Persönliche Schutzausrüstung

Mehr Sicherheit durch die neue Norm DIN 19430

Ein Mann in Schutzkleidung arbeitet mit einer handgehaltenen Spritzeinrichtung und Hochdruckwasserstrahl. Zur Schutzkleidung gehören ein Schutzhelm mit Gesichtsschutz und Gehörschutz, Schutzhandschuhe und Schutzstiefel als geeigneter Fußschutz.
Schutzkleidung bei der Arbeit mit Hochdruckstrahl
Bildquelle: DEHN SE + Co. KG

 

Die neue Norm DIN 19430 „Schutzkleidung – Kleidung zum Schutz gegen Hochdruckwasserstrahl – Anforderungen und Prüfverfahren“ erhöht das Sicherheitsniveau gegenüber Gefährdungen, die durch Hochdruckwasserstrahl entstehen können. Bis zu ihrer Erarbeitung fehlte es an einer normierten Grundlage zur Prüfung und Zertifizierung von Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl. Im Fokus der Prüfung steht der Schutz von Anwenderinnen und Anwendern gegen mechanische Einwirkungen.

Vielfach wird unterschätzt, dass schon der freie Wasserstrahl eines einfachen Hochdruckreinigers, der mit einem Betriebsdruck von ca. 100 bar betrieben wird, einen Menschen schwer verletzen kann. Die Unfallstatistik der DGUV wies in den Berichtsjahren 2010 bis 2019 jährlich im Durchschnitt ca. 280 meldepflichtige Arbeitsunfälle auf [1], die als Unfall mit einem Hochdruckreiniger erfasst wurden, darunter auch ein tödlicher Unfall. Verletzungen durch den Hochdruckwasserstrahl können dabei durch das aus der Düse austretende Wasser, aber auch aufgrund defekter Schlauchleitungen entstehen. Das nicht sterile Wasser kann zusammen mit weiteren kleinsten Partikeln, z. B. abgestrahlter Farbe oder Lack, tief injiziert werden und sich unkontrolliert auch abseits der Injektionsstelle im Gewebe verteilen. Schwere Gewebeschäden bis hin zu Amputationen können die Folge sein. Dabei ist die Eintrittsstelle in die Haut oftmals nur als kleiner Nadelstich erkennbar.
 

Gesetzliche Grundlagen: die DGUV Regel 100-500

Die DGUV Regel 100-500 liefert konkrete Angaben zu den Gefährdungen und den erforderlichen Maßnahmen beim Hochdruckwasserstrahlen. Soweit dies betriebstechnisch möglich ist, sollen mechanisch geführte Spritzeinrichtungen verwendet werden. Bei mechanisch geführten Spritzeinrichtungen wird die Rückstoßkraft durch den Hochdruckwasserstrahl nicht von der Person, die die Spritzeinrichtung führt, aufgenommen. Ergibt die erforderliche Gefährdungsbeurteilung, dass dies betriebstechnisch nicht möglich ist, können handgehaltene Spritzeinrichtungen zum Einsatz kommen.

Wird mit einer handgehaltenen Spritzeinrichtung (Strahlpistole, Strahllanze) gearbeitet, ist beim Einsatz von Reinigungsgeräten bis 250 bar gemäß der genannten DGUV Regel als PSA ein Schutz gegen Feuchtigkeit ausreichend. Bei höherem Druck sind besondere Körperschutzmaßnahmen entsprechend der Gefährdungsbeurteilung erforderlich.

Weiterhin erläutert die DGUV Regel, dass ein Schutzhelm mit Gesichtsschutz und Gehörschutz, Schutzhandschuhe und ein geeigneter Fußschutz (Schutzstiefel, Gamaschen) neben dem Schutzanzug zur Standardausrüstung der Anwenderin oder des Anwenders gehören. Je nach Arbeitsaufgabe kann zusätzlich Chemikalienschutz und/oder Atemschutz erforderlich werden.
 

Aktuell erhältliche PSA

Gegenwärtig existieren auf dem Markt diverse Schutzkleidungssysteme, die nach verschiedenen firmeninternen Standards geprüft werden. Diese bieten einen partiellen Frontschutz bzw. einen Vollschutz gegen die Gefahren beim Arbeiten mit handgehaltenen Spritzeinrichtungen. Dabei kommt dem Schnittschutz die größte Bedeutung zu. Diese Schutzfunktion kann zusätzlich mit einer Nässeschutzkleidung kombiniert oder auch in diese integriert sein.

Die Bekleidung wird in Form von Overalls, Jacken, Trägerhosen, Schürzen, Gamaschen sowie einem Hand- und Unterarmschutz angeboten. Als Schutzschicht kommen, je nach Schutzlevel, unterschiedliche Lagenzahlen aus hochdichten Geweben aus para-Aramid oder ultrahochmolekularem Polyethylen zum Einsatz. Die schmutz- und wasserabweisenden Außengewebe bestehen aus einem hochabriebfesten Polyurethan-beschichteten Gewebe bzw. einem abriebfesten, atmungsaktiven und wasserdichten Laminat. Um den Tragekomfort zu verbessern, wird optional eine Ventilation für die Schutzkleidung angeboten.

 

Mann in Schutzkleidung mit einer handgehaltenen Spritzeinrichtung und Hochdruckwasserstrahl. Zur Schutzkleidung gehören der Schutzhelm mit Gesichtsschutz und Gehörschutz, Schutzhandschuhe und Schutzstiefel.
Beispiel für die Schutzkleidung bei der Arbeit mit Hochdruckwasserstahl
Bildquelle: BG BAU

 

Unterstützung bei der Wahl der Schutzkleidung

Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl unterliegt nach Verordnung (EU) 2016/425 über persönliche Schutzausrüstungen (PSA) der Kategorie III und muss einer verpflichtenden Baumusterprüfung mit einer zusätzlichen Kontrolle der fertigen PSA – entweder im Rahmen einer EU-Qualitätssicherung für das Endprodukt (Modul C2) oder durch einen Nachweis des EU-Qualitätssicherungssystems mit einer Überwachung durch eine notifizierte Prüfstelle (Modul D) – unterzogen werden. Bis zur Erarbeitung der Norm DIN 19430 fehlte es an einer normierten Grundlage zur Prüfung und Zertifizierung von Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl.
 

Der Weg zur DIN 19430

Um die Entwicklung dieser Art von Schutzkleidung voranzutreiben, wurde auf Initiative des Sachgebiets Schutzkleidung der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) zusammen mit dem Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA) – begleitet durch Praxisversuche – der Prüfgrundsatz zur Prüfung und Zertifizierung von „Schutzkleidung gegen Hochdruck-Wasserstrahl“ (GS-IFA-P15 aus 08/2017) erarbeitet. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf den Schutz der anwendenden Person gegen die mechanischen Einwirkungen durch den Hochdruckwasserstrahl gelegt (Schnittverletzungen, bei Wasserdrücken bis 1.000 bar unter Verwendung einer Flachstrahldüse).

Zusätzlich zu den Anforderungen des Prüfgrundsatzes werden in der neuen Norm DIN 19430 höhere Wasserdrücke in Verbindung mit unterschiedlichen Düsen-Geometrien berücksichtigt. Die Norm wurde im DIN-Normenausschuss Persönliche Schutzausrüstung von dem Arbeitskreis NA 075-05-05-02 AK „Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl“ unter Beteiligung verschiedenster interessierter Kreise erarbeitet und richtet sich insbesondere an Herstellerfirmen und Prüfstellen von Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl.
 

Norm-Anforderungen an Schutzkleidung

Mit der DIN 19430 werden einheitliche und umfassende Leistungsstufen für die Schutzkleidung festgelegt. Im Zuge dessen wurden verschiedene Norm-Anforderungen definiert.

Anforderungen an den Schutz gegen Hochdruckwasserstrahl

Die Geschwindigkeit des Wasserstrahls kann bei einem Betriebsdruck von 2.500 bar bis zu 700 m/s betragen, mehr als die zweifache Schallgeschwindigkeit. Die Höhe der kinetischen Energie, entscheidender physikalischer Kennwert des Wasserstrahls, wird neben dem Betriebsüberdruck maßgeblich durch den Düsendurchmesser und die Düsengeometrie (Düsenfaktor) bestimmt. Neben diesen erzeugungsorientierten Parametern beeinflussen die bearbeitungsorientierten Parameter Strahlabstand, Vorschubgeschwindigkeit (Kontaktzeit) und Strahlauftreffwinkel die Belastung durch den Wasserstrahl und damit auch die Beanspruchung und Wirksamkeit der Schutzkleidung.

Bei Arbeiten mit einer Hochdruckpistole können sehr hohe Kräfte auf die bedienende Person wirken. Die Rückstoßkräfte handgeführter Werkzeuge dürfen gemäß DGUV Regel 100-500, Kap. 2.36, in axialer Richtung einen Wert von 150 N nicht übersteigen. Ist das doch der Fall, muss von Bedienenden eine Körperstütze eingesetzt werden. Mit Körperstütze dürfen die Rückstoßkräfte einen Maximalwert von 250 N erreichen. Die unterschiedlichen maximalen Rückstoßkräfte werden in der neuen Norm bei der Einteilung der Schutzkleidung in den Leistungsstufen berücksichtigt.

In der Praxis muss die Rückstoßkraft, die vom Volumenstrom des Wassers und dem Betriebsüberdruck abhängt, vor dem Betrieb der Strahlpistole durch die Betreiberfirma ermittelt werden. Bei gleichbleibendem Betriebsüberdruck steigt die Rückstoßkraft bei einer Erhöhung des Volumenstroms. Auswahldiagramme bzw. Düsentabellen der Herstellerfirmen helfen bei der Bestimmung der Rückstoßkräfte.

Bei den Leistungsstufen der DIN 19430 wurden aufgrund ihrer unterschiedlichen Wirkungsweise die drei relevanten Düsenarten unterschieden:

        Flachstrahldüse: fächerförmiger Strahl,

        Punktstrahldüse: punktueller, konzentrierter Wasserstrahl,

–        Rotationsstrahldüse: rotierender Kopf mit mindestens zwei Punktstrahldüsen.

Die Klassifizierung der Schutzkleidung erfolgt in den Leistungsstufen (siehe Tabelle 1), die den Widerstand gegen den Hochdruckwasserstrahl beschreiben. F1501000 bedeutet: Diese PSA schützt beim Einsatz von Flachstrahldüsen mit einem Wasserstrahldruck von bis 1.000 bar und einer Rückstoßkraft bis 150 N.

Die von der Europäischen Kommission veröffentlichten Guidelines zur PSA-Verordnung bestimmen, dass ab einem Druck von 200 bar keine normale Arbeitskleidung ausreichenden Schutz gegen den Hochdruckwasserstrahl bietet [2]. Daher beträgt die unterste Leistungsstufe für die Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl 200 bar.
 

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Düse
Flachstrahldüse
Leistungsstufe 150 N F150200                      F150500                      F1501000
Leistungsstufe 250 N F250200                      F250500                      F2501000
Druck [bar] 200                             500                             1000
Rotationsstrahldüse
Leistungsstufe 150 N R150200       R150500       R1501000        R1502000       R1503000
Leistungsstufe 250 N R250200       R250500       R2501000         R2502000      R2503000
Druck [bar] 200               500                1000                2000             3000
Tabelle 1: Leistungsstufen für Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahlen bis 150 N und 250 N Rückstoßkraft
Punktstrahldüse
Leistungsstufe 150 N P150200        P150500         P1501000        P1502000       P1502500
Leistungsstufe 250 N P250200        P250500         P2501000        P2502000       P2502500
Druck [bar] 200               500                  1000                2000              2500

 

Tragekomfort/Tragedauer

Für den Tragekomfort werden die Anforderungen und Prüfverfahren der EN 343 „Schutzkleidung – Schutz gegen Regen“ herangezogen. Hiernach spiegelt der Wasserdurchgangswiderstand (WP) das Prüfkriterium für das Eindringen des Wassers von außen in vier Klassen wider. Klasse 4 hat dabei den höchsten Widerstand gegen den Wasserdurchtritt durch das Material. Dem entgegen steht der Abtransport des Schweißes nach draußen, auch Verdampfungswärmefluss genannt. Geprüft und bezeichnet wird dieser Wert mit dem Wasserdampfdurchgangswiderstand Ret. Dieser Wärmefluss wird durch Diffusion und Konvektion transportiert und ebenfalls in vier Klassen dargestellt. Hat das Kleidungsstück einen Wasserdampfdurchgangswiderstand der Klasse 1, muss folgender Warnhinweis angegeben werden:
 

WARNHINWEIS – Begrenzte Tragedauer nach folgender Tabelle:

[Quelle: EN 343:2019]
Umgebungstemperatur Tragedauer (min)
25 °C 60
20 °C 75
15° C 100
10 °C 240
5 °C

 

Materialeigenschaften, mechanische Anforderungen, Lebensdauer (Ablegereife)

Der Tragekomfort wird neben der Atmungsaktivität auch durch Verwendung von leichten Materialien gefördert. Gleichzeitig müssen der Schutz vor Hochdruckwasserstrahl und somit die Reißfestigkeit gewährleistet werden. Für die mechanischen Eigenschaften werden, aufgrund vergleichbarer Materialeigenschaften, zusätzlich die Anforderungen und Prüfverfahren der EN 388 „Schutzhandschuhe gegen mechanische Risiken“ herangezogen.

Eine Frage schließt sich daran immer an: „Wie lange hält denn nun die Kleidung?“. Das hängt wiederum im Wesentlichen von zwei Faktoren ab: Zum Ersten ist der Verschleiß ein Kriterium für die Weiterverwendung. Jede PSA im Allgemeinen und PSA der Kategorie III im Besonderen ist vor jeder Verwendung optisch auf ihren einwandfreien Zustand zu überprüfen. Löcher, Risse oder auch aufgeplatzte Nähte führen zu einem sofortigen Ersetzen der Kleidung. Zum Zweiten hängt die Lebensdauer der PSA entscheidend von der Pflege ab. Die hochwertigen und oftmals imprägnierten Materialien sollten einer professionellen Reinigung unterzogen werden. Erfahrungsweise können Laminate mit einer Temperatur von maximal 60 °C gewaschen werden.
 

Kennzeichnung und Herstellerinformationen

In jedem Schutzanzug muss ein Etikett (Beispiel siehe Abb. 1, 2 und 3) fest eingebracht sein und eine Herstellerinformation beiliegen, um die notwendigen Informationen an die Nutzenden der Persönlichen Schutzausrüstung (PSA) weiterzugeben.

Neben der Herstellerangabe werden dort auch Produktinformationen und abgeprüfte Normen angegeben, wie z. B. Anzahl der möglichen Waschzyklen (Infos für das Erreichen der Ablegereife). Pflegehinweise sind sowohl auf dem Etikett (Abb. 1) als auch in der Herstellerinformation anzugeben. Abb. 2 und 3 geben weitere Produkthinweise, die von der PSA-Verordnung gefordert werden, etwa die Darstellung der Normen mit den entsprechenden Piktogrammen und erreichten Klassen/Leistungsstufen, nach denen das Produkt geprüft und zertifiziert wurde, sowie das Herstellungsdatum. Die vier-stellige Zahlenreihe unter dem CE-Zeichen ist die Notified Body (NT) Number der notifizierten Prüfstelle, die die PSA jährlich überwacht.

Die Herstellerinformation gibt zusätzliche Hinweise, unter anderem zur richtigen Lagerung, Lebensdauer, Handhabung, Fundort der Konformitätserklärung der Herstellerfirma. Sie erklärt die Bedeutung der Leistungsstufen und Klassen.
 

Das Kennzeichnungsetikett in der Schutzkleidunggibt die üblichen Pflegehinweise zum Waschen, Reinigen, Bügeln et cetera.
Beispiel Kennzeichnungsetikett Schutzkleidung
Bildquelle: DEHN + Co. KG
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Waschzettel (Kennzeichnungsetikett) 2 gibt die Bestellnummer und das Herstellungsdatum an (August 2020).
Kennzeichnungsetikett mit Angabe der Bestellnummer und des Herstellungsdatums (August 2020)
Bildquelle: DEHN SE + Co. KG
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Der abgebildete Waschzettel (das Kennzeichnungsetikette) 3 gibt mittels Piktogrammen die Normen an, nach denen das Produkt geprüft wurde sowie die erreichten Klassen oder Leistungsstufen.
Kennzeichnungsetikett eines Schutzanzugs gegen Hochdruckwasserstrahl
Bildquelle: DEHN SE + Co. KG
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Wasserstrahlprüfung

Eine wesentliche Prüfanforderung der Norm ist der Widerstand gegen eine Durchdringung der Schutzkleidung durch Hochdruckwasserstrahl. Bei dieser Prüfung wird ein Prüfmuster vorgegebener Größe, bestehend aus allen Lagen der Materialzusammenstellung, in eine Prüfvorrichtung eingespannt und mit einem Hochdruckwasserstrahl beaufschlagt. Dabei werden gemäß dem ausgelobten Einsatz der Schutzkleidung die entsprechende Düsenausführung und der Prüfdruck des Wasserstrahls ausgewählt. Festeingestellte Parameter sind der Abstand der Düsenaustrittsstelle zur Prüfmusteroberfläche (75 mm) und die Verfahrgeschwindigkeit der Düse (0,5 m/s). Diese und weitere Prüfparameter können in der Praxis abweichen. Das Prüfmuster wird mit dem so eingestellten Hochdruckwasserstrahl an sechs Positionen überfahren.
 

Als Einspannvorrichtung wird ein rechteckiger Metallbehälter verwendet (siehe Bild 1).
Dieser Metallbehälter ist mit einem Prüfmusterunterbau (siehe Bild 2) gefüllt, dessen Material so ausgewählt wurde, dass es in seiner Gesamtheit einer Härte von (8 ± 2) shore A entspricht. Die gewählte Härte des Prüfmusterunterbaus ist dem Widerstand des menschlichen Unterarms nachempfunden.

Das Bild 3 zeigt die Ermittlung der Härte mit einem shore A-Handmessgerät.

 

Kofferähnlicher Kasten mit einer Vorrichtung, mit der die Prüfmuster befestigt werden.
Vorrichtung zur Befestigung der Prüfmuster
Bildquelle: DGUV
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Grafische Darstellung eines Prüfmusterunterbaus, unter dem Prüfmuster sind vier Lagen Moosgummi und zwei Lagen Schaumstoff
Beispiel eines Prüfmusterunterbaus
Bildquelle: DGUV
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Person hält Gerät in der Hand, welches die Festigkeit des mehrlagigen Prüfmusterunterbaus bestimmt
Bestimmung der Festigkeit des Prüfmusterunterbaus
Bildquelle: DGUV
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Nach durchgeführter Prüfung muss das Ergebnis erfasst und ausgewertet werden. Anhand einer Sichtprüfung wird ermittelt, ob eine Penetration der untersten Materiallage des Prüfmusters und der obersten Schicht des Prüfmusterunterbaus erfolgte. Ein Prüfmuster hat die Prüfanforderung gegen Hochdruckwasserstrahl nicht erfüllt, wenn:

–        die unterste Materiallage des Prüfmusters Risse aufweist oder

–        die oberste Schicht des Prüfmusterunterbaus angerissen ist.

Abb. 4 zeigt einen – nach erfolgter Prüfung – aufgetretenen Riss in der obersten Schicht des Prüfmusterunterbaus.
 

Die Mikroskop-Aufnahme mit zehnfacher Vergrößerung zeigt einen Riss in der obersten Schicht der Kleidung.
Riss in der obersten Schicht nach erfolgter Prüfung, Mikroskop-Aufnahme mit zehnfacher Vergrößerung
Bildquelle: DGUV

 

Fazit

Der Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl kommt eine besondere Bedeutung zu. Sie schützt vor Risiken, die zu irreversiblen Gesundheitsschäden und zum Tod führen können. Die DIN 19430 ist ein wichtiger Schritt, die Beschreibung des Schutzniveaus der Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl durch die Herstellerunternehmen zu vereinheitlichen. Es werden Leistungsstufen benannt, die ein verständliches Schutzniveau widerspiegeln und Anwenderinnen und Anwendern die Auswahl der geeigneten PSA erleichtern. Die Angaben zur maximalen kontinuierlichen Tragedauer helfen, im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung die Belastung der Beschäftigten zu bewerten. Die Normung der PSA ist heute europäisch geprägt. Die DIN 19430 bietet eine sehr gute Grundlage, um in Zukunft einen internationalen Standard für die Prüfung und Zertifizierung von Schutzkleidung gegen Hochdruckwasserstrahl zu erstellen.

Literaturhinweise
[1]
Referat Statistik, DGUV: Berichtsjahre 2010 – 2019: Meldepflichtige Arbeitsunfälle und tödliche Arbeitsunfälle ausgewählte Hochdruck- und Spritzgeräte, 04.01.2021.
[2]
European Commission services: Niccolò Costantini, Mario Gabrielli Cossellu, Isabel Maria Lopes Guerra, Ann-Sofie Lindgren Kero: PPE Regulation Guidelines – Guide to application of Regulation EU 2016/425 on personal protective equipment, Brüssel, 1st Edition – April 2018, S. 84.
Autoren

Yvette Dietzel

Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V. (STFI)

Christof Kirchhoff

BG BAU Prävention

Hendrik Lüttgens

DIN Deutsches Institut für Normung e. V.

Olaf Mewes

Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA)

Corinna Walther

Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (IFA9

Rainer Ziehmer

DEHN SE + Co. KG


Ausgabe

BauPortal 3|2021