Sauerstoffreinigung

Techniker wartet einen zerlegten Atemregler mit O-Ringen und Werkzeugen.
Bei der Revision werden Bauteile gereinigt, geprüft, ersetzt und eingestellt.

Sauerstoffreinigung ist das Entfetten, Entstauben und werkstoffgerechte Ausrüsten von Tauchgerät, damit es mit sauerstoffangereicherten Gemischen betrieben werden darf. Sie richtet sich nicht gegen Schmutz, sondern gegen Zündquellen: Öl, Fett und Partikel brennen in sauerstoffreichem Gas unter hohem Druck mit einer Heftigkeit, die Bauteile zerstört.

Ab welchem Sauerstoffanteil sie verlangt wird

Hier gibt es keine einzige Zahl, sondern vier — und sie stammen von verschiedenen Urhebern. Wer das nicht trennt, hält eine Praxisregel für eine Norm:

  • 25 Prozent — DAN beruft sich auf die Werkstoff- und Konstruktionsnorm der ASTM: „For use at 25 percent and above, all high-pressure scuba gear should be cleaned for oxygen use.“ DAN hält das für die am besten begründete Linie.
  • 23,5 Prozent — amerikanisches Recht. Nach DAN gilt: „In the U.S., any gas mixture containing more than 23.5% oxygen is legally classified as an oxidizer under Department of Transportation hazardous materials regulations.“ Die Compressed Gas Association verlangt, Gerät für Gase über 23,5 Volumenprozent so zu behandeln, als handelte es sich um reinen Sauerstoff.
  • 22 Prozent — Europa. Die Ventilnorm EN 144-3 greift nach übereinstimmender Darstellung von SSI und einem Fachmagazin bei Gasen „greater than 22%“, und das ist der Grund für den M26-Anschluss. Die DGUV-Information „Tauchen mit Mischgas“ definiert sauerstoffkompatible Luft als Luft, deren Verunreinigungen so weit reduziert sind, „dass sie in Gasmischungen, einschließlich jenen mit Sauerstoffkonzentrationen über 22 %, eingesetzt werden kann“.
  • 21 Prozent — dritte europäische Lesart. Mehrere Darstellungen, darunter die Taucherpedia, beziehen sich auf EN 13949 und schreiben, innerhalb der EU sei „jedes Gas, das mehr als 21% O₂ enthält, wie reiner Sauerstoff zu behandeln“.

Die bekannteste Zahl ist dagegen die schwächste. Die 40-Prozent-Regel ist Ausbildungs- und Händlerpraxis: Sporttaucher werden bis EAN40 ausgebildet, weil Flaschen, Ventile und Automaten bis dahin ohne besondere Behandlung verwendet würden. DAN widerspricht ausdrücklich: „A long-held misconception in the dive community is the so-called 40% rule … This myth likely stems from misinterpretations of Occupational Safety and Health Administration (OSHA) guidelines that apply to low-pressure, surface-supplied systems — not to high-pressure scuba cylinders.“ Ein deutsches Nitrox-Handbuch nennt sie offen „eine (in Europa) halb-offizielle, sozusagen von Taucher-zu-Taucher, Regel“. Ihre Herkunft liegt wohl in Herstellerfreigaben für Nitrox-Ventile bis 40 Prozent.

Die internationale Nitrox-Norm ISO 11107 hilft hier nicht weiter: Sie definiert Nitrox als Gemisch mit mehr als 21 Prozent Sauerstoff und verweist für die Eignung des Geräts auf nationale und regionale Vorschriften sowie auf die Herstellerangaben, nennt aber selbst keine Reinigungsschwelle.

Warum: der Zündvorgang

DAN benennt das Ziel nüchtern: „The goal of oxygen cleaning is to prevent fire and explosion where any oil products are present in the gas-flow path.“ Zwei Mechanismen stehen dahinter.

Der erste ist die Kompressionswärme. DAN: „A second ignition source is adiabatic heating, which is a significant increase in temperature caused by breathing gases experiencing a rapid increase in pressure when the flow suddenly stops.“ Die Zahlen dazu sind der eigentliche Grund für die ganze Prozedur: Die Selbstentzündungstemperatur gängiger synthetischer Öle liegt bei etwa 385 °C, das Temperaturpotential der adiabatischen Erwärmung bei 232 bar dagegen bei rund 700 °C. Der zweite Mechanismus sind Partikel: „Dust or any form of particulate matter traveling at high velocity can collide with any type of flow obstruction, potentially causing particle impact ignition. The fine particulates also serve as a fuel.“

Beides wird mit dem Druck schlimmer, nicht mit dem Sauerstoffanteil allein. DAN: „At 40 percent oxygen and 90 psi, the burn rate is 50 percent higher than the 21 percent oxygen in normal air. At higher pressures, 40 percent quickly becomes a fireball.“ Und zum Flaschendruck: „At the 3,000 psi of a scuba cylinder, all bets are off.“ Daraus folgt auch die Vorgabe, langsam zu füllen — zu schnelles Füllen erzeugt genau die Wärme, die man vermeiden will.

Wie gereinigt wird

DAN beschreibt sieben Schritte: Eingangskontrolle; mechanische Reinigung und Entfettung mit einem für Sauerstoffbetrieb geeigneten Mittel; Spülen mit Trinkwasser, bis kein Reinigungsmittel zurückbleibt; Trocknen mit ölfreiem Gas; Endkontrolle; sofortiges Verpacken, um den Zustand zu erhalten; und schriftliche Dokumentation mit Zertifikat, Bericht oder Aufkleber, der Techniker, Datum, Reinigungsmittel und Prüfverfahren festhält. Zur Endkontrolle nennt DAN drei Verfahren: helles Weiß- oder UV-Licht im abgedunkelten Raum, feiner Wassersprühnebel mit Blick auf sofortige Tropfenbildung, und das Abwischen mit einem fusselfreien weißen Tuch. Die Anforderung an die Person steht dabei: „Only properly trained, competent technicians should perform oxygen cleaning.“

Dazu kommt der Werkstoffwechsel, der oft vergessen wird. Nitril-O-Ringe müssen nach dem Handbuch eines Umbauherstellers durch Viton oder EPDM ersetzt werden, und alle inneren Schmierstoffe, Gewindesicherungen und Dielektrikumspasten durch sauerstoffverträgliche Typen wie Christo-Lube, Krytox, Tribolube oder Halocarbon. Ausdrücklich ausgeschlossen ist Silikonfett. Das deutsche Nitrox-Handbuch führt dieselbe Liste und fasst das Ergebnis in einer Formel zusammen: „Sauerstoffverträglich = sauerstoffrein + sauerstoffkompatibel“. Reinigen allein genügt also nicht, wenn die Werkstoffe nicht passen — und umgekehrt.

Sauerstoffkompatible Luft

Eine sauerstoffgereinigte Flasche hält nur, solange auch das Füllgas sauber ist. Dafür gibt es den Begriff der sauerstoffkompatiblen Luft; die DGUV nennt als Synonyme aus der Branche „ölfreie Luft“, „saubere Luft“ oder „doppelt gefilterte Luft“. Die Atemluftnorm EN 12021 begrenzt nach der Darstellung von DAN Kohlenmonoxid auf 5 ppm, Kohlendioxid auf 500 ppm und Öl auf 0,5 mg/m³ — mit dem Hinweis, dass die amerikanische Grade-E-Grenze bei 5 mg/m³ liegt, also zehnmal höher. Für sauerstoffkompatible Luft verlangt DAN weniger: „condensable hydrocarbons less than 0.1 mg/m³ (ideally none)“. Das deutsche Nitrox-Handbuch führt in seiner Tabelle dagegen 0,3 mg/m³ für kondensierte Kohlenwasserstoffe. Die beiden Werte gehen auseinander, und weder DAN noch das Nitrox-Handbuch geben dabei den Normtext wieder. Welche Luftqualität überhaupt gemeint ist, steht unter Pressluft.

Wie lange sie hält

Nicht nach Kalender, sondern nach Ereignis. DAN: „While you might expect a regular interval for oxygen cleaning, this is usually not the case.“ Fällig wird sie bei der ersten Inbetriebnahme, nach jedem Teiletausch — einschließlich der Flasche nach der Druckprüfung und des Ventils oder der ersten Stufe nach der Wartung — und bei jedem Verdacht auf Verunreinigung. Darüber hinaus sei eine regelmäßige Reinigung zwischen den Wartungsintervallen nicht nötig.

Zunichte macht sie eine einzige falsche Füllung. Das deutsche Nitrox-Handbuch wörtlich: „Eine gereinigte NITROX Flasche, welche aus Versehen mit normaler Kompressoren-Druckluft gefüllt wurde, ist wegen dem höheren Kohlenwasserstoffgehalt der Druckluft nicht mehr sauerstoffrein! Sie muss sofort gereinigt werden.“ Eine Fachzeitschrift formuliert es als Zustand, nicht als Eigenschaft: „oxygen clean“ sei „static, a ‚state of being‘ at one point in time“ — hermetisch verpackt hielte es unbegrenzt, im Betrieb verfällt es schnell. Der verbreitete Jahresaufkleber suggeriert deshalb mehr Haltbarkeit, als die Sache hergibt. Das Flaschenventil mit M26-Anschluss ist die mechanische Antwort darauf: Es verhindert, dass ein Druckluftautomat an eine Nitroxflasche kommt oder umgekehrt.

Welches Mischverfahren sie erzwingt

Bei der Partialdruckmischung ist sie ohne Ausnahme fällig, weil reiner Sauerstoff in die Flasche geht. DAN: „Because partial pressure blending introduces pure oxygen into the cylinder, oxygen cleaning is always required.“ Beim kontinuierlichen Mischen und beim Membranverfahren wird der Sauerstoff bei niedrigem Druck zugegeben — woraus manche folgern, die Reinigung sei entbehrlich. DAN hält dem entgegen, dass das erzeugte Gemisch anschließend doch verdichtet und gespeichert wird: „every compressor part, storage bank, whip, and cylinder exposed to more than 25 percent oxygen must meet oxygen-clean standards.“ Dass Membrananlagen etwa 40 Prozent nicht überschreiten, verringert nach DAN immerhin die Gefahren des Umgangs mit hochkonzentriertem Sauerstoff. Ob das Gemisch am Ende stimmt, zeigt die Sauerstoffanalyse.

In der Ausbildung erkläre ich die Schwellenfrage nicht über die Prozentzahl, sondern über den Weg des Sauerstoffs: Entscheidend ist, ob reiner Sauerstoff irgendwo im Füllpfad unter hohem Druck auf Fett trifft. Wer das einmal verstanden hat, fragt nicht mehr, ob 32 Prozent „noch gehen“.

Häufige Fragen

Muss meine Flasche für EAN32 sauerstoffgereinigt sein?
Das hängt davon ab, wessen Maßstab gilt. Nach der von DAN herangezogenen ASTM-Linie ab 25 Prozent: ja. Nach der verbreiteten 40-Prozent-Praxis der Ausbildungsverbände: nein. Nach der europäischen Ventilnorm, die SSI und ein Fachmagazin mit „greater than 22%“ wiedergeben, ebenfalls ja. Praktisch entscheidet außerdem, wie die Basis mischt: Wird partialdruckgemischt, geht reiner Sauerstoff in die Flasche, und dann ist die Reinigung nach DAN immer fällig.
Eine Füllung mit normaler Druckluft — ist die Reinigung dann weg?
Nach dem deutschen Nitrox-Handbuch ja, und zwar sofort: Der höhere Kohlenwasserstoffgehalt normaler Kompressorenluft macht die Flasche unrein, sie muss erneut gereinigt werden. Englischsprachige Fachquellen sehen es genauso und raten, in diesem Fall die Kennzeichnung zu entfernen. Genau diesen Fehler soll der M26-Anschluss mechanisch ausschließen.
Kann ich die Reinigung selbst machen?
DAN beantwortet das mit einem Satz: „Only properly trained, competent technicians should perform oxygen cleaning.“ Dazu kommt, dass der letzte Schritt die Dokumentation ist — Techniker, Datum, Reinigungsmittel, Prüfverfahren. Ohne diesen Nachweis weiß die nächste Füllstation nicht, was sie vor sich hat. Und die Werkstoffe müssen stimmen: Nitril-O-Ringe und Silikonfett haben in sauerstoffgereinigtem Gerät nichts zu suchen.

Quellen

Zur Quellenlage: Der Wortlaut von EN 144-3, EN 13949 und EN 12021 ist kostenpflichtig und liegt nicht zugrunde — sämtliche Schwellenwerte von 21 und 22 Prozent sowie der Ölgrenzwert von 0,5 mg/m³ stammen aus Sekundärquellen, die diese Normen wiedergeben. Dass für dieselbe europäische Ventilregelung einmal 21 und einmal 22 Prozent genannt werden, ist deshalb nicht aufzulösen. Ein eigener, normierter Kohlenwasserstoffgrenzwert der EN 12021 liegt nicht vor; die Werte 0,1 und 0,3 mg/m³ betreffen sauerstoffkompatible Luft und stammen von DAN beziehungsweise aus dem deutschen Nitrox-Handbuch. Eine Schwelle von 22,5 Prozent, die im Umlauf ist, lässt sich in keiner Quelle nachweisen und wird hier deshalb nicht genannt. Von PADI, SSI und TDI liegt keine Standardseite mit einer ausdrücklichen 40-Prozent-Reinigungsregel vor, sondern nur Blog- und Partnerdarstellungen. Fundstellen von GTÜM, aqua med oder VDST zum Thema sind nicht auffindbar.

Über Tauchbuddy 8 Artikel
Der Tauchbuddy erzählt in der Reihe „Mein erster …“, wie sich die ersten Nacht-, Wrack- und Trockentauchgänge anfühlen, und stellt die Fragen, die man sich als Taucher im ersten Jahr stellt.