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81. Elektrische Geräte und Ausrüstung

Kapitel-Editor: NA Smith


Inhaltsverzeichnis

Tabellen und Abbildungen

Allgemeines Profil
NA Smith

Herstellung von Blei-Säure-Batterien
Barry P. Kelley

Batterien
NA Smith

Herstellung von Elektrokabeln
David A. O'Malley

Herstellung von elektrischen Lampen und Röhren
Albert M. Zielinski

Herstellung von Haushaltselektrogeräten
NA Smith und W. Klost

Umwelt- und Gesundheitsfragen
Pittmann, Alexander

Tische

Klicken Sie unten auf einen Link, um die Tabelle im Artikelkontext anzuzeigen.

1. Zusammensetzung gängiger Batterien
2. Herstellung: Elektrohaushaltsgeräte

Zahlen

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Mittwoch, März 16 2011 18: 51

Allgemeines Profil

Überblick über die Branche

Elektrische Betriebsmittel umfassen ein weites Spektrum an Geräten. Es wäre unmöglich, Informationen zu allen Ausrüstungsgegenständen aufzunehmen, und dieses Kapitel beschränkt sich daher auf die Abdeckung von Produkten einiger der wichtigsten Industriezweige. Bei der Herstellung solcher Geräte sind zahlreiche Prozesse beteiligt. Dieses Kapitel behandelt die Gefahren, denen Personen ausgesetzt sein können, die bei der Herstellung von Batterien, Elektrokabeln, elektrischen Lampen und allgemeinen elektrischen Haushaltsgeräten arbeiten. Es konzentriert sich auf elektrische Geräte; elektronische Geräte werden in diesem Kapitel ausführlich behandelt Mikroelektronik und Halbleiter.

Entwicklung der Branche

Die bahnbrechende Entdeckung der elektromagnetischen Induktion war maßgeblich an der Entwicklung der heutigen riesigen Elektroindustrie beteiligt. Die Entdeckung des elektrochemischen Effekts führte zur Entwicklung von Batterien als Mittel zur Versorgung elektrischer Geräte aus tragbaren Stromquellen mit Gleichstromsystemen. Als Geräte erfunden wurden, die auf Strom aus dem Stromnetz angewiesen waren, wurde ein System zur Übertragung und Verteilung von Elektrizität benötigt, was zur Einführung flexibler elektrischer Leiter (Kabel) führte.

Die frühen Formen der künstlichen Beleuchtung (dh Kohlebogen- und Gasbeleuchtung) wurden durch die Glühlampe (ursprünglich mit einem Kohlefaden, ausgestellt von Joseph Swan in England im Januar 1879) ersetzt. Die Glühlampe sollte vor dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs, als die Leuchtstofflampe eingeführt wurde, ein beispielloses Monopol in häuslichen, gewerblichen und industriellen Anwendungen genießen. Andere Formen der Entladungsbeleuchtung, die alle vom Durchgang eines elektrischen Stroms durch ein Gas oder einen Dampf abhängen, wurden später entwickelt und haben eine Vielzahl von Anwendungen in Handel und Industrie.

Andere elektrische Geräte in vielen Bereichen (z. B. audiovisuell, Heizung, Kochen und Kühlen) werden ständig weiterentwickelt, und die Palette solcher Geräte nimmt zu. Typisch dafür ist die Einführung des Satellitenfernsehens und des Mikrowellenherdes.

Während die Verfügbarkeit und Zugänglichkeit von Rohstoffen einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung der Industrien hatte, waren die Standorte der Industrien nicht unbedingt durch die Standorte der Rohstoffquellen bestimmt. Die Rohstoffe werden oft von Dritten verarbeitet, bevor sie für die Montage von Elektrogeräten und -geräten verwendet werden.

Merkmale der Belegschaft

Die Fähigkeiten und das Fachwissen derjenigen, die heute in der Branche arbeiten, unterscheiden sich von denen der Belegschaft früherer Jahre. Anlagen zur Produktion und Herstellung von Batterien, Kabeln, Lampen und elektrischen Haushaltsgeräten sind hochgradig automatisiert.

In vielen Fällen benötigen diejenigen, die derzeit in der Branche tätig sind, eine spezielle Ausbildung, um ihre Arbeit ausführen zu können. Teamwork ist ein wichtiger Faktor in der Branche, da viele Prozesse Produktionsliniensysteme beinhalten, in denen die Arbeit von Einzelpersonen von der Arbeit anderer abhängt.

Eine ständig wachsende Zahl von Herstellungsprozessen, die bei der Herstellung von Elektrogeräten beteiligt sind, stützen sich auf irgendeine Form der Computerisierung. Es ist daher erforderlich, dass die Belegschaft mit Computertechniken vertraut ist. Für die jüngere Belegschaft stellt dies möglicherweise kein Problem dar, ältere Arbeitnehmer haben jedoch möglicherweise keine Computererfahrung und müssen wahrscheinlich umgeschult werden.

Wirtschaftliche Bedeutung der Branche

Einige Länder profitieren mehr als andere von der Elektrogeräteindustrie. Die Industrie hat wirtschaftliche Bedeutung für jene Länder, aus denen Rohstoffe bezogen werden und in denen die Endprodukte zusammengesetzt und/oder konstruiert werden. Montage und Aufbau finden in vielen verschiedenen Ländern statt.

Rohstoffe sind nicht unendlich verfügbar. Ausrangierte Geräte sollten nach Möglichkeit wiederverwendet werden. Die Kosten, die mit der Rückgewinnung der Teile ausgemusterter Geräte verbunden sind, die wiederverwendet werden können, können jedoch letztendlich unerschwinglich sein.

 

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Mittwoch, März 16 2011 18: 52

Herstellung von Blei-Säure-Batterien

Das erste praktische Design einer Blei-Säure-Batterie wurde 1860 von Gaston Planté entwickelt, und die Produktion ist seitdem stetig gewachsen. Autobatterien stellen den Haupteinsatzbereich der Blei-Säure-Technologie dar, gefolgt von Industriebatterien (Stand-by-Strom und Traktion). Mehr als die Hälfte der weltweiten Bleiproduktion fließt in Batterien.

Die niedrigen Kosten und die einfache Herstellung von Blei-Säure-Batterien im Vergleich zu anderen elektrochemischen Paaren sollten eine anhaltende Nachfrage nach diesem System in der Zukunft sicherstellen.

Die Blei-Säure-Batterie hat eine positive Elektrode aus Bleiperoxid (PbO2) und eine negative Elektrode aus schwammigem Blei (Pb) mit großer Oberfläche. Der Elektrolyt ist eine Schwefelsäurelösung mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von 1.21 bis 1.30 (28 bis 39 Gew.-%). Bei der Entladung wandeln sich beide Elektroden wie unten gezeigt in Bleisulfat um:

Herstellungsprozess

Der Herstellungsprozess, der im Prozessflussdiagramm (Abbildung 1) dargestellt ist, wird im Folgenden beschrieben:

Abbildung 1. Herstellungsprozess von Blei-Säure-Batterien

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Oxidherstellung: Bleioxid wird aus Bleischweinen (Bleimassen aus Schmelzöfen) nach einer von zwei Methoden hergestellt – einem Barton-Pot- oder einem Mahlprozess. Beim Barton-Pot-Verfahren wird Luft über geschmolzenes Blei geblasen, um einen feinen Strom von Bleitröpfchen zu erzeugen. Die Tröpfchen reagieren mit Luftsauerstoff und bilden das Oxid, das aus einem Bleikern mit einer Bleioxid (PbO)-Beschichtung besteht.

Beim Mahlprozess wird festes Blei (das in der Größe von kleinen Kugeln bis zu ganzen Schweinen reichen kann) in eine rotierende Mühle eingeführt. Die Taumelbewegung des Bleis erzeugt Wärme und die Oberfläche des Bleis oxidiert. Während die Partikel in der Trommel herumrollen, werden die Oberflächenschichten des Oxids entfernt, um mehr sauberes Blei für die Oxidation freizulegen. Der Luftstrom trägt das Pulver zu einem Beutelfilter, wo es gesammelt wird.

Netzproduktion: Gitter werden hauptsächlich durch Gießen (sowohl automatisch als auch manuell) oder, insbesondere für Autobatterien, durch Expansion aus geschmiedeter oder gegossener Bleilegierung hergestellt.

Einfügen: Batteriepaste wird durch Mischen des Oxids mit Wasser, Schwefelsäure und einer Reihe von proprietären Additiven hergestellt. Die Paste wird maschinell oder von Hand in das Gittergitter gepresst und die Platten werden meist in einem Hochtemperaturofen blitzgetrocknet.

Beklebte Platten werden gehärtet, indem sie in Öfen unter sorgfältig kontrollierten Temperatur-, Feuchtigkeits- und Zeitbedingungen gelagert werden. Freies Blei in der Paste wandelt sich in Bleioxid um.

Formung, Plattenzuschnitt und Montage: Batterieplatten werden einem elektrischen Bildungsprozess auf eine von zwei Arten unterzogen. Bei der Tankbildung werden Platten in große Bäder mit verdünnter Schwefelsäure geladen und ein Gleichstrom wird geleitet, um die positiven und negativen Platten zu bilden. Nach dem Trocknen werden die Platten geschnitten und mit Separatoren dazwischen zu Batteriekästen zusammengesetzt. Platten gleicher Polarität werden durch Verschweißen der Plattenfahnen verbunden.

Bei der Glasformung werden die Platten elektrisch geformt, nachdem sie zu Batteriekästen zusammengebaut wurden.

Gefahren und Kontrollen für die Gesundheit am Arbeitsplatz

Blei

Blei ist das größte Gesundheitsrisiko im Zusammenhang mit der Batterieherstellung. Der Hauptexpositionsweg ist die Inhalation, aber auch die Einnahme kann ein Problem darstellen, wenn der persönlichen Hygiene nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt wird. Eine Exposition kann in allen Phasen der Produktion auftreten.

Die Herstellung von Bleioxid ist potentiell sehr gefährlich. Expositionen werden durch die Automatisierung des Prozesses kontrolliert, wodurch die Arbeiter von der Gefahr befreit werden. In vielen Fabriken wird der Prozess von einer Person bedient.

Beim Gitterguss wird die Exposition gegenüber Bleidämpfen durch die Verwendung einer lokalen Absaugung (LEV) zusammen mit einer thermostatischen Steuerung der Bleitöpfe minimiert (die Bleidämpfe steigen deutlich über 500 C). Bleihaltige Schlacke, die sich oben auf dem geschmolzenen Blei bildet, kann ebenfalls Probleme verursachen. Die Krätze enthält eine große Menge an sehr feinem Staub, und es muss große Sorgfalt walten, wenn sie entsorgt wird.

Klebebereiche haben traditionell zu hohen Bleibelastungen geführt. Aufgrund des Herstellungsverfahrens gelangen häufig Spritzer von Bleischlamm auf Maschinen, Böden, Schürzen und Stiefel. Diese Spritzer trocknen aus und erzeugen Bleistaub in der Luft. Die Kontrolle wird erreicht, indem der Boden ständig nass gehalten und die Schürzen häufig mit einem Schwamm abgewischt werden.

Bleifreisetzungen in anderen Abteilungen (Umformung, Plattenzuschnitt und Montage) entstehen durch den Umgang mit trockenen, staubigen Platten. Expositionen werden durch LEV zusammen mit der angemessenen Verwendung von persönlicher Schutzausrüstung minimiert.

Viele Länder haben Gesetze erlassen, um das Ausmaß der beruflichen Exposition zu begrenzen, und es gibt numerische Standards für Bleigehalte in der Luft und im Blut.

Normalerweise wird ein Arbeitsmediziner angestellt, um Blutproben von exponierten Arbeitern zu entnehmen. Die Häufigkeit der Blutuntersuchungen kann von jährlich für Mitarbeiter mit geringem Risiko bis zu vierteljährlich für Mitarbeiter in Hochrisikoabteilungen (z. B. Kleben) reichen. Wenn der Blutbleispiegel eines Arbeiters den gesetzlichen Grenzwert überschreitet, sollte der Arbeiter von jeglicher Bleiexposition am Arbeitsplatz ausgeschlossen werden, bis der Blutbleispiegel auf einen vom medizinischen Berater als akzeptabel erachteten Wert fällt.

Die Luftprobenahme auf Blei ist eine Ergänzung zum Blutbleitest. Die bevorzugte Methode ist die persönliche statt der statischen Probenahme. Aufgrund der inhärenten Variabilität der Ergebnisse ist normalerweise eine große Anzahl von Blei-in-Luft-Proben erforderlich. Die Verwendung der richtigen statistischen Verfahren bei der Analyse der Daten kann Informationen über Bleiquellen liefern und eine Grundlage für die Verbesserung der technischen Konstruktion bieten. Regelmäßige Luftproben können verwendet werden, um die anhaltende Wirksamkeit von Kontrollsystemen zu beurteilen.

Die zulässigen Bleikonzentrationen in der Luft und im Blut variieren von Land zu Land und liegen derzeit zwischen 0.05 und 0.20 mg/m3 bzw. 50 bis 80 mg/dl. Bei diesen Limits gibt es einen anhaltenden Abwärtstrend.

Zusätzlich zu den normalen technischen Kontrollen sind weitere Maßnahmen erforderlich, um die Bleiexposition zu minimieren. In allen Produktionsbereichen darf nicht gegessen, geraucht, getrunken oder Kaugummi gekaut werden.

Es sollten geeignete Wasch- und Umkleidemöglichkeiten vorhanden sein, damit Arbeitskleidung in einem von persönlicher Kleidung und Schuhen getrennten Bereich aufbewahrt werden kann. Wasch-/Duschgelegenheiten sollten sich zwischen den sauberen und schmutzigen Bereichen befinden.

Schwefelsäure

Während des Bildungsprozesses wird das aktive Material auf den Platten in PbO umgewandelt2 an der positiven und Pb an der negativen Elektrode. Wenn die Platten vollständig aufgeladen sind, beginnt der Formationsstrom, das Wasser im Elektrolyten in Wasserstoff und Sauerstoff zu dissoziieren:

Positiv:        

Negativ:      

Beim Begasen entsteht Schwefelsäurenebel. Zahnerosion war einst ein weit verbreitetes Merkmal bei Arbeitern in Ausbildungsgebieten. Batterieunternehmen haben traditionell die Dienste eines Zahnarztes in Anspruch genommen, und viele tun dies auch weiterhin.

Neuere Studien (IARC 1992) haben einen möglichen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Nebeln anorganischer Säuren (einschließlich Schwefelsäure) und Kehlkopfkrebs nahegelegt. Die Forschung in diesem Bereich wird fortgesetzt.

Der berufliche Expositionsstandard im Vereinigten Königreich für Schwefelsäurenebel beträgt 1 mg/m3. Die Expositionen können unter diesem Niveau gehalten werden, wenn LEV über den Formationskreisläufen vorhanden ist.

Ein Hautkontakt mit der ätzenden Schwefelsäureflüssigkeit ist ebenfalls besorgniserregend. Zu den Vorsichtsmaßnahmen gehören persönliche Schutzausrüstung, Augenduschen und Notduschen.

Talk

Talkum wird bei bestimmten Handgussvorgängen als Formtrennmittel verwendet. Langfristige Exposition gegenüber Talkstaub kann Pneumokoniose verursachen, und es ist wichtig, dass der Staub durch geeignete Belüftungs- und Prozesskontrollmaßnahmen kontrolliert wird.

Künstliche Mineralfasern (MMFs)

Separatoren werden in Blei-Säure-Batterien verwendet, um die positiven von den negativen Platten elektrisch zu isolieren. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Materialtypen verwendet (z. B. Gummi, Zellulose, Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen), aber zunehmend werden Glasfaserseparatoren verwendet. Diese Separatoren werden aus MMFs hergestellt.

Ein erhöhtes Lungenkrebsrisiko bei Arbeitern wurde in den Anfängen der Mineralwollindustrie nachgewiesen (HSE 1990). Dies kann jedoch durch andere krebserregende Materialien verursacht worden sein, die zu dieser Zeit verwendet wurden. Es ist dennoch ratsam sicherzustellen, dass jegliche Exposition gegenüber MMFs entweder durch vollständige Einschließung oder durch LEV auf ein Minimum beschränkt wird.

Stibin und Arsenwasserstoff

Antimon und Arsen werden üblicherweise in Bleilegierungen verwendet, und Stibin (SbH3) oder Arsin (AsH3) können unter bestimmten Umständen hergestellt werden:

    • wenn eine Zelle übermäßig überladen wird
    • wenn Krätze einer Blei-Calcium-Legierung mit Krätze einer Blei-Antimon- oder Blei-Arsen-Legierung vermischt wird. Die beiden Krätzen können chemisch reagieren, um Calciumstibid oder Calciumarsenid zu bilden, die bei anschließender Benetzung SbH erzeugen können3 oder AsH3.

       

      Stibin und Arsenwasserstoff sind beide hochgiftige Gase, die durch die Zerstörung roter Blutkörperchen wirken. Strenge Prozesskontrollen während der Batterieherstellung sollten jegliches Risiko einer Exposition gegenüber diesen Gasen verhindern.

      Physikalische Gefahren

      Bei der Batterieherstellung gibt es auch eine Vielzahl physikalischer Gefahren (z. B. Lärm, geschmolzenes Metall und Säurespritzer, elektrische Gefahren und manuelle Handhabung), aber die daraus resultierenden Risiken können durch geeignete technische und Prozesskontrollen reduziert werden.

      Umweltprobleme

      Die Wirkung von Blei auf die Gesundheit von Kindern wurde ausführlich untersucht. Es ist daher sehr wichtig, dass die Freisetzung von Blei in die Umwelt auf ein Minimum beschränkt wird. Für Batteriefabriken sollten die umweltschädlichsten Luftemissionen gefiltert werden. Alle Prozessabfälle (normalerweise eine saure bleihaltige Aufschlämmung) sollten in einer Abwasserbehandlungsanlage verarbeitet werden, um die Säure zu neutralisieren und das Blei aus der Suspension auszuscheiden.

      Zukünftige Entwicklungen

      Es ist wahrscheinlich, dass es in Zukunft zunehmende Beschränkungen für die Verwendung von Blei geben wird. Im beruflichen Sinne wird dies zu einer zunehmenden Automatisierung von Prozessen führen, so dass der Arbeiter aus der Gefahr entfernt wird.

       

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      Mittwoch, März 16 2011 18: 57

      Batterien

      Die austauschbare Akkus bezieht sich auf eine Sammlung von Personen Zellen, die durch chemische Reaktionen Strom erzeugen können. Zellen werden als beides kategorisiert primär or Sekundär-. In Primärzellen sind die chemischen Reaktionen, die den Elektronenfluss erzeugen, nicht umkehrbar, und daher können die Zellen nicht einfach wieder aufgeladen werden. Umgekehrt müssen Sekundärzellen vor ihrer Verwendung aufgeladen werden, was erreicht wird, indem ein elektrischer Strom durch die Zelle geleitet wird. Sekundärzellen haben den Vorteil, dass sie durch den Gebrauch oft immer wieder aufgeladen und entladen werden können.

      Die klassische Primärbatterie im täglichen Gebrauch ist die Leclanché-Trockenzelle, so genannt, weil der Elektrolyt eine Paste und keine Flüssigkeit ist. Typisch für die Leclanché-Zelle sind zylindrische Batterien, die in Taschenlampen, tragbaren Radios, Taschenrechnern, elektrischen Spielzeugen und dergleichen verwendet werden. In den letzten Jahren sind Alkalibatterien, wie z. B. die Zink-Mangandioxid-Zelle, für diese Art der Verwendung immer häufiger geworden. Miniatur- oder „Knopf“-Batterien haben Verwendung in Hörgeräten, Computern, Uhren, Kameras und anderen elektronischen Geräten gefunden. Einige Beispiele sind die Silberoxid-Zink-Zelle, die Quecksilberzelle, die Zink-Luft-Zelle und die Lithium-Mangandioxid-Zelle. Siehe Abbildung 1 für eine Schnittansicht einer typischen Alkali-Miniaturbatterie.

      Abbildung 1. Schnittansicht einer alkalischen Miniaturbatterie

      ELA030F1

      Die klassische Sekundär- oder Speicherbatterie ist die Blei-Säure-Batterie, die in der Transportindustrie weit verbreitet ist. Sekundärbatterien werden auch in Kraftwerken und in der Industrie eingesetzt. Wiederaufladbare, batteriebetriebene Werkzeuge, Zahnbürsten, Taschenlampen und dergleichen sind ein neuer Markt für Sekundärzellen. Nickel-Cadmium-Sekundärzellen werden immer beliebter, insbesondere in Taschenzellen für Notbeleuchtung, Dieselstarter sowie stationäre und Traktionsanwendungen, bei denen die Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer, häufige Wiederaufladbarkeit und Leistung bei niedrigen Temperaturen ihre zusätzlichen Kosten aufwiegen.

      Wiederaufladbare Batterien, die zur Verwendung in Elektrofahrzeugen entwickelt werden, verwenden Lithium-Eisen-Sulfid, Zink-Chlor und Natrium-Schwefel.

      Tabelle 1 gibt die Zusammensetzung einiger gebräuchlicher Batterien an.

      Tabelle 1. Zusammensetzung gängiger Batterien

      Typ der Batterie

      Negative Elektrode

      Positive Elektrode

      Elektrolyt

      Primäre Zellen

      Leclanché-Trockenzelle

      Zink

      Mangandioxid

      Wasser, Zinkchlorid, Ammoniumchlorid

      Alkalisch

      Zink

      Mangandioxid

      Kaliumhydroxid

      Merkur (Rubens Zelle)

      Zink

      Quecksilberoxid

      Kaliumhydroxid, Zinkoxid, Wasser

      Silbermedaille

      Zink

      Silberoxid

      Kaliumhydroxid, Zinkoxid, Wasser

      Lithium

      Lithium

      Mangandioxid

      Lithiumchlorat, LiCF3SO3

      Lithium

      Lithium

      Schwefeldioxid

      Schwefeldioxid, Acetonitril, Lithiumbromid

         

      Thionylchlorid

      Lithiumaluminiumchlorid

      Zink in der Luft

      Zink

      Sauerstoff

      Zinkoxid, Kaliumhydroxid

      Sekundärzellen

      Blei-Säure

      Blei

      Bleidioxid

      Verdünnte Schwefelsäure

      Nickel-Eisen (Edison-Batterie)

      Eisen

      Nickeloxid

      Kaliumhydroxid

      Nickel-Cadmium

      Cadmiumhydroxid

      Nickelhydroxid

      Kaliumhydroxid, möglicherweise Lithiumhydroxid

      Silber-Zink

      Zinkpulver

      Silberoxid

      Kaliumhydroxid

       

      Herstellungsprozess

      Während es deutliche Unterschiede bei der Herstellung der verschiedenen Batterietypen gibt, gibt es mehrere gemeinsame Prozesse: Wiegen, Mahlen, Mischen, Komprimieren und Trocknen der Bestandteile. In modernen Batteriefabriken sind viele dieser Prozesse geschlossen und hochgradig automatisiert, wobei abgedichtete Anlagen verwendet werden. Daher kann es während des Wiegens und Beladens sowie während der Reinigung der Ausrüstung zu einer Exposition gegenüber den verschiedenen Inhaltsstoffen kommen.

      In älteren Batterieanlagen werden viele der Mahl-, Misch- und anderen Vorgänge manuell durchgeführt, oder die Übertragung von Zutaten von einem Schritt des Prozesses zu einem anderen erfolgt manuell. In diesen Fällen besteht ein hohes Risiko des Einatmens von Stäuben oder des Hautkontakts mit ätzenden Stoffen. Zu den Vorsichtsmaßnahmen für stauberzeugende Vorgänge gehören die vollständige Einhausung und die mechanisierte Handhabung und das Wiegen von Pulvern, lokale Absaugung, tägliches Nasswischen und/oder Staubsaugen und das Tragen von Atemschutzgeräten und anderer persönlicher Schutzausrüstung während der Wartungsarbeiten.

      Lärm ist auch eine Gefahr, da Kompressionsmaschinen und Verpackungsmaschinen laut sind. Maßnahmen zur Lärmkontrolle und Gehörschutzprogramme sind unerlässlich.

      Die Elektrolyte in vielen Batterien enthalten ätzendes Kaliumhydroxid. Gehäuse sowie Haut- und Augenschutz sind angezeigte Vorsichtsmaßnahmen. Expositionen können auch gegenüber den Partikeln toxischer Metalle wie Cadmiumoxid, Quecksilber, Quecksilberoxid, Nickel und Nickelverbindungen sowie Lithium und Lithiumverbindungen auftreten, die als Anoden oder Kathoden in bestimmten Batterietypen verwendet werden. Der Blei-Säure-Akkumulator, manchmal auch als Akkumulator bezeichnet, kann erhebliche Bleiexpositionsgefahren beinhalten und wird separat im Artikel „Herstellung von Blei-Säure-Akkus“ behandelt.

      Lithiummetall ist sehr reaktiv, daher müssen Lithiumbatterien in einer trockenen Atmosphäre zusammengebaut werden, um eine Reaktion des Lithiums mit Wasserdampf zu vermeiden. Schwefeldioxid und Thionylchlorid, die in einigen Lithiumbatterien verwendet werden, gefährden die Atemwege. Wasserstoffgas, das in Nickel-Wasserstoff-Batterien verwendet wird, ist brand- und explosionsgefährlich. Diese sowie Materialien in neu entwickelten Batterien erfordern besondere Vorsichtsmaßnahmen.

      Leclanché-Zellen

      Leclanché-Trockenzellenbatterien werden wie in Abbildung 2 gezeigt hergestellt. Die positive Elektroden- oder Kathodenmischung besteht zu 60 bis 70 % aus Mangandioxid, der Rest besteht aus Graphit, Acetylenruß, Ammoniumsalzen, Zinkchlorid und Wasser. Trockenes, fein gemahlenes Mangandioxid, Graphit und Acetylenruß werden abgewogen und einem Mühlenmischer zugeführt; Elektrolyt, der Wasser, Zinkchlorid und Ammoniumchlorid enthält, wird hinzugefügt, und die hergestellte Mischung wird auf einer handbeschickten Tablettier- oder Agglomerierpresse gepresst. In bestimmten Fällen wird die Mischung vor dem Tablettieren in einem Ofen getrocknet, gesiebt und erneut befeuchtet. Die Tabletten werden geprüft und nach einigen Tagen Aushärtung auf handbeschickten Maschinen verpackt. Die Agglomerate werden dann in Schalen platziert und mit Elektrolyt getränkt und sind nun bereit für den Zusammenbau.

      Abbildung 2. Batterieproduktion mit Leclanché-Zellen

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      Die Anode ist das Zinkgehäuse, das aus Zinkrohlingen auf einer Heißpresse hergestellt wird (oder Zinkbleche werden gefaltet und mit dem Gehäuse verschweißt). In großen Bottichen wird ein organischer Gelatinebrei aus Mais- und Mehlstärken angerührt, der mit Elektrolyt getränkt ist. Die Zutaten werden in der Regel ohne Wiegen aus Säcken eingefüllt. Die Mischung wird dann mit Zinkspänen und Mangandioxid gereinigt. Quecksilberchlorid wird dem Elektrolyten zugesetzt, um mit dem Inneren des Zinkbehälters ein Amalgam zu bilden. Diese Paste bildet das leitende Medium oder den Elektrolyten.

      Die Zellen werden durch automatisches Gießen der erforderlichen Menge an gelatineartiger Paste in die Zinkgehäuse zusammengebaut, um eine innere Hülsenauskleidung auf dem Zinkbehälter zu bilden. In einigen Fällen erhalten die Kisten eine Chromatierung durch Einfüllen und Entleeren einer Mischung aus Chrom- und Salzsäure, bevor die gallertartige Paste hinzugefügt wird. Das Kathodenagglomerat wird dann in der Mitte des Gehäuses positioniert. Ein Kohlenstoffstab wird zentral in der Kathode angeordnet, um als Stromkollektor zu fungieren.

      Die Zinkzelle wird dann mit geschmolzenem Wachs oder Paraffin versiegelt und mit einer Flamme erhitzt, um eine bessere Versiegelung zu erreichen. Die Zellen werden dann zusammengeschweißt, um die Batterie zu bilden. Die Reaktion der Batterie ist:

      2MnO2 + 2NH4Cl + Zn → ZnCl2 + H2O2 + Mn2O3

      Arbeiter können Mangandioxid während des Wiegens, Beladens des Mischers, Mahlens, Reinigens des Ofens, Siebens, Handpressens und Verpackens ausgesetzt sein, je nach Automatisierungsgrad, geschlossener Einhausung und lokaler Absaugung. Beim manuellen Pressen und Nassverpacken kann es zu Kontakt mit der nassen Mischung kommen, die trocknen kann, um einatembaren Staub zu erzeugen; Dermatitis kann durch Kontakt mit dem leicht ätzenden Elektrolyten auftreten. Persönliche Hygienemaßnahmen, Handschuhe und Atemschutz für Reinigungs- und Wartungsarbeiten, Duschmöglichkeiten und getrennte Schließfächer für Arbeits- und Straßenkleidung können diese Risiken reduzieren. Wie oben erwähnt, können von der Verpackungs- und Tablettenpresse Lärmgefahren ausgehen.

      Das Mischen erfolgt automatisch während der Herstellung der gelatineartigen Paste, und die einzige Exposition erfolgt während der Zugabe der Materialien. Bei der Zugabe von Quecksilberchlorid zur gallertartigen Paste besteht die Gefahr der Inhalation und Hautresorption und einer möglichen Quecksilbervergiftung. LEV oder persönliche Schutzausrüstung ist erforderlich.

      Auch die Exposition gegenüber verschütteter Chromsäure und Salzsäure beim Chromatieren sowie die Exposition gegenüber Schweißrauch und Rauch beim Erhitzen der Vergussmasse sind möglich. Die Mechanisierung des Chromatierungsprozesses, die Verwendung von Handschuhen und LEV zum Heißsiegeln und Schweißen sind geeignete Vorsichtsmaßnahmen.

      Nickel-Cadmium-Batterien

      Das heute gebräuchlichste Verfahren zur Herstellung von Nickel-Cadmium-Elektroden besteht darin, das aktive Elektrodenmaterial direkt auf ein poröses gesintertes Nickelsubstrat oder eine Platte aufzubringen. (Siehe Abbildung 3.) Die Platte wird hergestellt, indem eine Paste aus gesintertem Nickelpulver (häufig durch Zersetzung von Nickelcarbonyl hergestellt) in das offene Gitter aus vernickeltem perforiertem Stahlblech (oder Nickelgaze oder vernickeltem Stahlgaze) gepresst wird. und dann Sintern oder Trocknen in einem Ofen. Diese Platten können dann für bestimmte Zwecke geschnitten, gewogen und geprägt (komprimiert) oder für Haushaltszellen zu einer Spirale gerollt werden.

      Abbildung 3. Produktion von Nickel-Cadmium-Batterien

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      Die gesinterte Platte wird dann mit Nickelnitratlösung für die positive Elektrode oder Cadmiumnitrat für die negative Elektrode imprägniert. Diese Platten werden gespült und getrocknet, in Natriumhydroxid getaucht, um Nickelhydroxid oder Cadmiumhydroxid zu bilden, und erneut gewaschen und getrocknet. Normalerweise besteht der nächste Schritt darin, die positiven und negativen Elektroden in eine große provisorische Zelle einzutauchen, die 20 bis 30 % Natriumhydroxid enthält. Lade-Entlade-Zyklen werden durchgeführt, um Verunreinigungen zu entfernen, und die Elektroden werden entfernt, gewaschen und getrocknet.

      Ein alternativer Weg zur Herstellung von Cadmiumelektroden besteht darin, eine Paste aus Cadmiumoxid gemischt mit Graphit, Eisenoxid und Paraffin herzustellen, die gemahlen und schließlich zwischen Walzen verdichtet wird, um das aktive Material zu bilden. Dieses wird dann in ein laufendes perforiertes Stahlband gepresst, das getrocknet, manchmal komprimiert und in Platten geschnitten wird. In diesem Stadium können Nasen angebracht werden.

      Die nächsten Schritte umfassen die Zell- und Batteriemontage. Bei großen Batterien werden die einzelnen Elektroden dann zu Elektrodengruppen mit Platten entgegengesetzter Polarität zusammengefügt, die mit Kunststoffseparatoren verschachtelt sind. Diese Elektrodengruppen können miteinander verschraubt oder verschweißt und in einem vernickelten Stahlgehäuse untergebracht werden. In jüngerer Zeit wurden Batteriegehäuse aus Kunststoff eingeführt. Die Zellen sind mit einer Elektrolytlösung aus Kaliumhydroxid gefüllt, die auch Lithiumhydroxid enthalten kann. Die Zellen werden dann zu Batterien zusammengesetzt und miteinander verschraubt. Kunststoffzellen können zementiert oder zusammengeklebt werden. Jede Zelle ist mit einem Leitungsverbinder mit der benachbarten Zelle verbunden, wobei ein positiver und ein negativer Anschluss an den Enden der Batterie verbleiben.

      Bei zylindrischen Batterien werden die imprägnierten Platten zu Elektrodengruppen zusammengesetzt, indem die positiven und negativen Elektroden, getrennt durch ein inertes Material, in einen dichten Zylinder gewickelt werden. Der Elektrodenzylinder wird dann in ein vernickeltes Metallgehäuse eingesetzt, mit Kaliumhydroxid-Elektrolyt versetzt und die Zelle verschweißt.

      Die chemische Reaktion beim Laden und Entladen von Nickel-Cadmium-Batterien ist:

      Die größte potenzielle Exposition gegenüber Cadmium ergibt sich aus der Handhabung von Cadmiumnitrat und seiner Lösung bei der Herstellung von Paste aus Cadmiumoxidpulver und der Handhabung der getrockneten aktiven Pulver. Eine Exposition kann auch während der Rückgewinnung von Cadmium aus Schrottplatten auftreten. Gehäuse und automatisches Wiegen und Mischen können diese Gefahren in den frühen Schritten verringern.

      Ähnliche Maßnahmen können die Exposition gegenüber Nickelverbindungen kontrollieren. Die Herstellung von gesintertem Nickel aus Nickelcarbonyl, obwohl sie in abgedichteten Maschinen erfolgt, beinhaltet die potenzielle Exposition gegenüber extrem giftigem Nickelcarbonyl und Kohlenmonoxid. Der Prozess erfordert eine kontinuierliche Überwachung auf Gaslecks.

      Der Umgang mit ätzendem Kalium- oder Lithiumhydroxid erfordert eine geeignete Belüftung und persönlichen Schutz. Schweißen erzeugt Rauch und erfordert LEV.

      Gesundheitliche Auswirkungen und Krankheitsbilder

      Die schwerwiegendsten Gesundheitsgefahren bei der Herstellung herkömmlicher Batterien sind die Exposition gegenüber Blei, Cadmium, Quecksilber und Mangandioxid. Gefahren durch Blei werden an anderer Stelle in diesem Kapitel erörtert und Enzyklopädie. Cadmium kann Nierenerkrankungen verursachen und ist krebserregend. Es wurde festgestellt, dass die Cadmiumexposition in US-amerikanischen Nickel-Cadmium-Batteriewerken weit verbreitet ist, und viele Arbeiter mussten aufgrund hoher Cadmiumspiegel in Blut und Urin medizinisch entfernt werden, gemäß den Bestimmungen des Cadmiumstandards der Arbeitsschutzbehörde (Occupational Safety and Health Administration) (McDiarmid et al. 1996). . Quecksilber beeinflusst die Nieren und das Nervensystem. Eine übermäßige Exposition gegenüber Quecksilberdampf wurde in Studien an mehreren Quecksilberbatterieanlagen nachgewiesen (Telesca 1983). Es hat sich gezeigt, dass Mangandioxid beim Mischen und Handhaben von Pulvern bei der Herstellung alkalischer Trockenzellen hoch ist (Wallis, Menke und Chelton 1993). Dies kann bei Batteriearbeitern zu neurofunktionellen Defiziten führen (Roels et al. 1992). Manganstäube können bei übermäßiger Aufnahme zu Parkinson-ähnlichen Störungen des zentralen Nervensystems führen. Weitere besorgniserregende Metalle sind Nickel, Lithium, Silber und Kobalt.

      Der Kontakt mit Zinkchlorid-, Kaliumhydroxid-, Natriumhydroxid- und Lithiumhydroxidlösungen, die in den Elektrolyten von Batterien verwendet werden, kann zu Hautverbrennungen führen.

       

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      Mittwoch, März 16 2011 19: 06

      Herstellung von Elektrokabeln

      Kabel gibt es in einer Vielzahl von Größen für unterschiedliche Anwendungen, von Hochspannungskabeln, die Strom mit mehr als 100 Kilovolt transportieren, bis hin zu Telekommunikationskabeln. Letztere verwendeten in der Vergangenheit Kupferleiter, aber diese wurden durch Glasfaserkabel ersetzt, die mehr Informationen in einem viel kleineren Kabel übertragen. Dazwischen liegen die allgemeinen Kabel für Hausinstallationszwecke, andere flexible Kabel und Starkstromkabel mit Spannungen unterhalb derjenigen der Höchstspannungskabel. Darüber hinaus gibt es spezialisiertere Kabel wie mineralisolierte Kabel (die dort verwendet werden, wo ihr inhärenter Schutz vor Verbrennungen im Feuer entscheidend ist – zum Beispiel in einer Fabrik, in einem Hotel oder an Bord eines Schiffes), Lackdrähte (die als Elektrokabel verwendet werden). Wicklungen für Motoren), Litzendraht (verwendet in der Spiralverbindung eines Telefonhörers), Herdkabel (die früher Asbestisolierung verwendeten, heute aber andere Materialien verwenden) und so weiter.

      Materialien und Prozesse

      Dirigenten

      Das am häufigsten verwendete Material als Leiter in Kabeln war aufgrund seiner elektrischen Leitfähigkeit seit jeher Kupfer. Kupfer muss zu hoher Reinheit raffiniert werden, bevor es zu einem Leiter verarbeitet werden kann. Die Raffination von Kupfer aus Erz oder Schrott ist ein zweistufiger Prozess:

      1. Feuerraffination in einem großen Ofen, um unerwünschte Verunreinigungen zu entfernen und eine Kupferanode zu gießen
      2. elektrolytische Raffination in einer schwefelsäurehaltigen elektrischen Zelle, aus der hochreines Kupfer an der Kathode abgeschieden wird.

       

      In modernen Anlagen werden Kupferkathoden in einem Schachtofen erschmolzen und stranggegossen und zu Kupferdraht gewalzt. Dieser Stab wird auf einer Drahtziehmaschine auf die erforderliche Größe heruntergezogen, indem das Kupfer durch eine Reihe präziser Ziehsteine ​​gezogen wird. In der Vergangenheit wurde der Drahtziehvorgang an einem zentralen Ort durchgeführt, wobei viele Maschinen Drähte unterschiedlicher Größe herstellten. In jüngerer Zeit haben kleinere autonome Fabriken ihren eigenen, kleineren Drahtziehbetrieb. Für einige Spezialanwendungen wird der Kupferleiter mit einer Metallbeschichtung wie Zinn, Silber oder Zink plattiert.

      Aluminiumleiter werden in Starkstromkabeln verwendet, wo das geringere Gewicht die schlechtere Leitfähigkeit im Vergleich zu Kupfer mehr als ausgleicht. Aluminiumleiter werden hergestellt, indem ein erhitzter Aluminiumblock unter Verwendung einer Strangpresse durch eine Matrize gepresst wird.

      Spezialisiertere metallische Leiter verwenden spezielle Legierungen für eine bestimmte Anwendung. Eine Cadmium-Kupfer-Legierung wurde für Oberleitungen (die bei einer Eisenbahn verwendeten Oberleitungen) und für den in einem Telefonhörer verwendeten Litzendraht verwendet. Das Cadmium erhöht die Zugfestigkeit im Vergleich zu reinem Kupfer und wird verwendet, damit die Oberleitung nicht zwischen den Stützen durchhängt. Bei bestimmten Anwendungen wird auch eine Beryllium-Kupfer-Legierung verwendet.

      Optische Fasern, bestehend aus einem kontinuierlichen Filament aus hochwertigem Glas zur Übertragung von Telekommunikation, wurden in den frühen 1980er Jahren entwickelt. Dies erforderte eine völlig neue Fertigungstechnologie. Siliziumtetrachlorid wird in einer Drehbank gebrannt, um Siliziumdioxid auf einem Rohling abzuscheiden. Das Siliziumdioxid wird durch Erhitzen in einer Chloratmosphäre zu Glas umgewandelt; Anschließend wird es auf Maß gezogen und mit einer Schutzschicht versehen.

      Isolierung

      Viele Isolationsmaterialien wurden für verschiedene Arten von Kabeln verwendet. Die gebräuchlichsten Typen sind Kunststoffe wie PVC, Polyethylen, Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polyamide. Der Kunststoff wird jeweils nach einer technischen Spezifikation formuliert und mit einer Extrusionsmaschine auf die Außenseite des Leiters aufgebracht. In einigen Fällen können der Kunststoffmasse Materialien für eine bestimmte Anwendung zugesetzt werden. Einige Stromkabel enthalten beispielsweise eine Silanverbindung zur Vernetzung des Kunststoffs. In Fällen, in denen das Kabel im Boden vergraben wird, wird ein Pestizid hinzugefügt, um zu verhindern, dass Termiten die Isolierung anfressen.

      Einige flexible Kabel, insbesondere solche in Untertageminen, verwenden eine Gummiisolierung. Hunderte verschiedener Gummimischungen werden benötigt, um unterschiedliche Spezifikationen zu erfüllen, und eine spezielle Gummimischungsanlage ist erforderlich. Der Gummi wird auf den Leiter extrudiert. Es muss auch vulkanisiert werden, indem es entweder durch ein Bad aus heißem Nitritsalz oder eine unter Druck stehende Flüssigkeit geführt wird. Damit benachbarte gummiisolierte Leiter nicht zusammenkleben, werden sie durch Talkum gezogen.

      Der Leiter innerhalb eines Kabels kann mit einem Isolator umwickelt sein, wie z. B. Papier (das mit einem Mineral- oder synthetischen Öl getränkt sein kann) oder Glimmer. Dann wird eine Außenhülle aufgebracht, typischerweise durch Kunststoffextrusion.

      Es wurden zwei Verfahren zur Herstellung von mineralisolierten (MI) Kabeln entwickelt. Bei der ersten wird in ein Kupferrohr eine Reihe von massiven Kupferleitern eingesetzt, und der Zwischenraum ist mit Magnesiumoxidpulver gefüllt. Die gesamte Baugruppe wird dann durch eine Reihe von Matrizen auf die erforderliche Größe heruntergezogen. Die andere Technik beinhaltet das kontinuierliche Schweißen einer Kupferspirale um durch Pulver getrennte Leiter. Im Gebrauch ist der äußere Kupfermantel eines MI-Kabels die Erdverbindung, und die Innenleiter führen den Strom. Obwohl keine äußere Schicht benötigt wird, verlangen einige Kunden aus ästhetischen Gründen einen PVC-Mantel. Dies ist kontraproduktiv, da der Hauptvorteil von MI-Kabel darin besteht, dass es nicht brennt, und ein PVC-Mantel diesen Vorteil etwas zunichte macht.

      In den letzten Jahren wurde dem Verhalten von Kabeln im Brandfall aus zwei Gründen zunehmend Aufmerksamkeit geschenkt:

      1. Die meisten Gummis und Kunststoffe, die traditionellen Isoliermaterialien, geben bei einem Brand große Mengen an Rauch und giftigen Gasen ab, und bei einer Reihe von hochkarätigen Bränden war dies die Haupttodesursache.
      2. Sobald ein Kabel durchgebrannt ist, berühren sich die Leiter und schmelzen den Stromkreis, wodurch elektrische Energie verloren geht. Dies hat zur Entwicklung von rauch- und feuerarmen (LSF) Compounds sowohl für Kunststoff- als auch für Gummimaterialien geführt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die beste Leistung im Brandfall immer von einem MI-Kabel erzielt wird.

       

      Für bestimmte Kabel werden eine Reihe von Spezialmaterialien verwendet. Hochspannungskabel sind sowohl wegen der Isolations- als auch der Kühleigenschaften mit Öl gefüllt. Andere Kabel verwenden ein als MIND bekanntes Kohlenwasserstofffett, Vaseline oder einen Bleimantel. Lackdrähte werden typischerweise hergestellt, indem sie mit einem in Kresol gelösten Polyurethanlack beschichtet werden.

      Kabelherstellung

      Bei vielen Kabeln sind die einzelnen, isolierten Leiter miteinander verdrillt, um eine bestimmte Konfiguration zu bilden. Eine Anzahl von Rollen, die die einzelnen Leiter enthalten, drehen sich um eine zentrale Achse, wenn das Kabel durch die Maschine gezogen wird, in Vorgängen, die als bekannt sind Strandung und auflegen.

      Manche Kabel müssen vor mechanischer Beschädigung geschützt werden. Dies geschieht häufig durch Flechten, Dabei wird ein Material um die äußere Isolierung eines flexiblen Kabels so verwoben, dass sich jede Ader in einer Spirale immer wieder kreuzt. Ein Beispiel für ein solches geflochtenes Kabel (zumindest in Großbritannien) ist das an elektrischen Bügeleisen verwendete Kabel, bei dem Textilgarn als Flechtmaterial verwendet wird. In anderen Fällen wird Stahldraht für das Geflecht verwendet, wo der Vorgang als bezeichnet wird Panzerung.

      Nebentätigkeiten

      Größere Kabel werden auf Trommeln bis zu einigen Metern Durchmesser geliefert. Traditionell sind Trommeln aus Holz, aber es wurden auch Stahltrommeln verwendet. Eine Holztrommel wird hergestellt, indem Schnittholz mit einer Maschine oder einer pneumatischen Nagelpistole zusammengenagelt wird. Um das Holz vor Fäulnis zu schützen, wird ein Kupfer-Chrom-Arsen-Konservierungsmittel verwendet. Kleinere Kabel werden in der Regel auf einer Papprolle geliefert.

      Der Vorgang des Verbindens der beiden Enden von Kabeln, bekannt als verbinden, möglicherweise an einem entfernten Ort durchgeführt werden müssen. Die Verbindung muss nicht nur eine gute elektrische Verbindung aufweisen, sondern auch zukünftigen Umweltbedingungen standhalten. Die verwendeten Fugenmassen sind üblicherweise Acrylharze und enthalten sowohl Isocyanatverbindungen als auch Silikapulver.

      Kabelverbinder werden üblicherweise auf Drehautomaten aus Messing hergestellt, die sie aus Stangenmaterial herstellen. Die Maschinen werden mit einer Wasser-Öl-Emulsion gekühlt und geschmiert. Kabelclips werden von Kunststoffspritzmaschinen hergestellt.

      Gefahren und ihre Vermeidung

      Das am weitesten verbreitete Gesundheitsrisiko in der Kabelindustrie ist Lärm. Die lautesten Operationen sind:

      • Drahtziehen
      • Flechten
      • die Kupferfeuerraffinerie
      • Stranggießen von Kupferstäben
      • Herstellung von Kabeltrommeln.

       

      Lärmpegel von über 90 dBA sind in diesen Bereichen üblich. Beim Drahtziehen und Flechten hängt der Gesamtgeräuschpegel von der Anzahl und dem Standort der Maschinen und der akustischen Umgebung ab. Das Maschinenlayout sollte so geplant werden, dass Lärmbelastungen minimiert werden. Sorgfältig konstruierte Schallschutzgehäuse sind die effektivsten Mittel zur Lärmkontrolle, aber sie sind teuer. Für die Kupferfeuerraffinerie und das Stranggießen von Kupferstangen sind die Hauptlärmquellen die Brenner, die auf geringe Geräuschemission ausgelegt sein sollten. Bei der Herstellung von Kabeltrommeln sind die pneumatisch betriebenen Nagelgeräte die Hauptgeräuschquelle, die durch Absenken des Luftleitungsdrucks und Einbau von Abgasschalldämpfern reduziert werden kann. In den meisten der oben genannten Fälle ist es jedoch in der Industrie üblich, den Arbeitern in den betroffenen Gebieten einen Gehörschutz auszustellen, aber ein solcher Schutz wird aufgrund der heißen Umgebungen in der Kupferfeuerraffinerie und dem kontinuierlichen Gießen von Kupferstäben unangenehmer als gewöhnlich sein. Regelmäßige Audiometrie sollte auch durchgeführt werden, um das Gehör jedes Einzelnen zu überwachen.

      Viele der Sicherheitsrisiken und ihre Vermeidung sind die gleichen wie in vielen anderen Fertigungsindustrien. Besondere Gefahren gehen jedoch von manchen Kabelkonfektionsmaschinen aus, da sie zahlreiche Leiterrollen haben, die sich gleichzeitig um zwei Achsen drehen. Es muss unbedingt sichergestellt werden, dass Maschinenschutzvorrichtungen verriegelt sind, um den Betrieb der Maschine zu verhindern, es sei denn, die Schutzvorrichtungen sind in Position, um den Zugang zu laufenden Walzenspalten und anderen rotierenden Teilen, wie z. B. großen Kabeltrommeln, zu verhindern. Während des anfänglichen Einfädelns der Maschine, wenn es durchaus notwendig sein kann, dem Bediener Zugang innerhalb des Maschinenschutzes zu gewähren, sollte die Maschine in der Lage sein, sich jeweils nur wenige Zentimeter zu bewegen. Verriegelungsanordnungen können durch einen eindeutigen Schlüssel erreicht werden, der entweder die Schutzvorrichtung öffnet oder in die Steuerkonsole eingeführt werden muss, damit sie funktioniert.

      Es sollte eine Bewertung des Risikos durch umherfliegende Partikel – zum Beispiel wenn ein Draht bricht und herauspeitscht – vorgenommen werden.

      Schutzvorrichtungen sollten vorzugsweise so konstruiert sein, dass sie physisch verhindern, dass solche Partikel den Bediener erreichen. Wo dies nicht möglich ist, muss ein geeigneter Augenschutz ausgegeben und getragen werden. Drahtzieharbeiten werden oft als Bereiche bezeichnet, in denen Augenschutz verwendet werden muss.

      Dirigenten

      Bei jedem Heißmetallprozess, wie z. B. einer Kupferfeuerraffinerie oder dem Gießen von Kupferstäben, muss verhindert werden, dass Wasser mit geschmolzenem Metall in Kontakt kommt, um eine Explosion zu verhindern. Beim Beladen des Ofens können Metalloxiddämpfe in den Arbeitsplatz entweichen. Dies sollte durch eine wirksame lokale Absaugung über der Beschickungstür kontrolliert werden. In ähnlicher Weise müssen die Rinnen, durch die das geschmolzene Metall vom Ofen zur Gießmaschine fließt, und die Gießmaschine selbst angemessen gesteuert werden.

      Die Hauptgefahr in der elektrolytischen Raffinerie ist der aus jeder Zelle freigesetzte Schwefelsäurenebel. Luftkonzentrationen müssen unter 1 mg/m gehalten werden3 B. durch geeignete Belüftung, um Reizungen zu vermeiden.

      Beim Gießen von Kupferstäben kann eine zusätzliche Gefahr durch die Verwendung von Isolierplatten oder -decken entstehen, um die Wärme um das Gießrad herum zu speichern. Keramische Materialien mögen Asbest in solchen Anwendungen ersetzt haben, aber Keramikfasern selbst müssen mit großer Sorgfalt gehandhabt werden, um Expositionen zu vermeiden. Solche Materialien werden nach der Verwendung bröckliger (dh zerfallen leicht), wenn sie Hitze ausgesetzt waren und aus ihrer Handhabung in der Luft befindlichen lungengängigen Fasern ausgesetzt waren.

      Bei der Herstellung von Aluminium-Stromkabeln besteht eine ungewöhnliche Gefahr. Eine Graphitsuspension in Schweröl wird auf den Stempel der Strangpresse aufgetragen, um zu verhindern, dass der Aluminiumbarren am Stempel klebt. Da der Stempel heiß ist, wird ein Teil dieses Materials verbrannt und steigt in den Dachraum. Vorausgesetzt, dass sich kein Laufkranführer in der Nähe befindet und Dachventilatoren montiert sind und funktionieren, sollte die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht gefährdet werden.

      Die Herstellung einer Cadmium-Kupfer-Legierung oder einer Beryllium-Kupfer-Legierung kann hohe Risiken für die beteiligten Mitarbeiter mit sich bringen. Da Cadmium deutlich unter dem Schmelzpunkt von Kupfer siedet, werden frisch erzeugte Cadmiumoxiddämpfe in großen Mengen erzeugt, wenn Cadmium zu geschmolzenem Kupfer hinzugefügt wird (was es sein muss, um die Legierung herzustellen). Das Verfahren kann nur bei sehr sorgfältiger Auslegung der örtlichen Absaugung sicher durchgeführt werden. In ähnlicher Weise erfordert die Herstellung von Beryllium-Kupfer-Legierungen große Aufmerksamkeit für Details, da Beryllium das giftigste aller giftigen Metalle ist und die strengsten Expositionsgrenzwerte hat.

      Die Herstellung von Lichtwellenleitern ist ein hochspezialisierter, hochtechnologischer Vorgang. Die verwendeten Chemikalien haben ihre eigenen besonderen Gefahren, und die Kontrolle der Arbeitsumgebung erfordert die Konstruktion, Installation und Wartung komplexer LEV- und Prozessbelüftungssysteme. Diese Systeme müssen durch computerüberwachte Regelklappen gesteuert werden. Die wichtigsten chemischen Gefahren gehen von Chlor, Chlorwasserstoff und Ozon aus. Darüber hinaus müssen die zur Reinigung der Düsen verwendeten Lösungsmittel in Abzugsschränken gehandhabt werden, und Hautkontakt mit den Harzen auf Acrylatbasis, die zum Beschichten der Fasern verwendet werden, muss vermieden werden.

      Isolierung

      Sowohl Kunststoff- als auch Gummimischungen stellen besondere Gefahren dar, die angemessen kontrolliert werden müssen (siehe Kapitel Gummiindustrie). Obwohl die Kabelindustrie möglicherweise andere Verbindungen als andere Branchen verwendet, sind die Kontrolltechniken dieselben.

      Wenn sie erhitzt werden, geben Kunststoffverbindungen ein komplexes Gemisch von thermischen Abbauprodukten ab, deren Zusammensetzung von der ursprünglichen Kunststoffverbindung und der Temperatur abhängt, der sie ausgesetzt wird. Bei der normalen Verarbeitungstemperatur von Kunststoffextrudern sind Verunreinigungen in der Luft normalerweise ein relativ kleines Problem, aber es ist ratsam, eine Belüftung über dem Spalt zwischen dem Extruderkopf und der Wasserwanne zu installieren, die zum Abkühlen des Produkts verwendet wird, hauptsächlich um die Exposition gegenüber Phthalaten zu kontrollieren Weichmacher, die üblicherweise in PVC verwendet werden. Die Phase des Betriebs, die möglicherweise weitere Untersuchungen rechtfertigt, ist während einer Umstellung. Der Bediener muss über dem Extruderkopf stehen, um die noch heiße Kunststoffmasse zu entfernen, und dann die neue Masse durch (und auf den Boden) laufen lassen, bis nur die neue Farbe durchkommt und das Kabel im Extruderkopf zentralisiert ist. Es kann schwierig sein, in dieser Phase ein effektives LEV zu entwerfen, wenn sich der Bediener so nahe am Extruderkopf befindet.

      Polytetrafluorethylen (PTFE) hat seine eigene besondere Gefahr. Es kann Polymerdampffieber verursachen, das Symptome aufweist, die denen einer Grippe ähneln. Der Zustand ist vorübergehend, sollte jedoch verhindert werden, indem die Exposition gegenüber der erhitzten Verbindung angemessen kontrolliert wird.

      Die Verwendung von Gummi bei der Herstellung von Kabeln hat ein geringeres Risikoniveau als andere Verwendungen von Gummi, wie z. B. in der Reifenindustrie, dargestellt. In beiden Branchen führte die Verwendung eines Antioxidans (Nonox S), das β-Naphthylamin enthielt, bis zu seinem Rückzug im Jahr 1949 zu Fällen von Blasenkrebs bis zu 30 Jahre später bei denjenigen, die vor dem Rückzugsdatum exponiert waren, aber nicht in nur diejenigen, die nach 1949 beschäftigt waren. Die Kabelindustrie hat jedoch nicht die erhöhte Inzidenz anderer Krebsarten, insbesondere von Lungen- und Magenkrebs, erlebt, die in der Reifenindustrie zu beobachten ist. Der Grund dafür ist mit ziemlicher Sicherheit, dass in der Kabelherstellung die Extrusions- und Vulkanisiermaschinen eingehaust sind und die Exposition der Mitarbeiter gegenüber Gummidämpfen und Gummistaub im Allgemeinen viel geringer war als in der Reifenindustrie. Eine potenziell besorgniserregende Exposition in Gummikabelfabriken ist die Verwendung von Talk. Es ist darauf zu achten, dass nur die nicht faserige Form von Talk (dh eine, die keinen faserigen Tremolit enthält) verwendet wird und dass der Talk in einer geschlossenen Box mit lokaler Absaugung aufgetragen wird.

      Viele Kabel sind mit Kennzeichnungen bedruckt. Beim Einsatz moderner Video-Jet-Drucker ist das Gesundheitsrisiko aufgrund der sehr geringen eingesetzten Lösungsmittelmengen mit ziemlicher Sicherheit vernachlässigbar. Andere Drucktechniken können jedoch entweder während der normalen Produktion oder häufiger während der Reinigungsvorgänge zu einer erheblichen Lösungsmittelexposition führen. Daher sollten geeignete Absaugsysteme verwendet werden, um solche Expositionen zu kontrollieren.

      Die Hauptgefahren bei der Herstellung von MI-Kabeln sind Staubexposition, Lärm und Vibrationen. Die ersten beiden davon werden durch an anderer Stelle beschriebene Standardtechniken gesteuert. Vibrationsbelastungen sind in der Vergangenheit während aufgetreten schmieden, wenn am Ende des zusammengesetzten Rohrs durch manuelles Einführen in eine Maschine mit rotierenden Hämmern eine Spitze geformt wurde, damit die Spitze in die Ziehmaschine eingeführt werden konnte. In jüngerer Zeit wurde diese Art von Stauchmaschinen durch pneumatische ersetzt, wodurch sowohl die Vibrationen als auch die Geräusche beseitigt wurden, die durch das ältere Verfahren erzeugt wurden.

      Die Bleiexposition während der Bleiummantelung sollte durch die Verwendung eines angemessenen LEV und durch das Verbot von Essen, Trinken und Zigarettenrauchen in Bereichen kontrolliert werden, die möglicherweise mit Blei kontaminiert sind. Eine regelmäßige biologische Überwachung sollte durchgeführt werden, indem Blutproben in einem qualifizierten Labor auf den Bleigehalt analysiert werden.

      Das bei der Herstellung von Lackdrähten verwendete Kresol ist ätzend und hat in sehr geringen Konzentrationen einen charakteristischen Geruch. Ein Teil des Polyurethans wird in den Emaillieröfen thermisch abgebaut, um Toluoldiisocyanat (TDI) freizusetzen, ein starkes Sensibilisierungsmittel für die Atemwege. Rund um die Öfen mit katalytischen Nachverbrennern ist eine gute LEV erforderlich, um sicherzustellen, dass das TDI die Umgebung nicht verschmutzt.

      Nebentätigkeiten

      Verbindung Betriebe stellen Gefahren für zwei unterschiedliche Gruppen von Arbeitnehmern dar – diejenigen, die sie herstellen, und diejenigen, die sie verwenden. Die Herstellung umfasst die Handhabung eines fibrogenen Staubs (Kieselerde), eines Atemwegssensibilisators (Isocyanat) und eines Hautsensibilisators (Acrylharz). Es muss ein wirksames LEV verwendet werden, um die Exposition der Mitarbeiter angemessen zu kontrollieren, und es müssen geeignete Handschuhe getragen werden, um Hautkontakt mit dem Harz zu vermeiden. Die Hauptgefahr für Anwender der Verbindungen besteht in einer Hautsensibilisierung gegenüber dem Harz. Dies kann schwierig zu kontrollieren sein, da der Fugenbauer den Hautkontakt möglicherweise nicht vollständig vermeiden kann und sich zu Reinigungszwecken häufig an einem entfernten Ort, entfernt von einer Wasserquelle, befindet. Ein wasserloser Handreiniger ist daher unerlässlich.

      Umweltgefahren und ihre Vermeidung

      Die Kabelherstellung verursacht im Wesentlichen keine nennenswerten Emissionen außerhalb der Fabrik. Es gibt drei Ausnahmen von dieser Regel. Der erste besteht darin, dass die Exposition gegenüber den Dämpfen von Lösungsmitteln, die zum Drucken und für andere Zwecke verwendet werden, durch die Verwendung von LEV-Systemen kontrolliert wird, die die Dämpfe in die Atmosphäre abgeben. Solche Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) sind eine der Komponenten, die zur Bildung von photochemischem Smog erforderlich sind, und geraten daher in einer Reihe von Ländern unter zunehmenden Druck von Regulierungsbehörden. Die zweite Ausnahme ist die potenzielle Freisetzung von TDI aus der Lackdrahtherstellung. Die dritte Ausnahme besteht darin, dass die Herstellung der in Kabeln verwendeten Rohstoffe in einigen Fällen zu Umweltemissionen führen kann, wenn keine Kontrollmaßnahmen ergriffen werden. Metallpartikelemissionen aus einer Kupferbrandraffinerie und aus der Herstellung von Cadmium-Kupfer- oder Beryllium-Kupfer-Legierungen sollten jeweils zu geeigneten Schlauchfiltersystemen geleitet werden. Ebenso sollten alle Partikelemissionen aus der Gummimischung zu einer Beutelfiltereinheit geleitet werden. Emissionen von Partikeln, Chlorwasserstoff und Chlor aus der Herstellung optischer Fasern sollten zu einem Schlauchfiltersystem geleitet werden, gefolgt von einem Ätznatronwäscher.

       

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      Lampen bestehen aus zwei Grundtypen: Glühlampen (oder Glühlampen) und Entladungslampen. Zu den Grundbestandteilen beider Lampentypen gehören Glas, verschiedene Metalldrahtstücke, ein Füllgas und meist ein Sockel. Je nach Lampenhersteller werden diese Materialien entweder selbst hergestellt oder können von einem externen Lieferanten bezogen werden. Der typische Lampenhersteller stellt seine eigenen Glaskolben her, kann aber andere Teile und Gläser von Spezialherstellern oder anderen Lampenfirmen kaufen.

      Je nach Lampentyp können unterschiedliche Gläser verwendet werden. Glüh- und Leuchtstofflampen verwenden typischerweise ein Natron-Kalk-Glas. Lampen mit höherer Temperatur verwenden ein Borosilikatglas, während Hochdruckentladungslampen entweder Quarz oder Keramik für die Lichtbogenröhre und Borosilikatglas für die Außenhülle verwenden. Bleiglas (das etwa 20 bis 30 % Blei enthält) wird typischerweise zum Abdichten der Enden der Lampenkolben verwendet.

      Die als Stützen oder Verbinder im Lampenbau verwendeten Drähte können aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein, einschließlich Stahl, Nickel, Kupfer, Magnesium und Eisen, während die Filamente aus Wolfram oder einer Wolfram-Thorium-Legierung hergestellt sind. Eine kritische Anforderung an den Stützdraht besteht darin, dass er den Ausdehnungseigenschaften des Glases dort entsprechen muss, wo der Draht das Glas durchdringt, um den elektrischen Strom für die Lampe zu leiten. Häufig werden bei dieser Anwendung mehrteilige Anschlussdrähte verwendet.

      Sockel (oder Kappen) werden normalerweise entweder aus Messing oder Aluminium hergestellt, wobei Messing das bevorzugte Material ist, wenn eine Verwendung im Freien erforderlich ist.

      Glühlampen oder Glühlampen

      Glüh- oder Glühlampen sind der älteste noch hergestellte Lampentyp. Sie haben ihren Namen von der Art und Weise, wie diese Lampen ihr Licht erzeugen: durch Erhitzen eines Drahtfadens auf eine Temperatur, die hoch genug ist, um ihn zum Leuchten zu bringen. Während es möglich ist, eine Glühlampe mit fast jeder Art von Glühfaden herzustellen (frühe Lampen verwendeten Kohlenstoff), verwenden heute die meisten dieser Lampen einen Glühfaden aus Wolframmetall.

      Wolframlampen. Die übliche Haushaltsversion dieser Lampen besteht aus einem Glaskolben, der einen Glühfaden aus Wolframdraht umschließt. Elektrizität wird durch Drähte zum Glühfaden geleitet, die den Glühfaden tragen und sich durch die Glashalterung erstrecken, die mit der Glühbirne versiegelt ist. Die Drähte werden dann mit der Metallbasis verbunden, wobei ein Draht an der mittleren Öse der Basis gelötet wird, der andere mit der Gewindeschale verbunden wird. Die Stützdrähte haben eine spezielle Zusammensetzung, so dass sie die gleichen Ausdehnungseigenschaften wie das Glas haben und Lecks verhindern, wenn die Lampen während des Gebrauchs heiß werden. Der Glaskolben besteht typischerweise aus Kalkglas, während die Glashalterung aus Bleiglas besteht. Schwefeldioxid wird häufig zur Herstellung des Trägers verwendet. Das Schwefeldioxid wirkt während der Hochgeschwindigkeits-Lampenmontage als Schmiermittel. Abhängig von der Konstruktion der Lampe kann der Kolben ein Vakuum einschließen oder kann ein Füllgas aus Argon oder einem anderen nicht reaktiven Gas verwenden.

      Lampen dieses Designs werden mit klaren Glaskolben, mattierten Kolben und mit einer Vielzahl von Materialien beschichteten Kolben verkauft. Mattierte Glühbirnen und solche, die mit einem weißen Material (häufig Ton oder amorphes Siliziumdioxid) beschichtet sind, werden verwendet, um die Blendung durch das Filament zu reduzieren, das bei klaren Glühbirnen zu finden ist. Die Glühbirnen sind auch mit einer Vielzahl anderer dekorativer Beschichtungen beschichtet, darunter farbige Keramik und Lacke auf der Außenseite der Glühbirnen und andere Farben wie Gelb oder Rosa auf der Innenseite der Glühbirne.

      Während die typische Haushaltsform am gebräuchlichsten ist, können Glühlampen in vielen Kolbenformen hergestellt werden, einschließlich Röhren, Kugeln und Reflektoren, sowie in vielen Größen und Wattagen, von Subminiatur- bis hin zu großen Bühnen-/Studiolampen.

      Wolfram-Halogenlampen. Ein Problem bei der Konstruktion der Standard-Wolfram-Glühlampe besteht darin, dass das Wolfram während des Gebrauchs verdampft und an der kühleren Glaswand kondensiert, diese verdunkelt und die Lichtdurchlässigkeit verringert. Durch die Zugabe eines Halogens wie Bromwasserstoff oder Methylbromid zum Füllgas wird dieses Problem beseitigt. Das Halogen reagiert mit dem Wolfram und verhindert, dass es an der Glaswand kondensiert. Wenn die Lampe abkühlt, lagert sich das Wolfram wieder auf dem Glühfaden ab. Da diese Reaktion am besten bei höheren Lampendrücken funktioniert, enthalten Wolfram-Halogen-Lampen typischerweise Gas mit mehreren Atmosphären Druck. Typischerweise wird das Halogen als Teil des Lampenfüllgases hinzugefügt, üblicherweise in Konzentrationen von 2 % oder weniger.

      Wolfram-Halogenlampen können auch Kolben aus Quarz anstelle von Glas verwenden. Quarzkolben können höheren Drücken standhalten als solche aus Glas. Die Quarzbirnen stellen jedoch eine potenzielle Gefahr dar, da der Quarz für ultraviolettes Licht durchlässig ist. Obwohl das Wolframfilament relativ wenig ultraviolettes Licht erzeugt, kann eine längere Exposition aus nächster Nähe zu Hautrötungen und Augenreizungen führen. Das Filtern des Lichts durch ein Deckglas reduziert die UV-Menge erheblich und bietet Schutz vor dem heißen Quarz, falls die Lampe während des Gebrauchs zerbricht.

      Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen

      Insgesamt liegen die größten Gefahren bei der Lampenherstellung, unabhängig vom Produkttyp, in den Gefahren der automatisierten Ausrüstung und der Handhabung von Glaskolben und Lampen und anderem Material. Schnitte am Glas und Eingriffe in die Betriebsmittel sind die häufigsten Unfallursachen; Probleme bei der Materialhandhabung, wie sich wiederholende Bewegungen oder Rückenverletzungen, sind von besonderer Bedeutung.

      Bei den Lampen wird häufig Bleilot verwendet. Für Lampen, die in Hochtemperaturanwendungen verwendet werden, können cadmiumhaltige Lote verwendet werden. Bei automatisierten Lampenmontagevorgängen ist die Exposition gegenüber diesen beiden Lötmitteln minimal. Wenn von Hand gelötet wird, wie bei Reparatur- oder halbautomatischen Vorgängen, sollte die Exposition gegenüber Blei oder Cadmium überwacht werden.

      Seit Mitte des 20. Jahrhunderts ist die potenzielle Exposition gegenüber gefährlichen Stoffen bei der Lampenherstellung stetig zurückgegangen. Bei der Herstellung von Glühlampen wurden früher viele Lampen mit Flusssäure oder Bifluoridsalzlösungen geätzt, um eine mattierte Lampe herzustellen. Diese wurde weitgehend durch die Verwendung einer Tonbeschichtung mit geringer Toxizität ersetzt. Die Verwendung von Flusssäure wurde zwar nicht vollständig ersetzt, aber stark reduziert. Diese Änderung hat das Risiko von Hautverbrennungen und Lungenreizungen durch die Säure verringert. Die auf der Außenseite einiger Lampenprodukte verwendeten keramischen farbigen Beschichtungen enthielten früher Schwermetallpigmente wie Blei, Cadmium, Kobalt und andere sowie die Verwendung einer Bleisilikat-Glasfritte als Teil der Zusammensetzung. In den letzten Jahren wurden viele der Schwermetallpigmente durch weniger toxische Farbstoffe ersetzt. In Fällen, in denen die Schwermetalle noch verwendet werden, kann eine Form mit geringerer Toxizität verwendet werden (z. B. Chrom III anstelle von Chrom VI).

      Aufgewickelte Wolframfilamente werden weiterhin hergestellt, indem das Wolfram um einen Molybdän- oder Stahldorndraht gewickelt wird. Sobald die Spule geformt und gesintert ist, werden die Dorne aufgelöst, indem entweder Salzsäure (für den Stahl) oder eine Mischung aus Salpeter- und Schwefelsäure für das Molybdän verwendet wird. Aufgrund der potenziellen Säureexposition werden diese Arbeiten routinemäßig in Haubensystemen oder neuerdings in vollständig geschlossenen Dissolvern durchgeführt (insbesondere wenn es sich um eine Salpeter-Schwefel-Mischung handelt).

      Die in Wolfram-Halogen-Lampen verwendeten Füllgase werden den Lampen in vollständig geschlossenen Systemen mit geringem Verlust oder Exposition zugesetzt. Die Verwendung von Bromwasserstoff bringt aufgrund seiner korrosiven Natur eigene Probleme mit sich. LEV muss bereitgestellt werden, und für die Gasversorgungssysteme müssen korrosionsbeständige Rohrleitungen verwendet werden. In einigen Lampentypen wird noch thorierter Wolframdraht (normalerweise 1 bis 2 % Thorium) verwendet. Vom Thorium in Drahtform geht jedoch nur ein geringes Risiko aus.

      Schwefeldioxid muss sorgfältig kontrolliert werden. LEV sollte überall dort verwendet werden, wo das Material dem Prozess hinzugefügt wird. Lecksucher können auch in Lagerbereichen nützlich sein. Aufgrund der möglichen Folgen einer katastrophalen Freisetzung wird die Verwendung kleinerer 75-kg-Gasflaschen gegenüber größeren 1,000-kg-Behältern bevorzugt.

      Hautreizungen können eine potenzielle Gefahr durch Lötflussmittel oder durch die im Basiszement verwendeten Harze darstellen. Einige Basiszementsysteme verwenden Paraformaldehyd anstelle von Naturharzen, was zu einer potenziellen Formaldehydexposition während des Aushärtens des Basiszementes führt.

      Alle Lampen verwenden ein chemisches „Gettering“-System, bei dem der Glühfaden vor dem Zusammenbau mit einem Material beschichtet wird. Der Zweck des Getters besteht darin, mit restlicher Feuchtigkeit oder Sauerstoff in der Lampe zu reagieren und diese zu beseitigen, nachdem die Lampe abgedichtet wurde. Typische Getter sind Phosphornitrid und Mischungen aus Aluminium- und Zirkoniummetallpulvern. Während der Phosphornitrid-Getter im Gebrauch ziemlich harmlos ist, kann die Handhabung von Aluminium- und Zirkoniummetallpulvern eine Entflammbarkeitsgefahr darstellen. Die Getter werden nass in einem organischen Lösungsmittel aufgetragen, aber wenn das Material verschüttet wird, können die trockenen Metallpulver durch Reibung entzündet werden. Metallbrände müssen mit speziellen Feuerlöschern der Klasse D gelöscht werden und können nicht mit Wasser, Schaum oder anderen üblichen Mitteln bekämpft werden. Ein dritter Gettertyp umfasst die Verwendung von Phosphin oder Silan. Diese Materialien können in niedriger Konzentration in die Gasfüllung der Lampe eingeschlossen werden oder können in hoher Konzentration hinzugefügt und in der Lampe vor der endgültigen Gasfüllung „geflasht“ werden. Beide Materialien sind hochgiftig; Bei Verwendung in hoher Konzentration sollten vor Ort vollständig geschlossene Systeme mit Leckagedetektoren und Alarmen verwendet werden.

      Entladungslampen und Röhren

      Entladungslampen, sowohl Niederdruck- als auch Hochdruckmodelle, sind auf einer Licht-pro-Watt-Basis effizienter als Glühlampen. Leuchtstofflampen werden seit vielen Jahren in gewerblichen Gebäuden verwendet und finden zunehmend Verwendung im Haushalt. In letzter Zeit wurden kompakte Versionen der Leuchtstofflampe speziell als Ersatz für die Glühlampe entwickelt.

      Hochdruckentladungslampen werden seit langem für die Großflächen- und Straßenbeleuchtung eingesetzt. Versionen dieser Produkte mit geringerer Wattzahl werden ebenfalls entwickelt.

      Leuchtstofflampen

      Leuchtstofflampen sind nach dem fluoreszierenden Pulver benannt, das verwendet wird, um die Innenseite der Glasröhre zu beschichten. Dieses Pulver absorbiert ultraviolettes Licht, das durch den in der Lampe verwendeten Quecksilberdampf erzeugt wird, wandelt es um und gibt es als sichtbares Licht wieder ab.

      Das in dieser Lampe verwendete Glas ähnelt dem in Glühlampen verwendeten, wobei Kalkglas für die Röhre und Bleiglas für die Halterungen an jedem Ende verwendet werden. Gegenwärtig werden zwei verschiedene Leuchtstofffamilien verwendet. Halophosphate, die entweder auf Calcium- oder Strontiumchlorfluorphosphat basieren, sind die älteren Leuchtstoffe, die in den frühen 1950er Jahren breite Anwendung fanden, als sie Leuchtstoffe auf der Basis von Berylliumsilikat ersetzten. Die zweite Leuchtstofffamilie umfasst Leuchtstoffe, die aus seltenen Erden hergestellt sind, typischerweise einschließlich Yttrium, Lanthan und anderen. Diese Seltenerd-Leuchtstoffe haben typischerweise ein schmales Emissionsspektrum, und es wird eine Mischung aus diesen verwendet – im Allgemeinen ein roter, ein blauer und ein grüner Leuchtstoff.

      Die Leuchtstoffe werden mit einem Bindemittelsystem gemischt, entweder in einer organischen Mischung oder einer Wasser/Ammoniak-Mischung suspendiert und auf die Innenseite des Glasrohrs aufgetragen. Die organische Suspension verwendet Butylacetat, Butylacetat/Naphtha oder Xylol. Aufgrund von Umweltvorschriften ersetzen Suspensionen auf Wasserbasis diejenigen auf organischer Basis. Sobald die Beschichtung aufgebracht ist, wird sie auf dem Rohr getrocknet und das Rohr wird auf eine hohe Temperatur erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen.

      An jedem Ende der Lampe ist eine Halterung angebracht. Quecksilber wird nun in die Lampe eingeführt. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Obwohl in einigen Bereichen das Quecksilber manuell hinzugefügt wird, ist die vorherrschende Methode automatisch, wobei die Lampe entweder vertikal oder horizontal montiert wird. Bei vertikalen Maschinen ist der Befestigungsschaft an einem Ende der Lampe geschlossen. Dann wird Quecksilber von oben in die Lampe getropft, die Lampe wird bei niedrigem Druck mit Argon gefüllt und der Schaft der oberen Halterung wird versiegelt, wodurch die Lampe vollständig versiegelt wird. Bei horizontalen Maschinen wird das Quecksilber von einer Seite eingeführt, während die Lampe von der anderen Seite abgeführt wird. Argon wird erneut bis zum richtigen Druck hinzugefügt, und beide Enden der Lampe werden versiegelt. Sobald sie versiegelt sind, werden die Kappen oder Basen an den Enden angebracht, und die Drahtleitungen werden dann entweder an die elektrischen Kontakte gelötet oder geschweißt.

      Es können zwei weitere Möglichkeiten zum Einbringen von Quecksilberdampf verwendet werden. In einem System ist das Quecksilber auf einem mit Quecksilber imprägnierten Streifen enthalten, der das Quecksilber freisetzt, wenn die Lampe zum ersten Mal gestartet wird. Bei dem anderen System wird flüssiges Quecksilber verwendet, das jedoch in einer Glaskapsel enthalten ist, die an der Halterung befestigt ist. Die Kapsel wird zerrissen, nachdem die Lampe versiegelt und erschöpft ist, wodurch das Quecksilber freigesetzt wird.

      Kompaktleuchtstofflampen sind kleinere Versionen der Standard-Leuchtstofflampe, manchmal einschließlich der Vorschaltelektronik als integraler Bestandteil der Lampe. Kompaktleuchtstofflampen verwenden im Allgemeinen eine Mischung aus Seltenerd-Leuchtstoffen. Einige Kompaktlampen enthalten einen Glimmstarter, der kleine Mengen radioaktiver Materialien enthält, um das Starten der Lampe zu unterstützen. Diese Glühstarter verwenden normalerweise Krypton-85, Wasserstoff-3, Promethium-147 oder natürliches Thorium, um einen sogenannten Dunkelstrom bereitzustellen, der der Lampe hilft, schneller zu starten. Dies ist aus Sicht des Verbrauchers wünschenswert, da der Kunde möchte, dass die Lampe sofort ohne Flackern startet.

      Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen

      Die Herstellung von Leuchtstofflampen hat eine beträchtliche Anzahl von Änderungen erfahren. Die frühe Verwendung eines berylliumhaltigen Leuchtstoffs wurde 1949 eingestellt, wodurch eine erhebliche Gefahr für die Atemwege während der Leuchtstoffherstellung und -verwendung beseitigt wurde. In vielen Betrieben haben wasserbasierte Leuchtstoffsuspensionen organische Suspensionen in der Beschichtung der Leuchtstofflampen ersetzt, wodurch die Belastung der Arbeiter sowie die Emission von VOCs in die Umwelt verringert wurden. Auf Wasser basierende Suspensionen erfordern eine minimale Einwirkung von Ammoniak, insbesondere während des Mischens der Suspensionen.

      Quecksilber bleibt das Material, das bei der Herstellung von Leuchtstofflampen am meisten Anlass zur Sorge gibt. Während die Exposition außer in der Nähe der Absaugmaschinen relativ gering ist, besteht die Möglichkeit einer erheblichen Exposition von Arbeitern, die in der Nähe der Absaugmaschine stationiert sind, von Mechanikern, die an diesen Maschinen arbeiten, und bei Reinigungsarbeiten. Persönliche Schutzausrüstung, wie Overalls und Handschuhe, um die Exposition zu vermeiden oder zu begrenzen, und, falls erforderlich, Atemschutz, sollte getragen werden, insbesondere während der Wartungsarbeiten und der Reinigung. Für Leuchtstofflampen-Produktionsstätten sollte ein biologisches Überwachungsprogramm eingerichtet werden, einschließlich Quecksilber-Urinanalysen.

      Die beiden derzeit in Produktion befindlichen Leuchtstoffsysteme verwenden Materialien, die als relativ gering toxisch gelten. Während für einige der Zusätze zu den Stammleuchtstoffen (wie Barium, Blei und Mangan) Expositionsgrenzen gelten, die von verschiedenen Regierungsbehörden festgelegt wurden, sind diese Komponenten gewöhnlich in relativ geringen Prozentsätzen in den Zusammensetzungen vorhanden.

      In den Endkappen der Lampen werden Phenol-Formaldehyd-Harze als elektrische Isolatoren verwendet. Der Zement enthält typischerweise natürliche und synthetische Harze, die Hautreizstoffe wie Hexamethylentetramin enthalten können. Automatisierte Misch- und Handhabungsgeräte begrenzen die Möglichkeit eines Hautkontakts mit diesen Materialien, wodurch die Möglichkeit einer Hautreizung begrenzt wird.

      Hochdruck-Quecksilberlampen

      Hochdruck-Quecksilberlampen umfassen zwei ähnliche Typen: solche, die nur Quecksilber verwenden, und solche, die eine Mischung aus Quecksilber und einer Vielzahl von Metallhalogeniden verwenden. Das grundlegende Design der Lampen ist ähnlich. Beide Typen verwenden eine Quarzentladungsröhre, die das Quecksilber oder die Quecksilber/Halogenid-Mischung enthält. Diese Lichtbogenröhre wird dann in einen harten Außenmantel aus Borosilikatglas eingeschlossen, und eine Metallbasis wird hinzugefügt, um für elektrische Kontakte zu sorgen. Der äußere Mantel kann klar oder entweder mit einem streuenden Material oder einem Leuchtstoff beschichtet sein, um die Farbe des Lichts zu modifizieren.

      Quecksilberlampen im Quarzbrenner der Lampe nur Quecksilber und Argon enthalten. Das unter hohem Druck stehende Quecksilber erzeugt Licht mit einem hohen Blau- und Ultraviolettanteil. Die Quarzentladungsröhre ist für UV-Licht vollständig durchlässig und stellt im Falle einer Beschädigung oder Entfernung des Außenmantels eine starke UV-Lichtquelle dar, die bei den Exponierten Haut- und Augenverbrennungen hervorrufen kann. Obwohl das typische Quecksilberlampendesign weiter funktioniert, wenn der Außenmantel entfernt wird, bieten die Hersteller einige Modelle auch in einem verschmolzenen Design an, das den Betrieb einstellt, wenn der Mantel beschädigt ist. Bei normalem Gebrauch absorbiert das Borosilikatglas des Außenmantels einen hohen Anteil des UV-Lichts, sodass von der intakten Lampe keine Gefahr ausgeht.

      Aufgrund des hohen Blauanteils des Quecksilberlampenspektrums wird die Innenseite des Außenmantels häufig mit einem Leuchtstoff wie Yttriumvanadatphosphat oder einem ähnlichen rotverstärkenden Leuchtstoff beschichtet.

      Halogen-Metalldampflampen enthalten auch Quecksilber und Argon in der Bogenröhre, fügen jedoch Metallhalogenide hinzu (typischerweise eine Mischung aus Natrium und Scandium, möglicherweise mit anderen). Die Zugabe der Metallhalogenide verstärkt die Rotlichtabgabe der Lampe, wodurch eine Lampe erzeugt wird, die ein ausgewogeneres Lichtspektrum hat.

      Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen

      Neben Quecksilber gehören zu den potenziell gefährlichen Materialien, die bei der Herstellung von Hochdruck-Quecksilberlampen verwendet werden, die Beschichtungsmaterialien, die auf den Außenkolben verwendet werden, und die Halogenidzusätze, die in den Metallhalogenidlampen verwendet werden. Ein Beschichtungsmaterial ist ein einfacher Diffusor, wie er auch in Glühlampen verwendet wird. Ein weiterer ist ein farbkorrigierender Leuchtstoff, Yttriumvanadat oder Yttriumvanadatphosphat. Vanadat ist Vanadiumpentoxid ähnlich, gilt aber als weniger toxisch. Die Exposition gegenüber den Halogenidmaterialien ist normalerweise nicht signifikant, da die Halogenide in feuchter Luft reagieren und während der Handhabung und Verwendung trocken und unter einer inerten Atmosphäre gehalten werden müssen. Obwohl Natrium ein hochreaktives Metall ist, muss es in ähnlicher Weise ebenfalls unter einer inerten Atmosphäre gehandhabt werden, um eine Oxidation des Metalls zu vermeiden.

      Natriumlampen

      Gegenwärtig werden zwei Arten von Natriumlampen hergestellt. Niederdrucklampen enthalten als Lichtquelle nur metallisches Natrium und erzeugen ein stark gelbes Licht. Natriumdampf-Hochdrucklampen verwenden Quecksilber und Natrium, um ein weißeres Licht zu erzeugen.

      Niederdruck-Natriumdampflampen haben ein Glasröhrchen, das das metallische Natrium enthält, das in einem zweiten Glasröhrchen eingeschlossen ist.

      Natriumdampf-Hochdrucklampen enthalten eine Mischung aus Quecksilber und Natrium in einem Bogenrohr aus hochreinem keramischem Aluminiumoxid. Abgesehen von der Zusammensetzung der Bogenröhre ist der Aufbau der Natriumhochdrucklampe im Wesentlichen derselbe wie der der Quecksilber- und Metallhalogenidlampen.

      Gefahren und Vorsichtsmaßnahmen

      Bei der Herstellung von Hochdruck- oder Niederdruck-Natriumdampflampen gibt es nur wenige besondere Gefahren. Bei beiden Lampentypen muss das Natrium trocken gehalten werden. Reines metallisches Natrium reagiert heftig mit Wasser und erzeugt Wasserstoffgas und genügend Wärme, um eine Entzündung zu verursachen. In der Luft belassenes metallisches Natrium reagiert mit der Feuchtigkeit in der Luft und erzeugt eine Oxidschicht auf dem Metall. Um dies zu vermeiden, wird das Natrium normalerweise in einer Handschuhbox unter einer trockenen Stickstoff- oder Argonatmosphäre gehandhabt. An Standorten, die Hochdruck-Natriumlampen herstellen, sind zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen für den Umgang mit Quecksilber erforderlich, ähnlich wie an Standorten, an denen Hochdruck-Quecksilberlampen hergestellt werden.

      Umwelt- und Gesundheitsfragen

      Abfallentsorgung und/oder Recycling von quecksilberhaltigen Lampen ist ein Thema, das in den letzten Jahren in vielen Gebieten der Welt ein hohes Maß an Aufmerksamkeit erhalten hat. Während es aus Kostensicht bestenfalls ein „Break-Even“-Betrieb ist, gibt es derzeit Technologien zur Rückgewinnung des Quecksilbers aus Leuchtstoff- und Hochdruckentladungslampen. Das Recyceln von Lampenmaterialien wird derzeit genauer als Rückgewinnung bezeichnet, da die Lampenmaterialien selten wiederaufbereitet und zur Herstellung neuer Lampen verwendet werden. Typischerweise werden die Metallteile an Schrotthändler geschickt. Das wiedergewonnene Glas kann zur Herstellung von Glasfaser- oder Glasblöcken oder als Zuschlagstoff in Zement- oder Asphaltbelägen verwendet werden. Recycling kann die kostengünstigere Alternative sein, je nach Standort und Verfügbarkeit von Recycling- und Sonder- oder Sonderabfallentsorgungsoptionen.

      Die in Leuchtstofflampenanlagen verwendeten Vorschaltgeräte enthielten früher Kondensatoren, die PCBs als Dielektrikum verwendeten. Während die Herstellung von PCB-haltigen Vorschaltgeräten eingestellt wurde, können viele der älteren Vorschaltgeräte aufgrund ihrer langen Lebenserwartung noch verwendet werden. Die Entsorgung der PCB-haltigen Vorschaltgeräte kann reglementiert sein und eine Entsorgung als Sonder- oder Sonderabfall erfordern.

      Die Glasherstellung, insbesondere Borosilikatgläser, kann eine bedeutende NO-Quelle seinx Emission in die Atmosphäre. Neuerdings wird bei Gasbrennern anstelle von Luft reiner Sauerstoff zur NO-Reduktion eingesetztx Emissionen.

       

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      Mittwoch, März 16 2011 19: 12

      Herstellung von Haushaltselektrogeräten

      Angepasst aus der 3. Auflage, Enzyklopädie der Arbeitssicherheit und des Gesundheitsschutzes.

      Die Elektrogeräteindustrie für den Haushalt ist für die Herstellung einer breiten Palette von Geräten verantwortlich, darunter Geräte für audiovisuelle Zwecke, Kochen, Erhitzen, Lebensmittelzubereitung und -aufbewahrung (Kühlung). Die Produktion und Herstellung solcher Geräte umfasst viele hochautomatisierte Prozesse, die mit Gesundheitsgefahren und Krankheitsbildern verbunden sein können.

      Herstellungsprozess

      Materialien, die bei der Herstellung von Haushaltselektrogeräten verwendet werden, können kategorisiert werden in:

        1. Metalle, die typischerweise für elektrische Leiter in Kabeln und Gerätestrukturen und/oder Rahmen verwendet werden
        2. Dielektrika oder Isoliermaterialien, die zum Schutz vor versehentlichem Kontakt mit stromführenden elektrischen Geräten verwendet werden
        3. Farben und Oberflächen
        4. Chemikalien.

               

              Beispiele für Materialien, die in den vier genannten Kategorien enthalten sind, sind in Tabelle 1 aufgeführt.

              Tabelle 1. Beispiele für Materialien, die bei der Herstellung von Haushaltselektrogeräten verwendet werden

              Metallindustrie

              Dielektrika

              Lackierungen/Lackierungen

              Chemikalien

              Stahl

              Anorganische Materialien (z. B. Glimmer)

              Farben

              Säuren

              Aluminium

              Kunststoffe (z. B. PVC)

              Lacke

              Alkalien

              Blei

              Gummi

              Lacke

              Lösungsmittel

              Cadmium

              Silico-organische Materialien

              Korrosionsbeständige Behandlungen

               

              Merkur

              Andere Polymere (z. B. Nylon)

                 

              Hinweis: Blei und Quecksilber sind in der Herstellung von Haushaltselektrogeräten immer weniger verbreitet

              Die in der Haushaltselektrogeräteindustrie verwendeten Materialien müssen strenge Anforderungen erfüllen, einschließlich der Fähigkeit, der im normalen Betrieb wahrscheinlich auftretenden Handhabung standzuhalten, der Fähigkeit, Metallermüdung zu widerstehen, und der Fähigkeit, durch andere Prozesse oder Behandlungen, die zu einer Beschädigung führen könnten, unbeeinflusst zu bleiben das Gerät sofort oder nach längerer Zeit gefährlich zu benutzen.

              Die in der Industrie verwendeten Materialien werden oft in der Gerätemontagephase empfangen, nachdem sie bereits mehrere Herstellungsprozesse durchlaufen haben, von denen jeder wahrscheinlich seine eigenen Gefahren und Gesundheitsprobleme birgt. Einzelheiten zu diesen Gefahren und Problemen werden in den entsprechenden Kapiteln an anderer Stelle in diesem Dokument behandelt Enzyklopädie.

              Die Herstellungsprozesse variieren von Produkt zu Produkt, folgen aber im Allgemeinen dem in Abbildung 1 gezeigten Produktionsablauf. Dieses Diagramm zeigt auch die mit den verschiedenen Prozessen verbundenen Gefahren.

              Abbildung 1. Ablauf des Herstellungsprozesses und Gefahren

              ELA060F1

              Gesundheits- und Sicherheitsfragen

              Feuer und Explosion

              Viele der in der Industrie verwendeten Lösungsmittel, Farben und Isolieröle sind brennbare Substanzen. Diese Materialien sollten in geeigneten kühlen, trockenen Räumen gelagert werden, vorzugsweise in einem feuerfesten Gebäude, das von der Produktionsstätte getrennt ist. Behälter sollten deutlich gekennzeichnet und unterschiedliche Stoffe entsprechend ihrem Flammpunkt und ihrer Risikoklasse gut getrennt oder getrennt gelagert werden. Bei Dämmstoffen und Kunststoffen ist es wichtig, Informationen über die Brennbarkeit bzw. das Brandverhalten jedes neu eingesetzten Stoffes einzuholen. Auch pulverisiertes Zirkonium, das mittlerweile in erheblichen Mengen in der Industrie verwendet wird, ist brandgefährlich.

              Die aus Lagerräumen abgegebenen Mengen brennbarer Stoffe sind auf das für die Produktion erforderliche Mindestmaß zu beschränken. Beim Umfüllen von brennbaren Flüssigkeiten können statische Aufladungen entstehen, daher sollten alle Behälter geerdet werden. Feuerlöschgeräte sind bereitzustellen und das Lagerpersonal in deren Gebrauch einzuweisen.

              Die Lackierung von Bauteilen erfolgt in der Regel in speziell gebauten Lackierkabinen, die über angemessene Absaug- und Belüftungseinrichtungen verfügen müssen, die bei Verwendung mit persönlicher Schutzausrüstung (PSA) eine sichere Arbeitsumgebung schaffen.

              Beim Schweißen sind besondere Brandschutzmaßnahmen zu treffen.

              Unfälle

              Empfang, Lagerung und Versand von Rohstoffen, Komponenten und Fertigprodukten können zu Unfällen mit Stolpern und Stürzen, herabfallenden Gegenständen, Gabelstaplern usw. führen. Die manuelle Materialhandhabung kann auch ergonomische Probleme verursachen, die nach Möglichkeit durch Automatisierung gemildert werden können.

              Da in der Industrie zahlreiche unterschiedliche Verfahren zum Einsatz kommen, variieren die Unfallgefahren von Werkstatt zu Werkstatt im Werk. Während der Produktion von Komponenten gibt es Maschinengefahren durch den Einsatz von Werkzeugmaschinen, Pressen, Kunststoffspritzgussmaschinen und so weiter, und ein effizienter Maschinenschutz ist unerlässlich. Beim Galvanisieren müssen Vorkehrungen gegen Spritzer ätzender Chemikalien getroffen werden. Bei der Baugruppenmontage ist durch den ständigen Wechsel von Bauteilen von einem Prozess zum anderen die Unfallgefahr durch innerbetrieblichen Transport und mechanische Handhabungseinrichtungen hoch.

              Die Qualitätsprüfung wirft keine besonderen Sicherheitsprobleme auf. Leistungstests erfordern jedoch besondere Vorkehrungen, da die Tests häufig an halbfertigen oder nicht isolierten Geräten durchgeführt werden. Während der elektrischen Prüfung sollten alle stromführenden Komponenten, Leiter, Klemmen und Messgeräte geschützt werden, um versehentlichen Kontakt zu verhindern. Der Arbeitsplatz ist abzuschirmen, Unbefugten der Zutritt zu verbieten und Warnhinweise anzubringen. In elektrischen Prüfbereichen ist das Vorsehen von Notschaltern besonders empfehlenswert, und die Schalter sollten an prominenter Stelle angebracht sein, damit im Notfall alle Geräte sofort stromlos geschaltet werden können.

              Für Prüfgeräte, die Röntgenstrahlen aussenden oder radioaktive Stoffe enthalten, gelten Strahlenschutzbestimmungen. Für die Einhaltung der Vorschriften sollte ein sachkundiger Vorgesetzter verantwortlich gemacht werden.

              Besondere Risiken bestehen bei der Verwendung von Druckgasen, Schweißgeräten, Lasern, Imprägnieranlagen, Lackieranlagen, Glüh- und Anlassöfen und elektrischen Hochspannungsanlagen.

              Bei allen Reparatur- und Wartungsarbeiten sind angemessene Lockout/Tagout-Programme unerlässlich.

              Gesundheitsgefahren

              Berufskrankheiten im Zusammenhang mit der Herstellung von elektrischen Haushaltsgeräten sind relativ selten und werden normalerweise nicht als schwerwiegend angesehen. Solche Probleme, die existieren, sind typisch für:

                • die Entwicklung von Hauterkrankungen aufgrund der Verwendung von Lösungsmitteln, Schneidölen, Härtern, die mit Epoxidharz und polychlorierten Biphenylen (PCBs) verwendet werden
                • Entstehung von Silikose durch Einatmen von Kieselsäure beim Sandstrahlen (obwohl Sand zunehmend durch weniger toxische Strahlmittel wie Korund, Stahlkies oder -kies ersetzt wird)
                • Gesundheitsprobleme durch Einatmen von Lösungsmitteldämpfen beim Lackieren und Entfetten sowie Bleivergiftung durch Verwendung von Bleipigmenten, Lacken usw.
                • unterschiedliche Geräuschpegel, die während der Prozesse erzeugt werden.

                       

                      Hochgiftige Lösungsmittel und chlorierte Verbindungen sollten möglichst durch weniger gefährliche Stoffe ersetzt werden; auf keinen Fall dürfen Benzol oder Tetrachlorkohlenstoff als Lösungsmittel verwendet werden. Eine Bleivergiftung kann durch den Ersatz sicherer Materialien oder Techniken und die strikte Anwendung sicherer Arbeitsverfahren, persönlicher Hygiene und medizinischer Überwachung überwunden werden. Wenn die Gefahr besteht, gefährlichen Konzentrationen atmosphärischer Schadstoffe ausgesetzt zu sein, sollte die Luft am Arbeitsplatz regelmäßig überwacht und geeignete Maßnahmen wie die Installation eines Absaugsystems ergriffen werden, falls erforderlich. Die Lärmgefährdung kann durch Einhausung von Lärmquellen, die Verwendung von schallabsorbierenden Materialien in Arbeitsräumen oder die Verwendung von persönlichem Gehörschutz reduziert werden.

                      Bei der Konzeption und Planung neuer Anlagen oder Betriebe sollten Sicherheitsingenieure und Arbeitsmediziner hinzugezogen und vor der Inbetriebnahme von Prozessen oder Maschinen Gefährdungen beseitigt werden. Danach sollten regelmäßige Inspektionen von Maschinen, Werkzeugen, Anlagen, Transportmitteln, Feuerlöschgeräten, Werkstätten und Testbereichen usw. erfolgen.

                      Die Beteiligung der Arbeitnehmer an den Sicherheitsbemühungen ist von wesentlicher Bedeutung, und Vorgesetzte sollten sicherstellen, dass persönliche Schutzausrüstung verfügbar ist und erforderlichenfalls getragen wird. Besondere Aufmerksamkeit sollte der Sicherheitsschulung neuer Arbeitnehmer gewidmet werden, da diese für einen relativ hohen Anteil an Unfällen verantwortlich sind.

                      Arbeitnehmer sollten sich vor der Einstellung einer ärztlichen Untersuchung und, wenn die Möglichkeit einer gefährlichen Exposition besteht, erforderlichenfalls einer regelmäßigen Untersuchung unterziehen.

                      Bei vielen Prozessen in der Produktion einzelner Komponenten werden Abfallmaterialien (z. B. „Späne“ von Blechen oder Stangenmetallen) zurückgewiesen, und die Entsorgung dieser Materialien muss gemäß den Sicherheitsanforderungen erfolgen. Wenn solche Prozessabfälle nicht zum Recycling an den Hersteller oder Hersteller zurückgegeben werden können, muss ihre anschließende Entsorgung durch zugelassene Verfahren erfolgen, um eine Umweltverschmutzung zu vermeiden.

                       

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                      Mittwoch, März 16 2011 19: 21

                      Umwelt- und Gesundheitsfragen

                      Die wichtigsten Umweltprobleme im Zusammenhang mit der Herstellung von Elektrogeräten und -ausrüstungen sind die Verschmutzung und Behandlung von Materialien, die während des Herstellungsprozesses entsorgt werden, zusammen mit dem Recycling, sofern möglich, des gesamten Produkts, wenn es das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat.

                      Batterien

                      Die Abgabe von Luft, die mit Säure, Alkali, Blei, Cadmium und anderen potenziell schädlichen Stoffen kontaminiert ist, in die Atmosphäre und die Verschmutzung von Wasser aus der Batterieherstellung sollte so weit wie möglich verhindert werden, und wo dies nicht möglich ist, sollte dies überwacht werden Gewährleistung der Einhaltung der einschlägigen Rechtsvorschriften.

                      Die Verwendung von Batterien kann Bedenken hinsichtlich der öffentlichen Gesundheit hervorrufen. Auslaufende Blei-Säure- oder Alkali-Batterien können zu Verbrennungen durch den Elektrolyten führen. Beim Aufladen großer Blei-Säure-Batterien kann Wasserstoffgas entstehen, das in geschlossenen Räumen eine Brand- und Explosionsgefahr darstellt. Die Freisetzung von Thionylchlorid oder Schwefeldioxid aus großen Lithiumbatterien kann mit der Exposition gegenüber Schwefeldioxid, Salzsäurenebel, brennendem Lithium usw. verbunden sein und hat mindestens einen Todesfall verursacht (Ducatman, Ducatman und Barnes 1988). Dies könnte auch während der Herstellung dieser Batterien eine Gefahr darstellen.

                      Batteriehersteller sind sich zunehmender Umweltbedenken durch die Entsorgung von Batterien bewusst geworden, die giftige Schwermetalle enthalten, indem sie auf Deponien entsorgt oder mit anderem Müll verbrannt werden. Das Austreten giftiger Metalle aus Mülldeponien oder alternativ das Austreten aus den Schornsteinen von Müllverbrennungsanlagen kann zu Wasser- und Luftverschmutzung führen. Die Hersteller haben daher die Notwendigkeit erkannt, insbesondere den Quecksilbergehalt von Batterien im Rahmen der modernen Technik zu reduzieren. Die Kampagne zur Eliminierung von Quecksilber hat bereits vor der Einführung der Gesetzgebung in der Europäischen Union, der EG-Batterierichtlinie, begonnen.

                      Recycling ist eine weitere Möglichkeit, mit der Umweltverschmutzung umzugehen. Nickel-Cadmium-Akkus lassen sich relativ einfach recyceln. Die Rückgewinnung von Cadmium ist sehr effizient und wird beim Bau von Nickel-Cadmium-Batterien wiederverwendet. Das Nickel wird anschließend in der Stahlindustrie verwendet. Die anfängliche Wirtschaftlichkeit deutete darauf hin, dass das Recycling von Nickel-Cadmium-Batterien nicht kosteneffektiv war, aber technologische Fortschritte dürften die Situation verbessern. Quecksilberoxid-Zellen, die unter die EG-Batterierichtlinie fallen, wurden hauptsächlich in Hörgeräten verwendet und werden typischerweise durch Lithium- oder Zink-Luft-Batterien ersetzt. Silberoxidzellen werden aufgrund des Silbergehalts vor allem von der Schmuckindustrie recycelt.

                      Beim Recycling von Schadstoffen ist ähnlich wie bei den Herstellungsprozessen zu verfahren. Beim Recycling von Silberbatterien beispielsweise können Arbeiter Quecksilberdämpfen und Silberoxid ausgesetzt sein.

                      Die Reparatur und das Recycling von Blei-Säure-Batterien kann nicht nur zu einer Bleivergiftung der Arbeiter und manchmal ihrer Familien führen, sondern auch zu einer umfassenden Bleikontamination der Umwelt (Matte et al. 1989). In vielen Ländern, insbesondere in der Karibik und in Lateinamerika, werden Bleiplatten von Autobatterien verbrannt, um Bleioxid für Keramikglasuren herzustellen.

                      Herstellung von Elektrokabeln

                      Bei der Herstellung von Elektrokabeln gibt es drei Hauptquellen der Umweltverschmutzung: Lösungsmitteldämpfe, potenzielle Freisetzung von Toluoldiisocyanat aus der Herstellung von Lackdrähten und Umweltemissionen während der Herstellung von Materialien, die in Kabeln verwendet werden. All dies erfordert geeignete Umgebungskontrollen.

                      Herstellung von elektrischen Lampen und Röhren

                      Die größten Umweltprobleme sind hier die Abfallentsorgung und/oder das Recycling von quecksilberhaltigen Lampen und die Entsorgung von PCBs aus den Vorschaltgeräten von Leuchtstofflampen. Die Glasherstellung kann auch eine bedeutende Emissionsquelle von Stickoxiden in die Atmosphäre sein.

                      Elektrische Haushaltsgeräte

                      Da die Elektrogeräteindustrie zu einem großen Teil eine Montageindustrie ist, sind die Umweltprobleme minimal, mit der großen Ausnahme von Farben und Lösungsmitteln, die als Oberflächenbeschichtungen verwendet werden. Gemäß den Umweltvorschriften sollten standardmäßige Umweltschutzmaßnahmen eingeführt werden.

                      Das Recycling von Elektrogeräten umfasst die Trennung der zurückgewonnenen Geräte in verschiedene Materialien wie Kupfer und Weichstahl, die wiederverwendet werden können, was an anderer Stelle in diesem Dokument erörtert wird Enzyklopädie.

                       

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                      Inhalte

                      Elektrische Geräte und Ausrüstung Referenzen

                      Ducatman, AM, BS Ducatman und JA Barnes. 1988. Lithium-Batterie-Gefahr: Altmodische Planungsimplikationen neuer Technologie. J Occup Med 30:309–311.

                      Gesundheits- und Sicherheitsbeauftragter (HSE). 1990. Künstliche Mineralfasern. Executive Guidance Note EH46. London: HSE.

                      Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC). 1992. Monographien zur Bewertung krebserzeugender Risiken für den Menschen, Vol. 54, No. XNUMX. Lyon: IARC.

                      Matte TD, JP Figueroa, G Burr, JP Flesch, RH Keenlyside und EL Baker. 1989. Bleiexposition unter Blei-Säure-Batteriearbeitern in Jamaika. Amer J Ind Med 16: 167–177.

                      McDiarmid, MA, CS Freeman, EA Grossman und J. Martonik. 1996. Ergebnisse der biologischen Überwachung von Cadmium-exponierten Arbeitern. Amer Ind Hyg Assoc J 57: 1019–1023.

                      Roels, HA, JP Ghyselen, E Ceulemans und RR Lauwerys. 1992. Bewertung der zulässigen Exposition gegenüber Mangan bei Arbeitern, die Mangandioxidstaub ausgesetzt sind. Brit J Ind Med 49: 25–34.

                      Teleska, DR. 1983. A Survey of Health Hazard Control Systems for Mercury Use and Processing. Bericht Nr. CT-109-4. Cincinnati, OH: NIOSH.

                      Wallis, G, R Menke und C Chelton. 1993. Feldversuche am Arbeitsplatz eines Einweg-Unterdruck-Halbmasken-Staub-Atemschutzgeräts (3M 8710). Amer. Ind. Hyg. Assoc. J. 54: 576–583.