Acetylen und Acetylenflaschen: Verwendungszwecke und Sicherheitshinweise

Acetylen gehört zu den bekanntesten Brenngasen in Handwerk und Industrie – vor allem, weil es in Kombination mit Sauerstoff sehr hohe Flammentemperaturen erreichen kann. Gleichzeitig gilt: Acetylen ist sicherheitstechnisch anspruchsvoll und erfordert besondere Flaschenbauarten sowie konsequente Schutzmaßnahmen.

Grund genug, sich anzuschauen, was hinter Acetylen steckt, wofür es eingesetzt wird – und worauf Sie beim Umgang mit Acetylenflaschen unbedingt achten sollten.

Eigenschaften von Acetylen

Zunächst einige grundlegende Hinweise und Erklärungen zu Acetylen, einem aliphatischen Kohlenwasserstoff aus der Reihe der Alkine.

Was ist Acetylen?

Acetylen (C₂H₂), auch Ethin genannt, ist ein farbloses Gas, das durch Verunreinigungen häufig knoblauchartig riechen kann. Es kommt in der Atmosphäre zwar in Spuren vor (z. B. als kurzlebiges Spurengas aus Verbrennungsprozessen), für die technische Nutzung wird es jedoch praktisch industriell hergestellt.

Acetylen löst sich nur schlecht in Wasser, dafür sehr gut in bestimmten Lösungsmitteln – genau das macht man sich beim sicheren Transport in Acetylenflaschen zunutze (Stichwort „Dissousgas“/gelöstes Acetylen).

Ist Acetylen giftig?

In seiner Reinform ist Acetylen nicht als „giftig“ im klassischen Sinne bekannt, kann aber betäubend wirken und in hohen Konzentrationen erstickend (durch Sauerstoffverdrängung). Wichtig: Die sicherheitsrelevante Hauptgefahr liegt in der Praxis meist weniger in der Toxikologie, sondern in Brand- und Explosionsrisiken.

Ist Acetylen dagegen unrein (z. B. aus älteren Herstellverfahren mit Calciumcarbid), können Verunreinigungen wie Phosphorwasserstoff vorkommen – diese können gesundheitlich sehr kritisch sein. (Im heutigen Industriegasbereich ist das eher selten, aber als Erklärung für „typischen Geruch“ und historische Risiken erwähnenswert.)

Ist Acetylen schwerer als Luft?

Nein, Acetylen ist mit einer Dichte von 1,172 kg/m³ (bei 0°C) leichter als Luft. Das bringt bei der Lagerung (siehe dazu den gesonderten Abschnitt dazu) einige Vorteile mit sich, denn das Gas kann sich so nicht in Kellern oder ähnlichen Räumlichkeiten ansammeln.

Nein. Acetylen ist leichter als Luft (mit einer Dichte von 1,172 kg/m³ (bei 0°C)) und steigt bei Freisetzung eher nach oben. Das ist bei der Gefährdungsbeurteilung hilfreich – ersetzt aber keine Lüftung: In geschlossenen Räumen kann sich Acetylen dennoch gefährlich verteilen und Zündquellen finden.

Anwendung von Acetylen

Auch wenn Acetylen in verschiedenen Branchen und bei einer Vielzahl von Verfahren zum Einsatz kommt, sticht der Einsatz als Schweißgas hervor.

Gasschmelzschweißen

Wie bereits erwähnt, kommt Acetylen vor allem beim Schweißen zum Einsatz. Der große Vorteil des Gases liegt in der sehr hohen Temperatur. Beim Autogenschweißen (auch Gasschmelzschweißen genannt) kann es in Kombination mit Sauerstoff eine Temperatur von bis zu 3200°C erreichen, die höher ist als alle anderen Brenngase wie Methan, Propan oder Wasserstoff.

Bei diesem Schweißverfahren gibt es unterschiedliche Flammenvarianten (mehr Brenngas, mehr Sauerstoff, gleiche Verteilung), die Einfluss auf den Oxidationsschutz nimmt. So eignet sich Acetylen als Schweißgas für unterschiedliche Materialien wie Stahl, Kupfer oder Messing.

Brenngas beim autogenen Brennschneiden

Zusammen mit Sauerstoff findet Acetylen auch beim autogenen Brennschneiden Verwendung, das typischerweise bei un- und niedriglegierten Stählen eingesetzt wird. Der Vorteil ist auch hier die hohe Temperatur sowie eine gut beherrschbare Flamme.

Tipp von GASPROFI:
Sie haben weitere Fragen rund um den sicheren Umgang mit verschiedenen Gas und gasführenden Teilen? Dann empfehlen wir Ihnen unser Gaslexikon. Dort beantworten wir die wichtigsten und häufigsten Fragen rund um Schutzgase, Druckminderer & Co.

Allgemeine Informationen zu Acetylenflaschen

Im Gegensatz zu anderen Druckgasbehältern gibt es bei Acetylen einige Besonderheiten, die wir hier im Folgenden kurz vorstellen.

Aceton als wichtiger Zusatz in Acetylenflaschen

Da Acetylen eine sehr geringe Mindestzündenergie aufweist und deshalb hochexplosiv ist, kann es alleine nicht in Druckbehältern transportiert werden. Bereits die Hitzeeinwirkung von außen könnte fatal sein und zur Acetylenzersetzung führen. Die Lösung dafür: Acetylenflaschen mit Lösungsmitteln.

Zunächst enthalten diese Flaschen poröse Stoffe wie Calciumsilikathydrat oder Kieselgur (früher nutzte man auch Asbest). Diese sind mit Aceton oder Dimethylformamid getränkt, die wiederum als Lösungsmittel für das Acetylen dienen. In einer 40 Liter großen Flasche befinden sich so normalerweise etwa acht Kilogramm Acetylen und ca. 13 Kilogramm Aceton.

Wie auch bei anderen Gasen auch gibt es als Konsequenz der Eigenschaften von Acetylen und dem niedrigen Druck in der Flasche einige wichtige Hinweise zu beachten, auf die wir weiter unten eingehen.

Welche Farbe haben Acetylenflaschen?

Mit der Farbkennzeichnung von Gasflaschen können Sie auf den ersten Blick einschätzen, welches Gas sich im Druckbehälter befindet und welche Gefahren davon ausgehen. Das gilt natürlich auch für Acetylenflaschen, die kastanienbraun (RAL 3009) sind.

Bedenken Sie jedoch: Die Farbe von Gasflaschen ist nicht verbindlich und stellt nur einen ersten Anhaltspunkt dar – entscheidend ist der Gefahrengutaufkleber auf der Flaschenschulter.

TÜV-Prüfung alle fünf Jahre vorgeschrieben

Wie andere Druckgasbehälter auch, werden Acetylenflaschen wiederkehrend geprüft. In der Praxis wird bei Acetylenflaschen häufig eine kürzere Prüffrist als bei vielen anderen Industriegasen genannt (oft 5 Jahre). Es können aber – je nach Flaschentyp und Ausführung – abweichende Intervalle gelten.

Am wichtigsten für Endkunden: Maßgeblich ist die Prägung/Kennzeichnung auf der Flasche sowie die Information Ihres Lieferanten.

Probleme mit der Acetylen-Entnahme aus alten Flaschen?

In den 1980ern Jahren kam mitunter eine Masse zum Einsatz, die durch die Lösungsmittel zunehmend porös wurden. Als Folge war die Entnahme von Acetylen nicht mehr möglich.
Der Hinweis ist grundsätzlich sinnvoll: Bei bestimmten älteren Flaschen/porösen Massen kann es zu Problemen kommen. Wenn die Entnahme ungewöhnlich ist (z. B. stark schwankend) oder Verdacht auf Altbestand besteht, sollte die Flasche durch den Fachhandel geprüft werden.

Acetylenflaschen entsorgen: nur durch Fachhändler

Die Entsorgung bzw. Rückgabe von Acetylenflaschen sollte ausschließlich über den Fachhandel erfolgen – schon wegen Lösungsmittel/poröser Masse und der Restgas-Thematik. (Das gilt besonders für Eigentumsflaschen; bei Pfandflaschen erfolgt die Rückgabe ohnehin über das System.)

Die konkrete umweltgerechte und sichere Entsorgung der Gasflaschen geschieht dann in Kooperation mit einem Entsorgungsfachbetrieb. Je nach Verfahrenstechnik findet hier zunächst eine Destillation statt, um das Lösungsmittel zu trocknen. Danach schneidet man die Flasche auf, drückt die Masse heraus und führt sie dann der “normalen” Verwertung zu.

Sicherheitshinweise im Umgang mit Acetylen und Acetylenflaschen

Beachten Sie beim Schweißen, Schneiden und generell beim Umgang mit Acetylen unbedingt folgende Hinweise:

Armaturen wie Druckminderer und Sicherheitseinrichtungen trocken sowie öl- und fettfrei halten.
Acetylen ist hoch entzündlich und hat einen weiten Explosionsbereich; zusätzlich ist auch eine Zerfallsreaktion möglich.
Es besteht Erstickungsgefahr bei hohen Konzentrationen – die Erstickung wird nicht bemerkt.
Acetylenflaschen nicht liegend betreiben; aufrecht sichern und verwenden (Stand der Technik).
Von Feuer/Hitzequellen fernhalten, Einsatzort ausreichend belüften, nicht rauchen.
Der knoblauchähnliche Geruch kann ein Hinweis auf Freisetzung sein (ersetzt aber keine Leckageprüfung).

Sicher schweißen mit Acetylen

Beim Schweißen mit Acetylen ergeben sich vor allem durch Gasrücktritt und Flammendurchschlag die Gefahren, dass es zum Zerfall des Gases kommt. So geschehen zum Beispiel am 29. Oktober 2014, als der Mönchengladbacher Hbf evakuiert werden musste. Was war passiert?

Beispiel für die Gefahr: Brennende Acetylenflasche am Mönchengladbacher Hbf

Im Laufe des Vormittags war eine Acetylen-Gasflasche bei Bauarbeiten am Mönchengladbacher HBF in Brand geraten. Aufgrund der drohenden Gefahr einer Acetylenflaschenexplosion wurden ca. 300 Leute aus dem Hauptbahnhof evakuiert und der komplette Zugbetrieb lahmgelegt. Zwar konnten die brennenden Gasflaschen schnell von der Feuerwehr gelöscht werden, um jedoch ein mögliches Verbrennen sowie Bersten bzw. die Explosionsgefahr zu vermindern, musste die Acetylenflasche für die Dauer von 24 Stunden gekühlt werden.

Entsprechend wurde die Flasche von der örtlichen Feuerwehr mit einem Spezialfahrzeug zur Kühlung unter Aufsicht in ein nahegelegenes Schwimmbad gebracht. Anhand dieses Szenarios lässt sich also schon gut erkennen, dass dies eine ziemlich ernste Situation gewesen ist.

Wie geraten Acetylen-Gasflaschen in Brand?

Zunächst, ein solcher Acetylenbrand kann beim Autogenschweißen immer wieder vorkommen und dementsprechend hoch sind die Auflagen zur Anwendung. Worin liegt die Gefahr begründet? Beim Autogenschweißen werden Sauerstoff und Acetylen in einem Handgriff zu einem Gasgemisch, um auf diese Weise eine höhere Temperatur der Flamme zu erzeugen.

Die Gefahr besteht nun vor allem in den sogenannten Rückschlägen, die durch das Abreißen der Flamme entstehen können: Sauerstoff kann sich aufgrund des unterschiedlichen Drucks in den Gasflaschen – Acetylen wird flüssig in die Flasche gefüllt (ca. 7 bar), Sauerstoff wird in der Flasche komprimiert (200 bar) – in den Acetylenbehälter drücken und in der Flasche ohne den regulierenden Sauerstoff brennen.

Das passiert, wenn man bei dem Gemisch aus Sauerstoff und Acetylen (Autogenes) keine Rückschlagsicherungen (alternative Bezeichnung: Gebrauchsstellenvorlagen) benutzt oder diese defekt sind. Da die Verwendung einer solchen Rückschlagsicherung seitens des Gesetzgebers zwingend vorgeschrieben ist, kann in dem Mönchengladbacher Fall wohl eher von einem Defekt ausgegangen werden.

Trotz regelmäßiger Prüfung der Gebrauchsstellvorlagen durch einen Sachkundigen besteht hier also immer die Möglichkeit der Entflammung durch einen Flammenrückschlag. Dies sind im Gegensatz zu früher inzwischen zwar eher Ausnahmefälle, völlig ausgeschlossen werden kann eine solche Entflammung – wie aktuell in Mönchengladbach passiert – allerdings nicht.

Leider ist die Industrie bislang noch nicht den Weg gegangen, die Vorlagen direkt in die Druckminderer zu integrieren. Das wäre aus Sicht vieler Handwerker – und auch aus unserer Perspektive als Sachkundige – nicht nur ein wünschenswerter, sondern auch ein Weg in die richtige Richtung.

GASPROFI:
Sicherheitseinrichtungen (z. B. Rückschlagsicherungen) sollen regelmäßig geprüft werden. In der Praxis wird dafür häufig eine mindestens jährliche Prüfung im Rahmen der betrieblichen Sicherheit genannt; Öffnung/Instandsetzung ist in der Regel Herstellersache.

Acetylenflaschen richtig lagern und transportieren

Auch zur Lagerung und zum Transport von Acetylenflaschen gibt es wichtige Punkte:

Offenes Fahrzeug nutzen bzw. geschlossene Fahrzeuge gut belüften.
Aufrecht transportieren und lagern, mit Gurten/Ketten gegen Umfallen sichern.
Ventil stets schließen; Schutz für Flaschenventil beim Transport verwenden, Druckminderer ggf. vorher entfernen.
Behälter nicht über 50 °C erwärmen (Sonneneinstrahlung beachten).
Lagerort gut belüftet, fern von Zündquellen und brandfördernden Stoffen.
Kein Kontakt mit reinem Kupfer, Quecksilber, Silber und Messing mit hohem Kupferanteil (z. B. >70 %), da sich explosive Metallacetylide bilden können.
Nach liegendem Transport (falls es doch vorkam): Flasche vor Inbetriebnahme aufrecht stehen lassen, damit sich Lösungsmittel stabilisiert (Praxisregel).

Fazit

Alle Gase sind prinzipiell Gefahrgüter und mit entsprechender Vorsicht zu behandeln. Im Falle des hochentzündlichen Acetylens gilt das allerdings umso mehr. Befolgen Sie unbedingt die Sicherheitshinweise und stellen Sie sicher, dass alle gasführenden Teile korrekt funktionieren – insbesondere die Sicherheitseinrichtungen gegen Rückschlag und Rücktritt.

Sollten Sie Fragen im Umgang mit Acetylen oder anderen Druckgasflaschen haben, stehen wir gerne bereit.