Emissionen beim Bearbeiten von Federstahl und Baustahl unterscheiden sich vor allem durch die Legierungsbestandteile der jeweiligen Stahlsorte. Baustahl enthält in der Regel wenige Legierungselemente, während Federstahl durch Silizium, Mangan, Chrom oder Vanadium veredelt ist. Diese Zusätze verändern Art, Menge und Gefährlichkeit der entstehenden Schadstoffe erheblich. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen zu Schadstoffen, Grenzwerten und geeigneter Absaugtechnik für beide Stahlsorten.
Welche Schadstoffe entstehen beim Bearbeiten von Baustahl?
Beim Bearbeiten von Baustahl entstehen vorwiegend Eisenoxide, Manganverbindungen und unspezifische Metallstäube. Die genaue Zusammensetzung hängt vom Bearbeitungsverfahren ab. Beim Schweißen bilden sich zusätzlich Stickoxide und Kohlenmonoxid. Der Mangangehalt in Baustahl ist dabei besonders relevant, da Manganoxid als gesundheitsschädlich gilt und einen Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) von 0,02 mg/m³ nach TRGS 900 hat.
Typische Schadstoffe beim Bearbeiten von Baustahl im Überblick:
- Eisenoxide (Fe₂O₃): Hauptbestandteil des Schweißrauchs, einatembar, lungengängig
- Manganoxide: Neurotoxisch, niedriger AGW von 0,02 mg/m³ (einatembare Fraktion)
- Stickoxide (NOₓ): Entstehen beim Lichtbogenschweißen, reizend für die Atemwege
- Kohlenmonoxid (CO): Besonders bei MIG/MAG-Verfahren relevant
- Feinstaub (PM2,5 und PM10): Lungengängige Partikel mit langfristiger Gesundheitswirkung
Für Betreiber in der Metallverarbeitung, die mit Baustahl schweißen oder schleifen, ist die Gefährdungsbeurteilung nach DGUV Regel 109-002 die gesetzlich vorgeschriebene Grundlage für die Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen. Ohne diese Beurteilung lässt sich weder die Notwendigkeit einer Absauganlage noch deren Auslegung rechtssicher begründen.
Warum unterscheiden sich die Emissionen bei Federstahl von denen bei Baustahl?
Federstahl enthält höhere Anteile an Legierungselementen als Baustahl. Typische Federstahlsorten wie 51CrV4 oder 65SiCr5 enthalten Chrom, Vanadium, Silizium und Mangan. Beim thermischen Bearbeiten oder Schleifen werden diese Elemente als Oxide freigesetzt. Besonders kritisch ist Chrom: In sechswertigem Zustand (Cr(VI)) gilt es als krebserzeugend der Kategorie 1A nach GHS.
Der entscheidende Unterschied liegt in der Toxizität der entstehenden Verbindungen:
- Chrom(VI)-Verbindungen: Krebserzeugend, unterliegen dem Minimierungsgebot nach TRGS 528. Der AGW beträgt 0,01 mg/m³ (einatembare Fraktion, Cr(VI)-Anteil)
- Vanadiumoxide: Reizend für Schleimhäute und Atemwege, AGW nach TRGS 900 beachten
- Siliziumdioxid (SiO₂): Bei bestimmten Federstählen möglich, quarzhaltige Stäube sind fibrogen
- Manganoxide: Auch in Federstahl vorhanden, gleiche Grenzwerte wie bei Baustahl
Das Minimierungsgebot für Cr(VI) ist bei Federstählen mit Chromanteil zwingend einzuhalten. Das bedeutet: Selbst wenn der Grenzwert technisch eingehalten wird, müssen Betreiber nachweisen, dass sie alle verhältnismäßigen Maßnahmen zur weiteren Reduzierung der Exposition ergriffen haben.
Welche Bearbeitungsverfahren erzeugen die höchsten Emissionsmengen?
Thermische Verfahren erzeugen deutlich höhere Emissionsmengen als mechanische. Beim Schweißen, Plasmaschneiden und Brennschneiden entstehen die größten Mengen an Rauch, Aerosolen und Feinpartikeln. Schleifprozesse erzeugen zwar weniger Rauch, dafür aber hohe Staubmengen mit lungengängigen Partikeln.
Verfahren nach Emissionsmenge eingestuft:
- Plasmaschneiden: Sehr hohe Emissionen durch Temperaturen von 20.000 bis 30.000 °C, feiner Rauch mit hohem Metalloxidanteil
- Lichtbogenschweißen (MMA, MIG/MAG): Hohe Schweißrauchmengen, abhängig von Elektrode und Schutzgas
- Brennschneiden: Große Mengen Eisenoxide und NOₓ, bei legierten Stählen auch Cr(VI)
- Schleifen: Hohe Staubmengen, Partikelgröße abhängig von Schleifmittel und Vorschub
- Löten und Hartlöten: Geringere Mengen, aber konzentrierte Schadstofffreisetzung an der Bearbeitungsstelle
Bei Federstahl mit Chromanteil ist beim Schleifen besonders auf die Entstehung von Cr(VI)-haltigem Feinstaub zu achten. Dieser entsteht auch ohne thermische Einwirkung, wenn die Schleiftemperatur lokal ausreichend hoch wird. Die Anwendung und das Bearbeitungsverfahren bestimmen maßgeblich, welche Absaugtechnik erforderlich ist.
Welche Grenzwerte und Normen gelten für Emissionen beim Stahlbearbeiten?
Für Emissionen beim Stahlbearbeiten gelten in Deutschland mehrere verbindliche Regelwerke. Die TRGS 900 legt Arbeitsplatzgrenzwerte (AGW) für einzelne Stoffe fest. Die DGUV Regel 109-002 regelt Schutzmaßnahmen beim Schweißen. Die DIN EN ISO 21904 definiert Anforderungen an Absauggeräte für Schweißrauch.
Relevante Grenzwerte im Überblick:
- A-Staub (alveolengängig): AGW 1,25 mg/m³ nach TRGS 900
- E-Staub (einatembar): AGW 10 mg/m³ nach TRGS 900
- Manganoxide: AGW 0,02 mg/m³ (einatembare Fraktion)
- Chrom(VI)-Verbindungen: AGW 0,01 mg/m³, zusätzlich Minimierungsgebot nach TRGS 528
- Schweißrauch gesamt: AGW 1,25 mg/m³ (A-Fraktion) nach TRGS 900
Für Absauganlagen, die beim Schweißen bei krebserzeugenden Stoffen wie Cr(VI) eingesetzt werden, schreibt die DGUV Regel 109-002 eine W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904 vor. Diese Geräteklasse stellt sicher, dass der abgeschiedene Schadstoff nicht unkontrolliert in die Raumluft zurückgelangt. Betriebe, die bei einer BG-Prüfung keine ausreichende Absaugtechnik nachweisen können, riskieren Bußgelder, Auflagen und im Schadensfall die persönliche Haftung verantwortlicher Führungskräfte.
Welche Absauglösung ist für Federstahl und Baustahl geeignet?
Die geeignete Absauglösung hängt vom Bearbeitungsverfahren, der Stahlsorte und der Schadstoffklasse ab. Für Baustahl ohne Chromanteil genügt beim Schweißen in vielen Fällen ein Trockenfiltersystem der Klasse W2 nach DIN EN ISO 21904. Für Federstahl mit Chromanteil ist beim Schweißen mindestens die Geräteklasse W3 nach DIN EN ISO 21904 erforderlich, da Cr(VI) als krebserzeugend eingestuft ist. Für Schleif- und Zerspanungsprozesse richtet sich die Auswahl der Entstauber nach der Staubklasse L/M/H gemäß DIN EN 60335-2-69 sowie den Anforderungen der GefStoffV, TRGS 504 und DGUV.
Absaugtechnik für Baustahl
Bei Baustahl sind Trockenfilteranlagen mit Hochleistungsfiltern (H13 oder H14 nach EN 1822) für Partikel kleiner 0,3 µm geeignet. Für Schweißarbeitsplätze kommen mobile Absauggeräte oder stationäre Zentralanlagen in Frage. Die Erfassung erfolgt über Absaugdüsen, Absaughauben oder integrierte Brennerbefestigung. Entscheidend ist ein ausreichender Erfassungsgrad direkt an der Emissionsquelle.
Absaugtechnik für Federstahl mit Chromanteil
Bei Federstählen mit Chrom ist beim Schweißen die W3-Zertifizierung nach DIN EN ISO 21904 Pflicht. Die Filteranlage muss sicherstellen, dass Cr(VI)-haltige Partikel vollständig abgeschieden und sicher entsorgt werden. Nassabscheider können bei bestimmten reaktiven Stäuben eine ergänzende Option sein, sind aber bei Cr(VI) nicht zwingend erforderlich, sofern ein geeignetes Trockenfiltersystem eingesetzt wird. Die Gefährdungsbeurteilung legt fest, welche Technologie im konkreten Fall anzuwenden ist.
Wie lässt sich die Absauganlage normkonform auslegen und fördern?
Eine normkonforme Auslegung beginnt mit der Gefährdungsbeurteilung. Auf deren Basis werden Volumenstrom, Erfassungsgrad, Filterklasse und Geräteklasse bestimmt. Für Schweißrauch gilt als Richtwert ein Erfassungsvolumenstrom von mindestens 500 m³/h pro Schweißarbeitsplatz, abhängig von Verfahren und Raumsituation nach DGUV Regel 109-002.
Folgende Schritte sind für eine normkonforme Auslegung erforderlich:
- Gefährdungsbeurteilung erstellen: Schadstoffe, Mengen und Expositionsdauer dokumentieren
- Schutzmaßnahmen nach STOP-Prinzip festlegen: Substitution vor technischen Maßnahmen vor persönlichen Schutzmaßnahmen
- Volumenstrom berechnen: Abhängig von Verfahren, Raumgröße und Anzahl der Arbeitsplätze
- Geräteklasse festlegen: W2 nach DIN EN ISO 21904 für nicht krebserzeugende Schweißrauchemissionen, W3 nach DIN EN ISO 21904 für krebserzeugende Schweißrauchemissionen wie Cr(VI); für Schleif- und Zerspanungsprozesse Staubklasse L/M/H nach DIN EN 60335-2-69 gemäß Gefährdungsbeurteilung
- Anlage in Betrieb nehmen und messen: Nachweis der Grenzwerteinhaltung durch Messung am Arbeitsplatz
Fördermittel für Absauganlagen können über das BAFA-Programm “Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz in der Wirtschaft” oder KfW-Programme beantragt werden, sofern die Anlage Energieeffizienzkriterien erfüllt. Absauganlagen mit Wärmerückgewinnung sind dabei besonders förderungsfähig, da sie den Energieverbrauch der Hallenheizung messbar reduzieren. Informationen zu aktuellen Förderprogrammen erhalten Sie direkt beim BAFA oder über einen Energieberater.
Wie ULMATEC bei Emissionen aus der Stahlbearbeitung unterstützt
Für Betreiber in der Metallverarbeitung, die Federstahl oder Baustahl bearbeiten und dabei Grenzwerte sicher einhalten müssen, analysiert ULMATEC den jeweiligen Werkstoff, Prozess und Volumenstrom und entwickelt, fertigt und montiert die passende Absauganlage dazu. Hergestellt in Deutschland, ausgelegt nach DGUV, TRGS und DIN EN ISO 21904.
Was wir konkret leisten:
- Analyse der Schadstoffe und Expositionssituation auf Basis Ihrer Gefährdungsbeurteilung
- Auslegung von Absauganlagen für Volumenströme von 500 bis 100.000 m³/h
- Filterauswahl aus über 100 Filterkombinationen, inklusive W3-zertifizierter Systeme für Cr(VI)
- Modulare Zentralanlagen in den Größen S bis XXL für Mehrarbeitsplatz-Lösungen
- Integration von Wärmerückgewinnung und Hallenlüftung für energieeffiziente Gesamtlösungen
- Technische Dokumentation für BAFA- und KfW-Förderanträge
- Montage und Inbetriebnahme durch erfahrene Spezialisten
Nehmen Sie direkt Kontakt mit uns auf und schildern Sie uns Ihren Bearbeitungsprozess. Wir ermitteln den notwendigen Volumenstrom, die passende Filterklasse und zeigen Ihnen, welche Fördermittel für Ihre Anlage in Frage kommen. Einen umfassenden Überblick über unser gesamtes Spektrum an Absauganlagen für die Metallverarbeitung finden Sie auf unserer Website. Jetzt Anfrage stellen und normkonforme Absaugtechnik für Ihre Stahlbearbeitung planen.