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Pyrotechnik Industrie

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Adaptiert aus der 3. Auflage, „Lexikon des Arbeits- und Gesundheitsschutzes“.

Die pyrotechnische Industrie kann definiert werden als die Herstellung von pyrotechnischen Gegenständen (Feuerwerk) zur Unterhaltung, für technische und militärische Zwecke in der Signalgebung und Beleuchtung, zur Verwendung als Pestizide und für verschiedene andere Zwecke. Diese Gegenstände enthalten pyrotechnische Stoffe aus Pulvern oder pastösen Massen, die je nach Bedarf geformt, kompaktiert oder verdichtet werden. Wenn sie gezündet werden, wird die in ihnen enthaltene Energie freigesetzt, um bestimmte Effekte zu erzielen, wie z. B. Aufleuchten, Detonation, Pfeifen, Schreien, Rauchbildung, Schwelen, Vortrieb, Zündung, Zündung, Schießen und Zerfall. Der wichtigste pyrotechnische Stoff ist nach wie vor Schwarzpulver (Schießpulver, bestehend aus Holzkohle, Schwefel und Kaliumnitrat), das lose zur Detonation, kompaktiert zum Antrieb oder Schießen oder gepuffert mit Holzkohle als Zündkapsel verwendet werden kann.

Prozesse

Rohstoffe für die Herstellung von Pyrotechnik müssen sehr rein, frei von allen mechanischen Verunreinigungen und (vor allem) frei von Säurebestandteilen sein. Dies gilt auch für Hilfsstoffe wie Papier, Pappe und Leim. Tabelle 1 listet gängige Rohstoffe auf, die bei der Herstellung von Pyrotechnik verwendet werden.

Tabelle 1. Rohstoffe, die bei der Herstellung von Pyrotechnik verwendet werden

Produkte

Rohstoffe

Sprengstoffe

Nitrozellulose (Kollodiumwolle), Silberfulminat, Schwarzpulver
(Kaliumnitrat, Schwefel und Holzkohle).

Brennbare Materialien

Akaroidharz, Dextrine, Gallussäure, Gummi Arabicum, Holz, Holzkohle,
Kolophonium, Laktose, Polyvinylchlorid (PVC), Schellack, Methylcellulose,
Antimonsulfid, Aluminium, Magnesium, Silizium, Zink,
Phosphor, Schwefel.

Oxidierende Materialien

Kaliumchlorat, Bariumchlorat, Kalium, Perchlorat, Barium
Nitrat, Kaliumnitrat, Natriumnitrat, Strontiumnitrat, Barium
Peroxid, Bleidioxid, Chromoxid.

Flammfärbende Materialien

Bariumcarbonat (grün), Kryolith (gelb), Kupfer, Ammonium
Sulfat (blau), Natriumoxalat (gelb), Kupfercarbonat (blau),
Kupferacetatarsenit (blau), Strontiumcarbonat (rot), Strontium
Oxalat (rot). Farbstoffe werden verwendet, um farbigen Rauch zu erzeugen,
und Ammoniumchlorid, um weißen Rauch zu erzeugen.

Inerte Materialien

Glyceryltristearat, Paraffin, Kieselgur, Kalk, Kreide.

 

Nach dem Trocknen, Mahlen und Sieben werden die Rohstoffe in einem speziellen Gebäude gewogen und gemischt. Früher wurden sie immer von Hand gemischt, aber in modernen Anlagen werden oft mechanische Mischer verwendet. Nach dem Mischen sollten die Stoffe in speziellen Lagergebäuden aufbewahrt werden, um Anreicherungen in Arbeitsräumen zu vermeiden. Aus diesen Gebäuden sollten nur die für die eigentlichen Verarbeitungsvorgänge erforderlichen Mengen in die Arbeitsräume gebracht werden.

Die Hüllen für pyrotechnische Gegenstände können aus Papier, Pappe, Kunststoff oder Metall bestehen. Die Art der Verpackung variiert. Beispielsweise wird die Zusammensetzung zur Detonation lose in ein Gehäuse gegossen und versiegelt, wohingegen sie zum Antrieb, zur Beleuchtung, zum Schreien oder Pfeifen lose in das Gehäuse gegossen und dann verdichtet oder komprimiert und versiegelt wird.

Das Verdichten oder Komprimieren erfolgte früher durch Schläge mit einem Hammer auf ein hölzernes „Absetzwerkzeug“, aber diese Methode wird in modernen Anlagen selten angewendet; stattdessen werden hydraulische Pressen oder Rotationspastillenpressen verwendet. Hydraulische Pressen ermöglichen in einer Reihe von Fällen das gleichzeitige Verdichten der Masse.

Leuchtstoffe werden oft im nassen Zustand zu Sternen geformt, die dann getrocknet und in Gehäuse für Raketen, Bomben und so weiter gesteckt werden. Stoffe, die durch ein Nassverfahren hergestellt werden, müssen gut getrocknet sein oder sie können sich spontan entzünden.

Da viele pyrotechnische Stoffe im komprimierten Zustand schwer zu zünden sind, werden die betreffenden pyrotechnischen Gegenstände mit einem Zwischen- oder Zündmittel versehen, um die Zündung sicherzustellen; Der Fall wird dann versiegelt. Der Artikel wird von außen durch ein Streichholz, eine Lunte, einen Schaber oder manchmal durch ein Zündhütchen gezündet.

Gefahren

Die wichtigsten Gefahren in der Pyrotechnik sind eindeutig Feuer und Explosion. Aufgrund der geringen Anzahl beteiligter Maschinen sind mechanische Gefährdungen weniger wichtig; Sie ähneln denen in anderen Branchen.

Die Empfindlichkeit der meisten pyrotechnischen Stoffe ist so groß, dass sie in loser Form leicht durch Schläge, Reibung, Funken und Hitze entzündet werden können. Sie stellen ein Brand- und Explosionsrisiko dar und gelten als Explosivstoffe. Viele pyrotechnische Substanzen haben die Explosionswirkung gewöhnlicher Sprengstoffe, und die Kleidung oder der Körper von Arbeitern kann durch Flammen verbrennen.

Bei der Verarbeitung von giftigen Stoffen, die in der Pyrotechnik verwendet werden (z. B. Blei- und Bariumverbindungen und Kupferacetatarsenit), kann eine Gesundheitsgefährdung durch Einatmen des Staubs beim Wiegen und Mischen bestehen.

Sicherheits- und Gesundheitsmaßnahmen

Bei der Herstellung von pyrotechnischen Stoffen sollten nur zuverlässige Personen beschäftigt werden. Jugendliche unter 18 Jahren sollten nicht beschäftigt werden. Eine ordnungsgemäße Unterweisung und Beaufsichtigung der Arbeiter ist erforderlich.

Vor jedem Herstellungsprozess ist es wichtig, die Empfindlichkeit von pyrotechnischen Stoffen gegenüber Reibung, Schlag und Hitze sowie ihre explosive Wirkung zu ermitteln. Von diesen Eigenschaften hängen die Art des Herstellungsverfahrens und die zulässigen Mengen in den Arbeitsräumen sowie den Lager- und Trocknungsgebäuden ab.

Bei der Herstellung von pyrotechnischen Stoffen und Gegenständen sind folgende grundsätzliche Vorsichtsmaßnahmen zu treffen:

  • Die Gebäude im nicht explosionsgefährdeten Teil des Unternehmens (Büros, Werkstätten, Essensbereiche usw.) sollten weit entfernt von denen in den explosionsgefährdeten Bereichen liegen.
  • Für die unterschiedlichen Herstellungsprozesse in den explosionsgefährdeten Bereichen sollten getrennte Fertigungs-, Verarbeitungs- und Lagergebäude vorhanden sein, und diese Gebäude sollten weit auseinander liegen
  • Die Verarbeitungsgebäude sollten in separate Arbeitsräume aufgeteilt werden.
  • Die Mengen pyrotechnischer Stoffe in den Misch-, Verarbeitungs-, Lager- und Trocknungsgebäuden sind zu begrenzen.
  • Die Anzahl der Arbeiter in den verschiedenen Arbeitsräumen sollte begrenzt werden.

 

Folgende Abstände werden empfohlen:

  • zwischen Gebäuden in den explosionsgefährdeten Bereichen und denen in den nicht explosionsgefährdeten Bereichen mindestens 30 m
  • zwischen den verschiedenen Verarbeitungsgebäuden selbst, 15 m
  • zwischen Misch-, Trocknungs- und Lagergebäuden und anderen Gebäuden, 20 bis 40 m je nach Konstruktion und Anzahl der betroffenen Arbeitnehmer
  • zwischen verschiedenen Misch-, Trocknungs- und Lagergebäuden, 15 bis 20 m.

 

Die Abstände zwischen den Arbeitsräumen können unter günstigen Umständen verringert werden, wenn zwischen ihnen Schutzwände errichtet werden.

Gesonderte Gebäude sollten für folgende Zwecke vorgesehen werden: Lagern und Aufbereiten von Rohstoffen, Mischen, Lagern von Zusammensetzungen, Verarbeiten (Verpacken, Verdichten oder Komprimieren), Trocknen, Konfektionieren (Kleben, Lackieren, Verpacken, Paraffinieren usw.), Trocknen und Lagern der fertige Artikel und die Lagerung von Schwarzpulver.

Folgende Rohstoffe sollten in isolierten Räumen gelagert werden: Chlorate und Perchlorate, Ammoniumperchlorat; Nitrate, Peroxide und andere oxidierende Substanzen; Leichtmetalle; brennbare Stoffe; Entflammbare Flüssigkeiten; roter Phosphor; Nitrozellulose. Nitrozellulose muss feucht gehalten werden. Metallpulver müssen vor Feuchtigkeit, fetten Ölen und Fetten geschützt werden. Oxidationsmittel sollten getrennt von anderen Materialien gelagert werden.

Gebäudedesign

Für das Mischen sind Gebäude mit Explosionsdruckentlastung (drei widerstandsfähige Wände, widerstandsfähiges Dach und eine Explosionsschutzwand aus Kunststoffplatten) am besten geeignet. Empfehlenswert ist eine Schutzwand vor der Berstwand. Mischräume für chlorathaltige Stoffe sollten nicht für metall- oder antimonsulfidhaltige Stoffe verwendet werden.

Für die Trocknung haben sich Gebäude mit Explosionsraum und mit Erde bedeckte Gebäude mit einer Explosionswand bewährt. Sie sollten von einem Damm umgeben sein. In Trockenhäusern ist eine kontrollierte Raumtemperatur von 50 ºC empfehlenswert.

In den Verarbeitungsgebäuden sollten getrennte Räume vorhanden sein für: Abfüllung; Komprimieren oder Kompaktieren; Abschneiden, „Würgen“ und Verschließen der Etuis; Lackieren geformter und komprimierter pyrotechnischer Substanzen; Zünden pyrotechnischer Substanzen; Lagerung pyrotechnischer Stoffe und Zwischenprodukte; Verpackung; und Lagerung von verpackten Stoffen. Am besten hat sich eine Gebäudereihe mit Explosionsschutzzonen bewährt. Die Stärke der Zwischenwände sollte der Art und Menge der umgeschlagenen Stoffe angepasst sein.

Für Gebäude, in denen explosionsgefährliche Stoffe verwendet werden oder vorhanden sind, gelten folgende Grundregeln:

  • Die Gebäude sollen eingeschossig und nicht unterkellert sein.
  • Dachflächen sollten einen ausreichenden Schutz gegen Brandausbreitung bieten.
  • Die Wände der Räume müssen glatt und abwaschbar sein.
  • Böden sollten eine ebene, glatte Oberfläche ohne Fugen haben. Sie sollten aus weichem Material wie Xylolith, sandfreiem Asphalt und synthetischen Materialien bestehen. Gewöhnliche Holzböden sollten nicht verwendet werden. Die Böden gefährlicher Räume sollten elektrisch leitfähig sein, und die Arbeiter darin sollten Schuhe mit elektrisch leitfähigen Sohlen tragen.
  • Die Türen und Fenster aller Gebäude müssen nach außen öffnen. Während der Arbeitszeit sollten Türen nicht abgeschlossen werden.
  • Das Beheizen von Gebäuden durch offenes Feuer ist nicht zulässig. Zur Beheizung gefährlicher Gebäude sollten nur Heißwasser, Niederdruckdampf oder staubdichte elektrische Anlagen verwendet werden. Heizkörper sollten allseitig glatt und leicht zu reinigen sein: Heizkörper mit Lamellenrohren sollten nicht verwendet werden. Für die Erwärmung von Flächen und Rohren wird eine Temperatur von 115 ºC empfohlen.
  • Werkbänke und Regale sollten aus feuerfestem Material oder Hartholz sein.
  • Die Arbeits-, Lager- und Trockenräume und deren Ausstattung sind regelmäßig feucht zu reinigen.
  • Arbeitsplätze, Zugänge und Fluchtwege müssen so geplant werden, dass Räume schnell evakuiert werden können.
  • Soweit möglich, sind Arbeitsplätze durch Schutzwände abzutrennen.
  • Notwendige Vorräte sollten sicher aufbewahrt werden.
  • Alle Gebäude sollten mit Blitzableitern ausgestattet sein.
  • Rauchen, offenes Feuer und das Mitführen von Streichhölzern und Feuerzeugen innerhalb der Räumlichkeiten sind zu untersagen.

 

Ausrüstung

Mechanische Pressen sollten Schutzabschirmungen oder -wände haben, damit bei einem Brand die Arbeiter nicht gefährdet werden und das Feuer nicht auf benachbarte Arbeitsplätze übergreifen kann. Wenn große Materialmengen gehandhabt werden, sollten Pressen in isolierten Räumen stehen und von außen bedient werden. Niemand darf sich im Presseraum aufhalten.

Feuerlöschgeräte sind in ausreichender Menge vorzuhalten, auffällig zu kennzeichnen und in regelmäßigen Abständen zu überprüfen. Sie sollten an die Art der vorhandenen Materialien angepasst sein. Feuerlöscher der Klasse D sollten zum Verbrennen von Metallpulver verwendet werden, nicht für Wasser, Schaum, Trockenchemikalien oder Kohlendioxid. Zum Löschen brennender Kleidung werden Duschen, Wolldecken und feuerhemmende Decken empfohlen.

Personen, die mit pyrotechnischen Stoffen in Kontakt kommen oder durch Flammenbögen gefährdet werden können, sollten geeignete feuer- und hitzebeständige Schutzkleidung tragen. Die Kleidung sollte täglich an einer dafür bestimmten Stelle entstaubt werden, um Verunreinigungen zu entfernen.

Im Betrieb sollten Maßnahmen zur Ersten Hilfe bei Unfällen getroffen werden.

Materialien

Gefährliche Abfallstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften sollten getrennt gesammelt werden. Abfallbehälter müssen täglich geleert werden. Der gesammelte Abfall sollte bis zu seiner Vernichtung an einem geschützten Ort mindestens 15 m von jedem Gebäude entfernt aufbewahrt werden. Fehlerhafte Produkte und Zwischenprodukte sind grundsätzlich als Abfall zu behandeln. Sie sollten nur dann aufbereitet werden, wenn dadurch keine Risiken entstehen.

Bei der Verarbeitung gesundheitsgefährdender Materialien sollte der direkte Kontakt mit ihnen vermieden werden. Schädliche Gase, Dämpfe und Stäube sollen effektiv und sicher abgeführt werden. Bei unzureichender Absaugung ist Atemschutz zu tragen. Für geeignete Schutzkleidung ist zu sorgen.

 

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