Sicherer Umgang mit technischen Gasen - haw-hamburg.de · 2 3 Linde AG –Geschäftsbereich Linde Gas, Hamburg Abt. VMI –Michael Runzka Einflüsse auf den Menschen im täglichen

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1Linde AG – Geschäftsbereich Linde Gas, HamburgAbt. VMI – Michael Runzka

Michael Runzka – Abt. VMILinde AG – Geschäftsbereich Linde Gas, Hamburg

Sicherer Umgang mit technischen GasenLiProtect®


Wie entsteht Sicherheit?

Fehler werden immer von

Menschen gemacht. Das Gehirn,

unser wichtigstes Werkzeug, hilft

uns dabei, sie zu vermeiden.

Was ist unser wichtigstes

Werkzeug für die Sicherheit?

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Einflüsse auf den Menschen im täglichen Leben

Mensch

Wärme

Strahlung

Gase

elektr.Strom

Stäubeund

Rauche

Lärm


Zusammensetzung der Luft

Sauerstoff 20,95%

Argon0,93%

NeonHeliumKryptonXenon

0,002%

Stickstoff78,09%

— AtmosphärischeBestandteile:- Staub- Wasser (-dampf)- Kohlendioxid- Kohlenwasserstoffe

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Technische Gasesind nicht sichtbar

Technische Gase sindgeruch- und geschmacklos

Technische Gasekann man nicht fühlen

Allgemeine Eigenschaften technischer Gase


Propan1,55

Argon1,38

Kohlen-dioxid1,53

Sauerstoff1,11

Stickstoff0,97

Helium0,14

Acetylen0,91

Wasserstoff0,068

Relative Dichte von Gasen im Verhältnis zu Luft

Luft1,0 1,0

Leichter als Luft

Schwerer als Luft

WasserstoffArgonAcetylenSauerstoffKohlendioxidStickstoffHeliumPropan

4


brennbar

brandfördernd

inert

Weitere Eigenschaften von Gasen

giftig z.B. CO

2

lebensnotwendig

erstickend z.B. N2

narkotisierendz.B. N2O

Physiologische Wirkungen Chemische Eigenschaften


Informationen über Gase

Sicherheitshinweise, Sicherheitsdatenblätter, Betriebsanweisungen und weitere Informationen im WWW:

• http://www.linde-gas.de

→ Kapitel Sicherheit

oder

• http://www.industriegaseverband.de

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Sauerstoff O2

Linde AG – Geschäftsbereich Linde Gas, HamburgAbt. VMI – Michael Runzka


Sauerstoff ist die Grundlage für das gesamte Leben

Meinen Sie, dass Sauerstoffungefährlich ist?

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Powerstoff mit Sauerstoff


Sauerstoff gibt Kraft ???

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Temperaturerhöhung bei einem Druckstoß

Ti = Ta · ( PiPa)

x - 1

xTi = Ta · ( Pi

Pa)Ti = Ta · ( PiPa)

x - 1

x

x - 1

x

Druckstoß:10 → 200 barTemperaturerhöhung:ca. 700 °C

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

50 100 150

273,15

473,15

673,15

873,15

1073,15

1273,15

Verdichtungsverhältnis (Pi/Pa)

Ver

dic

htu

ng

stem

per

atu

r [K

]

Ver

dic

htu

ng

stem

per

atu

r [°

C]

Adiabatische

Verdichtungs-

temperatur

von Sauerstoff

O2x = 1,396


Folgen eines Druckstoßes 1

Sauerstoffbranddurch Druckstoß

8


Folgen eines Druckstoßes 2


Wie viel Druck benötigt man?

Zündtemperatur von Öl ca. 400°C

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Kennzeichnung "öl- und fettfrei halten"

Für Sauerstoff geeignete Armaturen sind gekennzeichnet


Gefahren durch Sauerstoffanreicherung

Wodurch kann Sauerstoff gefährlich werden?

— Unbeabsichtigte / ungewollte Ansammlung z.B. enge Bereiche oder Räume

— Zunahme der Verbrennungsgeschwindigkeit

— Erniedrigung der Zündenergie bei brennbaren Stoffen

21 % O2 24 % O2 40 % O2

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Unfälle zeigen die Gefahr


Beispiel für Sauerstoffmangel

Quelle:

Zwei Personen erstickten an einem

Kundenstandort, als sie in einem

geschlossenen Raum versuchten ein

Rohr, mit Hilfe von Argon frei zu

machen. Der Einsatz von Argon war

für diese Art der Anwendung nicht

genehmigt. Der Unfall ereignete sich

in einer zwei Meter tiefen Wanne,

die zur Entwässerung eines nahe

gelegenen Grabens genutzt wird.

EUROPEAN INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION

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Kohlendioxid CO2



Kohlendioxid hat viele Gesichter

O

O

C

O=C=O

CO2

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Eigenschaften von Kohlendioxid

– farbloses, geruchloses, geschmackloses Gas

– Dichte: 1,977g/l (ca. 1½ mal so schwer wie Luft)

– ungiftig, aber: unterhält nicht die Atmung, wirkt also erstickend

– nicht brennbar (daher Einsatz als Löschmittel)

– mit ca. 0,03 - 0,036 Vol.-% natürlicher Bestandteil der Atemluft

– trägt mit ca. 50% zur Entstehung des so genannten Treibhauseffekts bei

– Menschen, Tiere und viele Mikroorganismen atmen CO2 aus, das bei der

Oxidation ihrer Nahrung entsteht

– ein Mensch atmet täglich 700g CO2 aus

– entsteht grundsätzlich bei der Verbrennung organischer Substanzen


CO2-Konzentrationen (in Vol.-%) und ihre Wirkung

Frischluft0,03

Stadtluft0,07

Hohe Werte in Büroräumen0,1-0,3

MAK (Maximale Arbeitsplatzkonzentration)0,5

Große Menschenansammlungen in Räumen (z. B. Kino)0,7

KZW (Kurzzeitwert für Expositionsspitzen)1,0

Ausgeatmete LuftVerstärkte Atmung – erhöhter Pulsschlag

3,0

Schwindelgefühl, Brechreiz, Lähmungserscheinungen,Durchblutungsänderungen im Gehirn, Kopfschmerzen

7,0

Erlöschen einer Kerze,Krämpfe, Bewusstlosigkeit, Tod

10,0

TOD IN WENIGEN SEKUNDEN20,0

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Rettung

– Rettungspersonal muss für Rettungsmaßnahmen geschult sein und die entsprechenden Geräte und eine angemessene Technik anwenden.

– Rettungsmaßnahmen müssen gut geplant sein

– Von Zeit zu Zeit müssen Notfallübungen durchgeführt werden.

Eine schlecht vorbereitete Rettungsaktion kann die letzte Ihres Lebens sein!

Acetylen C2H2


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Weitere Kohlenwasserstoffe sind:

Propylen: C3H6

Propan: C3H8

Methan: CH4

Äthan: C2H6

Butan: C4H10

Methylacetylen: C3H4

Propadien: C3H4

Acetylen (C2H2)

Das Acetylenmolekül besteht aus

zwei durch eine Dreifachbindung

verbundene Kohlenstoffatome,

sowie aus zwei dazu symmetrisch

angeordneten Wasserstoffatomen.

— hohe Zerfallsneigung

— großer Zündbereich

— Flammtemperatur > 3000 °C

— wirkt betäubend

— leichter als Luft

CH C H


Eigenschaften – chemisch –Brennbarkeit

12

10

8

6

4

2

0

Zün

dg

esc

hw

ind

igke

it[m

/s]

Acetylen

Gemisch mit Ethen

Ethen

Methan

Gemisch mitMethylacetylen

Propen

Propan

Brenngas-/Sauerstoffverhältnis[m³/m³]

0 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6

3.100

3.000

2.900

2.800

2.700

2.600

Tem

pera

tur

[°C]

Acetylen

Gemisch mit Ethen

Ethen

Methan

Gemisch mitMethylacetylen

Propen

Propan

Brenngas-/Sauerstoffverhältnis[m³/m³]

0 1:1 1:2 1:3 1:4 1:5 1:6

3.200

Acetylen

ist hochentzündlich, ist wegen

seiner Verbrennungseigenschaften

das beste Gas für Verbrennungs-

prozesse, bildet mit Luft oder Sauerstoff

explosionsfähige Gemische, die

leicht entzündet werden können.

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Füllmasse von Acetylenbehältern

Die Füllmasse war früher oft asbesthaltig. Heute besteht sie meist aus Calciumsilikat mit eingelagerten Glasfasern.

Sie gewährleistet durch 91% Porosität eine hohe Acetylenbeladung und hohe Sicherheit bei möglichem Zerfall.

Acetylen wird in Lösungsmitteln in hoch-poröser Masse gespeichert. Zwei Lösungs-mittel sind heute gebräuchlich:AcetonDMF (Dimethylformamid)


Lieferformen, Inhalte und Entnahmemengen von Acetylen

88.000128.000256.0002.304Trailer (256 Fl.) 16 Bündel

44.00064.000128.0001.152Trailer (128 Fl.) 8 Bündel

5.5008.00016.00014461Flaschenbündel (16 Fl.)

2.0003.0006.00043,246Flaschenbündel (6 Fl.)

3505001.0006,3/8/1040/48/50Einzelflasche

Dauer-entnahme

> 8h / Tag

Normal

8h / Tag

Kurzfristig

< 20 min / h

Entnahmemenge [l/h]Inhalt

[kg]

Behälter Typ

Lieferform

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Acetylen – Betriebsanweisung nach Gefahrstoffverordnung

• Hochentzündlich

• Beim Erwärmen explosionsfähig. Mit und ohne Luftexplosionsfähig.

• Erstickungsgefahr in mit Gas angereicherter Atmosphäre.

• Wirkt in höheren Konzentrationen narkotisierend.

• Acetylen in Gasbehältern oder Rohrleitungen kann durch Druckstoß oder

• Erwärmung explosionsartig zerfallen.

Gefahren für Mensch und Umwelt

Form: Im Gasbehälter unter Druck gelöst, bei Entnahme gasförmig

Farbe: FarblosGeruch: Knoblauchartig

Gefahrstoff – Acetylen (C2H2)

BETRIEBSANWEISUNG Gem. GefStoffV §14

Nr.: A.0006.01/06

BETRIEB: ARBEITSBEREICH:

GEFAHRSTOFFBEZEICHNUNG / TÄTIGKEIT Acetylen (Ethin)

Form: gasförmig oder unter Druck gelöst Farbe: farblos Geruch: knoblauchartiger Geruch

GEFAHREN FÜR MENSCH UND UMWELT • Hochentzündlich

• Beim Erwärmen explosionsfähig • Mit und ohne Luft explosionsfähig • Acetylen ist leichter als Luft und bildet mit Luft explosionsfähige Gemische. Bei An-

sammlung in geschlossenen Räumen besteht akute Explosionsgefahr • Acetylen in Flaschen oder Rohrleitungen kann durch Druckstoß oder Erwärmung

explosionsartig zerfallen • Kann durch Luftverdrängung Erstickungsgefahr hervorrufen • Wirkt in höheren Konzentrationen narkotisierend

SCHUTZMASSNAHMEN UND VERHALTENSMASSREGELN

• Von Zündquellen fernhalten – nicht rauchen • Maßnahmen gegen elektrostatische Aufladung treffen • Allgemein für gute Belüftung sorgen, besonders im Deckenbereich • Behälter dicht geschlossen, an einem gut gelüfteten Ort aufbewahren • Feuerarbeiten nur mit Arbeitserlaubnisbescheinigung ausführen • Pausenverpflegung außerhalb des Tätigkeitsbereichs aufbewahren sowie einneh-

men • Absperrarmaturen nicht ruckartig betätigen (Vermeidung von Druckstößen) Handschutz: Schutzhandschuhe Spezifikation für persönliche Schutzausrüstung beachten: Arbeitsanweisung DE-AA-0354

VERHALTEN BEI STÖRUNGEN ODER IM GEFAHRENFALL • Leckage:

• Brand: • Löschmittel: • Umgebungs-

brand:

Zufuhr von Acetylen zur Austrittsstelle absperren. Austretendes Gas mit Sprühwasser niederschlagen Feuer in Räumen nur löschen, wenn Absperrung nicht möglich ist und Acetylen nicht gefahrlos ab-brennen kann Nur CO2 oder Pulverlöscher verwenden Acetylenflaschen aus der Brandzone entfernen oder aus gedeckter Stellung mit Wasser kühlen Verdacht einer Zerfallreaktion in einer Acetylenflasche (Flasche wird warm, Ruß kommt aus dem Ven-til): Flaschenventil schließen, Flasche aus gedeckter Stellung mit Wasser kühlen

VERHALTEN BEI UNFÄLLEN; ERSTE HILFE

Sauerstoffmangel: Verbrennung:

Notruf:

Frischluft zuführen und Atemwege freihalten, bei Atemstillstand Atemspende, Arzt rufen Gliedmaßen sofort mit Wasser kühlen, ansonsten sind Maßnahmen abhängig von der betroffenen Stelle („Anleitung zur Ersten Hilfe“ im Verbandskasten)

--> siehe Meldeplan

SACHGERECHTE ENTSORGUNG

Rücksprache mit Fachabteilung TSZ bzw. Rückfrage beim Lieferanten.

Für weitere Sicherheits-Informationen siehe auch Sicherheitsdatenblatt und Gefahrstoffdatenbanken (z.B. GESTIS, …)


Sicherheitsaspekte beim Umgang mit Acetylen

Rohrleitungen: keine Kupferleitungen (Kupferacetylitbildung)

Maximaler Druck: 1,5 bar (ü)

Zulässiger Druck: ist abhängig von Rohrleitungsdurchmesser

bis 50 mm Durchmesser: 1,5 bar (ü)

für größere Abmessungen sinkt der zulässige

Leitungsdruck

Flammenrückschlagsicherungen und Zerfallssperren sind zwingend vorgeschrieben

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Sicherheitseinrichtung mit Mehrfachfunktion(Gebrauchstellenvorlage) - Aufbau

Temperaturgesteuert Druckgesteuert


Notfälle – ausströmendes / brennendes Acetylen

Bei ausströmendem / brennendem Acetylen:Absperrventil schließen!

Wenn die Gasausströmung nicht gestoppt werden kann:

Im Freien:Gas ausströmen lassen. Feuer bei Ausbreitungsgefahr löschen.

Im Raum:Bei ausströmendem Acetylen: Explosionsgefahr! Raum evakuieren!

Bei brennendem Acetylen: Flamme brennen lassen. Falls dennoch gelöscht werden muss, entsteht Explosionsgefahr.

Die einzig richtige Art eine Acetylenflamme zu

löschen:

Flaschenventil schließen.

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Notfälle – „heiße“ Acetylenflasche

Heiße Acetylenflasche bedeutet:

Flasche ist Feuer oder Hitze ausgesetzt – eine Zerfallsreaktion entwickelt sich – die Flasche kann bersten.

Vorsichtsmaßnahmen bei einer heißen Einzelflasche:

Flaschenventil schließen.

Bereich evakuieren.

Flasche mit viel Wasser aus geschützter Position kühlen, bis sie kalt und nass bleibt.

Training bei der Feuerwehr

Kühlen eines Acetylenbündels aus geschützter Position


Notfälle – „heißes“ Acetylenbündel

Vorsichtsmaßnahmen bei einem heißen Acetylenbündel:

Zentralventil des Bündels schließen.

Bereich evakuieren.

Bündel aus geschützter Position mit viel Wasser kühlen.

Bündel wesentlich länger kühlen als Einzelflaschen.

Von dem Bündel fernbleiben , solange die Flaschen nicht definitiv kalt bleiben.

Die Feuerwehr kühlt und löscht aus gesicherter Position ein brennendes Acetylenbündel

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Kühlung einer Acetylenflasche im Wasserbad durch die Feuerwehr


Das Ende einer Werkstatt

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Energie und Wirkung

Flüssiggas


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Zweiphasen-Zustandsform von Flüssiggas

flüssig

gasförmig


Verhältnis Temperatur – Volumen

– steigende Temperatur –

steigender Druck!

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Sicherheitsmaßnahme Gaspolster

• Größe des Gaspolsters hängtvon nationalen Sicherheitsvor-schriften ab


Durch Hitze deformierte und explodierte Propangasflasche

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Propan ist ein hochentzündliches Gas


Ausdehnung und Verbrennung von Flüssiggas

1 Liter (ca. 0,6 kg) zur Verbrennung von 1 kg

Propan – Flüssigphase ergibt Flüssiggas benötigt man

260 Liter Propan – Gasphase ca. 12 m³ Luft

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Propan ist deutlich schwerer als Luft

das Strömungsverhalten von kalten Gasen ähnelt dem einer Flüssigkeit


Risiken von Flüssiggas z.B. Butan oder Propan

Hauptrisiken:

• Unvollständige Verbrennung

- Explosionsgefahr

• Unkontrolliertes Austreten

- Flüssiggas wirkt erstickend

Nebenrisiken:

• Flüssiggas wirkt narkotisierend

• Verbrennungsgefahr „Kaltverbrennung“

(durch große „Verdunstungskälte“)

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Kaltverbrennung durch tiefkalt verflüssigtes Gas und / oder große Verdunstungskälte bei Expansion

Tiefkaltverflüssigte Gase können Kaltverbrennungen verursachen.

Verletze sind an einen warmen Ort zu bringen und ein Arzt ist zu konsultieren.

Hautstellen sind mit großen Mengen lauwarmen Wassers zu übergießen (ideal sind 40°C).

Keine andere Wärme anwenden (z. B. heiße Luft).

Es kann ein Schockzustand eintreten. Wenn Augen betroffen, diese kurz spülen.

Zu schützen sind insbesondere Augen und Hände.


Kaltes Gas und die Folgen

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Wasserstoff H2



Wasserstoff ist überall

92% des bekannten Universums bestehen aus Wasserstoff

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Historischer Rückblick 1

Zeppelin-Katastrophe 1937 in Lakehurst (New York)


Historischer Rückblick 2

Challenger-Absturz 1986

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Blick in die Zukunft


Wasserstoffantrieb für U-Boote ist Realität

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Explosionsgrenzen von Gasen in Luft [Vol. - %]

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Wasserstoff Acetylen Propan Methan

4,0

75,6

83,0

2,4 2,1

9,515,0

5,0


Mindestzündenergie von Gasen [mJ]

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

Wasserstoff Acetylen Propan Methan

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Schutzmaßnahmen

• Vermeidung explosionsfähiger Atmosphäre in Räumen

• Vermeidung von Zündquellen

• Vermeidung explosionsfähiger Gemische in Wasserstoffanlagen


Verwendungsverbote, Vermeidung und Missbrauch

— nicht als Träger pneumatischer Energie verwenden, d. h. nicht an Stelle von Druckluft, nicht zur Druckentleerung / Druckprüfung von Behältern oder zum Farbspritzen verwenden.

— nicht als Gaspolster von Flüssigkeitsbehältern verwenden

— nicht zum Füllen von Kinder-Ballons (Explosionsrisiko) verwenden

— nicht in hoher Konzentration einatmen (Erstickung schon nach einem tiefen Atemzug möglich)

Nichteignung bestimmter Werkstoffe

— Versprödung von Kohlenstoffstahl, Kunststoffen und Gummi möglich

— Gusswerkstoffe sind wegen ihrer Porosität für Wasserstoffanlagen nicht zu empfehlen

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Sicherheitstechnische Kenndaten für Wasserstoff

m / s3,46Maximale Verbrennungsgeschwindigkeit

kg TNT / m32,02Explosionsenergie / Volumeneinheit

mJ0,02Mindestzündenergie in Luft

°C560Zündtemperatur

Vol.-%

Vol.-%

4,0

75,6

Explosionsgrenzen UEG

OEG

Zum Vergleich: Sicherheitstechnische Kenndaten für Propan

2,19,5

450

0,26

20,5

0,47

Helium He


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Helium – Lagerstätten und Produktionskapazitäten

Druckgasbehälter


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Umgang mit Gasflaschen

bei Schaden kennzeichnen

Gasflaschen nur in derPalette verkranen

Gasflaschen nicht werfenGasflaschen nicht mit der Flamme berühren

Gasflaschen nicht fetten oder ölenGasflaschen nichtgewaltsam öffnen

Gasflaschen nicht zumZünden benutzen

Gasflaschen nicht missbrauchen

Gasflaschen immer gegenUmfallen sichern


Betriebsdruck

Jeder Druckgasbehälter muss für die vorgesehene Gasart und den entsprechenden Betriebsdruck geeignet sein.

10l-Flasche Schwefelhexafluorid: Prüfdruck von 70 bar überschritten

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Farbkennzeichnung von Gasflaschen in Deutschland nach DIN EN 1089-3 Entspricht den Empfehlungen des Europäischen Industriegaseverbandes (EIGA)

Sauerstoff technisch. Alt: blau, neu: weißweißweiß

Acetylen. Alt: gelbgelb, neu: kastanienbraun

Argon. Alt: grau, neu: dunkelgrün

Stickstoff. Alt: dunkelgrün, neu: schwarz

Kohlendioxid. Alt: grau, neu: grau

Helium. Alt: grau, neu: braun

Xenon, Krypton, Neon. Alt: grau, neu: leuchtendgrün

Wasserstoff. Alt: rot, neu: rot

Formiergas (Stickstoff / Wasserstoff).Alt: rot, neu: rot

Gemisch Argon / Kohlendioxid. Alt: grau, neu: leuchtendgrün

Druckluft. Alt: grau, neu: leuchtendgrün


Gefahrgutaufkleber

Zahlenerklärung:

1. Risiko und Sicherheitssätze2. Gefahrzettel3. Zusammensetzung des Gases4. Produktbezeichnung5. EG - Nummer6. Gasbenennung nach GGVS7. Herstellerhinweis8. Name u. Telefonnummer

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Bereitstellung technischer Gase

Verdichtete Gase

— Sauerstoff

— Stickstoff

— Argon

— Wasserstoff

Unter Druck gelöste Gase

— Propan

— Butan

— Kohlendioxid

Unter Druck verflüssigte Gase

— Acetylen

— Flüssig – Sauerstoff (LOX)

— Flüssig – Stickstoff (LIN)

— Flüssig – Argon (LAR)

Tiefkalt verflüssigte Gase


Eigenschaften von Gasen

Physiologische Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

brennbar

ätzend

korrosiv

inert

selbstentzündlich

zerfallsfähig

oxidierend

leichter / schwererals Luft

komprimierbar

dehnt sich auf Raumgröße aus

Volumenänderung durchTemperaturänderung

erstickend

giftig

nicht sichtbar

nicht fühlbar

geschmacklos

geruchlos

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Das „Wissen“ der Eigenschaften von technischen Gasen ist die Grundlage für sicheres Arbeiten.

Die Gefahren sind immer auch gasspezifisch, wie z. B. brennbar, brandfördernd und erstickend.

Die Gefahren beim Umgang mit Gasen sind sicher beherrschbar.

Zusammenfassung


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Kontakt:

Michael Runzka

Linde AGGeschäftsbereich Linde GasFangdieckstraße 7522523 Hamburg

T: 040.85.31.21-189F: [email protected]

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