In fast jedem Bereich, in dem Flüssigstickstoff verwendet wird, gibt es eine Reihe von Warnschildern oder Aufklebern. „Gefahr“, „Nicht berühren“, „Extrem kalt“ oder „Persönlicher Schutz erforderlich“. Es klingt bedrohlich, aber ist Flüssigstickstoff wirklich so gefährlich?
In diesem Blog betrachten wir die Sicherheit und die Gefahren von Flüssigstickstoff. Wir beleuchten Sicherheitsmaßnahmen und erklären, wie Demaco zur effizienten Nutzung dieser Substanz beiträgt.
Was ist Flüssigstickstoff?
Flüssigstickstoff ist eine klare, farblose Flüssigkeit mit einer sehr niedrigen Temperatur von -196°C bei atmosphärischem Druck. Die Flüssigkeit hat eine relativ hohe Dichte von etwa 807 kg/m³ und ist inert. Daher reagiert Flüssigstickstoff unter normalen Bedingungen nicht mit den meisten anderen Materialien.
Aufgrund seiner extremen Kälte und breiten Verfügbarkeit wird Flüssigstickstoff in vielen Branchen eingesetzt. Beispiele sind die Lebensmittelindustrie zum Einfrieren von Lebensmitteln, die Pharmaindustrie zur Einfrierung und Konservierung biologischer Materialien, die Medizin für verschiedene Behandlungen und die Wissenschaft als Kühlmittel für die Forschung.
Die Gefahren von Flüssigstickstoff
Trotz seiner vielen nützlichen Anwendungen birgt Flüssigstickstoff auch einige Risiken. Wenn extreme Kälte nicht richtig gehandhabt wird, kann dies die Anwendung und die Gesundheit der Nutzer beeinträchtigen.
Hier sind die Hauptgefahren von Flüssigstickstoff:
- Verletzungen durch extreme Kälte: Wenn (der kalte Dampf von) Flüssigstickstoff in direkten Kontakt mit der Haut kommt, kann dies zu Erfrierungen und schweren Verbrennungen führen. Nasse Haut gefriert besonders schnell, und empfindliches Gewebe wie das der Augen wird rasch beschädigt. Selbst eine kurze Exposition kann dauerhafte Folgen haben.
- Explosion durch hohen Druck: Wird Flüssigstickstoff erwärmt? Dann wird er gasförmig und dehnt sich im Verhältnis 700:1 aus. Mit anderen Worten; gasförmiger Stickstoff benötigt 700 Mal mehr Platz als Flüssigstickstoff – und der ist in einer Infrastruktur, einem Tank oder Behälter normalerweise nicht vorhanden. Steigt der Druck zu stark an, kann es zu einer Explosion kommen.
- Erstickung und Sauerstoffverdrängung: Flüssigstickstoff kann beim Verdampfen Sauerstoff verdrängen und eine sauerstoffarme Umgebung schaffen. Besonders in kleinen und schlecht isolierten Räumen kann Sauerstoffmangel zu Bewusstlosigkeit und schließlich sogar zum Tod führen. Die Atemnot tritt oft plötzlich und ohne offensichtliche Warnung auf.
Ist Flüssigstickstoff entflammbar?
Auch wenn Flüssigstickstoff mehrere Gefahren birgt, hat die Substanz einen Vorteil: Flüssigstickstoff ist von Natur aus nicht entflammbar. Als inerte Substanz reagiert die kryogene Flüssigkeit unter normalen Bedingungen nicht mit den meisten anderen Materialien. Das Gleiche gilt für Stickstoffgas. Hält man eine Flamme in eine Stickstoffgaswolke, erlischt sie, da Stickstoff den Sauerstoff verdrängt.
Sicherheitsvorkehrungen beim Umgang mit Flüssigstickstoff
Angesichts der potenziell schwerwiegenden Gefahren von Flüssigstickstoff ist es wichtig, strenge Sicherheitsprotokolle zu etablieren und einzuhalten. Hier sind einige wichtige Sicherheitsvorkehrungen beim Umgang mit Flüssigstickstoff:
- Persönliche Schutzausrüstung: Für optimalen Schutz verwenden die meisten Standorte ein Gesichtsschutzschild, Schutzbrillen, isolierte kryogene Handschuhe und Schutzkleidung, die die gesamte Haut bedeckt. Handschuhe sollten locker sitzen, damit sie bei Kontakt mit Flüssigstickstoff schnell entfernt werden können. Kryogene Handschuhe bieten Schutz gegen kalten gasförmigen Stickstoff, der von einer kryogenen Flüssigkeit abgeht, können jedoch keinen längeren Kontakt mit der Flüssigkeit selbst aushalten.
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Ausreichende Belüftung: Lager- und Nutzungseinrichtungen, in denen Flüssigstickstoff verwendet wird, sollten ausreichend isoliert sein, um die Verdrängung von Sauerstoff in der Luft zu verhindern. Diese Räume sollten auch mit einem ordnungsgemäßen Sauerstoffmesser ausgestattet sein, der rechtzeitig anzeigt, wenn zu wenig Sauerstoff im Raum vorhanden ist. Dies könnte auf ein Leck in der Flüssigstickstoff-Infrastruktur hinweisen. Dies gefährdet die Benutzer und verschwendet Flüssigstickstoff.
- Qualitätsverbessernde Produkte: Produkte wie ein Entgaser und ein automatisches Gasentlüfter sorgen dafür, dass überschüssiges Gas in einem System abgeführt wird und eine Anwendung immer mit hochwertigem kaltem Flüssigstickstoff gefüllt bleibt. Dies ist nicht nur für die Anwendung wichtig, sondern reduziert auch das Risiko eines Druckaufbaus und einer möglichen Explosion.
- Sichere Lagerung und Transport: Isolierung ist zentral für die Lagerung, den Transport und die Anwendung von Flüssigstickstoff. Je besser die Isolierung, desto weniger Gasbildung und Druckaufbau. Die beste Isolierung für Flüssigstickstoff-Infrastrukturen ist Vakuumisolierung. Diese Isolierungsmethode verwendet eine doppelt konzentrische Rohrkonstruktion mit einem dazwischen liegenden Vakuum, das fast alle Wärmeverluste aus einem System fernhält.
Bei Demaco statten wir fast alle unsere Produkte und Projekte mit Vakuumisolierung aus. Möchten Sie mehr über diese Isolierungstechnik erfahren? Lesen Sie weiter auf unseren Seiten über Vakuumtechnologie und die 10 Vorteile vakuumisolierter Systeme.
- Notfallverfahren und Schulungen: Alle Mitarbeiter, die mit Flüssigstickstoff arbeiten, müssen im Umgang mit der Substanz geschult werden. Sie sollten sich der Gefahren bewusst sein und in der Lage sein, Notfallverfahren zu befolgen. Diese sollten klare Schritte enthalten, die beispielsweise bei einem Leck, einer Verletzung oder einem Alarm wegen Sauerstoffmangels in einem geschlossenen Raum zu befolgen sind.
Vorschriften und (inter)nationale Standards
Die Einhaltung der Vorschriften für die Verwendung von Flüssigstickstoff ist nicht nur wichtig, sondern auch von verschiedenen Behörden vorgeschrieben. Es gibt sowohl nationale als auch internationale Standards für den Umgang mit gefährlichen Substanzen, und Flüssigstickstoff gehört aufgrund seiner extrem niedrigen Temperatur dazu.
Die Vorschriften für gefährliche Substanzen dienen dazu, sowohl die Sicherheit der Personen, die mit der Substanz arbeiten, als auch die öffentliche Gesundheit zu gewährleisten.
Hier sind die wichtigsten Vorschriften zur Sicherheit von Flüssigstickstoff:
- Lokale und nationale Vorschriften: Jedes Land hat spezifische Vorschriften für den Umgang mit gefährlichen Materialien, einschließlich Flüssigstickstoff. Diese können von detaillierten Sicherheitsprotokollen bis hin zu Anforderungen für Transport und Lagerung reichen. In den Vereinigten Staaten fallen die Vorschriften für die Verwendung von Flüssigstickstoff beispielsweise unter die Occupational Safety and Health Administration (OSHA), während in Europa die Richtlinien häufig sowohl von nationalen Gesetzen als auch von EU-Richtlinien bestimmt werden.
In den Niederlanden ist das Arbeitsschutzgesetz (Arbeitsomstandighedenbesluit) hauptsächlich für den Umgang und die Anwendung von Flüssigstickstoff verantwortlich. Dieses Gesetz legt spezifische Anforderungen für den sicheren Umgang mit gefährlichen Substanzen fest, um die Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer zu gewährleisten. Beispiele sind klare Richtlinien für persönliche Schutzausrüstung, die Vermeidung von Erfrierungsverletzungen und sichere Lager- und Transportvorschriften. Das Ministerium für Soziales und Beschäftigung (SZW) überprüft die Einhaltung dieser Vorschriften durch die Unternehmen.
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Internationale Standards: Organisationen wie die Internationale Organisation für Normung (ISO) bieten Standards, die die Sicherheit bei der Verwendung von Flüssigstickstoff gewährleisten. Um eine ISO-Zertifizierung zu erhalten, muss sich eine Organisation strengen externen Audits unterziehen, um nachzuweisen, dass alle verwendeten Prozesse und Systeme den spezifischen Anforderungen des jeweiligen ISO-Standards entsprechen.
Bei Demaco sind unsere Produkte und Dienstleistungen nach dem ISO 9001-Standard für Qualitätsmanagementsysteme zertifiziert. Dies ist eine wichtige Zertifizierung für die sichere Verwendung von kryogenen Gasen wie Flüssigstickstoff, flüssigem Wasserstoff und mehr.
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Spezifische Branchenstandards: Abhängig von der Branche können zusätzliche Standards gelten, die die Sicherheit bei der Verwendung von Flüssigstickstoff regeln. Dies gilt insbesondere für Branchen, in denen Hygiene wichtig ist, wie die Lebensmittelindustrie, die Pharmaindustrie und medizinische Einrichtungen.
Beispielsweise müssen Flüssigstickstoffsysteme bei der Medikamentenherstellung in der Pharmaindustrie regelmäßig inspiziert und gereinigt werden, und die Mitarbeiter müssen Schutzkleidung tragen, um die Exposition gegenüber extrem niedrigen Temperaturen zu minimieren.
Demaco’s Infrastrukturen für Flüssigstickstoff
Bei Demaco sind wir auf die Planung und den Bau von Infrastrukturen für verflüssigte Gase wie Flüssigstickstoff, flüssigen Wasserstoff, flüssiges Helium, LNG und mehr spezialisiert. Wir setzen uns dafür ein, den Transport und die Anwendung dieser kalten Flüssigkeiten so effizient wie möglich zu gestalten, und natürlich gehört Sicherheit dazu. Wir tun dies unter anderem auf folgende Weise:
- Optimale Isolierung (Vakuum): Demaco verwendet fortschrittliche Vakuumisolierungstechnologien, um Infrastrukturen für Flüssigstickstoff so sicher wie möglich zu gestalten. Beispielsweise liefern wir vakuumisolierte Transferleitungen, Kühlwannen und Füllstationen für Flüssigstickstoff, einschließlich der entsprechenden Qualitätsverbesserungsprodukte, um eine Infrastruktur mit allen Sicherheitsanforderungen zu gewährleisten.
- Maßgeschneiderte Projekte: Demaco liefert maßgeschneiderte Lösungen. Von der Planung bis zur Umsetzung denken wir jedes Projekt gemeinsam mit dem Kunden durch. Wir betrachten den Standort, berücksichtigen alle Sicherheitsrichtlinien und liefern nur Produkte, die sowohl wir als auch der Kunde vollständig unterstützen. Mit jahrelanger Erfahrung kennen wir die Gefahren von Flüssiggasen wie kaum ein anderer und tun alles, um sie zu minimieren.
- Richtlinien und Zertifizierungen: Unsere Infrastruktur und Prozesse sind so gestaltet, dass sie allen wichtigen nationalen und internationalen Sicherheitsstandards und -richtlinien entsprechen. Einige Beispiele für unsere Zertifizierungen sind ISO 9001 und VCA** Qualitäts- und Sicherheitszertifikate, ISO 3834-2 für Schweißtechnik und PED-Module H und H1 (gemäß EU-Richtlinie). Durch die Einhaltung aller Richtlinien wissen wir, dass wir nur die sichersten Produkte liefern.
- Druckentlastungseinrichtungen installieren: Dies verhindert, dass der Druck in den Systemen zu hoch ansteigt und minimiert die Explosionsgefahr.
- Konditionierungsanlagen: Wir verwenden fortschrittliche Techniken, um überschüssiges Gas abzuführen und Druckaufbau zu verhindern.
- Vakuumisolierung: Der Einsatz von Vakuumisolierung hilft, Verbrennungen durch extreme Kälte zu verhindern und gewährleistet optimale Sicherheit beim Transport und bei der Lagerung.
- Temperaturschutz an Entlüftungsleitungen: Dieses System verhindert das unsichere Erhitzen und den Druckaufbau in den Leitungen.
- Notfallventile: Diese Ventile sorgen im Notfall für eine schnelle und effiziente Intervention, um weitere Risiken zu vermeiden.
