Glossar

Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin und Arbeitssicherheit

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Pulverbeschichtung

Pulverlacke werden durch elektrostatische Auftragsverfahren oder durch Sinterverfahren auf das Werkstück aufgebracht. Bei den elektrostatischen Verfahren haftet aufgeladenes Pulver am kalten Werkstück (Schichtdicke typischerweise < 150 µm) und wird erst im nachfolgenden Ofen aufgeschmolzen und vernetzt. Bei den Pulversinterverfahren werden die zu beschichtenden Teile auf ca. 200 °C aufgewärmt und in ein Becken mit fluidisiertem Pulver eingetaucht, wobei die Pulverteilchen beim Kontakt aufschmelzen, so dass eine relativ gleichmäßige Beschichtung erreicht wird. Die erzielten Schichtdicken liegen typischerweise über 250 µm und lassen sich schwerer steuern, so dass diese Verfahren nicht so weit verbreitet sind wie das elektrostatische Pulversprühen.

 

Beim Verfahren der elektrostatischen Pulverbeschichtung wird Pulver (Sprühstoff) mit Hilfe eines Luftstromes zu einem elektrostatischen Sprühsystem hingeführt. Die durch das Sprühsystem strömenden Pulverteilchen werden mittels einer Hochspannungsquelle mit mehreren 10.000 Volt aufgeladen. Bei triboelektrischen Pulversprühsystemen wird die Hochspannung durch die Reibungselektrizität erzeugt, die durch die Strömungsgeschwindigkeit des Pulver-Luft-Gemisches innerhalb der Sprühpistole selbst entsteht. Es gibt auch Kombinationen beider Systeme. Die Pulverteilchen werden von dem geerdeten Werkstück angezogen und schlagen sich dort nieder. Pulver, das sich nicht auf dem Werkstück niederschlägt (Overspray), wird z. B. mittels technischer Lüftung in die Pulver-Rückgewinnungsanlage gefördert. Die mit Pulver beschichteten Werkstücke kommen in einen Einbrennofen, wo das Pulver in eine zusammenhängende Schicht umgewandelt wird. Diese Öfen müssen den besonderen Bedingungen der Pulverbeschichtung und der möglichen Schwelgasbildung Rechnung tragen. Bei den Pulvern ist besonders darauf zu achten, dass sie keine gesundheitsgefährlichen Stoffe enthalten, insbesondere frei von Blei- und anderen Chromaten sowie Cadmium sind.

 

Das elektrostatische Pulverbeschichten erfolgt mit Handsprüheinrichtungen bzw. in ortsfesten Sprühanlagen. Für das Verarbeiten von Beschichtungspulver müssen gesonderte Räume oder, soweit dies aus betriebstechnischen Gründen nicht möglich ist, gesonderte Bereiche von 5 m um die Verarbeitungsstelle vorhanden sein, die den in Rechtsvorschriften über feuergefährdete Räume oder Bereiche enthaltenen Anforderungen entsprechen. Kann innerhalb der Räume oder Bereiche explosionsfähige Atmosphäre in Gefahr drohender Menge auftreten, gelten die Forderungen für explosionsgefährdete Bereiche. Erforderlich ist in jedem Fall eine technische Lüftung, die besonderen Anforderungen genügen muss.

 

Die Bau und Ausrüstungsanforderungen sind in speziellen CEN- und CENELEC-Normen geregelt: Relevante Normen für Pulverbeschichtungskabinen sind die Normen EN 50177 "Ortsfeste elektrostatische Sprühanlagen für brennbare Beschichtungspulver" und EN 12981 "Beschichtungsanlagen - Sprühkabinen für organische Pulverlacke - Sicherheitsanforderungen".

 

Für elektrostatische Handsprüheinrichtungen gelten die Normen EN 50050 "Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche; Elektrostatische Handsprüheinrichtungen", EN 50053-2 "Bestimmungen für die Auswahl, Errichtung und Anwendung elektrostatischer Sprühanlagen für brennbare Sprühstoffe; Teil 2 (Pulver)", EN 50059 "Bestimmungen für elektrostatische Handsprüheinrichtungen für nicht brennbare Sprühstoffe für Beschichtungen" und EN 1953 "Spritz- und Sprühgeräte für Beschichtungsstoffe - Sicherheitsanforderungen". Bei Handsprühgeräten muss es sich um geprüfte und bescheinigte Betriebsmittel handeln. Elektrostatische Handsprüheinrichtungen bzw. ortsfeste elektrostatische Sprühanlagen dürfen nur durch unterwiesenes Personal betrieben werden, das mit den Bestimmungen der einschlägigen Sicherheitsregeln vertraut ist. Anforderungen an automatische elektrostatische Pulverbeschichtungsanlagen sind in der EN 50177 "Ortsfeste elektrostatische Sprühanlagen für brennbare Beschichtungspulver" beschrieben.

 

Nach der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) ist für die Arbeitsmittel zur Beschichtung (je nachdem für die Handsprüheinrichtungen bzw. die gesamte automatische Beschichtungsanlage) eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen, die sowohl die Gefährdungen durch die Arbeitsmittel selbst wie auch durch die Wechselwirkung mit anderen Arbeitsmitteln, Arbeitsstoffen und die Arbeitsumgebung berücksichtigt. Danach sind die erforderlichen Maßnahmen für die sichere Benutzung einschließlich Fristen für eine Prüfung der Arbeitsmittel entsprechend dem Ergebnis der Gefährdungsbeurteilung und dem Stand der Technik festzulegen. Werden die Technischen Regeln zur BetrSichV beachtet, gelten die Forderungen der Verordnung als eingehalten. Weitergehende Konkretisierungen zum Stand der Technik der Anlagen und Verfahren finden sich in den Regeln, Merkblättern und Informationen der Berufsgenossenschaften.

 

Kann das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre nicht sicher ausgeschlossen werden, sind speziell die Explosionsgefährdungen zu ermitteln, zu bewerten und in einem Explosionsschutzdokument festzuhalten. Geräte für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen sind überwachungsbedürftige Anlagen (Abschnitt 3 BetrSichV), bei denen vor Inbetriebnahme und spätestens nach drei Jahren eine Prüfung im Betrieb erforderlich ist.

 

Für die Gefährdungsbeurteilung und die Festlegung von Prüfungen an Arbeitsmitteln beim elektrostatischen Beschichten können die BG-Information "Elektrostatisches Beschichten" (BGI 764) und die dort genannten Regelungen herangezogen werden. Anhand der Betriebsanleitung des Herstellers oder Lieferers ist eine für den gefahrlosen Betrieb erforderliche Betriebsanweisung zu erstellen und an geeigneter Stelle in der Arbeitsstätte bekannt zu machen. Eine Prüfliste für die Anforderungen an die Einrichtungen und den Betrieb findet sich in der BGI 764, ebenso elektrische Prüflisten sowie Verarbeitungsbeispiele mit Angaben der feuer- und explosionsgefährdeten Bereiche. Stand der Technik ist bei ortsfesten Sprühanlagen für die elektrostatische Pulverbeschichtung eine Prüfung vor der ersten Inbetriebnahme, bei elektrostatischen Sprühsystemen und -anlagen sowie deren Zubehör ist nach Bedarf, mindestens jedoch einmal jährlich, der arbeitssichere Zustand zu prüfen. Außerdem sind Prüfungen vorzusehen, die z. B. täglich und wöchentlich durch eine Elektrofachkraft durchgeführt werden müssen.

Literatur

  • 1. Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA Luft)
  • Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, über Sicherheit beim Betrieb überwachungsbedürftiger Anlagen und über die Organisation des betrieblichen Arbeitsschutzes (Betriebssicherheitsverordnung - BetrSichV) (CHV 16)
  • Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen (Gefahrstoffverordnung - GefStoffV) (CHV 5)
  • UVV Elektrische Anlagen und Betriebsmittel (BGV A 3) / (GUV-V A2) / (VSG 1.4)
  • Betreiben von Arbeitsmitteln (BGR 500)
  • Explosionsschutz-Regeln (EX-RL) (BGR 104) / (GUV-R 104)
  • Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen (BGR 132) / (GUV-R 132)
  • TRBS 1111 Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung
  • TRBS 1201 Prüfungen von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftigen Anlagen
  • TRBS 1203 Befähigte Personen - Allgemeine Anforderungen
  • TRBS 1203 Teil 3 Befähigte Personen - Besondere Anforderungen - Elektrische Gefährdungen
  • DIN EN 12981 Beschichtungsanlagen - Spritzkabinen für organische Pulverlacke - Sicherheitsanforderungen
  • DIN EN 13355 Beschichtungsanlagen - Kombinierte Spritz- und Trocknungskabinen - Sicherheitsanforderungen
  • DIN EN 1539 Trockner und Öfen, in denen brennbare Stoffe freigesetzt werden - Sicherheitsanforderungen
  • DIN EN 1953 Spritz- und Sprühgeräte für Beschichtungsstoffe - Sicherheitsanforderungen
  • DIN EN 50050 Elektrische Betriebsmittel für explosionsgefährdete Bereiche, Elektrostatische Handsprüheinrichtungen
  • DIN EN 50177 Ortsfeste elektrostatische Sprühanlagen für brennbare Beschichtungspulver
  • DIN VDE 0745-200 / EN 50059 Bestimmungen für elektrostatische Handsprüheinrichtungen für nicht brennbare Sprühstoffe für Beschichtungen
  • EN 50053-2 Bestimmungen für die Auswahl, Errichtung und Anwendung elektrostatischer Sprühanlagen für brennbare Sprühstoffe, Teil 2: Elektrostatische Handsprüheinrichtungen für Pulver mit einer Energiegrenze vom 5 mJ sowie Zubehör
  • VDMA 24169-2 Lufttechnische Anlagen; Bauliche Explosionsschutzmaßnahmen an Ventilatoren; Teil 2: Richtlinien für Ventilatoren zur Förderung von brennbare Stäube enthaltender Atmosphäre
  • VDMA 24371 T 1 Oberflächentechnik; Maschinen und Anlagen für Oberflächentechnik; Richtlinien für elektrostatisches Beschichten mit Kunststoffpulvern; Allgemeine Anforderungen; T 2 - Ausführungsbeispiele
  • Elektrostatisches Beschichten (BGI 764)
  • Lackierräume und -einrichtungen für flüssige Beschichtungsstoffe - Bauliche Einrichtungen, Brand- und Explosionsschutz, Betrieb (BGI 740)
  • BG-PRÜFZERT - Datenbank geprüfter und zertifizierter Produkte und Hersteller (Link)
  • Bundesministerium Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) (Link)
  • Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) im Internet (BAuA)

Quellen

www.arbeit-und-gesundheit.de