Правила укладки пиломатериалов.

Основные сведения об агентах обработки

В процессе сушки древесину окружает газообразная или иная среда. Эта среда называется агентом сушки илисушильным агентом. Агентами сушки древесины может служить воздух или смесь его с топочными газами, водяной пар, различные органические жидкости.

Изучение процесса сушки древесины невозможно без знания свойств агентов сушки, особенно важнейшего из них - влажного воздуха, то есть воздуха, содержащего водяной пар.

В случае конвективной сушки, сушильный агент передает теплоту высушиваемой древесине и принимает испаренную из нее влагу.

Для технических расчетов имеют значение следующие основные параметры воздуха:

• температура, t - определяет степень нагрева воздуха;
• степень насыщенности или относительная влажность, W -определяет количество водяного пара, содержащегося в воздухе, в процентном содержании;
• влагосодержание, d - это масса влажного воздуха, приходящегося на 1 кг сухого воздуха;
• теплосодержание (энтальпия), I - это общее количество теплоты, приходящееся на 1 кг смеси воздуха и пара;
• приведенный удельный объем, V_ПР - объем влажного воздуха, приходящийся на 1 кг сухого воздуха;
• плотность, р - это масса 1м³ смеси воздуха и пара.

Древесина, как физическое тело, имеет капилярно-пористую структуру. Капиляры и поры образуют клетки. У хвойных пород - это трахеиды, у лиственных - волокна либриформа и сосуды. Следует отметить, что стенки клеток имеют волокнистое строение и образуют свою, более тонкую, микрокапилярную структуру.
Вода в древесине может находиться как в порах и капилярах, образованных клетками, так и в микрокапилярах стенок клеток. Вода в порах и капилярах называется свободной. Вода внутри стенок - связанной или гигроскопической. Содержание воды в древесине характеризуют влажностью. Влажность W (%) представляет собой отношение массы воды, содержащейся в древесине, к ее массе в абсолютно сухом состоянии W=[(m-mсух)/mсух]*100;
где m - общая масса древесины, г
mсух - масса образца в абсолютно сухом состоянии, г
Максимальное содержание связанной воды в микрокапилярах стенок клеток ограничено и называется пределом насыщения волокон. В зависимости от породы древесины предел насыщения волокон равен 25-30%. Если влажность древесины составляет более 30%, то это означает, что в древесине содержится свободная вода. Свободная вода содержится в порах и капилярах. Максимальное содержание свободной воды для различных пород древесины колеблется от 50 до 250%. Влажность свежесрубленной древесины изменяется от 50 до 100%.
В зависимости от содержания воды, древесину можно подразделить на пять групп:
1. Мокрая (W>120%, лесосплавная древесина и при мокром хранении);
2. Свежесрубленная (30%<W<120%);
3. Воздушно-сухая (15%<W<20%, при хранении на открытом воздухе);
4. Комнатно-сухая (W<12%, при длительном хранении древесины в отапливаемом помещении);
5. Абсолютно-сухая (W=0%).

Тепловые свойства древесины — это такие свойства как теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность и тепловое расширение. Удельная теплоемкость древесины в меньшей степени зависит от древесной породы и плотности, и для абсолютно сухой древесины при 0°С ее значение 1,56 кДж/(кг°С). С ростом температуры это значение возрастает практически линейно и при 100°С оно больше практически на 25%, чем при 0°С. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/(кг°С) выше практически в 2,5 раза по сравнению с древесиной, поэтому в насышенной водой древесине повышается теплоемкость.

Такие тепловые свойства древесины как: температуропроводность и теплопроводность зависят от ее плотности, потому что в отличие от теплоемкости на эти тепловые свойства влияет наличие распределенных по всему объему древесины полостей клеток, заполненных воздухом. Коэффициент теплопроводности абсолютно сухой древесины растет с увеличением плотности, а коэффициент температуропроводности падает. Если полости клеток заполняются водой теплопроводность древесины растет, а температуропроводность понижается. Теплопроводность древесины вдоль волокон больше, чем поперек.

Электрические свойства

Электропроводность – это способность древесины проводить электрический ток, которая находится в обратной зависимости от электрического сопротивления.

Сухая древесина относится к диэлектрикам. С повышением влажности древесины сопротивление уменьшается. Особенно резкое снижение ( в десятки миллионов раз) сопротивления наблюдается при увеличении содержания связанной воды. Дальнейшее увеличение влажности вызывает падение сопротивления лишь в десятки или сотни раз. Этим объясняется снижение точности определения влажности электровлагомерами в области, выше Wпн.

Электрическая прочность - способность древесины противостоять пробою, т.е. снижению сопротивления при больших напряжениях.

Диэлектрические свойства характеризуют поведение древесины в переменном электрическом поле. Показатели: диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь.

Диэлектрическая проницаемость равна отношению ёмкости конденсатора с прокладкой из древесины к ёмкости конденсатора с воздушным зазором между электродами. Этот показатель для сухой древесины равен 2-3.

Тангенс угла диэлектрических потерь характеризует долю подведённой мощности тока, которая поглощается древесиной и превращается в тепло.

Пьезоэлектрические свойства проявляются в том, что под действием механических усилий на поверхности древесины возникают электрические заряды.

Предел прочности древесины при сжатии. Работа древесины на сжатие наблюдается наиболее часто. Сваи, колонны, всякого рода стойки и опоры, ножки в мебели работают на сжатие. Различают сжатие продольное и поперечное в радиальном и тангентальном направлениях.Предел прочности древесины на изгиб. Работа древесины на изгиб наблюдается часто. Изгибающие нагрузки нередко несут балки и бруски, стропила, детали эстакад, мостов, детали мебели.Предел прочности древесины при кручении. Сопротивление древесины кручению наблюдается при работе вращающихся валов, осей, винтов и в других случаях, когда внешняя механическая сила стремится спирально скручивать волокна древесины. При кручении древесина обладает сравнительно небольшим пределом прочности. Лучше всего при кручении работает береза. Повышенная влажность древесины понижает предел ее сопротивления при кручении.
Причины, влияющие на предел прочности древесины. Основными факторами, влияющими на показатели предела прочности древесины, являются ее влажность и объемный вес. Увеличение влажности, как правило, понижает предел прочности древесины.

Нагревание того или иного тела является результатом теплообмена. Различают три элементарных вида теплообмена: теплопроводность, или кондукцию, т е перемещение тепла внутри тела основанное на взаимодействии между собой молекул вещества : конвекцию т е перемещение тепла связанное со свободным или вынужденным течением газа или жидкости; излучение (радиацию) т е передачу тепловой энергии в виде электромагнитных волн.

Кондуктивное нагревание применяется для двустороннего обогрева плоских широких сортиментов (щиты фанера)

Радиационное нагревание основано на поглощении материалом лучистой тепловой энергии от расположенного на некотором расстоянии от него источника инфракрасного излучения. Инфракрасными называются лучи занимающие в спектре излучения интервал волн длиной 0.8-400мкм.

Диэлектрическое нагревание основано на том , что древесина помещенная в конденсаторе высокочастотного колебательного контура интенсивно нагревается за счет диэлектрических потерь.

Под механизмом сушки понимают особенности протекания процесса и закономерности изменения температуры и влажности высушиваемого материала по его объему и во времени. Эти закономерности могут быть представлены математическими или графическими зависимостями. Мы ограничимся в дальнейшем рассмотрением кривых распределения влажности по толщине высушиваемых сортиментов и кривых изменения влажности и температуры древесины во времени.

Поскольку, как было показано в статье Физические явления процесса сушки, существуют различные движущие силы влагопереноса, механизм процесса сушки не может быть одинаковым случаях. Его особенности зависят от сравнительной эффективности каждой из движущих сил, что, в свою очередь, определяется внешними и начальными условиями процесса.

Внешние условия характеризуются уровнем температуры среды. По этому признаку процессы сушки делятся на две разновидности: низкотемпературный процесс и высокотемпературный процесс. При низкотемпературном процессе температура среды поддерживается на уровне ниже точки кипения воды (т.е. при атмосферном давлении ниже 100° С), а при высокотемпературном процессе на уровне выше точки кипения. Различия в механизме процесса при температуре <100°С и >100°С объясняются тем, что в первом случае парообразование в древесине происходит вследствие испарения, а во втором случае, кроме того, посредством кипения.

Начальные условия процесса определяются начальной влажностью древесины. По этому признаку процессы сушки делятся также на две разновидности: сушка древесины с начальной влажностью выше и ниже предела и насыщения клеточных стенок (30%). Различия в механизме процесса при W>30% и W<30% объясняются тем, что закономерности движения в древесине свободной и связанной влаги неодинаковы.

Рассмотрим особенности механизма процессов камерной сушки пиломатериалов – их подразделяют на:

1. Низкотемпературный процесс.

2. Высокотемпературный процесс

Оборудование сушилок по своему значению делится на четыре основные группы : ограждения т е устройства отделяющие пространство сушилки от окружающей среды ; транспортные устройства предназначенный для формирования слоя илиштабеля высушиваемого материала его загрузки выгрузки транспортировки; тепловое оборудование обеспечивающее теплоснабжение сушилки ; циркуляционное оборудование используемое для создания циркуляции сушильного агента. Калорифером называют теплообменный аппарат предназначенный для передачи теплоты от теплоносителя к сушильному агенту . в зависимости от применяемых теплоносителей калориферы делятся на паровые водяные огневые и электрические . в промышленных сушильных установках используют паровые и иногда водяные калориферы. В сушилках используют калориферы двух конструктивных типов: сборные, монтируемые из стандартных труб внутри сушильного пространства, и компактные калориферы заводского изготовления , устанавливаемые в специальных внутренних или внешних воздуховодах сушилок.

Правила укладки пиломатериалов.

Штабель формируется из одной породы и толщины.

Подштабельное основание должно быть прочным, жёстким, а верх его - горизонтальным. Длина основания должна равняться длине штабеля. В качестве подштабельного основания рекомендуется использовать подштабельные тележки.

Не допускается работа камеры при неполном количестве штабелей. Недогрузка штабеля по высоте также недопустима, так как за счёт больших утечек сушильного агента над штабелем резко снижается скорость циркуляции в самом штабеле. Всё это приводит к увеличению срока сушки и к неравномерности просыхания пиломатериала.

В зависимости от характера циркуляции агента сушки через штабель пиломатериалы укладывают :

· с промежутками (шпациями) между досками для камер с горизонтальной циркуляцией вдоль штабеля и с вертикальной, в том числе естественной циркуляцией;

· сплошными рядами без промежутков (шпаций) между досками для камер с поперечной циркуляцией через штабель. В сушильных камерах производства СКРОН применяется только поперечная циркуляция.

·
Необрезные доски укладывают комлями в разные стороны. Если доски имеют разную ширину, то узкие укладывают в середину, а широкие - по краям пакета или штабеля. Если по ширине пакета или штабеля целое количество досок не размещается, то зазор оставляют в середине.

· В штабелях или пакетах со шпациями общяя ширена шпаций должна составлять при укладке обрезных досок - 35%, необрезных - 57% от ширины штабеля. Шпации должны должны быть распределены равномерно по ширине штабеля.

· Допускается укладка в один пакет или штабель пиломатериалов, различных по длине, вразбежку. При этом длинные доски укладывают по краям пакета или штабеля, короче - в середине. Стыкуемые пиломатериалы распологаются не менее чем на двух прокладках, при этом внешние торцы выравнивают по торцам пакета или штабеля.

· По высоте штабеля прокладки следует укладывать вертикально одна над другой. Крайние прокладки рекомендуется укладывать на расстоянии не более 25 мм от торцов пиломатериалов. Концы прокладок не должны выступать за боковые поверхности пакета или штабеля не более чем на 25 мм.

· При формировании пакетов и штабелей на машинах допускается размещать крайние прокладки на расстоянии 100 мм от торцов штабеля и устанавливать количество прокладок по длинне в соответствии с техническими параметрами формирующей машины.

· Количество межпакетных прокладок по длине пакетного штабеля должно боть таким же, как и количество межрядовых прокладок. При формировании штабеля межпакетные прокладки должны размещаться в одном вертикальном ряду с межрядовыми прокладками пакетов.

· Размеры прокладок и требования к ним.

· По назначению прокладки подразделяются на межрядовые для разделения рядов пиломатериалов, уложенных в штабель или пакет, и межпакетные для разделения пакетов при формировании пакетного штабеля.

Для изготовления межрядовых прокладок использует строганые высушенные рейки. Межпакетные прокладки изготавливают из строганых сухих брусьев.
* В штабелях высотой до 3 м допускается применять прокладки толщиной 22 мм, в штабелях высотой 5 м - толщиной до 32 мм и шириной до 50 мм.

Отклонение от установленных размеров допускается не более : по толщине ± 1 мм; ширине ± 2 мм; длине ± 10 мм.

При укладке в штабель заготовок в качестве прокладок допускается использовать сами заготовки, если толщина их не более 32 мм, а ширина не более 70 мм. Прокладки изготавливаются из древесины хвойных и лиственных пород, не имеющих гнили и синевы.

Влажность древесины для изготовления прокладок при сушке пиломатериалов до транспортной влажности не должна превышать 22%, при сушке до эксплуатационной влажности - 10%

Значение параметра шероховатости поверхности рабочих пластей Rm _max должно быть 800 мкм по ГОСТ 7016-82.

Прокладки должны храниться в контейнерах, где их укладывают параллельно. Контейнеры с прокладками устанавливают в местах, защищённых от дождя и снега.

Перед укладкой штабеля прокладки осматривают и при необходимости измеряют их размеры.

Толщина и ширана прокладок измеряется штангенциркулем с ценой деления 0,1 мм.

Прокладки, имеющие отклонение от установленных размеров, а также деформираванные и сломаные использовать не разрешается.

В камерах непрерывного действия, в отличие от камер периодического действия, состояние сушильного агента изменяется не по времени процесса, а по длине камеры, оставаясь в любом ее сечении (например, в сухом и сыром концах) при сушке древесины определенной характеристики стабильным.

Для камер непрерывного действия с позонной циркуляцией применяют режимы низкотемпературного процесса. В зоне, примыкающей к сырому концу, поддерживают параметры по первой ступени режима, а к сухому концу — по последней ступени.

В противоточных камерах режимы неприменимы. В этих камерах изменение параметров воздуха по длине камеры (а в отношении конкретного штабеля — по времени процесса) не может быть произвольным, а определяется закономерностями испарения влаги. Здесь, как указывалось ранее, режимом сушки задается состояние сушильного агента в сухом и сыром концах камеры. Режимы сушки пиломатериалов в воздушных и газовых противоточных камерах непрерывного действия приводятся в соответствующей таблице. Таблицей непосредственно регламентируются режимы для пиломатериалов из сосны, кедра и пихты. Для еловых пиломатериалов режим выбирают из этой же таблицы по предшествующей группе толщин.

Режимы высокотемпературного процесса в камерах непрерывного действия реализованы быть не могут.

В камере непрерывного действия разрешается одновременно сушить только однородные по характеристике (порода, толщина, группа начальной влажности) пиломатериалы.

Контроль за состоянием сушильного агента в сухом конце камеры проводят непрерывно или с интервалами в 1—2 ч. Степень же насыщения в сыром конце допускается контролиро­вать периодически, при пуске камеры или переводе ее на сушку древесины другой характеристики.

Основное назначение камер непрерывного действия — сушка товарных пиломатериалов до транспортной влажности.

Для этой цели применяют нормальные и мягкие режимы (последние при необходимости сохранения естественного цвета древесины). Возможна сушка в этих камерах до эксплуата­ционной влажности пиломатериалов, в которых допускаются остаточные внутренние напряжения. Здесь в зависимости от требований к сохранению прочности и цвета древесины, возможно применение мягких, нормальных и форсированных режимов.

Руководящими материалами и стандартом для камер непрерывного действия не регламентируются режимы сушки пиломатериалов лиственных пород и лиственницы, так как для них более пригодны камеры периодического действия. При необходимости, в отдельных случаях возможна сушка в камерах непрерывного действия и этих пиломатериалов по специальным режимам, составленным с учетом местных условий.

В газовых камерах периодического действия можно применять нормальные и форсированные режимы. Для сушки экспортных пиломатериалов эти камеры непригодны и работа их на мягких режимах нецелесообразна. Высокотемпературный же режим в газовых камерах не может быть реализован, так как принцип их работы (необходимость непрерывного подмешивания к циркулирующей смеси свежих топочных газов) не позволяет создать в них состояние среды, близкое к перегретому пару. При наличии увлажнительного пара в них можно сушить пиломатериалы любых пород. Без увлажнительного пара допускается только сушка по 3 и 4 качественным категориям древесины мягких хвойных (сосна, ель, пихта) и рассеянно-сосудистых лиственных (береза, ольха, осина) пород.

Для газовых камер с групповой (на блок) топкой руководящими материалами по камерной сушке рекомендуются специальные режимы, приводятся в соответствующей таблице. Эти режимы предназначены в основном для сушки пиломатериалов мягких хвойных пород, но допускается также сушка в них древесины березы, ольхи и осины. Сушка в таких камерах древесины твердых лиственных пород не дает удовлетворительных результатов.

Сушка шпона

Лущеным шпоном называют листовые древесные материалы, получаемые путем лущения чураков на лущильных станках. Листовой материал, получаемый путем строгания древесины на фанерострогальных станках, называется строганым шпоном. Лущеный шпон изготовляют из древесины, как лиственных, так и хвойных пород. Его применяют в основном для изготовления фанеры, а кроме того, для гнутоклееных изделий и древесных пластиков. Строганый шпон изготовляют главным образом из ценных пород древесины и употребляют для облицовки мебели и других изделий (например, панельных щитов).

Лущеный и строганый шпон подлежит обязательному высушиванию до конечной влажности 6-12%, в зависимости от назначения материала. Конечная влажность строганого шпона, идущего для облицовки мебели, должна быть не выше 10% в соответствии с влажностью самих мебельных изделий.

Начальная влажность шпона перед сушкой зависит главным образом от вида сырья и способа его доставки. Например, влажность березовых чураков сухопутной доставки равна 60-80%, а сплавной 80-100%. Сосновые чураки в заболонной части имеют влажность 90-130%, а в ядровой - 30-50%.

Особенности сушки шпона предопределяются его формой тонкого листа. Шпон сушат при температурах гораздо более высоких, чем пиломатериалы, и при низкой относительной влажности сушильного агента. Продолжительность сушки измеряется минутами. Вместе с тем при сушке шпона необходимо принимать меры к сохранению его гладкой поверхности. Шпон, получивший «гофр», т. е. волнистость, по краям или в середине листа, идет в брак.

Практикуемая иногда на мелких предприятиях сушка шпона строганного в камерах для пиломатериалов недопустима. Для сырого шпона необходимо применять контактные или конвективно-контактные сушилки. К первым относятся дыхательные прессы, ко вторым - роликовые сушилки. Использование конвективных сушилок без выглаживания листов допускается только при сушке намазанного и пропитанного смолой шпона, который в свое время был высушен в контактной или комбинированной сушилке.

Сушка измельченной древесиныв барабанных сушилках включает в себя сушку всех видов измельченной древесины, за исключением упаковочной стружки. Это очень распространенный тип сушильных устройств.

Ленточные сушилки применяются для сушки упаковочной стружки, спичечной соломки, спичечных коробков. В них нельзя сушить только опилки.

Пневматические сушилки - это сравнительно новый и эффективный тип оборудования для сушки сыпучих материалов.

Барабанные сушильные устройства работают на топочных газах от индивидуальной топки, сжигающей древесные отходы. Рабочей частью сушилки является сварной барабан с двумя бандажными кольцами, которые катятся по опорным и направляющим роликам.

Привод осуществляется от электродвигателя. Ось барабана наклонена на 3° к горизонту, благодаря чему щепа, поступающая в барабан через патрубок, может передвигаться к разгрузочному концу, откуда сухая щепа удаляется через шлюзовой затвор.

Барабан имеет переменное число оборотов от 3 до 5 в минуту.

Топочные газы из топки с температурой 800-900°С поступают в смесительную камеру, где к ним подмешивается свежий холодный воздух. Полученная таким образом рабочая смесь (сушильный агент) температурой 300-320°С поступает через камеру в сушильный барабан. Отработавший сушильный агент с температурой 120-140°С отсасывается дымососом и выбрасывается в атмосферу. Направление воздушного потока совпадает с направлением материала. Таким образом, эта барабанная сушилка работает по принципу параллельного тока. Через сушилку в час проходит 20-30 тыс. м3 газов со скоростью около 2 м/сек. Внутри барабана устроены лопасти, которые способствуют перемешиванию щепы и ускоряют сушку. Продолжительность сушки сыпучего материала в барабане составляет 3 мин в зависимости от наклона оси барабана, числа оборотов и скорости газов.

Преимущества и недостатки атмосферной сушки древесины.Атмосферная сушка древесины производится на открытых складах. Древесину дляатмосферной сушкиукладывают в штабеля, а агентом сушки является воздух. Температура, влажность и скорость движения воздуха в процессе атмосферной сушки имеют такое же значение, как и при камерной. Однако при атмосферной сушке состояние воздуха почти не поддается управлению, так как зависит от климатических условий данной местности, времени года и погоды. В течение суток параметры воздуха также изменяются: днем воздух нагревается и становится суше, а ночью охлаждается и увлажняется. Состояние воздуха в штабеле, кроме того, зависит от плотности укладки материала. Чем плотнее уложены пиломатериалы, тем ниже температура воздуха в штабелей выше его относительная влажность. Поэтому соответствующим пространственным размещением древесины в штабеле можно в некоторой степени влиять на интенсивность ее просыхания.Недостатком атмосферной сушки древесины является также ее малая интенсивность и, следовательно, большая длительность процесса. Для размещения древесины, проходящей атмосферную сушку, требуются большие площади складов. При атмосферной сушке, так же как и при камерной, доски могут растрескиваться и коробиться.

Атмосферная сушка древесины имеет и существенные преимущества перед камерной — простота организации и проведения процесса сушки, отсутствие затрат теплоты на подогрев воздуха и материала. Остаточные напряжения при атмосферной сушке значительно меньше, чем при камерной. Кроме того, за счет сочетания природных условий с правильным выбором места для склада и рациональным его использованием, регулировки плотности укладки материала, защиты торцов досок от растрескивания можно добиться вполне удовлетворительных результатов. Поэтому атмосферная сушка древесины находит применение на лесопильно-дерёвообрабатывающих предприятиях, особенно при сезонной отгрузке пиломатериалов

Антисептики Lignofix могут наноситься на поверхность древесины любым доступным способом: покраской кистью или валиком, распылением, погружением, длительным смачиванием. Некоторые из антисептиков могут также применяться в автоклавных установках для пропитки древесины под давлением.

Каждый из способов применения имеет свои преимущества и недостатки. Так например, недостатком нанесения антисептика методом покраски, особенно если это делается без применения подкрашивающих раствор сигнальных колеров, является возможность пропусков, в результате чего некоторые участки поверхности древесины окажутся незащищенными. В то же время, если раствор наносится кистью, то он втирается в поверхностный слой древесины, хорошо впитывается и проникает достаточно глубоко.

Другой метод - распыление - хотя и обеспечивает равномерное нанесение рабочего раствора на поверхность древесины без пропусков, но, во-первых, не может обеспечить глубокого проникновения антисептика в древесину, а во-вторых, если работа производится распылителем на открытом воздухе, это неизбежно приводит к непродуктивным потерям антисептика.

Этих недостатков лишен комбинированный способ, когда раствор наносится на поверхность древесины распылением в замкнутом объеме, причем со всех сторон материала сразу, а затем раствор втирается в древесину щетками. Этот способ имеет, пожалуй, один "недостаток": нужно иметь специальное оборудование.

Производственно-торговая фирма "Алекс-Станки" (г.Киров) производит и реализует полный спектр оборудования для домостроения, деревообрабатывающего, мебельного и столярного производства, в том числе импрегнационное оборудование для антисептирования древесины.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: