Eine Schweißrauchabsauganlage erfasst den beim Schweißen entstehenden Rauch direkt an der Entstehungsstelle, leitet ihn über ein Rohrleitungssystem ab und reinigt die belastete Luft durch ein mehrstufiges Filtersystem. Das Ergebnis ist saubere Atemluft am Arbeitsplatz, die entweder in die Halle zurückgeführt oder nach außen abgeleitet wird. Die folgenden Abschnitte erklären, wie jede dieser Stufen technisch funktioniert und welche Normen dabei gelten.
Welche Komponenten bilden eine Schweißrauchabsauganlage?
Eine Schweißrauchabsauganlage besteht aus vier Hauptkomponenten: dem Erfassungselement an der Entstehungsstelle, dem Rohrleitungssystem zur Weiterleitung, dem Filteraggregat zur Reinigung und dem Ventilator als Antrieb. Diese Komponenten arbeiten als System zusammen. Fehlt eine davon oder ist sie falsch dimensioniert, leidet die gesamte Schadstofferfassung.
Das Erfassungselement steht am Anfang jeder Absauganlage für Schweißrauch. Je nach Anwendung kommen Absaugarme mit Trichter, Brennerabsaugungen, Absaugtische oder Schweißkabinen mit integrierter Absaugung zum Einsatz. Das Rohrleitungssystem verbindet die Erfassungsstellen mit dem zentralen Filteraggregat. Es muss luftdicht ausgeführt sein, um Druckverluste und Leckagen zu vermeiden. Der Ventilator erzeugt den notwendigen Unterdruck, der den Schweißrauch in das System zieht. Seine Leistung richtet sich nach dem erforderlichen Volumenstrom und dem Druckverlust der gesamten Anlage. Das Filteraggregat scheidet die Schadstoffe aus dem Luftstrom ab. Welche Filtertechnologie dabei zum Einsatz kommt, hängt vom zu verarbeitenden Werkstoff und der Abscheideklasse ab.
Wie wird Schweißrauch erfasst und in das System geleitet?
Schweißrauch wird idealerweise direkt an der Entstehungsstelle erfasst, bevor er sich in der Raumluft verteilt. Je näher das Erfassungselement an der Schweißstelle positioniert ist, desto geringer ist der erforderliche Volumenstrom und desto höher ist der Wirkungsgrad. Grundsätzlich gilt: Schweißrauch direkt absaugen ist immer effizienter als die nachträgliche Reinigung der Hallenluft.
Erfassungselemente im Überblick
Der Absaugarm mit Trichter ist das am häufigsten eingesetzte Erfassungselement. Er lässt sich flexibel positionieren und eignet sich für stationäre Schweißarbeitsplätze. Der Schweißer führt den Trichter nah an die Schweißstelle heran, typischerweise in einem Abstand von 20 bis 30 Zentimetern. Die Brennerabsaugung ist direkt in den Schweißbrenner integriert. Sie erfasst den Schweißrauch unmittelbar an der Quelle und eignet sich besonders für MIG/MAG-Schweißen sowie für Roboterschweißanlagen, bei denen ein externer Absaugarm konstruktiv nicht möglich ist. Der Absaugtisch saugt von unten durch eine perforierte Tischfläche ab. Er eignet sich für kleinere Bauteile, bei denen der Schweißrauch nach oben aufsteigt und durch die Tischfläche hindurch erfasst wird. Die Schweißkabine mit integrierter Absaugung kapselt den gesamten Arbeitsbereich und ist die wirksamste Lösung bei hohen Schadstoffkonzentrationen oder beim Schweißen krebserzeugender Stoffe.
Druckklassen: Hochvakuum und Niedrigvakuum
Bei der Schweißrauchabsaugung unterscheidet man zwischen Niedrigvakuum- und Hochvakuumsystemen. Niedrigvakuumanlagen arbeiten mit großen Volumenströmen und geringem Unterdruck. Sie eignen sich für Absaugarme und offene Erfassungselemente. Hochvakuumsysteme arbeiten mit hohem Unterdruck und geringem Volumenstrom. Sie werden vor allem bei Brennerabsaugungen eingesetzt, bei denen der Querschnitt des Absaugkanals konstruktiv begrenzt ist.
Die Weiterleitung des erfassten Schweißrauchs erfolgt über ein Rohrleitungsnetz aus Stahl oder verzinktem Blech. Bei zentralen Absauganlagen für Schweißrauch sind mehrere Absaugstellen über ein gemeinsames Kanalnetz mit dem Filteraggregat verbunden. Die Auslegung des Rohrnetzes berücksichtigt Strömungsgeschwindigkeit, Druckverlust und die Anzahl der gleichzeitig aktiven Absaugstellen.
Welche Filtertechnologien werden bei der Schweißrauchabsaugung eingesetzt?
Bei der Schweißrauchabsaugung kommen hauptsächlich Trockenfilter auf Basis von Patronen- oder Flachfiltern zum Einsatz. Diese scheiden die feinen Partikel des Schweißrauchs durch Tiefenfiltration ab. Die Wahl der Filtertechnologie richtet sich nach dem Werkstoff, der Abscheideklasse und dem Volumenstrom.
Der am häufigsten eingesetzte Filtertyp ist der Patronenfilter. Er besteht aus einem gefalteten Filtermedium in zylindrischer Form und bietet bei kompakter Bauweise eine große Filterfläche. Patronenfilter lassen sich durch Druckluftimpulse abreinigen, was eine lange Standzeit und gleichbleibenden Druckverlust sicherstellt. Für Schweißrauch mit besonders feinen Partikeln oder bei krebserzeugenden Stoffen wird eine mehrstufige Filtration eingesetzt. Dabei übernimmt eine Vorfilterstufe die Abscheidung grober Partikel, während eine nachgeschaltete HEPA-Stufe nach DIN EN 1822 (Klasse H13 oder H14) die Feinstpartikel zurückhält. Wichtig: Die Staubklassen L, M und H nach DIN EN IEC 60335-2-69 gelten für Entstauber und trockene Staubabsaugung. Die Abscheideklassen W1, W2 und W3 nach DIN EN ISO 21904-2 gelten ausschließlich für Schweißrauchabscheider. Diese beiden Klassifizierungssysteme dürfen nicht vermischt werden.
Für reaktive oder hygroskopische Stäube, die beim Schweißen von Aluminium, Magnesium oder Titan entstehen können, sind Nassabscheider eine mögliche Technologieoption. Die Eignung ist anwendungsbezogen zu prüfen. Bei Aluminium und Magnesium ist Nassabscheidung ein regelwerksseitig vorgesehenes Verfahren; dabei kann Wasserstoff entstehen, der ab etwa 4 Vol.-% mit Luft explosionsfähig ist – auch im Stillstand. Die Wasserstoffgefahr muss durch geeignete Auslegung beherrscht werden. Dazu gehören Entlüftungsöffnungen am Abscheider, ein Luftwechsel am Aufstellungsort von mindestens 1/h auch im Stillstand sowie durchgehender Potenzialausgleich. Maßgeblich sind DGUV Regel 109-001 und DGUV Information 209-090.
Was passiert mit der gefilterten Luft nach der Reinigung?
Nach der Reinigung im Filteraggregat wird die gereinigte Luft entweder als Umluft in die Halle zurückgeführt oder als Abluft nach außen abgeleitet. Welches Verfahren zulässig ist, hängt von den abgeschiedenen Schadstoffen, der Abscheideklasse der Anlage und den geltenden Vorschriften ab.
Die Umluftführung ist energetisch vorteilhaft, weil die bereits temperierte Hallenluft nicht ersetzt werden muss. Sie ist zulässig, wenn die Anlage nachweislich eine ausreichende Abscheideleistung erbringt und die gereinigte Luft den Arbeitsplatzgrenzwert sicher unterschreitet. Bei krebserzeugenden Stoffen gelten besondere Anforderungen: Die TRGS 560 regelt die Luftrückführung bei krebserzeugenden Gefahrstoffen und stellt erhöhte Anforderungen an die Dichtheit des Systems und die Filterwirksamkeit.
Die Abluftvariante leitet die gereinigte Luft direkt ins Freie. Sie erfordert keine so hohe Abscheideleistung wie die Umluftführung, weil die Luft den Arbeitsbereich verlässt. Allerdings muss die abgeführte Luftmenge durch Zuluft ersetzt werden, was im Winter zu höheren Heizkosten führt. Hier bietet sich die Kombination von Absauganlage und Wärmerückgewinnung an: Die Wärme der Abluft wird zurückgewonnen und der Zuluft zugeführt, was den Energieverbrauch messbar senkt.
Welche Normen und Grenzwerte gelten für Schweißrauchabsauganlagen?
Die zentrale Norm für Schweißrauchabsauganlagen ist DIN EN ISO 21904. Sie legt die Anforderungen an Geräte zur Erfassung und Abscheidung von Schweißrauch fest und definiert die Abscheideklassen W1, W2 und W3. Ergänzend gelten die TRGS 528 sowie die DGUV Information 209-016 für Tätigkeiten mit Schadstoffen beim Schweißen.
Die Abscheideklassen W1, W2 und W3
Die Abscheideklassen nach DIN EN ISO 21904-2 unterscheiden drei Stufen:
- W1: Mindestens 95 % Abscheidegrad, für un- und niedriglegierte Stähle (Baustahl, Cr/Ni-Anteil unter 5 %)
- W2: Mindestens 98 % Abscheidegrad, für legierte Stähle mit einem Cr/Ni-Anteil bis 30 %
- W3: Mindestens 99 % Abscheidegrad, für hochlegierte Chrom-Nickel-Stähle bzw. Edelstahl mit einem Cr/Ni-Anteil über 30 %; W3-Geräte werden vom Institut für Arbeitsschutz der DGUV (IFA) geprüft
Beim Schweißen hochlegierter Chrom-Nickel-Stähle fordert die TRGS 528 Abscheider der Abscheideklasse W3. Entsteht dabei Chrom(VI)-haltiger Schweißrauch, gilt zusätzlich das Minimierungsgebot: Die Exposition gegenüber Cr(VI) muss so weit wie technisch möglich reduziert werden. Bei krebserzeugenden Stoffen und Anlagen mit W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904 empfiehlt sich grundsätzlich eine externe Prüfung.
Weitere relevante Regelwerke
Neben DIN EN ISO 21904 sind folgende Regelwerke für Betreiber von Schweißarbeitsplätzen relevant:
- TRGS 528: Schweißtechnische Arbeiten, Schutzmaßnahmen
- TRGS 561: Tätigkeiten mit krebserzeugenden Metallen und ihren Verbindungen
- TRGS 900: Arbeitsplatzgrenzwerte
- DGUV Information 209-016: Schadstoffe beim Schweißen und bei verwandten Verfahren
- DGUV Regel 109-002: Arbeitsplatzlüftung, lufttechnische Maßnahmen
Die Gefährdungsbeurteilung bildet die Grundlage für die Auswahl des richtigen Geräts und der richtigen Filterstufe. Die Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung ergibt sich aus § 6 GefStoffV. Sie muss vor der Inbetriebnahme einer Schweißrauchabsauganlage vorliegen und den Werkstoff, das Schweißverfahren und die zu erwartende Schadstoffbelastung berücksichtigen. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Wann lohnt sich eine zentrale statt einer dezentralen Absauganlage?
Eine zentrale Schweißrauchabsauganlage lohnt sich, wenn mehrere Schweißarbeitsplätze gleichzeitig betrieben werden und ein gemeinsames Rohrleitungsnetz wirtschaftlich realisierbar ist. Dezentrale oder mobile Absauganlagen sind die bessere Wahl bei wechselnden Arbeitsorten, einzelnen Schweißplätzen oder begrenztem Platzbedarf.
Vorteile der zentralen Absauganlage
Bei einer zentralen Absauganlage für Schweißrauch teilen sich mehrere Arbeitsplätze ein gemeinsames Filteraggregat und einen gemeinsamen Ventilator. Das reduziert den Wartungsaufwand, weil nur eine Anlage gewartet werden muss statt vieler einzelner Geräte. Zudem ermöglicht ein zentrales System eine einfachere Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung. Zentrale Absauganlagen decken Luftvolumen bis 250.000 m³/h ab und eignen sich damit auch für große Produktionshallen mit vielen Schweißarbeitsplätzen.
Ein wichtiger Auslegungsparameter bei zentralen Anlagen ist der Gleichzeitigkeitsfaktor. Er beschreibt das Verhältnis der gleichzeitig aktiven Absaugstellen zur Gesamtzahl der Absaugstellen. Sind an einer Anlage beispielsweise 20 Schweißplätze angeschlossen, aber erfahrungsgemäß nur 12 gleichzeitig in Betrieb, ergibt sich ein Gleichzeitigkeitsfaktor von 0,6. Durch die Analyse des Gleichzeitigkeitsfaktors lässt sich die Absauganlage abhängig von den tatsächlichen Betriebsabläufen bis zu 40 % kleiner dimensionieren.
Vorteile der dezentralen und mobilen Absauganlage
Mobile Schweißrauchabsauggeräte sind flexibel einsetzbar und erfordern keine feste Rohrinstallation. Sie eignen sich für Werkstätten mit wechselnden Schweißorten, für Montageeinsätze oder als Ergänzung zu einer bestehenden zentralen Anlage. Stationäre dezentrale Geräte werden fest einem Arbeitsplatz zugeordnet, sind aber unabhängig vom übrigen System. Sie bieten den Vorteil, dass ein Ausfall eines Geräts nicht die gesamte Produktion betrifft. Der Nachteil dezentraler Lösungen liegt im höheren Wartungsaufwand bei vielen Einzelgeräten und in der fehlenden Möglichkeit, Wärmerückgewinnung oder Hallenlüftung effizient zu integrieren. Die Entscheidung zwischen zentraler und dezentraler Absauganlage für Schweißarbeitsplätze hängt letztlich von der Anzahl der Arbeitsplätze, der Hallengeometrie, dem Volumenstrom und den betrieblichen Abläufen ab.
Wie ULMATEC bei der Schweißrauchabsaugung unterstützt
ULMATEC analysiert für jeden Betrieb den Werkstoff, das Schweißverfahren und den erforderlichen Volumenstrom und entwickelt, fertigt sowie montiert die passende Absauganlage dazu. Auslegung, Fertigung, Montage und Inbetriebnahme erfolgen aus einer Hand, hergestellt in Deutschland. Das Leistungsangebot umfasst konkret:
- Auslegung der Abscheideklasse (W1, W2 oder W3 nach DIN EN ISO 21904-2) auf Basis der Gefährdungsbeurteilung und des eingesetzten Werkstoffs
- Planung zentraler Schweißrauchabsauganlagen für Luftvolumen bis 250.000 m³/h
- Auswahl geeigneter Filterkombinationen, einschließlich mehrstufiger Systeme mit HEPA-Endstufe für krebserzeugende Schweißrauchemissionen
- Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung zur Senkung der Betriebskosten
- Lieferung inklusive vollständiger technischer Dokumentation; unsere Anlagen sind meist förderfähig nach BAFA und KfW – fragen Sie uns dazu an, unsere Bewilligungsquote für Förderungen liegt bei 100 %
- Service und Wartung durch erfahrene Spezialisten
Ob es um einen einzelnen Schweißarbeitsplatz, eine mobile Lösung oder eine zentrale Absauganlage für eine gesamte Schweißhalle geht: Nehmen Sie jetzt Kontakt mit ULMATEC auf und lassen Sie Ihre Anforderungen konkret bewerten.
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