Für einen individuellen Ausdruck passen Sie bitte die Einstellungen in der Druckvorschau Ihres Browsers an. Regelwerk, BGI/GUV-I / DGUV-I

Einleitung

Magnesiumbauteile werden hauptsächlich im Leichtbau, zum Beispiel in der Automobilindustrie, verwendet. Hierbei kommen die Vorteile von Magnesium, die in der geringen spezifischen Dichte liegen, zum Tragen. Allerdings treten bei Tätigkeiten mit Magnesium erhebliche Brand- und Explosionsgefahren auf und es müssen entsprechende Schutzmaßnahmen ergriffen werden.

Diese DGUV Information richtet sich an Unternehmerinnen und Unternehmer, die mit der Herstellung und Bearbeitung von Magnesiumbauteilen betraut sind. Sie beschreibt Schutzmaßnahmen gegen Brand- und Explosionsgefahren und gibt Hinweise zur Verwendung geeigneter persönlicher Schutzausrüstung.

Außerdem unterstützt sie Unternehmerinnen und Unternehmer bei der notwendigen Abstimmung mit dem Hersteller im Rahmen der Beschaffung von Maschinen zur Bearbeitung von Magnesiumwerkstoffen/-legierungen mit einem Magnesiumgehalt > 80 Gew. % (siehe DIN EN 12421 und DIN EN 1753).

Die Schrift gibt Hinweise, die auch der Hersteller beim Inverkehrbringen einer Maschine berücksichtigen kann, um die Anforderungen der Maschinenrichtlinie zum Brand- und Explosionsschutz zu erfüllen (siehe MRL Anhang 1 Nr. 1.5.6 und 1.5.7). Zu dieser Thematik gibt es derzeit noch keine spezifische, auf Maschinen zur Bearbeitung von Magnesiumwerkstoffen anzuwendende, Norm.

Die in dieser DGUV Information aufgeführten und dargestellten Produkte sind lediglich Beispiele. Es gibt weitere geeignete Produkte auf dem Markt. Die DGUV spricht durch die Verwendung keine Empfehlung aus.

1 Gefahren durch Magnesium

Magnesium hat die Eigenschaft, mit Luftsauerstoff zu oxidieren. Die Oxidation ist ein exothermer chemischer Vorgang, d. h. eine Reaktion, bei der Wärme frei wird.

Abb. 1 Brennende Magnesiumrückstände

1.1 Späne

Magnesiumspäne sind die beim Spanen mit geometrisch bestimmten Schneiden anfallenden Späne einschließlich ihrer staubförmigen Anteile.

Als Späne werden Partikel mit einem mittleren Durchmesser > 500 µm bezeichnet. Diese Partikel gelten beim Aufwirbeln als nicht explosionsfähig. Magnesiumflitter sind die beim Druckgießen entstehenden feinen Magnesiumplättchen. Bei trockener Bearbeitung von Magnesium-Werkstücken fallen Späne an. Sie können sich bei hohen Temperaturen oder durch Reibungswärme entzünden.

Bei der spanabhebenden Bearbeitung mit wassermischbaren Kühlschmierstoffen (Nassbearbeitung) kann es durch die Wasserstoffentwicklung zu einer Knallgasbildung kommen. Wenn eine Zündquelle (z.B. Funken) vorhanden ist, besteht die Gefahr einer Explosion. Wassermischbare Kühlschmierstoffe reagieren aufgrund ihrer "basischen" Eigenschaften (oft pH-Wert ~9) leicht mit dem Magnesium unter Bildung von Wasserstoff.

Späne, die mit wassermischbaren Kühlschmierstoffen benetzt sind, neigen auch zur Selbstentzündung. Als Folge kann ein Brand oder im schlimmsten Fall eine Explosion auftreten.

Abb. 2 Rückstände bei der Trockenbearbeitung (Magnesiumstäube und -späne)

Bei der spanabhebenden Bearbeitung mit nichtwassermischbaren Kühlschmierstoffen (Öl) kann es durch die hohen Temperaturen an der Bearbeitungsstelle zu einem Ölbrand kommen. Die Gefahr ist besonders groß, wenn zu wenig Kühlschmierstoff-Menge zugeführt wird.

Bei einer starken Vernebelung des Kühlschmierstoffs kann es aufgrund der Ölnebelbildung zu einer Durchzündung und zu einem Folgebrand kommen.

Als Folge des Ölbrands besteht die Gefahr der Entzündung der Magnesiumspäne/-Rückstände.

1.2 Staub

Entstehen bei der Bearbeitung große Mengen von Magnesiumstäuben (z.B. beim Schleifen), muss neben einem Brand auch mit einer Staubexplosion gerechnet werden. Ein Brand entsteht, wenn sich abgelagerter Staub entzündet. Wenn sich aufgewirbelte Stäube entzünden, besteht schon bei geringen Mengen Explosionsgefahr. Als Stäube werden Partikel mit einem mittleren Durchmesser < 500 µm bezeichnet. Diese Partikel gelten beim Aufwirbeln als explosionsfähig.

Die Staubpartikel bilden eine große Oberfläche. Daher kann bereits bei einer Reaktion mit dem Wasser in der feuchten Luft so viel Wasserstoff frei werden, dass ein explosionsfähiges Gemisch entsteht.

Ist die Arbeitskleidung durch Magnesiumstaub oder Magnesiumspäne verschmutzt, besteht erhöhte Brandgefahr für die Beschäftigten.

1.3 Schlämme

Magnesiumschlämme sind die mit Wasser oder wasserhaltigen Benetzungsmitteln gebundenen Magnesiumstäube/-partikel.

Schlämme, die bei der Bearbeitung mit wassermischbaren Kühlschmierstoffen entstehen (z.B. beim Schleifen), neigen aufgrund der geringen Korngröße zur Selbstentzündung. Zusätzlich entsteht bei der Reaktion mit Wasser gasförmiger Wasserstoff und es kann sich ein explosionsfähiges Gemisch bilden. Das Gleiche gilt für die bei der Nassabscheidung entstehenden wässrigen Schlämme, z.B. bei Strahlarbeiten.

Feine Magnesiumpartikel neigen bei Reaktion mit Wasser/Feuchtigkeit besonders zur Selbsterhitzung. Bei dieser exothermen Reaktion wird Wärme frei, die bis zur Selbstentzündung führen kann. In der Praxis treten vorwiegend bei der Lagerung von größeren Schlammengen in Fässern und Loren heftige Reaktionen bis hin zu Bränden und Knallgasexplosionen auf.