Kühlschmierstoffe
Kühlschmierstoffe (KSS) sind Produkte für die spanende oder umformende Bearbeitung von Werkstücken, überwiegend metallischer Art. Die unterschiedlichen Werkstoffe (Stahl, Guss, Leicht- und Buntmetalle) und Bearbeitungsarten, z. B. Drehen, Sägen, Fräsen, Bohren und Schleifen stellen sehr unterschiedliche Anforderungen an die Funktionen und somit die Zusammensetzung von KSS.
Hauptanforderungen an Kühlschmierstoffe
Hauptanforderungen sind das Schmieren, Kühlen, Spülen, Reinigen sowie der Korrosionsschutz. Zunehmend anspruchsvolle Anforderungen sind Hautverträglichkeit und mikrobiologische Stabilität. Durch KSS können die Bearbeitungsgeschwindigkeiten erhöht, die Werkzeuge geschont und damit die Bearbeitungskosten gesenkt werden.
KSS werden nach DIN 51385 in zwei Hauptgruppen eingeteilt:
- nicht wassermischbare KSS, z. B. Schneid- und Schleiföle
- wassermischbare KSS (Konzentrate), die in Konzentrationen von 2 bis 20 % wassergemischte KSS (Öl-in-Wasser-Emulsionen oder Lösungen) ergeben.
Zusammensetzung von Kühlschmierstoffen
Die Zusammensetzung von Kühlschmierstoffen verändert sich bei der Anwendung, weshalb nach Primärstoffen (aus der Rezeptur z. B. Basisöl, Schmierfähigkeitsverbesserer, Korrosionsinhibitoren, Emulgatoren, Biozide) und Sekundärstoffen (Einträge und Reaktionsprodukte, z. B. Werkstoffabrieb, Schmutz und Mikroorganismen) unterschieden wird. Primärstoffe sind in der Regel chemisch nicht rein und enthalten Begleitstoffe.
Unter ungünstigen Bedingungen können sich auch krebserzeugende Stoffe bilden:
- polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) in nicht wassermischbaren KSS, vor allem in Folge sehr langer Standzeiten,
- N-Nitrosamine in wassergemischten KSS (siehe TRGS 611).
Nach § 18 und Anhang IV der Gefahrstoffverordnung gelten für bestimmte Kühlschmierstoffe Herstellungs- und Verwendungsverbote.
Gesundheitsgefahren von Kühlschmierstoffen:
Im Vordergrund steht die Hautgefährdung. Etwa 35 % aller Hauterkrankungen in Metallbetrieben werden durch KSS verursacht. Dabei stehen Reizungen gegenüber Allergien im Vordergrund. Verursacher sind z. B. Feuchtarbeit, hohe pH-Werte im KSS (ca. 8,5 bis 9,5), Biozide und Mikroverletzungen durch Späne.
Das Einatmen von KSS-Dämpfen oder KSS-Aerosolen kann zudem zu Atemwegsreizungen führen. Da infolge sehr unterschiedlicher Zusammensetzung von KSS ein gesundheitsbasierter Luftgrenzwert (AGW) nicht abgeleitet werden kann, muss der Stand der Technik eingehalten werden (siehe BGIA-Report 04/2004, BGR 143).
Systemische Erkrankungen, z. B. durch oben genannte PAK oder N-Nitrosamine sind sehr selten. Bei der Gefährdungsbeurteilung muss auch an gefährliche Werkstoffe (Legierungen mit Gehalt an Blei, Beryllium, Chrom und Nickel) gedacht werden.
Außerdem besteht bei der Anwendung nicht wassermischbarer KSS infolge deren Brennbarkeit Brandgefahr. Auch die Bildung explosionsfähiger Atmosphäre ist möglich, z. B. in geschlossenen Werkzeugmaschinen.
Bei wassergemischten KSS ist außerdem die Bildung einer mikrobiologischen Besiedelung möglich. Die Biostoffverordnung fordert auch hier Maßnahmen. Eine Handlungshilfe enthält die Berufsgenossenschaftliche Information "Keimbelastung wassergemischter Kühlschmierstoffe" (BGI 762).
Schutzmaßnahmen bei Kühlschmierstoffen:
Grundsätzlich gilt die Prioritätsreihenfolge der Gefahrstoffverordnung. Die Substitution von KSS (z. B. Trockenbearbeitung, Minimalmengenschmierung) ist meistens nicht möglich. Es ist jedoch möglich, durch entsprechende Rohstoffauswahl (z. B. emissionsarme KSS, Antinebeladditive) die Exposition zu minimieren.
Technische Schutzmaßnahmen (z. B. Kapselung der Maschinen, Absaugung, Abscheidung, raumlufttechnische Anlagen) sind in der Regel vorhanden bzw. deren Einsatz ist zu prüfen. Organisatorische Maßnahmen (z. B. Betriebsanweisung, Unterweisung, arbeitsmedizinische Vorsorge) sind umzusetzen.
Einen besonderen Stellenwert muss weiterhin Persönlichen Schutzausrüstungen zugemessen werden. Im Vordergrund stehen Hautschutzmaßnahmen nach Hautschutzplan (Hautschutzmittel, geeignete Handreiniger, Hautpflegemittel). Dazu gehören Unterweisungen über die sachgerechte Anwendung.
Handschuhe sind überall dort anzuwenden, wo höhere Gefährdungen bestehen, z. B. bei Tätigkeiten mit KSS-Konzentraten, Bioziden oder Systemreinigern und kein Verbot besteht, z. B. bei Gefahr des Erfasstwerdens.
Technische Maßnahmen bei Kühlschmierstoffen:
Wegen der beschriebenen Veränderung von KSS während des Einsatzes sind Maßnahmen der Wartung und Pflege und der Überwachung notwendig. Diese sind:
- Entfernung fester Verunreinigungen (Späne, sonstige Feststoffe) durch Filter, Siebe oder Magnetabscheider
- Entfernung eingetragener, aufschwimmender Fremdöle durch geeignete Vorrichtungen
- Bestimmung der KSS-Gebrauchskonzentration mittels Handrefraktometer, Einhaltung der Herstellerempfehlungen
- Kontrolle des pH-Wertes mit pH-Indikatoren
- Bestimmung des Nitritgehaltes mittels Nitrit-Teststäbchen (Grenzwert nach TRGS 611: 20 mg/L).
Vor allem bei Zentralanlagen mit großen Umlaufvolumen (bis zu 500 m^3) ist die Bestimmung der Keimzahl sinnvoll, da Bakterien und/oder Pilze den KSS abbauen und die entstehende Biomasse Anlagen und Kreisläufe verstopft.
Alle beschriebenen Maßnahmen sind in der Berufsgenossenschaftlichen Regel "Tätigkeiten mit Kühlschmierstoffen" (BGR 143) zusammengefasst. Diese wird kontinuierlich an der Stand der Technik angepasst.
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