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438-DE

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Abstract

Chromtrioxid wurde 2013 in die REACH-Zulassungsliste aufgenommen und seine Verwendung erfordert seit 2017 eine spezielle Zulassung in der EU. Anstatt eine Zulassung für die weitere Verwendung des giftigen Stoffes bei der Galvanisierung von Sanitärobjekten aus Metall zu beantragen, wurde beschlossen, ein dreiwertiges Chromverfahren einzuführen und vollständig auf Chromtrioxid zu verzichten. Parallel dazu wird die Nickelunterschicht durch eine Kupfer-Bakar-Schicht 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. 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
Bisher war eine Behandlung von chromtrioxidhaltigen Abwässern durch chemische Reduktion notwendig, da Chromtrioxid nicht in Gewässer gelangen darf. Diese Behandlung wird nicht mehr notwendig sein.

Description of Substitution

a) Motivation für die Anwendung der Alternative:
Die für das Unternehmen geltende Zulassung läuft 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, die jedoch nicht die erforderlichen Eigenschaften aufweisen. Insbesondere ist es nicht möglich, bei all diesen Verfahren auf Nickel zu verzichten. Daher wurde das Chrom-III-Verfahren in enger Zusammenarbeit mit einem Lieferanten optimiert. 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 ernsthaftes Problem angesehen wird. Das Gleiche gilt für Konsumgüter, die direkt mit dem menschlichen Körper in Berührung kommen, wie Kinderspielzeug, Autoschlüssel oder indirekt über Ladeneinrichtungen für Lebensmittel, Brotkörbe und ähnliches.

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

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 Galvanisierungsanlage 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 das 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 

Aspekt	Vorteil/Nachteil gegenüber dem konventionellen Verfahren
Technische Anforderungen	Korrosionsbeständigkeit: wie in EN 248 definiert, erfüllt zu 95%. 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	Wettbewerbsnachteil, solange das Cr(VI)-Verfahren noch zugelassen ist! Das Beschichtungsverfahren ist zum Patent angemeldet. Kosten für neue Anlagentechnik
Operative Kosten	Arbeitskosten: + 4% (Badpflege) Durchsatz: + 12% Prozessqualität: identisch Prozesskosten: + 18% (Chemikalien) Materialkosten: + 15% (Analyseinstrumente) Energiekosten: + 3%
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, ergeben sich keine Änderungen.

Allgemeine wirtschaftliche Aspekte:
Die Lebensdauer der Produkte ist mit der von mit Chromtrioxid beschichteten Produkten vergleichbar. Die Materialverfügbarkeit ist vergleichbar mit dem Cr(VI)/Ni-basierten Verfahren. Der Hauptvorteil ergibt sich aus dem kombinierten Übergang von Cr(VI)/Ni zu Cr(III)/Cu-Bakar und damit der Entfernung von Nickel aus dem Beschichtungsprozess. Die Badtemperatur ist bei der Cu-Bakar-Beschichtung niedriger (25-30°C statt 60°C) als bei der Vernickelung, und der Strom ist geringer (~3 A/dm2 statt ~4-6 A/dm2). Die Prozessgeschwindigkeit verbessert sich erheblich, da die Grundschicht Cu-Bakar und die Deckschicht Cr(III) nass in nass aufgetragen werden können. Die manuelle Tätigkeit des Verstopfens der Teile, die beim Cr(VI)/Ni-basierten Verfahren erforderlich ist, um eine Nickelkontamination des Trinkwassers zu verhindern, entfällt. Da im Beschichtungsprozess kein Nickel mehr aufgetragen wird, entfällt die zeitaufwändige und teure Produktprüfung auf Nickelauslaugung. Die voraussichtlichen Kosten von bis zu 250.000 € für eine befristete Zulassung sind sehr hoch und eine Garantie für eine Zulassung, die die weitere Verwendung von Chromtrioxid erlaubt, ist nicht sicher. Daher hat sich der Anwender entschlossen, diese Investition in ein funktionierendes Ersatzverfahren zu stecken.

 

Case/substitution evaluation

Das Fallbeispiel zeigt den Ersatz von Chromtrioxid in der dekorativen Verchromung mit funktionellem Charakter durch die Verwendung von trivalentem Chrom. Hinzu kommt der Ersatz der Nickelschicht durch Kupfer.

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 liegen nach der Trinkwasserverordnung Grenzwerte für verschiedene Metalle, wie Chrom, Nickel und Kupfer, vor. Die Grenzwerte (z.B. für Kupfer von 2 mg/l) können durch die Alternative eingehalten werden. Ein Mehrwert der Alternative ist der Verzicht auf die Nickelunterschicht zur Erhöhung der Trinkwassersicherheit.

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

In use

Availability ofAlternative

Das Chrom-III-Beschichtungsverfahren wurde eingeführt und wird für Kundenaufträge verwendet. Die Genehmigungen der Kunden für die Beschichtung liegen vor. Die geforderten Kriterien der Werksnormen werden erfüllt. Die Oberfläche ist für den gemischten Einbau mit Werkstücken, die nach dem Chromtrioxid-Verfahren verchromt wurden, zugelassen. Der Nickelauslaugungstest nach DIN EN 16058 (26-Wochen-Test) wurde bestanden.

Type of information supplier

Producer / distributor

Further information

Der Kurzsteckbrief zur Beschreibung des Fallbeispiels steht als herunterladbares pdf-Dokument verfügbar: zum Kurzsteckbrief 438-DE

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Date, reviewed

June 25, 2023