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Gefährdungen bei galvanischer Oberflächenveredelung (I)

Neue Maßstäbe

Dieses Foto zeigt einen Beschäftigten mit Gesichtsschutz und grünen Sicherheitsgummihandschuhen. Er bückt sich über ein Geländer und hält dabei eine Fasspumpe mit einer Hand fest.

Ein Beschäftigter in einem galvanotechnischen Betrieb dosiert Gefahrstoffe mittels Fasspumpe.
 

Im Bereich der BG ETEM gibt es Unternehmen, in denen galvanotechnische Verfahren und das Eloxieren in unterschiedlichen Gewerbezweigen ausgeführt werden, u. a.:

  • Lohngalvaniken, die im Kundenauftrag verschiedenste Veredelungen von Metall- und Kunststoffoberflächen für dekorative und technische Zwecke ausführen
  • Eloxalbetriebe, die Aluminiumprofile oder Bauteile (z. B. Reflektoren) gezielt anodisch oxidieren
  • Tiefdruckereien, die Druckzylinder für ihren Einsatz an Druckmaschinen je nach gewünschtem Druckmotiv hartverchromen
  • Verchromen, Eloxieren und Chromatieren von Flugzeugbauteilen in der Luftfahrtindustrie
  • Veredeln von Drähten und Bandmaterial für die Elektronik- und Kabelindustrie.

Um die gewünschte Oberfläche bzw. eine Oberflächenbeschichtung zu erhalten, ist eine Vielzahl aufeinander abgestimmter Prozesse erforderlich. Die gängigsten Hauptprozesse und entsprechende Verfahren sowie relevante Einsatzstoffe gehen aus der Tabelle hervor.

In den einzelnen Prozessschritten werden die Werkstücke in einer genau festgelegten zeitlichen Abfolge in den Elektrolyten (Bäder) eingetaucht. Dies sind wässrige Lösungen, die aus den entsprechenden Metallsalzen (je nach abzuscheidendem Metall) sowie diversen Säuren oder Laugen bestehen.

Bei der galvanischen Abscheidung von Metallen wird Gleichstrom angelegt und das Werkstück als Kathode geschaltet. Beim anodischen Eloxieren wird die Aluminiumoberfläche gezielt oxidiert, deshalb wird dieses Verfahren streng genommen nicht der Galvanotechnik zugeordnet. Die rein chemischen Prozesse werden als „außenstromlos“ bezeichnet. Hierzu zählen z. B. das chemische Vernickeln, die Abkochentfettung, das Beizen, das Passivieren und das Phosphatieren.

Das Eintauchen der Werkstücke kann mithilfe einer automatischen Gestellanlage, in einer Trommelanlage, mittels Kran oder auch von Hand erfolgen. Die Werkstücke werden dabei auf die sogenannten Warenträger (Gestelle) gesteckt oder befinden sich bei der Anwendung von Trommelverfahren lose in einer Kunststofftrommel (z.B. Trommel-Zink-Anlagen).

Prozesse, Verfahren, Einsatzstoffe

Prozessschritte

Verfahren Gefahrstoffe/Elektrolyte
Vorbehandlungsverfahren

Alkalische Entfettung, Elektrolytische Entfettung

Natronlauge
Dekapieren Verdünnte Säuren
Beizen Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Natronlauge

Galvanische (kathodische) Oberflächenbeschichtung auf metallischen Grundwerkstoffen oder auch Kunststoffen

Verchromen Chromsäure (sechswertiges Chrom), Schwefelsäure
Vernickeln Nickelsalz, Salzsäure, Schwefelsäure, Borsäure
Verkupfern -cyanidisch Kupfersalz, Cyanide, Laugen
Verzinken -sauer Zinksalz, Borsäure, Glanzzusätze
Chemische Oberflächenbehandlung Chemisches Vernickeln Nickelsulfat, Hypophosphit, Ammoniumsalze
Phosphatieren Zinkphosphat, Phosphorsäure
Elektrolytische (anodische) Oxidation von Aluminium (Eloxal) Gleichstrom-Schwefelsäure-Verfahren Schwefelsäure
Nachbehandlungsverfahren Passivieren Chromsulfat (dreiwertiges Chrom), Cobaltsulfat
Chromatieren (Gelbchromatieren) Chromsäure (sechswertiges Chrom)
Entmetallisieren -chemisch Salzsäure, Salpetersäure, je nach zu entfernendem Metall

Das Foto zeigt eine Gestellanlage mit einer Lüftungskabine am Transportwagen.

Automatische Gestellanlage mit Lüftungskabine am Transportwagen. Die Gestelle mit den Werkstücken werden mittels Transportwagen automatisch den jeweiligen „Bädern“ zugeführt.

Gefährdungen

Die Hauptgefährdungen für Beschäftigte in diesen Arbeitsbereichen sind:

  • chemische Gefährdungen durch den Einsatz von ätzenden Säuren und Laugen, giftiger und krebserzeugender Elektrolyte, u.a. Cyanide, Chromsäure, Nickelverbindungen.
  • Brand- und Explosionsgefahren aufgrund von Wasserstoffentwicklung, insbesondere beim Verchromen, der elektrolytischen Entfettung und beim Eloxieren. Die entstehende Wasserstoffmenge ist abhängig von der Stromausbeute (Wirkungsgrad) des Verfahrens.
  • mechanische Gefährdungen durch kraftbewegte Transporteinrichtungen, Warenträgerbewegung und Trommelantriebe.
  • Gefährdungen durch Lärm, etwa beim Schütten der Werkstücke aus einer Trommel.
  • Schweres Heben und Tragen insbesondere in „Handgalvaniken“.

 Aktuelle Arbeitsschutzregeln

  • TRGS 561 „Tätigkeiten mit krebserzeugenden Metallen und ihren Verbindungen“ Abschnitt 5.4 „Galvanotechnische und chemische Oberflächenbehandlung“
  • DGUV Regel 109-602 „Branche Galvanik“ Ergebnis eines Kombinationsmodells zur Technischen Regel Gefahrstoffe
  • DGUV Information 213-716 „Galvanotechnik und Eloxieren“ Diese Information beschreibt den Stand der Technik hinsichtlich der Gefährdungen durch Einatmen von Gefahrstoffen. Sie enthält u. a. Ergebnisse von Gefahrstoffmessungen, Expositionsbeschreibungen und Schutzmaßnahmen
  • DGUV Information 209-088 „Reinigen von Werkstücken mit Reinigungsflüssigkeiten“ Hierin sind Regelungen zu allen gängigen Reinigungsmedien und zur Anlagentechnik getroffen; in den Anhängen sind u. a. Muster- Gefährdungsbeurteilungen und Beispiele zur Beurteilung der Explosionsgefahren enthalten
  • EN „Galvanotechnische Oberflächenbehandlungsanlagen – Sicherheitsanforderungen“ (FprEN 17059: 2017)
  • Leitfaden zur Auslegung von Absauganlagen an Galvanikanlagen Weitere vertiefende Normen und Schriften für die Branche
    (Herausgeber: www.zvo.org; Stand: 11/2016)

Gefährdungsbeurteilung

Im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung nach Arbeitsschutzgesetz sowie der nachrangigen Verordnungen – Gefahrstoffverordnung, Betriebssicherheitsverordnung, Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung u. a. – müssen die jeweiligen Gefährdungen arbeitsplatz- und tätigkeitsbezogen ermittelt, beurteilt und hieraus die erforderlichen Schutzmaßnahmen abgeleitet werden. Aktuell liegen für die Branche eine Reihe konkreter, ineinander „verzahnender“ Regelungen vor, um den Stand der Technik im Betrieb realisieren zu können (siehe rechte Spalte).

Peter Michels

Teil 2 folgt in "etem"-Ausgabe 2/2018

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