LABOplus - Arbeitsschutz in Tiefstkälte - Arbeitsschutz Gefahren

Gefahren

Für den sicheren Umgang speziell mit Flüssigstickstoff sind die folgenden Sicherheitsanweisungen unbedingt zu beachten.

Der Umgang mit tiefkalt verflüssigten Gasen ist gefahrträchtig. Bitte treffen Sie präventive Vorsichtsmaßnahmen bei:

Kryogene Verbrennungen
Sauerstoffmangelsituationen
Sauerstoffanreicherung
Explosionsgefahr

Kryogene Verbrennungen

Flüssiger Stickstoff ist tiefkalt (-196°C).

Gefäßoberflächen, die mit flüssigem Stickstoff in Berührung kamen, z.B. beim Befüllvorgang, können bei Direktkontakt mit der Haut Verbrennungen hervorrufen.

Gefahr

Kryogene Flüssigkeiten können beim Direktkontakt mit der Haut Kaltverbrennungen verursachen.
Werkstoffe wie Metall, Plastik, Beton, u.v.m., die nicht besonders für tiefe Temperaturen geeignet sind, werden brüchig.
In Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit kann es zu starker Nebelbildung kommen.

Ursachen

Es gibt zwei Arten kryogener Verbrennungen:

Verbrennungen durch Spritzer
Bei der Handhabung von Proben, sowie beim Umgang mit Flüssigstickstoff, müssen unbedingt Schutzmaßnahmen gegen die Spritzer vorgenommen werden: Persönliche Schutzausrüstung ist zu tragen (Schutzhandschuhe CRYO GLOVES, Gesichtsschutz und Sicherheitsschuhe).
Spritzer kryogener Flüssigkeiten können Kaltverbrennungen mit schweren Folgeschäden hervorrufen, insbesondere an den Augen und im Gesicht.

Verbrennungen durch Direktkontakt
Direktkontakt der Haut mit kaltem Material ruft Erfrierungen oder kryogene Verbrennungen hervor. Die Innenseiten der Gefäße oder das Lagergut (Proben) dürfen niemals berührt oder mit "nackter" Hand angefasst werden.

Präventive Vorsichtsmaßnahmen

Um der Verbrennungsgefahr vorzubeugen, sind folgende Vorsichtsmaßnahmen unbedingt einzuhalten:

  • kryogene Flüssigkeiten niemals mir der Haut in Direktkontakt bringen
  • niemals die kalten, nicht isolierten oder vereisten Wände eines Behälters anfassen
  • persönliche Schutzausrüstung tragen (Schutzhandschuhe CRYO GLOVES, Gesichtsschutz und Sicherheitsschuhe).
  • das Gefäß unbedingt senkrecht halten
  • zum Umfüllen geeignetes Material (z.B. Metallwellschlauch oder PTFE-Schlauch) verwenden
  • das Personal unterweisen und auf die Gefahren hinweisen

Diese Aufstellung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

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Sauerstoffmangelsituationen

Die Luft setzt sich in ihren Hauptbestandteilen nach Volumen wie folgt zusammen:

Sauerstoff O2 21%
Stickstoff N2 78%
Argon Ar 1%

Die in der Atmosphäre enthaltenen Gase sind farb– sowie geruchlos und für den Menschen nicht giftig.

Die Änderung deren Konzentration (besonders die Veränderungen der Sauerstoffkonzentration) hat erhebliche Auswirkungen auf das Leben, sowie auf die Verbrennungsvorgänge. Es ist daher notwendig, dass die eingeatmete Luft ausreichend Sauerstoff enthält (> 19%).
Der Mensch kann sich auf Veränderungen der Luftzusammensetzung nicht/kaum anpassen.

Gefahren

Erstickungsgefahr besteht infolge der normalen Verdampfung des flüssigen Stickstoffs, der dabei den Sauerstoff in der Luft verdrängt. Beispiel: Unter Normalbedingungen (20°C; 1013 mbar) verdampft 1 l Flüssigstickstoff bis zu 690 l Stickstoffgas.
Eine Sauerstoffunterversorgung ist gefährlich und kann Tod durch Ersticken verursachen.
Die Reaktion und die Symptome des Organismus auf Sauerstoffunterversorgung sind unterschiedlich.

Ursachen

Sauerstoffmangel kann unter anderem bei folgenden Arbeiten oder Konstellationen auftreten:

  • Stickstoff als Flüssigkeit oder Gas
  • natürliche Verdampfung von Flüssigstickstoff
  • Umfüllen von Flüssigstickstoff
  • Leckagen an Behältern für flüssigen oder gasförmigen Stickstoff
  • Defekt in der Luftzufuhr oder -absaugung
  • Umkippen des Behälters

Diese Aufstellung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Präventive Vorsichtsmaßnahmen

Um der Gefahr einer Sauerstoffunterversorgung vorzubeugen, muss man:

  • das Gefäß unbedingt in senkrechter Stellung halten
  • das Gefäß mit einem geeigneten Isolierdeckel versehen
  • das Gefäß vor direkter Sonneneinstrahlung schützen und von Wärmequellen fernhalten
  • das Gefäß nicht im Fahrzeug transportieren
  • alle Aufstellungsräume ständig und angemessen belüften
  • das Gefäß vor Schlägen, Stößen und raschen Bewegungen schützen
  • persönliche Schutzausrüstung tragen (Schutzhandschuhe CRYO GLOVES, Gesichtsschutz und Sicherheitsschuhe).
  • den Sauerstoffgehalt laufend kontrollieren und Sauerstoffmessgeräte bei sich tragen (mobiler Gasdetektor GasAlertClip Extreme)
  • das Personal unterweisen und auf die Gefahren hinweisen

Diese Aufstellung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

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Sauerstoffanreicherung

Gefahren

Eine Sauerstoffanreicherung kann die Explosions- und Brandgefahr erhöhen.

Ursachen

Sauerstoff kann durch den Einsatz von flüssigem Stickstoff aus der Luft auskondensieren und ebenfalls verflüssigt werden, da der Siedepunkt von Sauerstoff (ca. -183°C) über dem des Stickstoffes (-196°C) liegt.

Empfehlung

Folgende Punkte sind bei evtl. Sauerstoffanreicherung unbedingt zu vermeiden:

  • Rauchen und offene Flammen
  • leicht entzündliche Materialien nach Möglichkeit vom Gefäß fernhalten
  • alle Brandherde entfernen (offenes Feuer und Licht, Funkenbildner, Streichhölzer, Feuerzeuge usw.)
  • Aufstellungsräume ständig und angemessen belüften
  • Boden regelmäßig reinigen
  • den Sauerstoffgehalt laufend kontrollieren und Sauerstoffmessgeräte bei sich tragen (mobiler Gasdetektor GasAlertClip Extreme)

Diese Aufstellung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

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Explosionsgefahr

Gefahren

Das Verdampfen von flüssigem Stickstoff kann zu Überdruck im Gefäß (Dewar) führen.

Ursachen

Druckerhöhung im Behälter kann zurückgeführt werden auf:

  • unsachgemäßer Aufbau (Verwendung eines fest verschließbaren Deckels)
  • Vereisen des Halses und des Isolierdeckels

Empfehlung

Zur Vermeidung der Explosionsgefahr:

  • immer geeigneten Isolierdeckel verwenden (auf Abgasöffnung achten)
  • Füllstände einhalten, um Eisbildung am Isolierdeckel zu vermeiden
  • Gefäß in trockenen und überdachten Räumen aufstellen
  • Luftfeuchtigkeit im Aufstellraum überwachen
  • Gefäß regelmäßig auf Ansammlung von Kondenswasser prüfen
  • Gefäß regelmäßig auf Oberflächenverletzungen oder Materialbeschädigungen prüfen

Diese Aufstellung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

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