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Strahlenschutz beim Lichtbogenschweißen

Beim Lichtbogenschweißen emittiert der Lichtbogen ein Strahlungsspektrum ähnlich dem der Sonne, die Bestrahlungsstärke beträgt bis zum 500-fachen des natürlichen Wertes. Deshalb muss, auch wegen dieser kumulierenden Wirkung, ein in Schweißbereichen Tätiger nicht nur in der Freizeit, sondern besonders am Arbeitsplatz auf Augen und Hautschutz achten.


Vorschriften

Die „Optische Strahlungsverordnung“ vom 19. Juli 2010 (OStrV) als Folge zur EU-Richtlinie 2006/25/EG wurde durch die technischen Regeln zur Strahlungsverordnung konkretisiert. Im Oktober 2013 wurden die Teile zum Schutz vor inkohärenter Strahlung (TROS IOS), unter welche auch Schweißstrahlung fällt, veröffentlicht. Der Arbeitgeber ist dadurch verpflichtet, für jeden Arbeitsplatz, an dem künstliche, optische Strahlung einwirken kann, eine Gefährdungsbeurteilung zu erstellen. Bei Einhaltung der technischen Regeln (TROS IOS) sind die Anforderungen der „Optischen Strahlungsverordnung“ erfüllt..



Gefährdung

Der UV-Bereich zwischen ca. 180-400 nm ist für die Augen besonders gefährlich. Die unter Schweißern als „Verblitzen“ bekannte Entzündung der Hornhaut (Photokeratitis) ist wohl die bekannteste Verletzung.

Wirkung von optischer Strahlung auf das Auge:

Strahlenschutz


Aber auch Bindehautentzündung, Trübung der Augenlinse und Grauer Star sind auf Strahlungen im UV-Bereich zurückzuführen. Photochemische Schädigungen der Netzhaut werden meist durch Blaulicht (Blue Light Hazard) im Wellenlängenbereich um 430 nm hervorgerufen.

Spätschäden der Haut durch UV-Strahlung sind Verlust der Elastizität und Degeneration der elastischen Fasern. Immer mehr wird auch die Entstehung von Hautkrebs durch UV-Strahlung diskutiert, hier ergibt sich durch die Summierung von natürlicher und künstlicher Strahlung ein erhebliches Gefährdungspotential.


Wirkung optischer Strahlung auf die Haut:

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Im sichtbaren Spektralbereich macht Blendung durch eine helle Lichtquelle genaues Sehen unmöglich. Durch eingefärbte Gläser oder Scheiben wird diese so weit herabgesetzt, dass das Erkennen wieder möglich wird. Im Normalfall sind die Auswirkungen auf das Auge durch Blendung reversibel.

Der sogenannte „Feuerstar“ ist eine Eintrübung der Hornhaut durch Infrarotstrahlung. Auch beim Schweißen wird teilweise hohe Wärmeenergie emittiert, hauptsächlich waren jedoch in der Vergangenheit Mitarbeiter der Schwerindustrie von dieser Krankheit betroffen. Natürlich existiert bei hohen Stromstärken auch die Gefahr der Verbrennung der Haut und der Hornhaut.



Dosis

Die Immission auf Haut und Auge des Mitarbeiters ist von folgenden Faktoren abhängig:


1. Emission des Lichtbogens:
Die Emission des Schweißlichtbogens richtet sich in erster Linie nach dem verwendeten Schweißverfahren und der Stromstärke. Diese Abhängigkeit wird in der EN 169 „Augenschutz - Filter für das Schweißen und verwandte Techniken” berücksichtigt. Hier werden je nach Schweißverfahren und Stromstärke Filterscheiben in verschiedenen Schutzstufen vorgeschrieben. Auch die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung hat hier Untersuchungen durchgeführt. Anhand dieser Ergebnisse lassen sich die UV-Strahlungsemissionen hinreichend genau abschätzen.


2. Abstand vom Lichtbogen:
Mit zunehmendem Abstand vom Lichtbogen reduziert sich die Strahlung durch Absorption, so dass die Immission mit zunehmender Entfernung abnimmt.


3. Einwirkzeit:
Nicht nur bei Sonnenstrahlung ist die Expositionszeit von eminenter Bedeutung für das Auftreten von Schäden wie Sonnenbrand o.ä., sondern auch beim Lichtbogenschweißen ist die Expositionsdauer entscheidend. Während wir bei einem Handschweißer in Fragen des



Persönlicher Arbeitsschutz

Die Forderung der OStrV - Verfahren mit Emission optischer Strahlung zu vermeiden, oder zumindest Verfahren mit geringerer Emission zu wählen - ist beim Lichtbogenschweißen nicht immer möglich. Ziel muss es deshalb sein, den Schweißer von anderen Arbeitsplätzen zu separieren und ihn selbst durch persönliche Schutzausrüstung zu schützen, so dass keine Strahlung seinen Körper, also weder Haut noch Augen, treffen kann.

Hierzu reichen im Normalfall Stulpenhandschuhe, Arbeitskleidung, Schutzschürze und Schutzschild aus. Ergänzend können noch Halstuch, Kopf- und Nackenschutz eingesetzt werden.

Um einen wirksamen Augenschutz zu gewährleisten, sind für die Schutzschilde Filterscheiben mit den erforderlichen Filterstufen nach EN 169 zu wählen. Sie sind vom Schweiß- verfahren und der Stromstärke abhängig und werden landläufig als DIN-Stufen bezeichnet. Komfortabler sind aktive Schweißerfilter nach EN 379, welche bei der Zündung des Lichtbogens automatisch abdunkeln. Hier wird die DIN-Stufe vorab eingestellt.



Umgebungsschutz nach DIN EN ISO 25980:2015

Da die Gefährdung Unbeteiligter durch Schweißstrahlung im Gegensatz zum Schweißer nicht nur von der Art des Schweißverfahrens und der Expositionsdauer, sondern auch vom Abstand zum Lichtbogen und einer Gefährdung durch Blendung abhängt ( s.o.), kann die Norm EN 169 ,,Filter für das Schweißen" für diesen Einsatzbereich nicht zur Anwendung kommen. Mit der DIN EN ISO 25980 und der DIN EN 1598 „Transparente Vorhänge und Scheiben für das Lichtbogenschweißen“ wurde deshalb ein Standard geschaffen, welcher einen sicheren Umgebungsschutz europaweit regelt.

Schweißer mit persönlicher Schutzausrüstung.




Die Norm verlangt für die Wellenlängenbereiche zwischen 210-313 nm ein maximaler Transmissionsgrad von 0,002% sowie für den Bereich zwischen 313-400 nm ein maximaler Transmissionsgrad von < 3%. Sie fordert im Bereich des sichtbaren und des Infrarotlichtes einen Gefährdungsfaktor zu errechnen, der sich aus der Summe über den Wellenlängenbereich mit verschiedenen Gewichtungen zusammensetzt. Dieser muss kleiner 1 sein.




Strahlenschutz


Die Raumbegrenzungsflächen reflektieren die Lichtbogenstrahlung teilweise, so dass es bei spiegelnden Flächen zu Verbrennungen im meist ungeschützten Nacken- oder Hinterkopfbereich kommen kann. Die ISO 25980 berücksichtigt dies mit einem maximalen Reflexionsgrad von 10% für Schutzvorhänge und Lamellen.



Strahlenschutz

TransTac Schweißkabinen, in T40 (rotorange) und T75 (dunkelgrün), zum Schutz Unbeteiligter.

Die Abtrennung von Schweißarbeitsplätzen zum Schutz Unbeteiligter ist deshalb neben dem persönlichen Schutz des Schweißers unverzichtbar.

Durch die Verwendung von Vorhängen nach DIN EN ISO 25980 und DIN EN 1598 werden die Forderungen der OStrV erfüllt. In der geforderten Gefährdungsbeurteilung kann die durch die Abtrennung hindurchtretende Strahlungsmenge als unkritisch bewertet werden. Ungeachtet dessen ist eine Kennzeichnung des Gefahrenbereiches und eine Unterweisung der Mitarbeiter notwendig.


Automatisierte Schweißarbeitsplätze

Die komplette Kapselung des Schweißprozesses ist im Rahmen der OStrV wünschenswert, da im automatischen Betrieb keine Strahlung mehr emittieren kann. Lediglich für die Einrichtarbeiten ist eine Gefährdungsbeurteilung notwendig.

Für speziellen Anwendungen, zum Beispiel Kontrollaufgaben in automatisierten Schweißprozessen oder für Besucher, ist eine komplette Kapselung nicht möglich. Der Schweißprozess muss oder soll zumindest kurzzeitig beobachtet werden. Hier muss der Arbeitgeber nachweisen, dass die Sicherheit und der Gesundheitsschutz trotzdem gewährleitet ist. Mit der entsprechenden Sachkunde können an Hand der Expositionsgrenzwerte aus der TROS IOS Teil 2 Rahmenbedingungen errechnet werden, die eine akute Gesundheitsschädigung ausschließen.



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SINOtec setzt Standards in Qualität und Sicherheit

Die SINOtec GmbH entwickelte TransLux Schweißerschutzscheiben, die der Norm DIN EN ISO 25980 entsprechen. Für diese wurden Berechnungen durchgeführt, deren Ergebnisse bei verschiedenen Schweißverfahren schon bei 1 m Beobachtungsabstand eine Gefährdung ausschließen. Der Expositionsgrenzwert wird durch die Filterwirkung der Scheiben auch nach 8 Stunden Betrachtung nicht erreicht. ontrollaufgaben, die Einrichtung des Schweißprozesses oder Schweißvorführungen sind damit möglich und zulässig. Allerdings ist eine Gefährdungsbeurteilung für jeden Einzelfall unabdingbar. SINOtec unterstützt Sie dabei gern.




Quellen und Links:

[1] Verordnung zum Schutz Beschäftigter vor Gefährdung durch künstliche optische Strahlung (OstrV) vom 19.Juli 2010

[2] Technische Regeln zur Arbeitsschutzverordnung zu künstlicher optischer Strahlung, Inkohärente Optische Strahlung (TROS IOS) November 2013

[3] Künstliche optische Strahlung, Eine Handlungshilfe für die Gefährdungsbeurteilung, Behörde für Gesundheit und Verbraucherschutz, Amt für Arbeitsschutz der Stadt Hamburg, Dezember 2013, Broschüre (M16)

[4] DIN EN ISO 25980:2015

[5] DIN EN 1598:2011, Arbeits- und Gesundheitsschutz beim Schweißen und bei verwandten Verfahren – Durchsichtige Schweißvorhänge,- streifen und Abschirmungen für Lichtbogenschweißprozesse