Strahlen: alles, was Sie wissen müssen

Das Strahlen mit Strahlmittel wird seit weit über einem Jahrhundert zur Oberflächenvorbereitung eingesetzt und ist nach wie vor das Referenzverfahren für die Reinigung von Stahl vor dem Beschichten. Es hat aber auch bekannte Nachteile, vom Quarzstaub bis zu Einhausung und Abfall. Dieser Artikel erklärt, was Strahlen mit Strahlmittel ist, wofür es eingesetzt wird, welche Gesundheitsrisiken es birgt und wann Maschinenwerkzeuge von MontiPower® eine praktische Alternative für Punktreparaturen und Instandhaltung sind.

Was ist Strahlen mit Strahlmittel?

Beim Strahlen werden abrasive Partikel mit hoher Geschwindigkeit auf ein Bauteil oder eine Oberfläche geschleudert. Meist werden die Partikel von Druckluft (Trockenstrahlen) oder von Luft und Wasser (Nass- bzw. Dampfstrahlen) getragen; beim Schleuderradstrahlen wird das Strahlmittel stattdessen mechanisch geschleudert. Strahlen dient dazu, viele Arten von Oberflächen zu reinigen, zu behandeln oder zu strukturieren, vor allem Stahl und andere Metalle.

Das Verfahren wird oft Sandstrahlen genannt, weil Quarzsand historisch das gebräuchlichste Strahlmittel war. Streng genommen ist Sandstrahlen jedoch nur eine Art des Strahlens mit Strahlmittel. Heute wird stattdessen eine breite Palette von Strahlmitteln eingesetzt, etwa Stahlkies und Stahlguss-Rundkorn, Granat, Mineral- und Metallschlacken, Glasperlen und Kunststoffgranulat. Der Begriff Kiesstrahlen bezeichnet üblicherweise das Strahlen mit kantigem Strahlmittel wie Stahlkies oder Granat. Grundsätzlich funktionieren all diese Verfahren gleich: Das Strahlmittel trifft mit großer Wucht auf die Oberfläche. Unsere Übersicht über die 10 Arten des Strahlens mit Strahlmittel vergleicht sie nach Profil, Strahlmittel und Einhausungsbedarf.

Wofür wird Strahlen mit Strahlmittel eingesetzt?

Der Aufprall des Strahlmittels trägt eine Schicht von der Oberfläche ab. Diese hämmernde Wirkung entfernt Rost, Walzhaut, Lack und andere Beschichtungen. Sie reinigt das Objekt nicht nur, sondern raut auch die Oberfläche auf und erzeugt so das Rauheitsprofil, das eine neue Beschichtung für die Haftung benötigt. Deshalb ist das Strahlen das Verfahren, für das die wichtigsten Reinheitsnormen geschrieben sind: die Sa-Grade nach ISO 8501-1 und die AMPP-Strahlnormen (SSPC/NACE) wie SSPC-SP 10 (Near-White Metal) und SSPC-SP 5 (White Metal).

Strahlen ist auf großen, offenen Flächen schnell und bleibt die richtige Wahl für Neubaustahl in einer Strahlhalle oder auf dem Werftgelände. Kosten und Aufwand liegen im Aufbau: Kompressor und Strahlkessel, Strahlmittelversorgung, Einhausung, Reinigung und Entsorgung des verbrauchten Strahlmittels, vermischt mit der entfernten Beschichtung.

Welche Gesundheitsrisiken birgt das Strahlen mit Strahlmittel?

Der Einsatz von Sand beim Strahlen ist wegen der Gesundheitsrisiken zurückgegangen. Wird Quarzsand gegen eine Oberfläche gestrahlt, zerspringen die Körner in sehr feine Partikel. Der feinste Anteil, alveolengängiges kristallines Siliziumdioxid (Quarzfeinstaub), ist klein genug, um tief in die Lunge zu gelangen. Dort kann er Silikose verursachen, eine schwächende, irreversible und mitunter tödliche Lungenerkrankung, und er wird auch mit Lungenkrebs in Verbindung gebracht.

Aus diesem Grund beschränken oder verbieten mehrere Länder Quarzsand als Strahlmittel:

• In den Niederlanden ist das Strahlen mit einem Material verboten, das mehr als 1 % Quarz oder anderes freies kristallines Siliziumdioxid enthält (Arbeitsschutzverordnung, Artikel 4.61).
• Laut NIOSH ist die Verwendung von Sand zum Strahlen im Vereinigten Königreich seit 1949 verboten.
• In den Vereinigten Staaten empfiehlt NIOSH seit 1974 ein Verbot von Quarzsand zum Strahlen, und die Quarzstaubnorm der OSHA für das Bauwesen (29 CFR 1926.1153) legt Expositionsgrenzwerte und Schutzanforderungen für Arbeiten fest, bei denen Quarzstaub entsteht.

Quarzfreie Strahlmittel verringern die Gefahr durch Quarzstaub, aber nicht jedes Risiko. Beim Strahlen alter Beschichtungen können weiterhin Blei, Chromate und andere gefährliche Stäube freigesetzt werden, und der Bediener arbeitet mit Hochdruckgeräten, Lärm und einer großen Menge verbrauchten Strahlmittels. Mehr dazu unter Welche Gefahren birgt das Sandstrahlen?

Alternative Werkzeuge zum Strahlen mit Strahlmittel: der Bristle Blaster® und der MBX®

Der Bristle Blaster® und der MBX® von MontiPower® sind handgeführte Rotationswerkzeuge mit patentierten Drahtborstenbändern. Bei kleineren und schwer zugänglichen Flächen machen sie loses Strahlmittel ganz überflüssig: kein Strahlkessel, keine Strahlmittelversorgung und kein verbrauchtes Strahlmittel, das eingesammelt werden muss. Die beiden Werkzeuge sind für unterschiedliche Aufgaben gedacht:

• Bristle Blaster®: für die Vorbereitung von Stahloberflächen vor der Schutzbeschichtung. Die Borstenspitzen schlagen auf die Oberfläche und erzeugen ein mit dem Strahlen vergleichbares Rauheitsprofil: in dokumentierten Tests eine Reinheit vergleichbar mit ISO 8501-1 Sa 2½ / SSPC-SP 10 und ein Profil von 65–85 µm Rz (2,6–3,3 mil) auf Standardstahl. Die Ergebnisse variieren je nach Stahlsorte, Rostgrad, Band und Technik.
• MBX®: zum Entfernen von Rost, Lack, Unterbodenschutz, Dichtstoffen und Klebern von Karosserieblechen und ähnlich dünnen Untergründen, ohne Hitze oder Verzug. Die groben und mittleren MBX®-Bänder hinterlassen auf Karosserieblechen ein dem Sandstrahlen ähnliches Oberflächenbild, MBX® ist jedoch nicht dafür ausgelegt, Baustahl gemäß einer Beschichtungsspezifikation vorzubereiten.

Strahlmittelfrei bedeutet nicht staubfrei: Der von der Oberfläche entfernte Rost und die Beschichtung werden dennoch zu Partikeln, daher sind Absaugung und geeigneter Atemschutz weiterhin erforderlich. Einen direkten Vergleich finden Sie unter Die Alternative zum Sandstrahlen.

Wie funktionieren die Borstenwerkzeuge von MontiPower®?

Der Bristle Blaster® und der MBX® sind handgeführte Werkzeuge mit einem rotierenden Band aus speziell entwickelten Drahtborsten. Beim Bristle Blaster® werden die gehärteten, nach vorn abgewinkelten Borstenspitzen bei jeder Umdrehung kurz von der Beschleunigerleiste zurückgehalten. Sobald sie hinter der Leiste freigegeben werden, treffen die Spitzen mit einer kinetischen Energie, die mit Strahlmittel vergleichbar ist, auf die Oberfläche und federn sofort zurück. Diese Kombination aus Aufprall und Rückzug entfernt Korrosion und hinterlässt die typische kraterartige Mikrostruktur einer gestrahlten Oberfläche.

Die Drehzahl wird kontrolliert statt maximiert: Der Bristle Blaster® Ultimate Cordless läuft zum Beispiel mit 2.200 U/min, die MBX®-Antriebe haben eine Leerlaufdrehzahl von 3.200–3.500 U/min. Läuft ein Borstenwerkzeug zu schnell, kratzen die Spitzen über die Oberfläche, statt auf sie zu schlagen, und erzeugen nicht die erforderliche Rauheit. Der Vergleich Sandstrahlen vs. Bristle Blasting zeigt, wie sich die Ergebnisse bei Reinheit, Profil und Einhausung unterscheiden.

Alternative zum Strahlen in verschiedenen Branchen

Da kein loses Strahlmittel verwendet wird, eignen sich die Werkzeuge für Arbeiten, bei denen Einhausung oder Reinigung die Kosten des Strahlens dominieren würden: Punktreparaturen, Schweißnähte, Flansche, Anlagen im laufenden Betrieb und enge Räume im maritimen und industriellen Bereich. Die öffentliche Infrastruktur ist ein gutes Beispiel. Das Strahlen von Brücken, Bahn- und Straßenbauwerken ist zeit- und arbeitsintensiv, steht oft unter dem Druck von Verkehrssperrungen und setzt die Arbeiter feinen Partikeln und möglicherweise gefährlichen Altbeschichtungen aus. Für örtliche Reparaturen an solchen Bauwerken entfällt mit Bristle Blasting der Strahlaufbau vollständig; siehe Brücken, Bahn und Infrastruktur. Bei großen, zusammenhängenden Flächen bleibt das Strahlen mit Strahlmittel meist die schnellere und wirtschaftlichere Wahl.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Sandstrahlen und Strahlen mit Strahlmittel?

Sandstrahlen ist eine Art des Strahlens mit Strahlmittel, bei der Sand als Strahlmittel dient. Strahlen mit Strahlmittel ist der Oberbegriff und umfasst viele Strahlmittel wie Stahlkies und Stahlguss-Rundkorn, Granat, Schlacken, Glasperlen und Kunststoff. Da Quarzsand alveolengängigen kristallinen Quarzstaub erzeugt, ist seine Verwendung zum Strahlen in einer Reihe von Ländern verboten oder eingeschränkt.

Ist Sandstrahlen mit Quarzsand verboten?

In mehreren Ländern ja. In den Niederlanden ist das Strahlen mit jedem Material, das mehr als 1 % Quarz oder anderes freies kristallines Siliziumdioxid enthält, nach der Arbeitsschutzverordnung verboten. NIOSH berichtet, dass die Verwendung von Sand zum Strahlen im Vereinigten Königreich seit 1949 verboten ist, und empfiehlt seit 1974 ein Verbot in den Vereinigten Staaten.

Wofür wird Strahlen mit Strahlmittel eingesetzt?

Um Rost, Walzhaut, alte Beschichtungen und Verunreinigungen von Stahl und anderen Oberflächen zu entfernen und das Rauheitsprofil zu erzeugen, das eine neue Beschichtung für die Haftung benötigt. Die erforderliche Reinheit wird als Strahlgrad angegeben, etwa ISO 8501-1 Sa 2½ oder SSPC-SP 10, und das Profil wird durch das Datenblatt der Beschichtung vorgegeben.

Ist Bristle Blasting staubfrei?

Nein. Beim Bristle Blasting wird kein loses Strahlmittel verwendet, es gibt also kein Strahlmittel, das eingehaust, zurückgewonnen oder entsorgt werden muss. Der von der Oberfläche entfernte Rost, Zunder und die Beschichtung werden jedoch dennoch zu Partikeln. Daher bleiben eine Absaugung, wo verfügbar, und Atemschutz auf Grundlage der Gefährdungsbeurteilung vor Ort notwendig, insbesondere bei alten Beschichtungen, die Blei oder Chromate enthalten können.