TGA Raumlufttechnik

TGA Ausgabe 07-2017
Reinhaltung der Hallenluft

Spanend fertigen ohne Nebel und Gerüche


1 Ölnebelabscheider auf einem gekapselten Drehzentrum.

1  Ölnebelabscheider auf einem gekapselten Drehzentrum.

Bei der spanenden Fertigung werden durch die Verwendung von Kühlschmierstoffen (KSS) Emissionen frei, umgangssprachlich Öl- und Emulsionsnebel genannt. Sie bestehen aus Aerosolen, Dämpfen sowie festen und flüssigen Partikeln in feinster Verteilung. Ohne Schutzmaßnahmen vagabundieren sie durch die Halle, verölen alle Oberflächen und gefährden die Gesundheit der Mitarbeiter. Die Kapselung von Maschinen allein bietet keine hinreichende Sicherheit. Es sind spezielle lufttechnische Maßnahmen erforderlich, die den TGA-Planer und -Anlagenbauer herausfordern.

Kompakt informieren

Öl- und Emulsionsnebel sind eine unvermeidbare Begleiterscheinung der spanenden Fertigung.

Damit sie die Gesundheit des Maschinenpersonals nicht gefährden, sind ausgeklügelte lufttechnische Maßnahmen erforderlich.

Durch eine abgestimmte Hallenlüftung und zusätzliche Aerosolabscheider an den Maschinen lassen sich die Emissionen in engen Grenzen halten.

Ein Aufgabengebiet, das ambitionierten Klima- und Lüftungsanlagenbauern neue Umsatzmöglichkeiten in Aussicht stellt.

Für die Schadstoffbelastung durch Öl- und Emulsionsnebel in Produktionshallen und Werkstätten gibt es in Europa keine einheitlichen Grenzwerte. Die Automobilhersteller haben zwar einen maximal zulässigen Wert von 1 mg/m3 Raumluft vereinbart; diese Zahl sagt indessen wenig über das Gesundheitsrisiko aus.

Vielmehr kommt es auf die Größenverteilung der Partikel an. Deren Spektrum reicht von Tröpfchen mit mehr als 100 µm Durchmesser bis zu Feinstpartikeln mit weniger als 0,5 µm. Je kleiner die Öltröpfchen, desto gefährlicher sind sie: Eingeatmete Partikel unter 5 µm Größe gelangen bis in die unteren Atemwege. Sie können Krebs und Asthma verursachen. Ultrafeine Tröpfchen mit weniger als 2 µm Durchmesser dringen bis in die Lungenbläschen vor und geraten dadurch in die Blutbahn.

Ein differenzierter Emissionsschutz ist also dringend geboten – nicht zuletzt auch aus der Sicht des baulichen Brandschutzes. Spezialisierte TGA-Hersteller bieten ein breites Portfolio an Lösungsmöglichkeiten an.

Zuerst die Bestandsaufnahme

Moderne Werkzeugmaschinen sind voll verkapselt und haben meist einen aufgesetzten Öl- und Emulsionsnebelabscheider 1. Das allein löst das Problem freilich nicht. Effektive Schutzmaßnahmen erfordern ein schrittweises Vorgehen.

„In einem ersten Schritt müssen alle Emissionsquellen untersucht und aufgenommen werden“, betont Konstantinos Panagiotopoulos 2, technischer Leiter bei Rentschler Reven, Anbieter von Luftreinigern für die verarbeitende Industrie. „Es muss nicht nur an der Bedienungstür der Werkzeugmaschine gemessen werden, sondern an allen anderen möglichen Quellen. Beispielsweise werden in den Späneboxen von Fräs- und Drehmaschinen die Späne oft stundenlang gesammelt und hohe Öl- und Emulsionsnebelmengen freigesetzt. Hier hilft nur ein durchdachtes Konzept für die Späneentsorgung. Sonst verfehlen auch die besten Aerosolabscheider an den Maschinen ihre Wirkung.“

In einem zweiten Schritt ist die Effizienz der Hallenlüftung zu prüfen. Sind die Zu- und Abluftmengen der Lüftungsanlage ausreichend? Sind die Abluftkanäle und Ventilatoren nicht verfettet und auch die Fortluft öl- und geruchsfrei? Vor allem lange waagrechte Abluftkanäle bei einer zentralen Ölnebelabscheidung neigen zur Verfettung und bilden eine latente Brandgefahr 3. Eine weitere Gefahr: Mit zunehmender Verfettung erhöht sich das Gewicht der Luftkanäle und es kann zum Absturz kommen.

Mit dem dritten Schritt wird die Wirksamkeit der Luftreiniger an den Maschinen kontrolliert. Panagiotopoulos: „Wichtig ist ein hinreichender Unterdruck in den Maschinen, damit aus Türspalten und Werkzeugwechslern keine Emissionen entweichen. Nur dann macht eine Prüfung der Filterleistung Sinn.“

Großzügiger TRGS-Grenzwert

Wie hoch darf die Schadstoffkonzentration am Arbeitsplatz sein? Laut TRGS 901 (Technische Regeln für Gefahrstoffe) liegt der zulässige Luftgrenzwert (MAK-Wert) bei 10 mg/m3 für Kühlschmierstoffdämpfe und -aerosole, die bei der Bearbeitung von Metallen freigesetzt werden. Dieser Wert toleriert die zehnfache Belastung als es der eingangs erwähnte Grenzwert der Automobilhersteller zulässt.

„Mit der Einhaltung eines Grenzwertes liegt der Betrieb jedoch nicht auf der sicheren Seite“, meint Panagiotopoulos. „Von größerer Bedeutung ist die Analyse des Partikelspektrums und die weitestgehende Beseitigung der lungengängigen Feinpartikel.“

Seriöse Anbieter von Luftreinigern messen deshalb nicht nur den Aerosolgehalt in der Hallenluft, sondern spüren auch Dämpfe und Gase – also molekularförmige Schadstoffe auf. Sie fallen vor allem bei der Zerspanung von Hartmetallen und bei der Trockenbearbeitung von Gussteilen an. Reven unterstützt den beauftragten TGA-Fachbetrieb durch den „Partikel-Messdienst“. Ein Spürtrupp nimmt dabei die Luftzustände in der Maschinenhalle und die Effizienz der verwendeten Öl- und Emulsionsnebelabscheider unter die Lupe bzw. den Sensor. Bei kritischen Werten rät das Unternehmen zu einem Retrofit.

Retrofit-Bausteine

Um die Abscheidetechnik wieder auf den neuesten Stand zu bringen, gibt es spezielle Retrofit-Abscheider mit seitlich ausziehbaren Filterelementen. Bis zu fünf hintereinandergeschaltete Filterstufen entfernen über 99,9 % der gefährlichen Feinstpartikel unter 0,5 µ 4. „Beispielsweise werden für kritische Zerspanungen, wie die Mehrspindelbearbeitung, das Tieflochbohren, die Graphitbearbeitung und das Laser- bzw. Plasmaschneiden, abgestimmte Filterkombinationen zusammengestellt“, erwähnt Reven-Sprecher Panagiotopoulos. Fallweise mit einem endständigen Elektro- oder Schwebstofffilter. Und für Löt- und Schweißrauch, für Erodier-, Kleber- und Laserdämpfe gibt es einen speziellen Aktivkohlefilter in Form einer Keramikwabe.

Ergänzt wird die Retrofit-Palette um ein Luftwäscher-Modul zum Erfassen von Mikropartikeln im Gas-Molekularbereich, ferner zum Vermeiden von Verpuffungen bei explosionsfähigen Metallstäuben. Diese Produktpalette bringt die Luftreinigung auch in schwierigen Fällen wieder auf den jüngsten Stand der Technik.

Peter Göhringer, Wissembourg (Elsass)

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Spanend fertigen ohne Nebel und Gerüche
  2. Teil: Kontakt zum Anbieter
  • 2  Konstantinos Panagiotopoulos: Die Größenverteilung der Partikel zählt.

  • 3  Waagrechte Abluftkanäle vor Zentralabscheidern neigen zur Verölung.

  • 4  Retrofit-Abscheider mit ausziehbaren Filterelementen.

Rentschler Reven

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