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Jahresbericht 2005Laborglas – Qualität durch Normung

Tobias A. Thiele*) und Burkhard Winter**)

Jahresbericht 2005: Laborglas  – Qualität durch Normung
  1. Tobias A. Thiele, Vorsitzender des CEN Technischen Komitees 332 „Laborausrüstungen“ und des ISO/TC 48/SC 6 „Labor- und Volumenmessgeräte“, Duran Produktions GmbH & Co. KG, Hattenbergstr. 10, 55112 Mainz.
  2. Dr. Burkhard Winter, Geschäftsführer des DIN Normenausschusses Laborgeräte und Laboreinrichtungen, DECHEMA-Haus, Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt, Tel. 069/7564-255, E-Mail: din@dechema.de.
In einigen Ländern klagen die Anwender in Laboratorien, dass ihre Laborglasgeräte Fertigungsmängel und bereits nach einigen Monaten Gebrauch deutliche Abnutzungserscheinungen zeigen. Glasbruch durch schlechte Temperaturwechselbeständigkeit, undichte Gewinde, wackelnde Erlenmeyerkolben und zu schnell verwaschende Aufschriften weisen auf Qualitätsmängel bei Konstruktion und Fertigung hin. In Deutschland sorgt ein seit mehreren Jahrzehnten gewachsenes und in sich konsistentes Normenwerk für einen hohen Qualitätsstandard und zufriedene Labornutzer.
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Bereits 1919 entstand der Fachbereich „Laborglas“ im heutigen DIN-Normenausschuss „Laborgeräte und Laboreinrichtungen“. Die ersten 11 Normen, zum Beispiel DIN/DENOG 1 für Bechergläser und DIN/DENOG 11 für Erlenmeyerkolben, wurden 1927 veröffentlicht. Im Laufe der Jahrzehnte erarbeiteten die Glas herstellende und weiterverarbeitende Industrie gemeinsam mit Laboranwendern eine Normensammlung, die Qualitäts-, Funktions- und Sicherheitsanforderungen an alle wesentlichen Laborgeräte aus Glas beschreibt.

Die Tabellen 1, 2 und 3 geben eine Übersicht zu einigen wichtigen national gültigen DIN-Normen, die auch im inner- und außereuropäischen Ausland als vorbildlich galten und bis heute zur Anwendung kommen. So wurden DIN-Normen für Glasgeräte mit Schliffverbindungen in die chinesische Sprache übersetzt und als chinesische Norm übernommen. Im Ausland verfügt lediglich Großbritannien über eine vergleichbare Normensammlung zu Laborglasgeräten.

Derzeit besteht der Fachbereich „Laborglas“ des Normenausschusses aus 2 Arbeitsausschüssen, die bei Bedarf zusätzliche Arbeitskreise und AdHoc-Gruppen einsetzen. Diese Gremien mit mehr als 60 ehrenamtlichen Mitarbeitern aktualisieren zeitnah die vorhandenen Normen und ergänzen das bestehende Normenwerk um neue Normen, wenn hierfür Bedarf besteht.

Internationale und europäische Normung

Eine weitere wichtige Aufgabe dieser Gremien und ihrer Fachleute ist die schrittweise Überführung der DIN-Normen in weltweit gültige ISO-Normen und in europäische EN-Normen, die in derzeit 29 europäischen Ländern Gültigkeit erlangen und zur Anwendung kommen.

Bereits 1954 wurde mit zunächst englischem und später russischem Sekretariat das ISO Technische Komitee 48 „Laboratory glassware“ gegründet. Hier entstanden in den letzten 50 Jahren etwa 80 weltweit gültige ISO-Normen für Laborglasgeräte, die sich häufig eng an bereits existierende DIN-Normen anlehnten. Da die nationale Übernahme und Anwendung internationaler ISO-Normen in den 130 ISO-Mitgliedsländern jedoch freiwillig erfolgt, wurde auf deutsche Initiative 1997 das europäische Technische Komitee TC 332 „Laborausrüstungen“ gegründet. Bei europäischen EN-Normen besteht nämlich für die 29 CEN-Mitgliedsländer eine nationale Übernahmeverpflichtung. Bild 1 zeigt, welche Nachbarländer aktiv an der europaweiten Normung von Laborgeräten und Laboreinrichtungen mitwirken und Tabelle 4 zeigt die Struktur des Technischen Komitees. In der Working Group 1 entstehen in sehr enger Zusammenarbeit mit dem ISO/TC 48 Normen zu Glasgeräten (vereinzelt auch Kunststoffgeräten) und zu Volumenmessgeräten. Die bisher im Beuth Verlag (www.beuth.de) veröffentlichten DIN EN ISO-Normen sind in den Tabellen 1, 2 und 3 aufgeführt.

Qualitätsanforderungen und Qualitätsmängel

Nach diesem Ausflug in die Geschichte und die über Jahrzehnte gewachsene Gremienstruktur der Laborglasnormung nun zurück zum Thema der Qualitätsmängel. Die lange Tradition der Normung hat bei heimischen Herstellern und in den unmittelbaren Nachbarländern für ein hohes Qualitätsbewusstsein gesorgt, von dem die Anwender in den Laboratorien profitieren. Zudem arbeiten hierzulande die Glas herstellende und die weiterverarbeitende Industrie – zumeist kleine und mittelständische Unternehmen – sehr eng Hand in Hand. Qualitätsmängel werden zumeist bei vermeintlich preisgünstiger Importware offenbar. Folgende Top-Themen bei den Qualitätsmängeln werden von den Anwendern genannt:

  • Glasbruch beim Erhitzen oder Abkühlen von Glasgeräten, insbesondere bei Bechergläsern und Erlenmeyerkolben. Diese mangelnde Temperaturwechselbeständigkeit (zu prüfen nach DIN ISO 718) ist häufig auf eine ungleichmäßige Wanddickenverteilung am Glasartikel zurückzuführen.
  • Mangelnde Stabilität beim Autoklavieren (Glasbruch oder Verformung). Häufige Ursache ist eine von der Norm abweichende Glasart, etwa Kalk-Soda-Glas statt Borosilikatglas 3.3.
  • Undichte Gewinde an Laborflaschen; die Gewinde entsprechen nicht den genauen Maßen und Anforderungen in DIN 168-1 oder es fehlt an Fertigungs-Knowhow.
  • Verletzungsgefahr durch schlechte Abschmelzungen oder scharfe Kanten. Dieser Mangel ist zumeist auf Bearbeitungsfehler zurückzuführen. Normgerechte Bearbeitung von Glasgeräten verlangt, dass Abschmelzungen gerundet sein müssen; Kanten (beispielsweise an Messpipetten nach DIN EN ISO 835) müssen entweder glatt geschliffen, maschinenbearbeitet oder leicht feuerpoliert sein.
  • Nicht passende oder undichte Schliffverbindungen. Maße mit exakten Grenzabweichungen und Anforderungen an die Passfläche sind seit vielen Jahrzehnten für Kegelschliffe in ISO 383 (DIN 12242-1) und für Kugelschliffe in ISO 641 (DIN 12244-1) festgelegt. Die Passflächen müssen fein geschliffen sein, mit einem Mittenrauhwert Ra ≤ 1 µm bei Kegelschliffen und Ra ≤ 2 µm bei Kugelschliffen. Eine Dichtheitsprüfung kann nach DIN 12256 erfolgen.
  • Bechergläser oder Erlenmeyerkolben, die auf Grund unebener Böden (Fertigungsfehler) keinen sicheren Stand haben, wackeln oder kreiseln. Hier hilft nur die ausdrückliche Bestellung normgerechter Ware, so dass der Anwender bei diesen Fertigungsmängeln einen Garantieanspruch hat. Die entsprechenden Normen sind in den Tabellen 1, 2 und 3 angegeben.

Genauigkeit von Volumenmessgeräten, Thermometern, Aräometern

Messkolben, Messzylinder, Büretten, Pipetten, Temperatur- und Dichtemessgeräte unterlagen in vielen europäischen Ländern dem jeweiligen nationalen Eichrecht. Die zuständigen Eichbehörden haben die in Normen (siehe Tabelle 3) festgelegten maximal zulässigen Messabweichungen kontinuierlich überwacht, so dass Anwender beim Kauf von Messgeräten renommierter Hersteller sicher sein konnten (und auch derzeit sicher sein können), Messgeräte mit höchster Präzision (Klasse A oder AS) zu erhalten.

Inzwischen haben jedoch zahlreiche europäische Länder zumeist aus Kostengründen oder als Deregulierungsmaßnahme ihr Eichwesen privatisiert oder ganz abgeschafft. Auch in Deutschland wird das Eichrecht derzeit überarbeitet und es wird mit großer Sicherheit im Bereich der Labormessgeräte Änderungen geben. Hier muss die Zukunft zeigen, ob diese Änderungen nicht mittelfristig mit Qualitätseinbußen bei der Messgenauigkeit einhergehen.

Es gibt durchaus weit entwickelte Industrieländer wie die USA, wo Anwender mit fehlender Genauigkeit bei Volumenmessgeräten konfrontiert sind. In den USA hat es nie ein Eichrecht in unserem Sinn gegeben und detaillierte Anforderungen an die Messgenauigkeit („Fehlergrenzen“) sind auch nicht immer in den dort geltenden ASTM-Normen festgelegt. Statt dessen wird häufig nur auf die Herstellerangaben in Bedienungsanleitungen, Katalogen oder Datenblättern verwiesen. Allerdings musste das National Institute of Standards and Technology (NIST) vor wenigen Jahren feststellen, dass zahlreiche am US-Markt erhältliche Volumenmessgeräte diese Herstellerangaben nicht einhalten.

Ausblick

In den vergangenen Jahrzehnten wurden die Interessen der Laboranwender im Normenausschuss hauptsächlich durch Mitarbeiter aus dem Kreis der deutschen großchemischen und pharmazeutischen Industrie wahrgenommen. Durch die tiefgreifenden Umstrukturierungen in dieser Branche mussten immer mehr ehrenamtliche Mitarbeiter aus dem Normenausschuss ausscheiden. Wenn die Anwender und Nutzer in den Laboratorien den heutigen hohen Qualitäts- und Funktionsstandard von Laborgeräten aus Glas und Kunststoff auch für die Zukunft sichern wollen, sind zunehmend kleine und mittelständische Laborbetreiber aufgefordert, Fachleute aus ihren Laboratorien in den Normenausschuss zu entsenden. Als Ansprechpartner stehen die Autoren unter Tel. 069/7564-255 gerne zur Verfügung.

Durch die ausdrückliche Bestellung normgerechter Laborglasgeräte („Messkolben nach DIN EN ISO 1042, Klasse AS“) sichert sich der Laborbetreiber ein Rückgaberecht, wenn die Lieferung Qualitätsmängel aufweist oder Fehlergrenzen nicht eingehalten werden.

Literatur

Alle in diesem Artikel genannten Normen lassen sich einfach über das Internet recherchieren. Bitte geben Sie auf der Webseite www.beuth.de in das Suchfeld die Bezeichnung der Norm ein, z.B. DIN 12256 oder DIN EN ISO 4800.

Der Jahresbericht 2005 des Normenausschusses mit einem Verzeichnis aller aktuellen Normen für Laborglasgeräte kann über die Kennziffer kostenlos angefordert werden.

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