Eine Gasflasche ist ein Druckbehälter für den Transport und die Lagerung von unter hohem Druck stehenden Gasen und Dämpfen. Druckbehälter mit kleinerem Volumen (oft für Einweg-Verwendung) werden Gaskartuschen genannt, noch kleinere auch Gaskapseln.

Gasflaschen können ein Volumen von bis zu 150 Litern besitzen, bei einem Nenndruck von bis zu 300 bar. Derartige Gasflaschen werden in erster Linie mit Gasen befüllt, deren kritischer Punkt deutlich unterhalb der Umgebungstemperatur von 20 °C liegt und die daher nicht verflüssigt werden können. Wichtige Ausnahmen hiervon sind Flaschen mit Kohlenstoffdioxid, Acetylen sowie Flüssiggas, in denen Gase verflüssigt vorliegen.

Material für den Behälterbau

Je nach Verwendungszweck und Gasinhalt werden Gasflaschen verschiedener Materialien verwendet. Hochreine Gase werden bevorzugt in Gasflaschen aus Aluminium oder Edelstahl transportiert, Gase für den industriellen Einsatz überwiegend in Gasflaschen aus vergütetem Stahl.

Für den Einsatz als Atemgerät im Rettungsdienst, als Treibgastank etwa in Automobilen und beim Einsatz in Flug- und Raketentechnik setzen sich immer mehr Gasflaschen aus vergleichsweise leichten Faserverbundwerkstoffe durch. Die innere Schicht solcher Verbund- oder auch Composite-Gasflaschen bildet ein dünnwandiger sog. Liner (Innen-Liner). Dieser Liner, der aus verschiedenen Materialien, wie z. B. Stahl, Edelstahl, Aluminium oder Kunststoff, gefertigt sein kann, gewährleistet die Dichtheit der Flasche und nimmt das Flaschenventil auf. Die Festigkeit der Flasche gegen den Innendruck (meist 300 bar Betriebsdruck) wird durch Umwickeln des Liners mit Kohlenstoff-, Aramid- oder Glasfasern unter Vorspannung und die Fixierung der so entstandenen äußeren Schicht zum Beispiel mit Epoxidharz erreicht. Stärkere Liner werden nur zylindrisch bewickelt, leichtere Flaschen erreicht man durch dünnere Liner und eine gekreuzte Wicklung auch über Schulter und Fuß, die leichtesten – etwa für die Raumfahrt – sind kugelförmig.

An 50-Liter/200-bar-Flaschen ist erkennbar, dass mit steigender Zugfestigkeit des Stahls (von etwa 750 bis 990 N/mm² und mehr) die Masse von typisch 67 kg bis auf knapp 50 kg abnimmt. Atemschutz- und Tauchflaschen aus besonders hochfestem Stahl werden als Leichtstahlflaschen bezeichnet. Zur Masse der Flasche kommt noch die des Ventils – zumeist aus Messing geschmiedet, seltener Edelstahl – dazu, je nach Flaschengewindegröße, Druck und Abgang typisch 300 bis 600 g. Die Flaschen haben immer ein Anschlussgewinde im Metallhals, im Allgemeinen überwiegend konische in 2 verschiedenen Größen. Diese dichten im Gewinde selbst, ursprünglich mit Hanf, später etwa 0,3 mm dünne Bleikapseln, aktuell gewickelter Kunststoff. Bei Tauch- und Atemschutzgeräten haben sich insbesondere mit der Erhöhung des Standarddrucks auf 300 bar (ab 1995) zylindrischer Gewindeanschluss, z. B. M18 × 1,5 mit elastischer O-Ring-Dichtung durchgesetzt, die mit viel geringerem Anzugsdrehmoment zu verschrauben sind.

Für die Ausbildung des zylindrischen Gewindes von Faserverbundflaschen mit Metallliner ist der Metallhals wandstärkemässig verlaufend verdickt. Auch Flaschen, deren Bauch selbst völlig ohne Metall hergestellt ist, typische Linermaterialien sind dann PET oder HDPE, weisen einen mit dem Abbinden der Matrix eingeklebten Halsansatz aus einem leichten Aluminiumwerkstoff auf, der als Korrosionsschutz zweckmässig anodisiert ist. Um die Fasern nicht den Kräften des Ein- und Ausschraubens des Ventils auszusetzen, weisen die Metallhälse typisch Planflächen zum Ansetzen eines Gabelschlüssels auf.

Zylindrische Hochdruckflaschen hingegen werden zum Ventileinbau am zylindrischen Bauch auf einer Länge von etwa 20 cm zwischen Rund- oder prismatischen Backen mit Gummiauflage geklemmt. Sie weisen dank ausreichender Materialstärke und -steife ausreichend Festigkeit dafür auf.

Um Beschädigungen durch Kratzer, Schläge oder Hitze anzuzeigen, können Kunststoffflaschen mit Hüllen und Gummikappen ausgestattet sein und/oder sind lackiert. Darübergezogene Schutzhüllen aus feuerbeständigem Gewebe dämmen vor Wärme bei der Nutzung in der Brandbekämpfung und bieten Schutz vor Abrasion.

Reine Metallflaschen sind lackiert, um den Inhalt über die Farbe zu klassifizieren und um Korrosion zu reduzieren. Bis um ca. 1950 wurden Stahlflaschen auch ohne Lackierung verwendet. Immer weisen Metallflaschen an der Schulter eingestanzte Daten zur Herstellung, Prüfung, zum Nenndruck und Gasinhalt auf. Die kugelförmige Schulter weist dank kugeliger Krümmung bei gleicher Wandstärke doppelte Druckbeständigkeit auf, ist jedoch in der Regel zusätzlich verdickt, weshalb das Einschlagen mit Prägelettern schadlos möglich ist. Die Lackierung erfolgte lange Zeit durch Nitrolack bis um 1995 Wasserlacke üblich wurden.

Stählerne Tauchflaschen und Flaschen der Einsatzkräfte sind unter der Lackierung vorschriftsmäßig verzinkt. Diese Korrosionsschutzschicht aus dem unedlen Zink kann rein galvanisch aufgebracht sein oder auch bis zu etwa 0,25 mm Stärke durch Aufspritzen. Darüber schützt ein Lack. Um das Rosten am Rand zum Ventil zu vermeiden, reicht die Verzinkung ein Stück ins Gewinde hinein. Salziges Meerwasser soll abgespült werden.

Alle Flaschen sind zumindest alle 10 Jahre zu überprüfen. Geprüft wird üblicherweise per Sicht außen und innen auf Beschädigung und mit einer Druckprobe mit 1,5-fachem Betriebsdruck – gefüllt mit Wasser. Nach Trocknung wird das Ventil auf Dichtheit mit Luft geprüft. Flaschen, die zum Tauchen bestimmt sind, mussten oder müssen in kürzeren Intervallen „getüvt“ werden. Kunststoffflaschen typisch alle 5 Jahre. Während früher Kunststoff-Composite-Flaschen nur für eine begrenzte Nutzungsdauer von 5, 10 oder 20 Jahren zugelassen waren, gibt es heute bereits solche mit dem Prädikat „NLL“ – non-limited life. Derzeit werden Stahlflaschen, die 70 Jahre Alter erreicht haben, prinzipiell ausgeschieden. Es gibt jedoch auch einzelne Stahltypen, die sicherheitshalber schon deutlich früher ausgeschieden werden, um Versagen durch Materialermüdung zu vermeiden.

Herstellung

Die Herstellung nahtloser Gasflaschen aus Stahl ist ein komplexer und technisch anspruchsvoller Vorgang.

Automatisierte Anlagen zum Herstellen von nahtlosen Hohlkörpern bis zu einer Länge von etwa 2 m bestehen im Allgemeinen aus einer Erwärmungsanlage mit Hilfs- und Transporteinrichtungen, einer kombinierten Stauch- und Lochpresse, einer Abstreckziehpresse, dem zentralen Manipulator sowie Hilfseinrichtungen zum Ausgeben und Abtransportieren der Ziehstücke.

Ein auf Schmiedetemperatur erwärmter Stahl-Vierkantblock wird in der Stauchpresse vorgeformt und erhält danach in der Lochpresse durch Rückwärtsfließpressung seine eigentliche Flaschenform. Abschließend wird die entstandene Flasche mit der Abstreckziehpresse auf die gewünschte Wandstärke und Länge kalibriert. Danach findet in der Regel keine weitere mechanische Bearbeitung mehr statt.

Flüssiggasflaschen

Flüssiggasflaschen beinhalten unter Druck verflüssigte Gase. Ihr maximal zulässiger Druck richtet sich nach dem Dampfdruck ihres Inhaltes.

Gasflaschen und Flüssiggasflaschen werden mit einer speziellen Armatur verschlossen, an der sich, meist in Verbindung mit einem Druckminderer, eine passende Schlauchleitung oder Rohrleitung zur kontrollierten Entnahme ihres Inhaltes anschrauben lässt. Des Weiteren befindet sich bei Flüssiggasflaschen in der Entnahmearmatur ein Sicherheitsventil, welches den zulässigen Überdruck in der Flasche auf ca. 30 bar begrenzt, um ein Bersten zu verhindern.

Kohlenstoffdioxid-Flaschen

Eine Sonderstellung nehmen Flaschen mit Kohlenstoffdioxid ein.^[1] Zur Entnahme der Flüssigkeit gibt es spezielle Steigrohrflaschen, die ausschließlich ohne Druckminderer betrieben werden. Das im Inneren befindliche Steigrohr ermöglicht eine fast vollständige Flüssigentnahme bei senkrecht stehender Flasche, zur Erzeugung des Kältemittels Trockeneis oder Kohlensäureschnee zum Feuerlöschen.

Sicherer Umgang mit Gasflaschen

Gasflaschen können bei unsachgemäßem Umgang eine erhebliche Gefahr darstellen. Häufige Unfallgründe sind u. a.

Abreißen des Ventils

Da das Ventil die schwächste Stelle einer Gasflasche ist, ist sein Schutz mit einer Ventilschutzkappe obligat. Wenn eine Gasflasche durch Abreißen des Ventils so beschädigt wird, dass ihr unter hohem Druck stehender Inhalt schlagartig austritt, kann sie wie ein Geschoss durch die Gegend fliegen und so auch Betonwände durchschlagen.

Verhaltensregeln zur Vermeidung sind:^[3]

• Gasflaschen sollten auch gegen Umstürzen bei Lagerung und Transport gesichert werden, z. B. mit Ketten an der Wand oder durch Verwendung spezieller Paletten.
• Verwendung von Ventilschutzkappen immer, auch wenn die Flasche nur gelagert oder transportiert wird
• Flaschen nicht werfen
• Flaschen nur mit einem Kran befördern, wenn sie in einer Palette stehen
• Ventil nicht mit Gewalt (Werkzeugen) öffnen

Unkontrolliertes Austreten von Gas

Bei nicht vollständig geschlossenen Ventilen oder kleineren Leckagen kann Gas aus einer Gasflasche austreten. Auch bei einem recht „harmlosen“ Gas wie Stickstoff kann ein unkontrolliertes, vergleichsweise langsames Austreten des Flascheninhalts den zum Atmen benötigten Sauerstoff aus einem Raum verdrängen und zu Erstickungen führen.

Bei brennbaren Gasen können explosive Gasgemische entstehen, die sehr leicht, z. B. durch die Betätigung eines Lichtschalters, gezündet werden. Je nachdem, ob das Gas eine höhere oder eine geringere Dichte als Luft hat, ist die Gefahr entweder in Kellerräumen oder in Dachräumen am höchsten.

Verhaltensregeln zur Vermeidung sind:

• Lagerung an gut belüfteten Orten, am besten im Freien
• Menschen und Gasflaschen nicht zusammen in Aufzügen befördern

Brände mit reinem Sauerstoff

Reiner Sauerstoff ist ein sehr guter Brandbeschleuniger. Die Ventile von Sauerstoffflaschen dürfen deshalb nicht gefettet oder geölt werden. Beim Umgang mit Sauerstoffflaschen ist immer sauberes, ölfreies Werkzeug zu verwenden.^[4]

Bei Austritt von reinem Sauerstoff in die Umgebung können sich auch andere Gegenstände entzünden, besonders wenn sie ölig oder staubig sind.

Größe von Druckgasflaschen

Druckgasflaschen werden in unterschiedlichen Größen gehandelt, für Luftgase (Sauerstoff, Stickstoff, Edelgase), Wasserstoff, Methan u. a. sind dies Flaschen mit 10, 20, 33 oder 50 l Rauminhalt mit einem Druck von 200 oder 300 bar. Kleinere sind etwa zur Versorgung von Aquarien, als Treibgaspatronen für Feuerlöscher, zur Versorgung von Atemschutzgeräte und Tauchatmern üblich. Größere mit 80 l Volumen werden mitunter zum Einblasen von Glasfaserkabeln in verlegte Rohre verwendet.

Die Volumina von Atemschutzgeräteflaschen, die meist paarweise am Rücken getragen werden, ergeben sich aus den Standardmaßen der Rückentrage und damit erreichbaren Atemzeiten, woraus sich – basierend auf verschiedenen Normen – auch unrunde Volumina ergeben. 4; 5; 6,8; 7,2 und 9 l sind übliche Größen. Für extrem beengte Einstiege wird eine Druckluftflasche von etwa 2 l Volumen flexibel und vor dem Oberkörper getragen. Beim Kreislaufatmer wird das Atemgas immer wieder mit Sauerstoff angereichert, er kommt daher mit geringerem Volumen aus: Typisch 3 l, vor dem Körper quer getragen.

Die Volumina von Druckgasflaschen für Drucklufttauchgeräte, die sowohl einzeln als auch doppelt verwendet werden, sind auf die Länge eines Tauchgangs ausgelegt. Leihflaschen für das Sporttauchen an Urlaubsorten weltweit sind fast immer Alu- oder Stahl-Einzelflaschen von 10 oder 12 Litern Volumen mit 200 bar, die am Tarierjacket befestigt und mit dem Ventil nach oben auf dem Rücken getragen werden. 15 Liter Einzel-Flaschen sind vereinzelt gegen Aufpreis verfügbar. Doppelflaschen bestehen meist aus einer Paarung von Druckluftflaschen mit 7, 8, 10 oder auch 12 Liter Volumen. Es gibt für das technische Tauchen auch Doppelgeräte mit 2x 18 oder 2x 20 Liter Volumen. Darüber hinaus werden ggf. weitere, lose mitgeführte Tauchflaschen hinzugefügt (sogenannte Stages), die teilweise besondere Gasmischungen für unterschiedliche Tauchtiefen und die folgende Dekompression bereitstellen.

Acetylenflaschen gibt es mit 10, 20, 40, 50 l Rauminhalt. Die Menge an Acetylen ist abhängig von der Adsorbermasse (meist Kieselgur) und dem Lösungsmittel (meist Aceton).

Kohlendioxid wird nicht nach Volumen, sondern nach Masse gehandelt und es gibt Flaschen mit Füllmengen von 6, 10, 20, 25 oder 30 kg. Feuerlöscher zur Einhandbedienung enthalten Flaschen für 2 kg, tragbare häufig 5 kg. Das Verhältnis von Volumen zu Masse beträgt 4 L ≙ 3 kg. In der Gastronomie wird beispielsweise 13,4 l häufig verwendet.

Propan wird auch nach Masse gehandelt und es gibt standardmäßig die Füllmengen 5, 11 und 33 kg.

Für Laborzwecke und Spezialgase gibt es Kleingasflaschen, auch "lecture bottles" genannt, mit Inhalten von 0,385, 1 und 2 L.

Normen

EN 1089

Die EN 1089 ist eine Europäische Norm, die die Kennzeichnung von Gasflaschen EU-weit verbindlich regelt. Die unterschiedlichen farblichen und bildlichen Markierungen von Gasbehältern in Medizin und Technik wurde als zunehmendes Risiko empfunden und daher 1997 ein einheitliches System erarbeitet.

Die EN ist in Deutschland als DIN EN 1089 Ortsbewegliche Gasflaschen – Gasflaschen-Kennzeichnung übernommen, in Österreich als gleichnamige ÖNORM EN 1089 und in der Schweiz als SN EN 1089.

• Teil 1: Stempelung
• Teil 2: Gefahrzettel
• Teil 3: Farbcodierung

Aber auch die Umstellung birgt Gefahr der Verwechslungen, daher wurde eine lange Übergangsfrist bis 2006 gesetzt. Für die reibungslose Umstellung wurde in Österreich ergänzend die ÖNORM M 7377 und für den medizinischen Bereich die ON-Regel ONR 112005 (aktualisierte Fassung: 1. März 2005) erstellt.^[5]

EN 1089-3 Farbcodierung

Die Farbcodierung der Gasflaschen gibt Auskunft über die Gefahr und den Inhalt.

Die neue Norm dient neben den verschiedenen Flaschenanschlüssen insbesondere dazu, die Gefahr einer Flasche auch aus der Ferne einschätzen zu können. Zudem ermöglicht sie es, Verwechslungen auszuschließen.

In der Übergangszeit haben alle Flaschen den Großbuchstaben N (für Neu, New, Nouveau) auf der Schulter, allerdings wird diese Signalisierung auch weiterhin sichtbar sein (obwohl nicht vorgeschrieben). Die Norm definiert entgegen der allgemeinen Meinung nur den Flaschenhals, nicht aber die Mantelfarbe. Aus diesem Grund können Flaschen auch eine andere Mantelfarbe haben. In der Industrie wurde jedoch folgende Farbgebungen vereinbart (nicht zwingend):

• Industriegase: grau oder gleich wie die Schulter, jedoch nicht weiß
• Medizin- und Inhalationsgase: weiß
• Sonder- und Spezialgase: nicht festgelegt
• Atemluftflaschen der Feuerwehr in der Regel gelb oder rot

Die Flaschenfarbe ersetzt nicht den Gefahrgutaufkleber. Jede Flasche muss über einen Gefahrgutaufkleber verfügen, welcher verbindlich über den Inhalt Auskunft gibt.

Die Norm gilt nicht für Feuerlöscher und Gasflaschen für Flüssiggas (wie z. B. Propan oder Butan und deren Gemische) sowie Druckgaspackungen. Diese Flüssiggasflaschen, erhältlich mit 5 kg, 11 kg oder 33 kg Inhalt, sind ebenfalls farblich gekennzeichnet, aber mit folgender Bedeutung:

• rot = Pfandflasche (bezogen auf ein bestimmtes Unternehmen; Umtausch nur im Einzugsbereich der entsprechenden Lieferfirma möglich.)
• grau = Eigentumsflasche (Diese Flaschenart kann in Deutschland und einigen wenigen Nachbarstaaten problemlos umgetauscht werden.)

Die in den folgenden Tabellen abgegebene Mantelfarbe ist nicht vorgeschrieben, wird jedoch häufig angewendet. In Klammern stehende Farben sind mögliche Alternativen.

Farbcodierung nach Norm und RAL

Farbbezeichnungen nach Norm im RAL-Farbsystem:

Für Flaschen ohne spezielle Kennzeichnung

vergleiche auch Tabelle „für industriellen Gebrauch“

Für den industriellen Gebrauch

Für den medizinischen Gebrauch und zur Inhalation

EN ISO 11117 (früher EN 962)

Ventile von Gasflaschen haben nach der Norm EN ISO 11117 Gasflaschen – Ventilschutzkappen und Ventilschutzkörbe – Auslegung, Bau und Prüfungen je nach Gasart unterschiedliche Schraubanschlüsse, um Verwechslungen zu vermeiden. Die Verwendung von nicht zugelassenen Adaptern und Schläuchen ist in Deutschland ausdrücklich verboten. Bei einigen Gasen, die wie etwa Propan häufig im Hausgebrauch verwendet werden sind (siehe Tabelle unten) Ventilausgangsanschlüsse und sonstiges Zubehör mit Linksgewinde vorgeschrieben. Damit soll verhindert werden, dass „Bastler“ ungeeignete, aber im Haushalt vorhandene Materialien aus der Trinkwasserinstallation (z. B. Gartenschläuche) verwenden, die mit Rechtsgewinde versehen sind.

DIN 477

Gasflaschenventile – Ventileingangs- und Ventilausgangsanschlüsse^[6]

Flaschenhalsgewinde

• W 19,8 × 1/14 keg DIN 477 ISO 11363 - 17E und 25E kegeliges Gewinde zur Verbindung von Ventilen mit Gasflaschen - Teil 1: Anforderungen (ISO 11363-1:2010) – vulgo: kleinkonisch (17E)
• W 28,8 × 1/14 keg DIN 477 ISO 11363 – vulgo: großkonisch (25E)
• W 31,3 × 1/14 (Acetylen) DIN 477-7
• M 18 × 1,5 DIN 477
• M 25 × 2 DIN 477 – O-Ring d 25 × 2,65, eine kegelige Dichtfläche im Flaschenhals
• Gasflaschen-Ventilschutzkappe W 80 × 1/11" rechts

EN 144

Die Norm EN 144-1:1991 hat die ältere Norm DIN 477-6:1983 (aus dem Jahr 1983) teilweise ersetzt.^[7]

Flaschenhalsgewinde

• M 18 × 1,5 EN 144 – unterscheidet sich nur marginal gegenüber der DIN 477
• M 25 × 2 EN 144 weist einen O-Ring d 25 × 3,55 mm auf – hat gravierende Unterschiede zum Anschluss M 25 × 2 DIN 477

Weitere Normen

• EN 720 Ortsbewegliche Gasflaschen – Gase und Gasgemische
• EN ISO 11114 Ortsbewegliche Gasflaschen – Verträglichkeit von Werkstoffen für Gasflaschen und Ventile mit den in Berührung kommenden Gasen
• TRG 280 Betreiben von Druckgasbehältern

Siehe auch

• BLEVE – Explosionen von siedenden Flüssigkeiten in Gasbehältern
• Gasexplosion