Egal ob tiefkalt verflüssigt oder gasförmig: Stickstoff ist ein extrem vielseitiges Gas, das in Industrie und Medizin täglich zum Einsatz kommt.
Grund genug, dass wir den Stoff mitsamt seiner Anwendungen und sicherheitsrelevanten Hinweisen genauer vorstellen.
Inhaltsverzeichnis
Eigenschaften von Stickstoff
Zunächst einige grundlegende Informationen zu Stickstoff sowie Stickstoffverbindungen und den Eigenschaften des Gases.
Was ist Stickstoff?
Stickstoff (Symbol N), auch Azot, Nitrogenium oder Stickgas genannt, ist ein farbloses und geruchloses Gas, das rund 78 % der Erdatmosphäre ausmacht und in vielen verschiedenen Industrien Anwendung findet. In der Regel liegt es als N₂, also in Form zweiatomiger Moleküle (auch Distickstoff genannt), vor.
Ist Stickstoff giftig?
Stickstoff ist nicht giftig, wirkt in hohen Konzentrationen jedoch erstickend. Er verdrängt den Sauerstoff aus der Atemluft, was bei Menschen und Tieren zu Bewusstlosigkeit und innerhalb kurzer Zeit lebensgefährlich werden kann. Da Stickstoff geruchlos ist, wird ein Austritt oft nicht bemerkt – insbesondere in schlecht belüfteten Bereichen.
Wo verwendet man Stickstoff?
Auch wenn die Gewinnung von Stickstoff aus (verflüssigter) Luft mittels fraktionierter Destillation technisch aufwendig ist, lohnt sich dieser Prozess aufgrund des hohen Anteils in der Atmosphäre und der hohen Reinheit des gewonnenen Gases.
Es existiert eine Vielzahl von Anwendungsbereichen, von denen im Folgenden einige exemplarisch vorgestellt werden. Stickstoffhaltige chemische Verbindungen (z. B. aus Ammoniak) sind hier ausgeklammert.
Stickstoff als Schutzgas
Im Bereich des Schweißens findet Stickstoff als sogenanntes Schutzgas häufig Verwendung, vor allem weil es vergleichsweise reaktionsträge ist. Während der Schweißarbeiten kann es den Sauerstoff am Werkstück fernhalten (Schutz vor Oxidation). Wie bei vielen Schutzgasen kommt Stickstoff auch als Gasgemisch zum Einsatz, beispielsweise als sogenanntes Formiergas. Je nach Einsatzzweck setzt sich dieses häufig aus 90–95 % Stickstoff (oder Argon) und 5–10 % Wasserstoff (H₂) zusammen.
Bei bestimmten Metallen und hohen Temperaturen ist jedoch Vorsicht geboten: So kann beispielsweise Titan bei erhöhten Temperaturen (je nach Verfahren und Werkstoffzustand) mit Stickstoff, Sauerstoff oder Wasserstoff reagieren, was die Materialeigenschaften negativ beeinflussen kann. Nicht in allen Situationen ist Stickstoff daher die richtige Wahl. Beim Elektrodenschweißen (E-Schweißen) wird in der Regel kein externes Schutzgas eingesetzt.
Wofür wird Flüssigstickstoff verwendet?
In flüssigem Zustand ist Stickstoff beinahe noch vielseitiger einsetzbar. Der große Vorteil besteht darin, dass Flüssigstickstoff extrem niedrige Temperaturen ermöglicht (Siedepunkt unter Normalbedingungen bei −196 °C). Deshalb findet er unter anderem in folgenden Bereichen Verwendung:
- In der Medizin (Aufbewahren von Zellen, Gewebeaufbewahrung, Entfernen von Warzen, Kryokonservierung, …)
- Zur Vorbereitung von Nahrungsmitteln für den Transport (z. B. für Kühlung und Schockfrostung)
- Als Kühlmittel in der Computertechnik, bei Lasern, in der Bauindustrie …
- Gastronomie (z. B. Speiseeisherstellung, Show-Effekte bei Getränken)
Achtung: Flüssigstickstoff kann schwere Kälteverbrennungen (Erfrierungen) verursachen. Zudem besteht bei Verdampfung in geschlossenen Behältern erhebliche Gefahr durch Druckanstieg. Stickstoff selbst ist nicht explosiv und nicht brennbar, kann jedoch Bestandteil bestimmter (anderer) chemischer Verbindungen sein, die gefährliche Eigenschaften besitzen. Verwenden Sie Flüssigstickstoff deshalb ausschließlich in dafür vorgesehenen, geeigneten Behältern und niemals in dicht verschlossenen Gefäßen ohne Druckentlastung.
Stickstoff als Reifengas
In Flugzeugen, Gefahrgut-LKWs, Rennfahrzeugen und anderen Spezialfahrzeugen wird Stickstoff als Reifenfüllgas verwendet. Das dient unter anderem dazu, das Brand- und Oxidationsrisiko zu reduzieren, das durch hohe Temperaturen, starke Belastung und/oder die Ladung entstehen kann.
Das Reifengas ist dabei ein Gemisch, das häufig einen Anteil von 85–99 % Stickstoff aufweist. Die genaue Zusammensetzung ist unter anderem vom Einsatz abhängig. In der zivilen Luftfahrt ist Stickstoff üblich; andere Gase kommen nur in Sonderfällen zum Einsatz. Für PKWs im normalen Alltagsbetrieb, deren Reifen mit Druckluft befüllt werden, sind die Vorteile in der Praxis meist gering.
Allgemeine Informationen zu Stickstoffflaschen
Auch wenn Stickstoff im Gegensatz zu einigen anderen Industriegasen nicht brennbar ist, gibt es wichtige Hinweise, damit der sichere Umgang sowie eine sichere Lagerung und der Transport der Flaschen gewährleistet sind.
Welche Farben haben Stickstoffflaschen?
Laut der Farbkennzeichnung für Gasflaschen nach EN 1089-3 ist die Schulter einer Stickstoffflasche schwarz. Die Farbe des Flaschenmantels ist nicht einheitlich genormt und kann je nach Hersteller variieren (häufig grau oder grün).
Druckgasflaschen mit älterer Farbgebung können vereinzelt noch anzutreffen sein. Wichtig ist dabei immer: Die farbliche Kennzeichnung von Gasflaschen ist nicht das alleinige Merkmal zur Bestimmung des Inhalts. Maßgeblich sind insbesondere die Beschriftung/Prägung sowie die Gefahrgutkennzeichnung.
TÜV-Prüfung bei Stickstoffflaschen
Druckgasflaschen mit Stickstoff müssen in der Regel regelmäßig einer wiederkehrenden Prüfung unterzogen werden – häufig in einem Intervall von 10 Jahren (abhängig von Flaschenart, Zulassung und Betreiber). Nach bestandener Prüfung wird der nächste Prüftermin in der Flaschenschulter eingeprägt bzw. entsprechend gekennzeichnet. Flaschen außerhalb der Prüffrist dürfen in der Regel nicht wieder befüllt werden.
Sicherheitshinweise im Umgang mit Stickstoff und Stickstoffflaschen
- Hohe Konzentrationen von Stickstoff wirken erstickend; es kann ohne Vorwarnung zu Bewusstlosigkeit kommen, da Geruch und Reizwirkung fehlen.
- Das gesamte Gassystem (inkl. Ventile, Druckminderer, Leitungen) regelmäßig auf Lecks überprüfen.
- Bei tiefkalt verflüssigtem Stickstoff Kälteschutzhandschuhe, Schutzbrille/Visier, geschlossene Kleidung und festes Schuhwerk tragen.
- Im Brandfall Flaschen/Behälter – wenn gefahrlos möglich – aus geschützter Position mit Wasser kühlen und Abstand halten.
- Im Umgangs- und Lagerbereich nicht rauchen (allgemeine Sicherheitsregel, u. a. wegen Zündquellen und Umgebungseinflüssen).
- Anschlüsse der Ventile sauber und frei von Verunreinigungen halten (z. B. Wasser, Schmutz; grundsätzlich nur passende Armaturen verwenden).
- Für ausreichende Belüftung sorgen, insbesondere in bodennahen oder schlecht belüfteten Bereichen.
GASPROFI:
Beachten Sie: Wie bei vielen anderen Industriegasen auch ist Stickstoff ein erstickendes Gas – und ein Austritt wird häufig nicht bemerkt. Stellen Sie deshalb auf jeden Fall sicher, dass eine ausreichende Belüftung gewährleistet ist. Auch Zündquellen (z. B. Rauchen) haben im Umgangs- und Lagerbereich nichts zu suchen.
Stickstoffflaschen lagern und transportieren
Bereits aus einem Liter flüssigem Stickstoff entstehen rund 690 Liter gasförmiger Stickstoff – Arbeits- und Lagerräume daher stets gut lüften.
Die Behälter stehen unter Druck – hohe Temperaturen (z. B. über 50 °C) vermeiden.
Flaschen vor dem Transport gegen Umfallen sichern.
Ventile müssen beim Transport verschlossen sein und mit einer Schutzkappe versehen werden. Stopfen bzw. Muttern müssen ebenfalls korrekt sitzen.
Stellen Sie eine ausreichende Lüftung sicher.
Stickstoffflaschen entsorgen
Egal ob Keller oder Baustelle: Immer wieder findet man alte Stickstoffflaschen, die sicher und fachgerecht behandelt werden müssen. Alte oder nicht mehr benötigte Stickstoffflaschen sollten nicht eigenständig „entsorgt“, sondern über den Fachhandel bzw. den Gaselieferanten zurückgegeben werden – viele Flaschen sind Leih-/Pfandflaschen und bleiben Eigentum des Anbieters. Falls eine Entsorgung erforderlich ist, erfolgt diese über geeignete, zertifizierte Fachbetriebe. Auf Wunsch kann ein entsprechender Nachweis ausgestellt werden. Allgemeine Informationen zu diesem Thema finden Sie auch in unserem Beitrag “Gasflaschen entsorgen“.
Fazit
Wie bei beinahe allen anderen Gasen (egal ob zur technischen, medizinischen oder privaten Nutzung) gilt es, beim Umgang mit Stickstoff bzw. Distickstoff eine gewisse Vorsicht walten zu lassen. Trotz seiner chemischen Trägheit stellt er durch seine erstickende Wirkung ein ernstzunehmendes Risiko dar. Bei Fragen rund um Stickstoff und Stickstoffflaschen stehen wir Ihnen als Fachhändler jederzeit gerne zur Verfügung.
Bei konkreten Fragen zu Stickstoff und Stickstoffflaschen helfen wir Ihnen als Fachhändler gerne weiter! Sie erreichen uns per Mail an info@gasprofi.de
Weiterführende Informationen zu Stickstoff und Stickstoffflaschen