung und Handschuhe, um die Gefahr eines direkten Kontakts zwischen Haut und Schweißdämpfen zu verringern.

Sensibilisierung für die Gesundheit am Arbeitsplatz

Gesundheitserziehung am Arbeitsplatz

• Schulung des Schweißpersonals in arbeitsmedizinischen Fragen, damit es die Gefahren von Schweißrauch und die Bedeutung von Schutzmaßnahmen versteht.
• Regelmäßige Durchführung von Notfallübungen, um die Reaktionsfähigkeit des Schweißpersonals in unerwarteten Situationen zu verbessern.

Selbstverwaltung

• Die Schweißer sollten sich bewusst an das betriebliche Gesundheitsmanagement halten und die persönliche Schutzausrüstung korrekt verwenden.
• Achten Sie auf persönliche Hygienegewohnheiten wie Händewaschen, Kleiderwechsel usw., um die Gefahr zu verringern, dass Schadstoffe über die Haut oder den Mund in den Körper gelangen.

Regelmäßige Gesundheitsüberwachung

Gesundheitscheck am Arbeitsplatz

• Die Arbeitgeber sollten das Personal in Schweißbetrieben regelmäßig zu arbeitsmedizinischen Untersuchungen, einschließlich Lungenfunktionstests, Augenuntersuchungen usw., einladen, um mögliche Gesundheitsprobleme frühzeitig zu erkennen.
• Für Schweißer, bei denen eine Berufskrankheit festgestellt wurde, sollten Behandlung und Rehabilitation rechtzeitig erfolgen.

Überwachung der Umwelt

• Überwachen Sie regelmäßig die Luftqualität am Schweißarbeitsplatz, um die Konzentration von Schweißrauch und die Art und Menge der gefährlichen Stoffe zu beurteilen.
• Lüftungsschutz und persönliche Schutzmaßnahmen werden entsprechend den Überwachungsergebnissen angepasst, um die Sicherheit der Arbeitsumgebung zu gewährleisten.

OSHA-Norm 

Die von der Occupational Safety and Health Administration (OSHA) aufgestellten Normen zum Schutz der Arbeitnehmer vor den mit Schweißrauch verbundenen Gefahren umfassen vor allem mehrere Aspekte zur Gewährleistung der Sicherheit am Arbeitsplatz und der Gesundheit der Arbeitnehmer. Zu den wichtigsten Vorschriften gehören:

Zulässige Expositionsgrenzwerte (PELs): Die OSHA legt PEL-Werte für verschiedene gefährliche Stoffe fest, darunter sechswertiges Chrom (5 µg/m3), Mangan (Höchstwert 5 mg/m3) und Nickel (1 mg/m3).

Überwachung der Exposition: Die Arbeitgeber müssen die Luft regelmäßig überwachen, um die Expositionswerte der Arbeitnehmer zu messen und sicherzustellen, dass sie innerhalb der PEL-Werte liegen.

Anforderungen an die Belüftung: Die Norm verlangt von den Arbeitgebern, dass sie die notwendigen Belüftungsmaßnahmen ergreifen, wie z. B. die Installation lokaler Absaugsysteme und die Aufrechterhaltung der natürlichen Belüftung, um die Konzentration von Schadstoffen am Arbeitsplatz zu verringern. Für Arbeitnehmer, die schädlichen Stoffen wie Schweißdämpfen ausgesetzt sein können, müssen die Arbeitgeber geeignete Atemschutzgeräte bereitstellen.

Ausbildung und Schulung: Die OSHA verlangt von den Arbeitgebern, dass sie den Arbeitnehmern Schulungen zu Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit anbieten, insbesondere Schulungen zu den Gefahren und Schutzmaßnahmen bei gefährlichen Stoffen wie Schweißdämpfen.

Medizinische Überwachung: Für Arbeitnehmer, die bestimmten Gefahrstoffen ausgesetzt sind, schreibt die OSHA eine medizinische Überwachung vor, um ihren Gesundheitszustand zu überwachen und frühe Anzeichen schädlicher Auswirkungen zu erkennen.

Erhalten Sie zufriedenstellenden Edelstahl！

Als führender Anbieter von Spezialstahl bieten wir Edelstahl 100% in garantierter Qualität an, der den internationalen Normen entspricht. Wenn Sie mehr über rostfreien Stahl oder andere Stahlsorten erfahren möchten, besuchen Sie unser Blog oder kontaktieren Sie unsere Metallspezialisten. Wenn Sie hochwertigen rostfreien Stahl kaufen möchten, können Sie uns gerne kontaktieren für ein Angebot.