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Schwermetallbelastetes Strahlmittel

Gefahren durch schwermetallbelastetes Strahlgut

Augen auf beim Glasperlen-Kauf!


Noch immer gibt es keine Grenzwerte für die Schwermetallbelastung von Mikroglasperlen - dafür aber viele vermeintlich günstige Angebote im Internet. Ein Anwender schildert seine Erfahrungen mit dem Billig-Strahlgut.
Wir berichten, worauf Sie beim Strahlmittelkauf unbedingt achten müssen.

Schon 2007 berichtete JOT über schwermetallbelastete Mikroglasperlen aus China. Der weitaus größte Teil des in China hergestellten Glases wird noch nicht mit der hoch entwickelten Ofentechnologie hergestellt, wie es in Europa der Fall ist. Daher enthält das Glas wesentlich höhere Mengen an Schwermetallen, hauptsächlich Blei, Arsen und Antimon. Besonders besorgniserregend bei den chinesischen Glasperlen ist die Anwesenheit von Arsentrioxid, das als Kategorie 1 krebserregend (karzinogen) (R45) eingestuft wird. Es gilt außerdem als extrem toxisch, wenn es verschluckt beziehungsweise als Feinstaub eingeatmet wird. In der EU Norm für Straßenmarkierungen wird der Schadstoffgehalt in Glasperlen auf 200 ppm in Summe wie im Einzelwert begrenzt. In der AMS SAE Vorschrift ab Januar 2008 ist der Arsenwert für shot peening Perlen auf 75 ppm begrenzt worden.

In China gibt es viele verschiedene Hersteller von Glasperlen. Eine unabhängige Analyse von Mustern chinesischer
Glasperlen, die in der EU verkauft werden, zeigte, dass die chinesischen Glasperlenmuster in der Regel zwischen 1000 und 1500 ppm Arsen enthielten. Im Vergleich beinhalten die Glasperlen aus europäischer Herstellung weniger als 20 ppm Arsen. Die Mehrzahl der chinesischen Muster enthielt über 1000 ppm Arsentrioxid und muss nach europäischer Gesetzgebung als gefährlich eingestuft werden.

Geringere Standzeiten

Viele Lufteinschlüsse in den chinesischen Glasperlen führen zu einer sehr viel geringeren Standzeit der Strahlperlen, verglichen mit herkömmlichen Glasperlen europäischer Herkunft. Die Sieblinien sind ziemlich weit gefasst, das heißt, die sehr feinen Perlen haben eventuell keine Strahlwirkung und können vom Strahlmittel-Reiniger direkt ausgeschieden werden.

Höherer Verbrauch und somit mehr Abfall sind die Folge. Der Strahldruck muss reduziert werden, was längere Strahlzeiten nach sich zieht und dadurch höhere Kosten verursacht. Auch die Qualität des Strahlergebnisses leidet: schlechte, raue Oberflächengüte, zum Beispiel eine wolkige und ungleichmäßige Optik sind das Resultat. Das erfordert Nacharbeit, beziehungsweise es kommt zu Reklamationen. Hinzu kommt eine übermäßige Staubentwicklung während des Strahlens. Je nach Strahlanlage tritt der Staub auch aus der Maschine aus. Dies führt wiederum zu gesundheitlichen Belastungen der Mitarbeiter. Auch die Belastung der Filteranlage steigt, was wiederum höhere Kosten zur Folge hat.

Verlockender Einkaufspreis


Sehr ähnliche Erfahrungen machte auch ein Geschäftsführer eines bekannten Unternehmens. Im Mai 2007 stieß der Einkauf des Lohndienstleisters über eine Internetseite auf einen neuen Strahlmittel-Lieferanten. Die von dem Strahlunternehmen gestellten Qualitätsanforderungen wurden mittels Materialzertifikat der Norm entsprechend von dem Lieferanten bestätigt, der Einkaufspreis lag 30 Prozent unter dem anderer Anbieter.
„Für uns als Lohndienstleister stellte sich dieser Einkauf zu Anfang als Wettbewerbsvorteil dar, um mit verbesserten Lohnstückkosten den Markt zu erweitern", begründet der Unternehmer seine damalige Entscheidung.

Der Strahlbetrieb orderte 1000 kg Glasperlen der Korngröße 70 bis 110 μm. Die Anlieferung erfolgte in zwei großen weißen Säcken auf Europaletten zu je 500 kg. In diesen Säcken waren wiederum 25 kg Glasperlen pro Gebinde in weißen Netzplastiksäcken verpackt. „Wir kannten von unseren Lieferanten eigentlich nur Materiallieferungen mit verschweißten Papiersäcken auf Europaletten", so der Geschäftsführer, „aber noch hatten wir keine Vermutung, dass es sich hierbei um Chinaware handeln könnte."

Katastrophales Strahlergebnis
bei Aluminiumbauteilen


Der Lohndienstleister arbeitet mit Glasperlen auf Basis der Kundenproduktanforderung nur mit automatisierten und teilautomatisierten Injektor- und Druckstrahlanlagen. Die Kunden kommen aus der Automobilindustrie, der Medizintechnik und dem Maschinenbau. „In der Medizintechnik sind wir gefordert, bei Aluminiumbauteilen ein optimales Oberflächenfinish durch Glasperlen bei einem Wert von unter RA 1,6 zu erzielen", erklärt Müller. Grund: Für ein anschließendes Eloxieren der Aluminiumteile gilt es, ein optisch gleichmäßiges und feines Oberflächenbild prozesssicher herzustellen. Für diese Teile kam das neue Strahlmittel zum Einsatz. Ergebnis: „Wir haben die schlimmsten Erfahrungen damit gemacht, es kam zu internen und externen Reklamationen, sodass dieser Lieferant
sofort gesperrt wurde", so Jochen Müller. „Besonders merkten wir den Unterschied der Strahlergebnisse bei Leichtmetallen, die durchaus nicht mehr prozesssicher gestrahlt werden konnten."

Der bisherige RA-Wert ließ sich nicht mehr erzielen und die Oberfläche wies partiell sichtbare Flecken auf, die einen unakzeptablen RZ-Wert messbar aufzeigten. Eine spätere Analyse ergab, dass diese günstigen Glasperlen nicht der Norm und dem angegebenen Zertifikat entsprachen. Das „günstige" Neumaterial wurde anschließend nur noch für das Strahlen von Edelstahlteilen ohne hohe Anforderungen aufgebraucht.

„Besonders bei Bauteilen aus der Medizintechnik und dem Anlagenbau, wo geringe Stückzahlen mit hohem Herstellungswert im Oberflächenfinish durch Glasperlen bearbeitet werden, kann eine solche Prozessabweichung für einen Dienstleister tödlich sein", resümiert Müller. Das führt hin bis zum Verlust des Kunden.
Eine Kostenersparnis sieht er bei dem minderwertigen Strahlgut ebenfalls nicht. Je nach Strahldruck rechnet der Dienstleister mit einer Standzeitreduzierung von bis zu 50 %. Nach dieser Erfahrung sieht Müller Einsparungen am Strahlmittel eher skeptisch: „Qualität kostet und der Kunde muss die Bereitschaft bringen, diese zu bezahlen."

Strahlen mit Glasperlen

Zur Reinigung und Oberflächenbehandlung von vorwiegend metallischen Materialien werden Mikro-Glaskörper (Glasperlen beziehungsweise Glasbruch) in Druckluft-Sandstrahl-Systemen als Strahlmittel eingesetzt. Während des Strahlvorgangs werden die Glaskörper bis zur Feinstaubgröße zerstört. Je nach Ausführung der Strahlanlagentechnik
kann dieser Feinstaub direkt aus der Strahlkabine oder aus der Filteranlage entweichen und somit auf die Bedienungsperson einwirken. In Europa hergestellte Glas-Strahlperlen werden in der Regel von dem BGIA (Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitssicherheit) auf toxische Inhaltsstoffe entsprechend der Unfallverhütungsvorschrift „Strahlarbeiten"-BGV D 26 geprüft und zugelassen.

Glasstrahlperlen werden in einem Recyclingprozess hergestellt, bei dem Industrieglasabfälle - überwiegend Flachglasscherben - mechanisch zerkleinert und unter Einsatz von Energie zu Glasperlen verarbeitet werden. In der Vergangenheit setzten Glashersteller Salze der Schwermetalle Arsen, Antimon und Blei als Einfärbungs- und Raffinationshilfsmittel ein. Eine verbesserte Ofentechnologie in Europa erlaubt es heute den Glasherstellern,
auf diese toxischen Additive im Produktionsprozess zu verzichten. Reflexperlenhersteller in der EU verwenden europäische Glasabfälle als Rohstoff, weshalb diese Glasperlen keine signifikanten Schwermetallkontaminationen enthalten.

Checkliste für den Kauf von Glasperlen

  • Skeptisch sein bei zu großen Preisabweichungen
  • Lieferanten chinesischer Perlen sind häufig reine Internet-Händler. Beratung oder technischer Service vor Ort wird nicht angeboten, auch Reklamationen dürften problematisch sein.
  • Da es in China über 40 Glasperlenfabriken gibt, werden die exportierten Mengen zusammengeführt und über Internet-Agenten vertrieben. Eine gleichbleibende Qualität ist daher eher nicht gegeben, da Sie nicht davon ausgehen können, die Perlen immer vom selben Hersteller zu bekommen.
  • Hinweise zur Normabweichung sind zu beachten.
  • Materialproben vom Hersteller entsprechen eventuell nicht der Lieferqualität.
  • Die Verpackung bei westeuropäischen Herstellern ist in aller Regel ein Papiersack (25 kg Netto-Inhalt, mit Kunststoff-Innenbeutel), der zugenäht, verschweißt oder verklebt ist. Der Aufkleber / die Aufschrift zeigt die Granulometrie in μm an und weist ggf. noch eine Chargennummer auf.
  • Eigenkontrolle der Sieblinie beziehungsweise Kornverteilung kann mit einem kleinen Labor-Hand-Siebsatz durchgeführt werden (Anschaffungskosten circa 500-1000 €).
  • Die Kosten für eine Untersuchung im Labor liegen bei etwa 70 bis 100 Euro für eine Siebanalyse. Für eine chemische oder Schwermetall-Analyse sind - je nach Anzahl der zu bestimmenden Elemente - circa 250 bis 450 Euro einzuplanen.
  • Auf jeden Fall vor dem Einfüllen eine optische Begutachtung des Strahlmittels durchführen! Oft kann man eine schlechte Siebung beziehungsweise viele kantige Partikel mit dem bloßen Auge erkennen. Ansonsten eine Lupe oder ein Mikroskop zur Hilfe nehmen.


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