Beim Bearbeiten von Manganstahl und Verschleißstählen entstehen gesundheitsgefährdende Emissionen, die weit über normalen Schweißrauch hinausgehen. Besonders kritisch ist Manganoxid, das sich beim Schweißen und Schneiden bildet und das Nervensystem dauerhaft schädigen kann. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zu Schadstoffarten, gesetzlichen Grenzwerten und wirksamen Schutzmaßnahmen.
Welche Schadstoffe entstehen speziell beim Schweißen von Manganstahl?
Beim Schweißen von Manganstahl entstehen neben den üblichen Schweißrauchbestandteilen vor allem Manganoxide, Mangansilikate und feine Metallpartikel. Der Mangangehalt in hochlegierten Verschleißstählen liegt häufig zwischen 11 und 14 Prozent, was zu einer erheblich höheren Mangankonzentration im Schweißrauch führt als bei Baustählen. Hinzu kommen Stickoxide, Kohlenmonoxid und je nach Beschichtung auch organische Verbindungen.
Typische Schadstoffe im Überblick:
- Manganoxid (MnO, Mn₂O₃, Mn₃O₄): Hauptgefährdung beim Schweißen von Manganstahl
- Eisenoxide: Grundbestandteil jedes Schweißrauchs
- Stickoxide (NOₓ): Entstehen durch die hohen Lichtbogentemperaturen
- Kohlenmonoxid (CO): Besonders bei schlecht eingestellten Schweißparametern
- Feinstaub (Partikelgröße < 1 µm): Tief lungengängig, schwer zu filtern
- Siliziumoxide: Bei mangansiliziumlegierten Stählen relevant
Die Partikelgröße des entstehenden Rauchs liegt überwiegend im ultrafeinen Bereich unter einem Mikrometer. Diese Partikel passieren die Atemwegsschutzbarrieren des menschlichen Körpers und gelangen direkt in die Lunge. Betreiber, die Manganstahl schweißen lassen, müssen diese Schadstoffkombination bei der Gefährdungsbeurteilung nach TRGS 528 vollständig erfassen und bewerten.
Warum ist Manganoxid im Schweißrauch besonders gefährlich?
Manganoxid im Schweißrauch ist besonders gefährlich, weil es neurotoxisch wirkt und bei chronischer Exposition das Nervensystem dauerhaft schädigt. Das klinische Bild ähnelt dem Morbus Parkinson und wird als Manganismus bezeichnet. Anders als viele andere Schwermetalle reichert sich Mangan bevorzugt im Gehirn an, wo die Schäden irreversibel sind.
Die Aufnahme erfolgt hauptsächlich über die Atemwege. Ultrafeiner Manganoxidstaub passiert die Lungenbarriere und gelangt über das Blut oder direkt über den Riechnerv ins Gehirn. Erste Symptome des Manganismus sind Schlafstörungen, Stimmungsschwankungen und feinmotorische Beeinträchtigungen. Im fortgeschrittenen Stadium treten Zittern, Gangstörungen und kognitive Einschränkungen auf.
Besonders problematisch ist, dass die Symptome schleichend auftreten und oft erst nach Jahren erkannt werden. Bis zur Diagnose haben Betroffene häufig bereits irreversible Schäden erlitten. Die Berufsgenossenschaft stuft Manganverbindungen daher als Stoffe mit besonderem Handlungsbedarf ein. Für Betriebe gilt: Exposition so weit wie möglich minimieren, technische Schutzmaßnahmen haben dabei Vorrang vor persönlicher Schutzausrüstung.
Welche Emissionen entstehen beim Plasmaschneiden und Schleifen von Verschleißstählen?
Beim Plasmaschneiden von Verschleißstählen entstehen bei Temperaturen von 20.000 bis 30.000 °C hochkonzentrierte Metallrauche, Ozon, Stickoxide und ultrafeine Partikel. Beim Schleifen werden dagegen gröbere Schleifstäube freigesetzt, die Metallpartikel, Schleifmittelabrieb und bei beschichteten Stählen auch organische Verbindungen enthalten.
Emissionen beim Plasmaschneiden
Der Plasmaschneidprozess erzeugt eine außergewöhnlich hohe thermische Belastung des Werkstoffs. Bei Manganstahl bedeutet das: Manganoxide entstehen in besonders feiner Partikelverteilung, da das Material verdampft und beim Abkühlen kondensiert. Hinzu kommen:
- Ozon durch UV-Strahlung des Lichtbogens
- Stickoxide (NOₓ) durch Reaktion von Stickstoff mit Sauerstoff bei Extremtemperaturen
- Chrom(VI)-Verbindungen bei chromhaltigen Verschleißstählen
- Feinste Metallpartikel mit hoher Lungengängigkeit
Emissionen beim Schleifen
Beim Schleifen entstehen zwar niedrigere Temperaturen als beim Schweißen oder Schneiden, jedoch erhebliche Staubmengen. Bei Manganstahl enthält dieser Schleifstaub signifikante Mengen an Manganpartikeln. Der aerodynamische Durchmesser liegt je nach Schleifverfahren zwischen 1 und 100 µm. Feinere Partikel unter 10 µm gelten als einatembar und sind gesundheitlich besonders relevant. Betriebe, die verschiedene Bearbeitungsverfahren einsetzen, müssen für jeden Prozess eine separate Gefährdungsbeurteilung erstellen.
Welche gesetzlichen Grenzwerte gelten für Manganstaub am Arbeitsplatz?
Der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) für einatembaren Manganstaub beträgt in Deutschland 0,02 mg/m³ gemäß TRGS 900 (Stand 2026). Dieser Grenzwert gilt als einer der niedrigsten für Metalle und spiegelt die hohe Toxizität von Mangan wider. Für alveolengängige Stäube gilt derselbe Wert, was die Anforderungen an die Absaugtechnik entsprechend hoch setzt.
Folgende Regelwerke sind für Betreiber verbindlich:
- TRGS 900: Arbeitsplatzgrenzwerte, AGW für Mangan 0,02 mg/m³
- TRGS 528: Schweißtechnische Arbeiten, Gefährdungsbeurteilung und Schutzmaßnahmen
- DGUV Regel 109-002: Schweißen, Schneiden und verwandte Verfahren
- TRGS 910: Risikobasiertes Maßnahmenkonzept für Tätigkeiten mit krebserzeugenden Stoffen
Enthält der Verschleißstahl zudem Chrom, greift das Minimierungsgebot für Chrom(VI)-Verbindungen nach TRGS 528 und TRGS 910. Für krebserzeugende Stoffe gilt: Exposition so weit wie technisch möglich reduzieren, unabhängig davon, ob der Grenzwert eingehalten wird. Absauganlagen für Schweißrauch müssen nach DIN EN ISO 21904 zertifiziert sein und die Geräteklasse W3 erfüllen.
Wichtiger Hinweis: Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Wie lassen sich Emissionen beim Bearbeiten von Manganstahl wirksam absaugen?
Emissionen beim Bearbeiten von Manganstahl lassen sich wirksam durch quellennahe Erfassung kombiniert mit mehrstufiger Filtration reduzieren. Entscheidend ist, dass der Rauch direkt an der Entstehungsstelle erfasst wird, bevor er sich in der Hallenluft verteilt. Die Filterklasse muss für die ultrafeinen Manganoxidpartikel ausgelegt sein.
Die Auswahl der richtigen Absaugtechnik richtet sich nach dem Bearbeitungsverfahren:
- Schweißen: Absaugbrenner oder Erfassungselemente direkt an der Schweißstelle, kombiniert mit Hochleistungsfiltern der Klasse W3 nach DIN EN ISO 21904
- Plasmaschneiden: Tischabsaugung mit Unterflurabsaugung oder Absaughaube, da die Rauchmengen erheblich größer sind als beim Schweißen
- Schleifen: Absaughaube oder integrierte Werkzeugabsaugung, Filterklasse abhängig von der Partikelgröße
Für alle Verfahren gilt: Die Gefährdungsbeurteilung bestimmt, welche Absauganlage, welcher Volumenstrom und welche Filterklasse erforderlich sind. Ohne diese Grundlage ist keine rechtssichere Auswahl möglich. Eine Hallenlüftung allein reicht bei Manganstahl nicht aus, da die Konzentrationen in der Atemzone des Schweißers oder Schleifers zu hoch bleiben. Informationen zu passenden Filtersystemen und Absauganlagen helfen bei der ersten Orientierung.
So unterstützt ULMATEC bei der Absaugung von Manganstahl-Emissionen
Wer Manganstahl oder Verschleißstähle bearbeitet, steht vor einer klaren technischen Anforderung: Die Absauganlage muss für ultrafeine Manganoxidpartikel ausgelegt, nach DIN EN ISO 21904 in Klasse W3 zertifiziert und auf den tatsächlichen Volumenstrom des Bearbeitungsprozesses dimensioniert sein. Genau das ist unser Ausgangspunkt.
Wir analysieren den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickeln, fertigen und montieren die passende Absauganlage dazu. Hergestellt in Deutschland, ausgelegt, gefertigt und in Betrieb genommen aus einer Hand:
- Auslegung nach TRGS 528, TRGS 900 und DGUV Regel 109-002 für Manganstahl-Anwendungen
- Absauganlagen mit W3-zertifizierten Filtersystemen für Partikel < 1 µm
- Modulare Zentralabsaugung für Volumenströme von 3.000 bis 250.000 m³/h
- Quellennahe Erfassungselemente für Schweißen, Plasmaschneiden und Schleifen
- Vollständige technische Dokumentation für BG-Prüfungen und Betriebsbegehungen
- Förderfähige Anlagen nach BAFA und KfW
Für Betreiber, die bei der Bearbeitung von Manganstahl die Grenzwerte nach TRGS 900 sicher einhalten und gleichzeitig die Haftungsrisiken minimieren müssen, stehen wir mit konkreter technischer Beratung zur Verfügung. Einen umfassenden Überblick über unser gesamtes Leistungsspektrum bietet die Seite zu unseren Absauganlagen. Kontaktieren Sie uns für eine prozessbezogene Auslegungsberatung.
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