Sauerstoff ist nicht nur ein wesentlicher und elementarer Bestandteil unserer Luft, sondern findet alleine oder in Kombination mit anderen Gasen vielfältige Anwendung in der Industrie oder Medizin.
Die typischen Verwendungszwecke und wichtige Sicherheitshinweise für den Umgang mit Sauerstoffflaschen haben wir hier für Sie zusammengestellt.
Was ist Sauerstoff?
Sauerstoff (ältere Bezeichnung Oxygen(ium)) ist ein farbloses und geruchloses Gas, das in einer Konzentration von rund 20,95 % in der Luft vorkommt und von beinahe allen Lebewesen zum Leben benötigt wird.
Sauerstoff selbst ist nicht brennbar, aber für Verbrennungsvorgänge unverzichtbar. Dabei gilt: Je höher der Sauerstoffanteil, desto leichter können Materialien entzünden und desto heftiger kann ein Brand verlaufen – deshalb gilt Sauerstoff als brandfördernd/brandbeschleunigend.
Sauerstoff zum Schweißen
Die brandfördernden Eigenschaften von O2 macht man sich auch beim Schweißen, genauer gesagt beim Autogenschweißen (auch Gasschmelzschweißen genannt), zunutze.
Dabei entsteht die Flamme durch die Verbrennung eines Brenngases (z. B. Acetylen oder Propan) mit Sauerstoff. Die Flamme liefert die notwendige Wärme zum Aufschmelzen bzw. Anwärmen des Werkstoffs. Eine klassische Schutzgasatmosphäre wie beim MIG-/MAG- oder WIG-Schweißen wird hierbei nicht aufgebaut – diese Verfahren nutzen gezielt Schutzgase, um Luftbestandteile (vor allem Sauerstoff und Stickstoff) vom Schmelzbad fernzuhalten.
Unlegierte und niedriglegierte Stähle, Gusseisen sowie bestimmte Nichteisenmetalle sind typische Werkstoffe, bei denen Autogenschweißen eingesetzt werden kann. In vielen Anwendungsfällen wird es heute jedoch seltener genutzt (z. B. wegen höherem Wärmeeintrag, Verzug und häufig geringerer Produktivität im Vergleich zu modernen Lichtbogenverfahren).
Wichtig: Nutzen Sie beim Autogenschweißen in jedem Fall geeignete Rückschlagventile/Flammenrückschlagsicherungen. Das dient zu Ihrem eigenen Schutz vor Flammenrückschlägen und Schäden durch Rückzündungen und Gasgemische im Schlauchsystem.
Hinweis von GASPROFI:
Bedenken Sie immer, dass Gase wie Sauerstoff Gefahrgüter sind. Im Rahmen unseres Gaslexikons finden Sie weitere Erläuterungen und Hinweise zum sicheren Umgang mit Gasen und gasführenden Teilen.
Autogenes Brennschneiden mit O2
Auch zum Trennen von Baustahl und ähnlichen Werkstoffen beim Autogenschneiden kommt (technischer) Sauerstoff aufgrund seiner Eigenschaften zum Einsatz.
Nachdem eine Flamme den Werkstoff lokal erhitzt, wird ein Sauerstoffstrahl zugeführt. Dabei oxidiert (verbrennt) das Metall und die entstehenden Oxide werden aus der Schnittfuge ausgeblasen. Der Prozess läuft „autogen“ weiter, weil die entstehende Reaktionswärme die darunterliegenden Schichten mit erwärmt.
Dabei gibt es allerdings einige Voraussetzungen für das Autogenschneiden und den eingesetzten Sauerstoff. Die wichtigsten davon im Überblick:
- Die Zündtemperatur des Werkstoffes muss unterhalb der Schmelztemperatur liegen (sonst funktioniert das Prinzip nicht gut)
- Der Werkstoff sollte eine ausreichend hohe Oxidations-/Verbrennungswärme aufweisen
- Je reiner der Sauerstoff, desto stabiler und effizienter ist der Schneidprozess. Häufig werden dafür Qualitäten um 99,5 % eingesetzt; höhere Reinheiten können den Prozess weiter verbessern – je nach Anwendung und Wirtschaftlichkeit
Sauerstoff zum Tauchen
Zwar kommt O2 beim Tauchen zum Einsatz, allerdings nicht in reiner Form. Für das Sporttauchen wird in vielen Fällen Atemluft genutzt (vereinfacht rund 21 % Sauerstoff und 79 % Stickstoff, plus Spurengase). Je nach Einsatz kommen auch andere Atemgase zum Einsatz, z. B. Nitrox (erhöhter Sauerstoffanteil) oder – für technische Tauchgänge – Gemische mit Helium (z. B. Trimix).
Wichtig: Je höher der Sauerstoffanteil und je größer der Umgebungsdruck, desto relevanter werden Themen wie Sauerstofftoxizität. Deshalb sollten Atemgasgemische nur nach Ausbildung/Regeln und mit geeigneter Ausrüstung verwendet werden.
Sauerstoff in der Medizin
Egal ob erste Notfallversorgung oder Sauerstofftherapie zu Hause: Tagtäglich findet (medizinischer) Sauerstoff in der Medizin Anwendung. So nutzen Krankenhäuser oder Praxen Sauerstoff etwa bei Zuständen, in denen der Körper nicht ausreichend mit Sauerstoff versorgt wird. Spezielle Systeme mit Masken und Nasenbrillen oder Beatmungsgeräte unterstützen dann die Atmung – immer nach ärztlicher Indikation und Überwachung.
Auch in der privaten Umgebung kommt medizinischer Sauerstoff zum Einsatz, etwa im Rahmen von (Langzeit-)Sauerstofftherapien bei schweren Atemwegs- oder Lungenerkrankungen. Ob und wie viel Sauerstoff erforderlich ist, wird ärztlich festgestellt (z. B. über Messung der Sauerstoffsättigung bzw. Blutgaswerte).
Unter anderem abhängig von der Mobilität des Patienten kommen dann Flüssigsauerstoff-Systeme, mobile Sauerstoffflaschen (typisch im kleinen Literbereich) oder Sauerstoffkonzentratoren zum Einsatz.
Der Unterschied zwischen technischem und medizinischem Sauerstoff
Im Zusammenhang mit dem Anwendungszweck rückt die Frage in den Vordergrund, was der Unterschied zwischen technischem und medizinischem Sauerstoff ist.
Chemisch ist es in beiden Fällen Sauerstoff – der Unterschied liegt nicht in der „Formel“, sondern in Qualitätsanforderungen, Spezifikationen, Dokumentation und rechtlicher Einordnung. Medizinischer Sauerstoff ist in der Regel als Arzneimittel (bzw. nach medizinischer Zweckbestimmung) bereitgestellt und unterliegt entsprechend strengeren Anforderungen an Herstellung/Abfüllung, Qualitätssicherung, Rückverfolgbarkeit und Produktinformation (z. B. Spezifikation nach Arzneibuch/Qualitätsdokumentation).
Das bedeutet unter anderem: definierte Prozesse, geeignete Behälter/Armaturen, gereinigte Abfüllwege sowie dokumentierte Chargen-/Qualitätskontrollen. Daraus können sich auch Preisunterschiede ergeben.
Wichtig: „Technisch“ bedeutet nicht automatisch „schlecht“, und „medizinisch“ ist nicht allein über eine Flaschenfarbe sicher erkennbar. Maßgeblich sind Etikett/Bezeichnung, Lieferdokumente und Zulassung/Qualitätsangaben.
Reinheit von Sauerstoff bestimmen
In diesem Zuge ein Hinweis zur Reinheit von Sauerstoff, die häufig in Prozent angegeben wird. Viele Anbieter bzw. Hersteller hängen eine Zahl wie 2.5, 3.5, 4.8 oder 5.0 hinter das konkrete Produkt.
Diese Schreibweise ist ein Qualitätscode:
- die Zahl vor dem Punkt steht für die Anzahl der Neunen,
- die Zahl nach dem Punkt gibt die letzte Dezimalstelle an
Beispiele:
- Sauerstoff 2.5: 99,5 %
- Sauerstoff 3.5: 99,95 %
- Sauerstoff 4.8: 99,998 %
- Sauerstoff 5.0: 99,999 %
Sicherheitshinweise im Umgang und beim Transport von Sauerstoffflaschen
Bedenken Sie immer: Sauerstoff ist brandfördernd. Materialien, die in normaler Luft nur schwer brennen, können in sauerstoffreicher Umgebung sehr schnell und heftig brennen. Besonders kritisch sind Öl, Fett und andere organische Stoffe an Ventilen, Druckminderern, Handschuhen oder Werkzeugen – hier kann es bei Sauerstoffkontakt (insbesondere unter Druck) zu gefährlichen Reaktionen kommen.
Befolgen Sie deshalb in der Handhabung folgende Hinweise:
- Hohe Sauerstoffkonzentrationen nicht unnötig einatmen – Sauerstoff wird medizinisch dosiert und überwacht eingesetzt
- Flaschen gegen Umfallen oder Wegrollen sichern
- Vor dem Transport: je nach Situation Druckminderer und ggf. empfindliche Armaturen schützen bzw. demontieren (Hersteller-/Lieferhinweise beachten)
- Rauchen und offenes Feuer sind in der Nähe strikt zu vermeiden
- Schutzkappe/Schutzbügel (falls vorhanden) nutzen
- Flasche, Ventil, Schläuche, Druckminderer sowie Hände und Werkzeuge öl- und fettfrei halten
- An einem gut belüfteten Ort aufbewahren
Auch beim Umgang mit flüssigem Sauerstoff ist Vorsicht geboten. Ein Liter Flüssigsauerstoff ergibt grob 850–860 Liter gasförmigen Sauerstoff – dadurch können sehr schnell hohe Konzentrationen entstehen. Vermeiden Sie direkten Hautkontakt (Erfrierungsgefahr) und tragen Sie geeignete Schutzhandschuhe sowie Schutzbrille.
Hinweise zur Nutzung von Druckminderer für Sauerstoffflaschen
Gasflaschen haben abhängig vom Inhalt unterschiedliche Anschlüsse, um Verwechslungen zu vermeiden. Dementsprechend sind Druckminderer für Sauerstoff für den jeweiligen Anschluss und Druckbereich ausgelegt.
Es kann passieren, dass der Druckminderer an der Sauerstoffflasche vereist. Ursache ist die starke Druckentspannung und Abkühlung bei der Gasentnahme. In diesem Fall sollten Sie ihn mit warmem Wasser auftauen (oder das System bei Raumtemperatur temperieren lassen) – niemals mit offener Flamme!
Transport von medizinischem Sauerstoff zur persönlichen Verwendung
Bei der Nutzung medizinischen Sauerstoffs zur persönlichen Verwendung (z. B. Sauerstofftherapie) sind Transporte durch Privatpersonen in der Regel nicht ADR-pflichtig, solange es sich um Einzelmengen für den persönlichen Gebrauch handelt und Maßnahmen getroffen werden, die ein Austreten verhindern.
Dennoch gibt es auch hier wichtige Empfehlungen beim Transport mit dem PKW:
- Gute Lüftung sicherstellen (Fenster/Lüftung), um einer Anreicherung entgegenzuwirken
- Behälter aufrecht transportieren und sichern (gegen Umfallen/Wegrutschen)
- Nicht rauchen und keine offenen Flammen – im und um das Auto herum
- Bei Nichtbenutzung Flaschen sicher lagern (z. B. im Kofferraum, gesichert; nicht im prallen Sommer-Sonnenlicht)
Die TÜV-Kennzeichnung auf Sauerstoffflaschen
Druckgasflaschen unterliegen wiederkehrenden Prüfungen. In der Praxis liegt die Prüffrist bei vielen Stahl- oder Aluminiumflaschen häufig bei 10 Jahren. Entscheidend ist jedoch immer die Kennzeichnung/Prägung auf der Flasche (und die Vorgaben des Eigentümers/Lieferanten), denn je nach Flaschentyp können abweichende Fristen gelten.
Die Kennzeichnung des Herstellungs- bzw. Prüftermins ist meist auf der Flaschenschulter oder am Flaschenhals zu finden (bei manchen Flaschentypen zusätzlich auf Etikett/Prüfaufkleber). Daraus lässt sich ablesen, wann die nächste Prüfung fällig ist.
Fazit
Kenntnisse über einen sicheren Umgang mit Sauerstoff bzw. Sauerstoffflaschen sind aus unserer Sicht sehr wichtig. Immerhin ist es eines der wichtigsten Gase in der Industrie – vom Stellenwert in der Medizin ganz zu schweigen.
Weitere Informationen über den sicheren Umgang mit Sauerstoff und Sauerstoffflaschen