Влияние режима на продолжительность и качество сушки древесины.

С повышением температуры процесса сушки сокращается его продолжительность, но ухудшается качество получаемой древесины. Для лучшего восприятия о влиянии режима сушки древесины на продолжительность процесса воспользуйтесь калькулятором для расчёта времени камерной сушки пиломатериалов.

9. Требования к качеству сушки. Категории качества сушки.

В зависимости от назначения высушиваемых пиломатериалов устанавли­вается четыре категории качества камерной сушки пиломате­риалов и заготовок:

0 — сушка до транспортной влажности пиломатериалов экспортных и внутрисоюзного потребления.

1 — сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечиваю­щая механическую обработку и сборку деталей по ГОСТ 6449.1—82 «Изделия нз древесины и древесных материалов. Допуски и посадки» для высокоточных составных частей изделий, влияющих на эксплуатационные показатели изде­лий (соединения механики клавишных инструментов, точное машиностроение н приборостроение, деревянные клееные несущие конструкции, производство моделей, лыж и т. п.).

II — сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечи­вающая механическую обработку и сборку деталей по ГОСТ 6449.1—82 для ответственных составных частей изделий, от которых зависит качество изде­лий (мебельное производство, футляры для радио- н телеаппаратуры, столярно-строительные изделия, деревянные строительные клееные ограждающие конструкции, пассажирское вагоно- и автостроение и т. п.).

III — сушка пиломатериалов до эксплуатационной влажности, обеспечи­вающая механическую обработку и сборку деталей по ГОСТ 6449.1—82 для менее ответственных составных частей изделий (производство погонажных столярно-строительных изделий, товарное вагоностроение, сельхозмашино­строение, рядовая тара и т. п.).

К показателям качества сушки относятся: 1) средняя влаж­ность высушенных пиломатериалов (заготовок) в штабеле; 2) величина от­клонений влажности отдельных досок или заготовок от средней влажности пиломатериалов в штабеле; 3) перепад влажности по толщине пиломатериа­лов (заготовок); 4) остаточные напряжения в высушенных пиломатериалах (заготовках). •

Нормы показателей качества сушки пиломатериалов и заготовок уста­навливают в зависимости от условий эксплуатации изделий. Нормы для ка­тегорий качества I...III даны ниже.

Нормативные показатели качества сушки пиломатериалов и заготовок

Категории качества:

Ш. Средняя конечная влажность пило­материалов или заготовок в штабе­ле, %

Отклонения влажности отдельных досок (заготовок) от средней влаж­ности штабеля пиломатериалов *,

°/о, не более-

Среднее квадратическое отклонение

влажности s, %

Перепад влажности по толщине пи­ломатериалов (заготовок), %, не более, при толщине, мм:

13...22

25...40

45...60

70...90

Условный показатель остаточных напряжений (относительная дефор­мация зубцов силовой секции), °/0, ие более

7; 10<

±2

7; 10; 15** 10; 15**

±3

: 1,0

1,5 2,0 2,5 3,0

1,5

:1,5

2,0 3,0

3,5 4,0

2,0

±4

±2,0

2,5 3,5

4,0 5,0

не коитроли-

руется

* Допустимые отклонения принимаются равными ±2 s.

** При сушке до эксплуатационной влажности средняя конечная влажность пиломатериалов в штабеле должна назначаться по средней устойчивой влажности при увлажнении и высыхании в зависимости от средних темпе­ратур и относительной влажности воздуха в условиях эксплуатации изде­лий [7].

Нормы для категории качества О приведены ниже.

Нормативные показатели качества сушки пиломатериалов и заготовок категории О

Толщина пиломатериалов, мм:

Средняя конечная влажность пилома­териалов или заготовок в штабеле, % Отклонения влажности отдельных до­сок (заготовок) от средней влажности

штабеля пиломатериалов*, %

Среднее квадратическое отклонение влажности, s, %

32 и менее

16

±6 ±3

8...50

18

+ 4 ±2

свыше 50 20

±2,5 ±1,25

* Допустимые отклонения принимаются равными ±2 s.

Примечание. Перепад влажности по толщине пиломатериалов у заго­товок, а также условный показатель остаточных напряжений (относитель­ная деформация зубов силовой секции) не контролируются.

В приведенных выше нормах качества приняты предельные значения ко­нечной влажности для трех основных случаев: \VK = 7 %, отапливаемые по­мещения со среднегодовой температурой Up = 20 ± 2 °С и относительной влажностью <рср = 0,4 ± 0,1; \¥к = 10 %, отапливаемые помещения с повы­шенной влажностью при Up =(7...20)°С и <рСр = 0,6 ± 0,1; WK = 15 °/о, наруж­ные условия эксплуатации при tcp = 4,3±1°Си <рс1, = 0,75 ± 0,2.

Конкретные значения средней конечной влажности допускается назначать в соответствии с техническими условиями на изделия и продукцию.

Для пиломатериалов, высушиваемых по категории качества О до транс­портной влажности, конечную влажность назначают в зависимости от тол­щины пиломатериалов с тем, чтобы с вероятностью 95 % влажность отдель­ных досок не превысила 22...23 %.

Для определения средней влажности партии пиломатериалов из контро­лируемого штабеля из различных его зон при разборке отбирают не менее девяти досок (заготовок). Зоны быстрого и замедленного просыхания уста­навливаются предприятием для каждой камеры путем опытных сушек.

Из каждой отобранной доски (заготовки) на расстоянии не менее 0,3 м от торцов перпендикулярно длине вырезают два поперечных среза (секции влажности) с размером вдоль волокон 10... 12 мм (см. рис. 7.3) и определяют их влажность согласно ГОСТ 16588—79 сушильно-весовым методом.

Влажность пиломатериалов штабеля вычисляют как среднее арифметиче­ское из значений влажности отобранных досок (заготовок).

Древесина секций не должна содержать кору и видимые пороки по ГОСТ 2140—71. Влажность пиломатериалов (заготовок) в штабеле при тол­щине их не более 40 мм допускается контролировать электровлагомером со­гласно ГОСТ 16588—79.

Отклонение влажности отдельных досок (заготовок) в штабеле от сред­ней конечной контролируют по среднему квадратическому отклонению s, ко­торое вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

где Wi — влажность отдельных секций, %; Wct — средняя влажность партии, %; п — число секций (или замеров электровлагомером).

Перепад влажности по толщине материала контролируют по I, II и III ка­тегориям качества.

Из отобранной доски рядом с секцией для определения общей влажности выпиливают секцию для определения послойной влажности (см. рнс. 7.3). Эту секцию раскалывают для досок толщиной до 32 мм по схеме на рис. 7.6, а; для досок толщиной свыше 32 мм — по схеме на рис. 7.6, б. Раз­ница во влажности боковых (взвешиваемых вместе) и средней полосок пока­зывает перепад влажности:

где ГИ1 — влажность внутренних слоев древесины секции, %; U7nOB — влаж­ность поверхностных слоев (средняя), %.

 

(7.4)

AW = Wm - №пов. %

выше 32 мм (ff); В—ширина доски

Рис. 7.7. Силовые образцы для пиломатериалов толщиной до 40 мм (а) и более 40 мм (<>); В—ширина доски

Число досок, из которых вырезают секции, должно быть не менее пяти для I категории качества н не менее трех для II и III. При сушке по III ка­тегории качества перепад влажности определяют в том случае, когда пилома­териалы поступают на раскрой по толщине.

Контроль остаточных напряжений проводится в пиломатериалах, высуши­ваемых по I и II категориям качества.

Из трех-четырех отобранных досок рядом с секцией послойной влажности выпиливают силовые секции размером вдоль волокон 10 мм. Секции после выравнивания их влажности путем выдержки в сушильном шкафу при тем­пературе 103 ± 2 °С в течение 2...3 ч раскраивают по схеме на рис. 7.7.

Для пиломатериалов I и II категорий качества сушки относительное от­клонение зубцов секций f (в вершине) от нормального положения не должно превышать 1,5...2 % длины зубца.

10. Дефекты сушки и мероприятия для их снижения.

При камерной сушке к видимым дефектам, снижающим качество пиломатериалов, относятся: растрескивание, коробление(основные виды дефектов), выпадание сучков, выплавление смолы, плесень и синева.При сушке древесины изменяются ее линейные размеры и объем(усушка), причем возникающие деформации имеют различную величину в радиальном и тангенциальном направлениях. Изменение заданной формы материалов при сушке называется короблением. Различают два типа коробления:- поперечное. Возникает вследствие большей усушки в тангенциальном направлении, чем в радиальном.- продольное. Вызывается различием между усушкой вдоль и поперек волокон.- винтовая. Возникает у досок, имеющих наклон волокон(отклонение от продольной оси бревна).Эти виды коробления возникают при сушке досок в свободном состоянии. Единственным способом предупреждения коробления является сушка досок в зажатом состоянии под нагрузкой. При этом во время сушки под нагрузкой доска сохраняет плоскую форму, т.к. возникающие упругие деформации перерождаются в остаточные.Второй распространенный вид дефектов сушки- трещины, определяется главным образом режимными параметрами среды и условиями проведения процесса. Наиболее типичные виды трещин: наружные (пластевые и кромочные), внутренние (свищи и раковины), торцевые и радиальные.Пластевые и кромочные трещины образуются вследствие чрезмерно интенсивного испарения с поверхности при излишне жестком режиме в первый период сушки, когда наружные слои пересыхают и внутренние напряжения растяжения в них достигают предела прочности.

Образовавшиеся поверхностные трещины обычно углубляются и расширяются до момента перемены знака внутренних напряжений. После перемены знака напряжений трещины начинают закрываться и в конце сушки могут быть незаметны. Прочность пиломатериалов при этом снижается. Наружному растрескиванию больше подвержены сердцевидные доски, в которых образуются так называемые радиально направленные трещины(боковые), выходящие на боковую поверхность вследствие различной усушки древесины в радиальном направлениях.

Торцевые трещины- следствие высокой влагопроводности древесины вдоль волокон. Торцы пиломатериалов испаряют влагу интенсивнее, чем остальная их поверхность. Понижение влажности в торцах вызывает их усушку, вследствие чего возникают внутренние напряжения растяжений, которые являются причиной образования трещин.

Внутренние трещины образуются в конце процесса сушки, когда растягивающие внутренние напряжения в центре сортимента достигают предела прочности древесины. Эти трещины характерны для толстых пиломатериалов (особенно твердых пород древесины). Для их предупреждения необходимо в начальной стадии процесса применять режимы с небольшой жесткостью, проводить периодическую влаготеплообработку древесины.