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437-DE

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Abstract

Chromtrioxid wurde 2013 in die REACH-Zulassungsliste aufgenommen. Seine Verwendung in der EU erfordert daher seit 2017 eine Zulassung. Statt eine Zulassung für die weitere Verwendung des giftigen Stoffes bei der Galvanisierung metallischer Sanitärobjekte zu beantragen, wurde beschlossen, ein Verfahren einzuführen, das dreiwertiges Chrom verwendet und vollständig auf Chromtrioxid zu verzichten. Parallel dazu wird die Nickelunterschicht durch eine Weißbronze ersetzt.

Substituted substances

Alternative Substances

Reliability of information

Evidence of implementation: there is evidence that the solution was implemented and in use at time of publication

Reason substitution

CMR
skin/respiratory sensitizing
other toxic effects
ecotoxicity
physical hazards

Hazard Assessment

a) Menschliche Gesundheit:
Zwei besonders bedenkliche Stoffe (Chromtrioxid und Nickelsulfat) werden durch Stoffe mit geringerer Toxizität ersetzt. Das bewährte Weißbronzeverfahren ist frei von Zyanid.Ein dritter besonders besorgniserregender Stoff (Borsäure, Repr. 1B, H360FD) verbleibt im Verfahren. Zum Zeitpunkt der Erstellung des Fallbeispiels befindet sich dieser Stoff in der Bewertung durch die Behörden, ist aber allerdings nicht auf der Liste der zulassungspflichtigen Stoffe oder der Beschränkungen unter REACH. Es wird angenommen, dass sich die Gesamtrisiken für die menschliche Gesundheit im Vergleich zu dem konventionellen Verfahren durch das Vermeiden von Chromtrioxid und Nickelsulfat verringern.

b) Umwelt:
z.B. Abfallreduzierung/-vermehrung Die Auslaugung von Nickel aus den Produkten ist vollständig ausgeschlossen, da Nickel ersetzt wird. Dies ist ein wichtiger Aspekt, da die Nickelauswaschung aus Sanitärarmaturen als ernstes Problem angesehen wird.

Description of Substitution

a) Motivation für die Anwendung der Alternative:
Die für das Unternehmen geltende Zulassung zur Verwendung von Chromtrioxid läuft voraussichtlich spätestens im Jahr 2024 aus. Die hohen Kosten für die Überprüfung der Zulassung haben den Anstoß gegeben, die Initiative zu ergreifen. Es gibt mehrere alternative Chrom-III-Verfahren, von denen viele jedoch nicht die erforderlichen Eigenschaften aufweisen. Insbesondere ist es nur bei wenigen Verfahren möglich, auf Nickel zu verzichten. Daher wurde das Chrom-III-Verfahren in enger Zusammenarbeit mit einem Lieferanten optimiert. Der Nickelauslaugungstest nach DIN EN 16058 (26-Wochen-Test) wurde bestanden. Die Auslaugung von Nickel aus den Endprodukten wird vollständig eliminiert, da Nickel ersetzt wird. Dies ist ein wichtiger Aspekt, da die Nickelauswaschung aus Sanitärarmaturen als ernstes Problem angesehen wird.

b) Beschreibung des Verfahrens oder der Technologie (einschließlich Vor-/Nachbereitung):
Die Verchromung von Messing ist ein elektrochemisches Verfahren. Die Teile werden in mehreren Bädern gereinigt und entfettet. Als Ersatz für die Nickelunterschicht wird eine weiße Bronzeschicht abgeschieden. Chrom wird elektrolytisch auf der Unterschicht abgeschieden. Die beschichteten Teile werden elektrochemisch passiviert und abschließend gespült. Der gesamte Prozess ist vollständig automatisiert.

c) Art der Anwendung: z. B. Sprühen, Tauchen, offenes/geschlossenes System usw.:
Die Teile werden manuell auf Gestellen befestigt. Die Gestelle werden mit einem Hängekran in die Anlage befördert, wo sie automatisch entlang der Badlinie transportiert und nacheinander in die jeweiligen Bäder getaucht werden.

d) Maßnahmen zum Risikomanagement (technisch, organisatorisch und persönlich):
Der Zugang zur Galvanik und zu den Bädern ist nur zu Wartungszwecken für Fachpersonal möglich. An den oberen Rändern der Bäder sind Absauganlagen installiert. Bei Wartungs- und Kontrollarbeiten wird persönliche Schutzausrüstung (Schutzanzug) getragen.

Vorteil oder Nachteil der Alternative Technische Anforderungen:

Aspekt	Vorteil/Nachteil gegenüber dem konventionellen Verfahren
Technische Anforderungen	Korrosionsbeständigkeit: gemäß EN 248, erfüllt zu 90%. Chemische Beständigkeit: OK Abriebfestigkeit: OK Haftfestigkeit  zwischen Beschichtung und Untergrund: OK Härte: OK Sonnenlichtbeständigkeit / UV-Beständigkeit: zu 90% erfüllt Temperaturbeständigkeit: OK Dicke der Beschichtung: OK Nickelauslaugung: OK (kein Nickel im Produkt) Geometrie: keine Einschränkung Prozesstemperatur: keine Einschränkung
Umsetzung	Haupthindernisse: Größerer Platzbedarf (in der Umsetzungsphase laufen beide Prozesse parallel) Fehlende wesentliche Kenntnisse für die Prozessumstellung Fehlende Kunden-/OEM-Spezifikationen Wettbewerbsnachteil, solange das Cr(VI)-Verfahren noch zugelassen ist
Operative Kosten	Arbeitskosten: + 5% (Badpflege) Durchsatz: + 10% Prozessqualität: identisch Prozesskosten: + 20% (Chemikalien) Materialkosten: + 20% (Analyseinstrumente) Energiekosten: + 5% Investitionen: 250.000 - 300.000 € (zusätzliche Bäder)
Andere	Die DVGW (Deutsche Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.) Konformitätsbescheinigung liegt seit 03/2022 vor. Die galvanisierten Produkte entsprechen den Grenzwertanforderungen aus der Trinkwasserverordnung (TrinkwV 2001).

Unterstützende Informationen:
Die Kosten für Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Arbeit und für die Abfallentsorgung sind möglicherweise niedriger, aber da das Schutzniveau beibehalten wird,  ändert sich nichts.

Allgemeine wirtschaftliche Aspekte:
Die Lebensdauer der Produkte ist mit der von Cr(VI)-beschichteten Produkten vergleichbar. Die Verfügbarkeit von Materialien ist mit dem Cr(VI)/Ni-Verfahren vergleichbar. Der Hauptvorteil ergibt sich aus dem kombinierten Übergang von Cr(VI)/Ni zu Cr(III)/CuSn und damit der Entfernung von Nickel aus dem Endprodukt. Die Badtemperatur ist bei der Weißbronzebeschichtung niedriger (30°C statt 60°C) als bei der Nickelbeschichtung, und der Strom ist geringer (~1 A statt 4-6 A). Die Prozessgeschwindigkeit verbessert sich erheblich, da die manuelle Tätigkeit des Verstopfens der Teile entfallen kann, die beim Cr(VI)/Ni-basierten Verfahren notwendig ist, um Nickelverunreinigungen zu vermeiden.

Case/substitution evaluation

Das Fallbeispiel zeigt die Substitution von zwei krebserregenden und sensibilisierenden Stoffen, Chromtrioxid (Carc. 1A, H350; Skin Sens. 1, H317) und Nickelsulfat (Carc. 1A, H350i; Skin Sens. 1, H317; Resp. Sens. 1, H334), in der dekorativen Verchromung mit funktionellem Charakter. Anstelle des sechswertigen Chroms wird bei der Verchromung dreiwertiges Chrom verwendet; die abschließende Nickelschicht wird durch Weißbronze ersetzt.

Borsäure (Repr. 1B, H360FD) als SVHC wird allerdings in diesem alternativen Verfahren weiterhin eingesetzt. Borsäure wird auch im konventionellen Beschichtungsprozess verwendet. Die Risiken für Mensch und Umwelt sind zum Zeitpunkt der Erstellung des Fallbeispiels noch nicht abschließend geklärt. Sollten Informationen und Erkenntnisse zu dieser Alternative oder einer sichereren und nachhaltigeren Alternative vorliegen, wenden Sie sich bitte an SUBSPORTplus.

In Deutschland gibt es gemäß der Trinkwasserverordnung Grenzwerte für verschiedene Metalle wie Chrom, Nickel und Kupfer. Die Grenzwerte (z.B. für Kupfer von 2 mg/l) können durch die Alternative eingehalten werden.

Eine Freisetzung von Nickelverbindungen in das Trinkwasser aus konventionell beschichteten Produkten ist bekannt (siehe weitere Informationen); dies ist insbesondere relevant, wenn die Produkte vor der Beschichtung nicht gestopft werden. Das Stopfen ist jedoch zeit- und kostenintensiv (persönliche Kommunikation). Die Substitution der Nickelunterschicht ist eine Alternative, um die Trinkwassersicherheit zu erhöhen und die Verwendung von Nickelsulfat von vornherein zu vermeiden.

Für Sicherheit und Gesundheit am Arbeitsplatz: Die Substitution von zwei krebserzeugenden Stoffen am Arbeitsplatz wird als Mehrwert angesehen. Falls vorhanden, müssen auch die Arbeitsplatzgrenzwerte für die alternativ verwendeten Stoffe eingehalten werden. Nach einer Gefährdungsbeurteilung sind geeignete Schutzmaßnahmen am Arbeitsplatz anzuwenden.

State of implementation

Pilot study

Enterprise using the alternative

Heinrich Schulte GmbH & Co. KG Grünlandweg 11 58640 Iserlohn Tel.: 02371 - 90 90 0 Fax: 02371 - 90 90 99 https://www.heinrichschulte.com

Availability ofAlternative

Pilotstudie Der Nickelauslaugungstest nach DIN EN 16058 (26-Wochen-Test) wurde bestanden.

Type of information supplier

Producer / distributor

Contact

La Tecnogalvano S.R.L. Via Salvo D'Acquisto, 9/b 28076 Berzonno di Pogno (NO) Italy  https://latecnogalvano.it/en/galvanic-processes.html#innovativi

Further information

Der Kurzsteckbrief zur Beschreibung des Fallbeispiels steht als herunterladbares pdf-Dokument verfügbar: Link (englisch)

Publication source: author, company, institute, year

Firma

Date, reviewed

June 25, 2023