Risker och skyddsåtgärder vid arbete med kompositer. Brandbefälsmötet Helsingborg februari 2016

Transkript

1 Risker och skyddsåtgärder vid arbete med kompositer Brandbefälsmötet Helsingborg februari 2016

2 Bo Edström MSB Rakelsamordnare/Brandmästare Ledningsplatser

3 Avdelningen för utveckling av samhällsskydd Internrevision Myndighetsledning Generaldirektör Överdirektör Myndighetsledningens stöd och strategisk ledningsfunktion Controllerverksamhet EU-och Natosamordning Övrigt stöd Avdelningen för utveckling av beredskap Avdelningen för samordning och insats Avdelningen för verksamhetsstöd

4 Vad är kompositmaterial? En komposit utgörs av två material som var för sig har olika fysikaliska egenskaper som genom samarbete och med bibehållna egenskaper tillsamman bildar ett material med helt andra fysikaliska egenskaper. Fiberns funktion är oftast att ge styrka och styvhet men även specialegenskaper som smygegenskaper. Plastmatrisen fungerar som ett lim mellan fibrerna men har även en lastöverförande funktion. Sandwichmaterial är en skiktad kombination av material, t ex komposit och cellplast, t ex PVC-skum, där kompositen utgör sandwichmaterialets skal eller täckskikt och cellplasten utgör materialets kärna. Fibre Reinforced Plastic Adhesive Joint Core Adhesive Joint Fibre Reinforced Plastic

5 Vanliga fiber- och plastmaterial i kompositer Kolfiberväv, Toray T300 Glasfibrer Aramidfibrer Vanliga plastmatriser är polyester, vinylester och epoxiplast. Vanliga kärnmaterial i sandwichkonstruktioner är trä ( t ex balsa) skumplast (t ex PVC) och honeycomb (t ex aluminium).

6 Ökad användning av kompositer

7 Kompositflöden i Sverige Den ackumulerade mängden Fiberförstärkta plaster (FRP) beräknas till ca ton (grov beräkning). Ung ton FRP framställs (inklusive import) per år (grov beräkning). Sverige importerar ca. 185 ton kolfiber per år vilket motsvarar att man producerar ca. 300 ton kolfiberkomposit. Det finns ca. 400 ton kolfiberkomposit i militära produkter. Varje år startar / landar civila flygplan som innehåller ca. 625 ton kolfiberkompositer (CFRP).

8 JAS 39 Gripen Skrovet väger ca 2,8 ton Varav 560 kg utgörs av kolfibrer.

9 Kustkorvett Visby Skrov Visby: - 72 m lång; kg kg kolfibrer kg vinylester kg kärnmaterial, Divinycell kg spackel, polyester - Metallinlägg - Miljöfarliga ämnen (Cl, Pb, Cu)

10 Vad händer med kompositer vid krasch/brand?

11 Hur sönderdelas kompositer? Storleken och morfologin hos dammet (från fibrer och / eller partiklar) - Beroende på typen av mekanisk kraft och energin vid nedbrytningen - Beroende på fiberegenskaper, t.ex. graden av kristallinitet - Återspeglar de sammansatta egenskaperna

12 Vad händer med kompositen under värmeexponering? Blixtnedslag, gas, brand Vad händer? C Avgasning 330 C Nedbrytning > 500C Förkolning > 700 C Fiber nedbrytning Mikro- och makro sprickor Delaminering (teknisk separation av ett laminat i de olika lager som laminatet består av)

13 Nästa generation av material Nanomaterial för att öka styrkan i kompositer / polymerer Carbon nanofibrer -Kol nanofiber och fibern i en polymermatris kolnanorör Nanorör skog

14 Hälsorisker från kompositer Exempel på moment där risker med kompositer kan uppstå är: Underhåll, reparation, skadeutredning etc Haveri, brand eller olycka där kompositer ingår Räddning och släckning Bärgning, haveriutredning, avspärrning, hantering av skadade människor mm Hantering och transport av skadad/brunnen komposit Avfallshantering, demontering av skadad/brunnen komposit. Riskerna kan variera på följande sätt: Exponering för ångor/gaser/rök Exponering för damm från härdplaster och kärnmaterial Exponering för fibrer/fiberhaltigt damm Hudkontakt med vassa materialstrukturer och vassa fibrer Hudkontakt med föremål som kontaminerats av toxiska förbränningsprodukter från kompositen Exponering för partikeldamm och/eller fiberdamm som kontaminerats av toxiska ämnen

15 Hälso- och miljörisker Exponering för fibrer/partiklar kan ge: Irritatation på hud, ögonoch andningsvägar Hud: klåda, utslag, allergiska reaktioner Andningsvägar: irritation, inflammatoriska reaktioner, fibros, lungcancer, mm. Examples på miljörisker: Fiber- och plastdamm blir bärare av miljögifter, t ex tungmetaller som kan spridas till mark- och vattenmiljöer.

16 Miljörisker vid hanetring av kompositmaterial Risker för att brand ska uppstå finns bl a vid reparationsarbeten. Extra försiktighetsåtgärder bör vidtas vid arbete med elektrisk utrustning, heta arbeten och vid härdningsprocesser. Vid kompositreparationer uppstår det damm som kan innehålla olika metaller, t ex tungmetaller som kan tas upp och ackumuleras i olika växter mm. I situationer där stora mängder miljöfarligt damm finns, t ex vid haveriplatsområden kan man motverka den luftburna spridningen: tälta in haveriplatsområdet under arbetet, t ex vid bärgningsarbeten. Vid sanering av arbetsplatser utomhus kan man applicera vattenburna medel som väter dammet och sedan binder samman dammet till större och mindre hälsofarliga storlekar då vattnet avdunstar. Översta jordlagret, från det av damm kontaminerade området kan avlägsnas och hanteras som farligt avfall. Eventuella utsläpp till luft vid kompositarbeten är vanligtvis låga. Man ska dock planera arbetet på sådant sätt att utsläppen elimineras eller minimeras.

17 Skyddsåtgärder Personlig skyddsutrustning Vid starkt dammande arbete ska skyddshandskar, skyddskläder och skyddsglasögon eller ansiktsskydd användas. Klädseln ska täcka känsliga hudpartier t ex hals och underarmar och vara av dammfrånstötande material. Exempel på skyddskläder: blå overall av polypropenduk överdragen med polyetenfilm (M ). Bra exempel på skyddshandskar är nitrilbelagd nylon- eller bomullshandske. Andningsskydd med partikelfilter klass P3 krävs för att skydda sig mot dammet om punktutsuget inte är tillräckligt. Friskluftsmask är ett alternativ.

18 Skyddsklasser Klass 2 Som nivå 1 men med andningsskydd i form av halvmask. Filter P3 vid exponering för luftburet damm och/eller filter A2 för exponering av gaser/ångor. Klass 4 Som nivå 3 men med andningsskydd i form av slutet system. Klass 1 Skyddskläder och skyddshandskar. Eventuellt munskydd. Klass 3 Helmask eller friskluftsmask, tät overall med huva, gummistövlar, latexhandskar och läderhandskar. Filter P3 vid exponering för luftburet damm och/eller filter A2 för exponering av gaser/ångor.

19 Vid och efter brand av kompositstrukturer

20 Hantering av komposit efter brand eller upphettning Fiber- och dammspridning ska minimeras. Om ett större område påverkats av t ex brand kan spridningen minimeras genom att dammet binds samman med skum, vattendimma eller genom applicering av en vattenbaserad gel. Vid demonteringsarbeten och dylikt kan man tälta in haveristen för att minimera dammspridningen. Vid brand följer den största delen av farliga gaser med rökplymen, men rök/gas/ångor från kompositmaterial som brunnit/upphettats kan finnas kvar på ytor av olika detaljer efter släckningsarbetet. Risken finns att även bildat fiberdamm bundit hälsofarliga ämnen till sig. Som personligt skydd mot exponering för luftburna fibrer och plastdamm krävs andningsskydd med partikelfilter P3 samt skyddskläder inklusive handskar. Om det finns risk för att inandas rök/gas/ångor från matrisplast ska minst helmask med gasfilter användas alternativt friskluftsmask. Efter varje arbetsdag ska kontaminerade skyddskläder/skyddsutrustning som använts vid hanteringen lämnas antingen för rengöring/sanering eller destruktion. För att skydda sig mot skarpa kanter och brottytor krävs läderhandskar.

21 Sammanfattning Erfarenheter av exponering av kompositdamm Mängden och typen av kompositdamm som frigörs är starkt kopplad till typ av arbetsmoment som utförs. Höga totaldammhalter kan uppstå vid bearbetning men normalt är dammhalten från plastmatrisen betydligt högre än fiberhalten. Exponeringsrisken ligger långt under gällande gränsvärden om man använder punktutsug. Normalt bildas ej respirabla fraktioner av FMs fibrer. Vid brand/hög värme kan respirabla fibrer teoretiskt bildas Skärande bearbetning av aramidkompositer kan ge respirabel fiberemission Toxikologiska studier visar inte på någon förhöjd risk för normal kolfiberexponering. Men studierna är begränsade Bromsskivor (fpl 39) kan generera respirabelt damm. Det finns inga direkta toxikologiska studier på detta men vissa nanostorlekar av kolbaserade fibrer har uppvisat toxiska effekter. Förhöjda risker föreligger då kompositen brunnit/varit upphettad och det kan finnas toxiska ämnen absorberade på fiberytan. Hudexponering av kolfibrer som brunnit har t ex gett upphov till allergiska reaktioner.

22

23 Hur går vi vidare i ämnet? Låt Försiktighetsprincipen gälla! Se tidigare arbeten Nätverk för risker med kompositer - Arbetsmiljöverket - Socialstyrelsen - Polisen med representant från bombgruppen - Haverikommissionen - Exova - FMV - IVL Svenska Miljöinstitutet - FOI - MSB - Naturvårdsverket - FM Flygvapnets Bärgningsgrupp - Andra/fler? Uppdatera insatskort och ta fram faktablad Utbildning

24 Tack för visat intresse! Bo Edström MSB Myndigheten för Samhällsskydd och Beredskap Tel Mob Referenser/Källa: EXOVA Polymer & Composites Linköping, Per Reinholdsson