In der metallverarbeitenden Industrie werden für eine Kühlung und Schmierung der zerspanenden Bearbeitungsprozesse Kühlschmierstoffe (KSS) eingesetzt. Die Kühlschmierstoffe stellen hierbei eine reduzierte Reibung zwischen Werkzeug und Werkstück sicher. Darüber hinaus verlängern sie die Werkzeugstandzeit, entfernen Bearbeitungspartikel (Späne) und schützen gleichzeitig die Oberflächen der Werkstücke.
Bei den Kühlschmierstoffen handelt es sich um ein komplexes Gemisch aus Mineral- bzw. Synthetikölen und Additiven, wie etwa Biozide, Rostschutzmittel etc. Dieses Gemisch ist oftmals mit Schmutzstoffen wie etwa Metallfeinteilen, Trampöl und mit Bakterien angereichert. Werden Tröpfchen dieser Kühlschmierstoffe von der Luft mitgerissen, dann spricht man von Ölnebel.
Ölnebel entsteht durch Metallbearbeitungsflüssigkeiten, die in Kontakt mit schnell rotierenden Werkzeugen geraten (z. B. bei Bohr- und Fräsbearbeitungen). Der Ölnebel dispergiert dabei in der Luft.
Zusätzlich zum Ölnebel kann hierbei auch Ölrauch entstehen. Ölrauchpartikel sind dabei weitaus kleiner als Ölnebeltröpfchen. Aufgrund der hohen Temperaturen, die während der Zerspanung von Metallteilen (z. B. beim Beschleifen) entstehen, werden die KSS extrem heiß, beginnen zu „verbrennen“ und zersetzen sich.
Die mit einem Durchmesser von ca. 1 µm winzig kleinen Tröpfchen in der Luft werden als Ölnebel bezeichnet. Kleinere Partikel hingegen gelten als Ölrauch.
Der Ölnebel entsteht durch eine Interaktion von Kühlschmierstoffen mit den rotierenden (bewegten) Werkzeugen (bzw. Werkstücken). Die auf hochschnell bewegte Teile auftreffende Flüssigkeit wird wieder zurückgeschleudert und dabei in feinste Tröpfchen zerteilt. Beim Übergang von Flüssigkeiten in den gasförmigen Zustand verlassen deren Moleküle die Oberfläche der Flüssigkeit (d. h. sie verdampfen). Ein niedrigerer Siedepunkt und eine erhöhte Temperatur der Flüssigkeit führen zu einem beschleunigten Verdampfen. Das Verdampfen von wasserbasierten Emulsionen führt zu einem Anstieg der Luftfeuchtigkeit im Werk. Die Ölnebelbildung hängt hauptsächlich von folgenden Faktoren ab:
Aufgrund der Vielzahl an KSS-Typen ergibt sich meistens eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung des Ölnebels, was die Empfehlung eines einzigen Expositionsgrenzwertes erschwert. Die meisten Länder unterscheiden darüber hinaus zwischen Ölnebel, der aus wassermischbaren und aus mineralölbasierten Kühlschmierstoffen resultiert.
Jedes Land schreibt seinen eigenen TLV-Wert vor, der den Standard für die Innenraumluftqualität im Werk festlegt. Die TLV-Werte im Bereich Kühlmittelnebel/-rauch sind in mg/m3 angegeben. Die Messung erfolgt dabei immer in oder in Nähe der Atemzone des Bedieners. Aus dem TLV-Wert lässt sich somit schließen, wie viel Kühlmittelnebel bzw. -rauch für den Bediener gesundheitlich akzeptabel ist.
Die in den USA geltenden OSHA-Richtlinien lassen für Mineralöl einen max. zulässigen Expositionsgrenzwert (PEL) von 5,0 mg/m³ (zeitgew. Mittelwert für 10 Stunden) zu. Der laut NIOSH empfohlene Expositionsgrenzwert (REL) hingegen beträgt für alle Kühlschmierstoffe lediglich 0,5 mg/m³ (zeitgew. Mittelwert für 10 Stunden). In Europa hat das ehemalige BGIA und jetzige IFA den deutschen Grenzwert für wassermischbare und nichtwassermischbare Kühlschmierstoffe mit einem Flammpunkt von oberhalb 100 °C auf 10 mg/m³ festgelegt. Der vom französischen INRS (Institut National de Recherche et de Sécurité) empfohlene Expositionsgrenzwert für Frankreich mit nur 1 mg/m3 an Aerosolen ist dabei einer der niedrigsten Grenzwerte überhaupt. Für die Schweiz beträgt der max. zulässige Expositionsgrenzwert für schwere Mineralöle mit einem Siedepunkt von oberhalb 350 °C lediglich 0,2 mg/m3. *
In vielen Ländern entsprechen die Rechtsvorschriften nicht dem Industriestandard oder sind lediglich Empfehlungen. Daher legen viele multinationale Unternehmen in ihren globalen Produktionsstandards eigene Hygienegrenzwerte fest. Damit wird sichergestellt, dass die Luftqualität in den Arbeitsbereichen auf dem bestmöglichen Niveau gehalten wird und die Produktion in jedem Land, wo das Unternehmen tätig ist, den qualitativen Standards entspricht.
Beim STV handelt es sich um eine akzeptable Kurzzeitexposition gegenüber dem Schadstoff. Dieser hält normalerweise nicht länger als 15 Minuten an und tritt höchstens viermal pro Tag mit einem Abstand von mindestens 60 Minuten zwischen den einzelnen Expositionen auf. Die meisten Länder schreiben auch STV-Werte vor, die jedoch nicht so bekannt sind wie die TLV-Werte.
Bei vielen Metallbearbeitungsverfahren, wie etwa dem Fräsen, Drehen, Beschleifen und Bohren, entsteht unweigerlich Ölnebel. Die größeren Tropfen des dabei aus den Kühlschmierstoffen entstandenen Ölnebels können über Nase und Luftröhre in den Körper eindringen und verschluckt werden. Kleinere Tröpfchen hingegen können sich in den Lungen ablagern und darüber hinaus zu schweren Reizungen der Augen, Nase und des Rachens führen. Ölnebel und Ölrauch können sogar Metallpartikel mit krebserregenden Substanzen enthalten. Und Ölnebel, der sich auf dem Fußboden absetzt, führt zu einem erhöhten Rutschrisiko.
Neben den möglichen negativen Auswirkungen auf die Gesundheit kann Ölnebel auch Ihre Maschinen und Anlagen beschädigen, da der sich auf den Maschinen abgesetzte Ölnebel oftmals deren Korrosion beschleunigt. Auch die Funktion empfindlicher elektronischer Bauteile der Maschinen kann vom Ölnebel beeinträchtigt werden und somit zu hohen Wartungskosten führen!
Bei vernachlässigter Pflege und Wartung der Maschinen und der Betriebsumgebung kann abgesetzter Ölnebel nicht nur das Brandrisiko erhöhen, sondern auch das Bakterien- und Schimmelwachstum fördern und somit Hygieneprobleme verursachen. Aus diesen Gründen ist das effektive Erfassen, Abscheiden und Beseitigen von Ölnebel so überaus wichtig!
*) Quelle: https://www.hse.gov.uk/research/rrpdf/rr1044.pdf (Chapter 1.2)
Ein Ölnebelabscheider ist ein Gerät zum Auffangen und Filtern von Ölnebel, der bei verschiedenen industriellen Prozessen entsteht. Das System verhindert, dass der Ölnebel die Luft verunreinigt und dabei potenzielle Gesundheits- und Sicherheitsrisiken verursacht. Der Abscheider umfasst in der Regel ein Filterelement, einen Ventilator und einen Ölauffangbehälter. Der angesaugte Ölnebel gelangt in den Kollektor, um vom Filter abgeschieden und aufgefangen zu werden. Die nun saubere Luft wird anschließend wieder in die Umgebung entlassen.
Plymovent bietet hochmoderne Absaug- und Filtersysteme für eine effektive Beseitigung von Ölnebel aus Metallbearbeitungsflüssigkeiten an.
Modulare Filtersysteme bieten für CNC-Maschinen gleich mehrere Vorteile:
Zusammengefasst verbessert der Einsatz von modularen Filtersystemen in CNC-Maschinen die Luftqualität, erhöht die Sicherheit der Mitarbeiter, verlängert die Lebensdauer der Maschinen und senkt die Betriebskosten.
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