Сушка пиломатериалов
Заводское изготовление клееных древесных конструкций начинается с камерной сушки пиломатериалов. Сушка нужна чтобы обеспечить нужную точность механической обработки древесины, предотвратить появление внутренних напряжений, устранить коробление и растрескивание древесных элементов при эксплуатации, обеспечить окрашивания конструкций и возможность склеивания, и повысить биологическую стойкость древесины.
Камерной сушке пиломатериалов предшествует атмосферная сушка.
В зависимости от условий применения пиломатериалов различают пара категорий качества сушки:
1) до транспортной влажности (для понижения массы транспортируемой древесины);
2) до эксплуатационной влажности (для сборки деталей и механической обработки с разной степенью точности);
3) до влажности, разрешающей применять подробности без условия их взаимозаменяемости (временные сооружения, тара и т. п.).
Сушка пиломатериалов включает пара этапов, главные из которых — формирование сушильных штабелей, контролирование и проведение процесса сушки, выдерживание и кондиционирование пиломатериалов по окончании сушки. Пиломатериалы укладывают в штабель горизонтальными последовательностями, отделяемыми прокладками.
Укладка возможно сплошной и с промежутками — в зависимости от способа и направления циркуляции воздуха в сушильных установках. В штабель укладывают доски лишь одной толщины, наряду с этим укладка возможно пакетной (из предварительно собранных пакетов) и беспакетной.
Для беспакетной укладки используют вертикальные подъемники, а для пакетной — траверсные тележки и автопогрузчики с подъемниками. На фирмах, имеющих громадное сушильное хозяйство, применяют особые пакетоформовочные автомобили.
Формирование штабелей и пакетов производится на территории сушильного отделения.
Пиломатериалы подают со склада на транспортерных тележках по входным дорогам и на подштабельных опорах формируют штабеля. По траверсному пути штабеля направляют на загрузочных тележках к дверям сушильной камеры и по загрузочной колее закатывают в камеру.
Высушенные пиломатериалы транспортируют в обратном порядке на площадку, где они проходят стадию кондиционирования.
Пиломатериалы сушат в камерах постоянного либо периодического действия, трудящихся по принципу конвективного, радиационного, высокочастотного либо электроиндукционного нагрева. Главным методом есть конвективная газопаровая сушка, при которой нужное для испарения жидкости тепло подводится к древесине при помощи нагретого воздуха, топочных газов либо перегретого пара.
Среда, окружающая древесину в ходе сушки, именуется сушильным агентом. При конвективном методе агентами сушки смогут быть не только воздушное пространство либо пар, но и гидрофобные жидкости.
Рис. 1. Схема организации сушильного отделения: 1 — колея транспортерных тележек для подачи пиломатериалов; 2 — четырехпакетный штабель; 3 — подштабельные опоры; 4 — траверсный путь; 5 — выгрузки штабелей и пути загрузки; 6 — штабеля, кондиционируемые по окончании сушки; 7 — загрузочная колея; 8 — сушильная камера
В производстве древесных клееных конструкций чаще применяют камеры периодическго действия, при работе которых иногда чередуются циклы, складывающиеся из полной загрузки камеры штабелями, полной разгрузки и контролирования сушки камеры. Это в основном воздушные камеры, сборные либо стационарные, с принудительной циркуляцией сушильного агента.
Из существующих конструкций сушильных камер самый идеальны сборные камеры периодического действия (рис. 2). Это цельнометаллические сооружения с тепловой изоляцией в блочном выполнении.
Они оборудованы вентиляторами, паровыми калориферами, вспрыскивателями воды, впускными и выпускными клапанами. Процесс сушки в таких камерах всецело автоматизирован.
Существенно реже употребляются камеры для сушки пиломатериалов электроиндукционным и диэлектрическим (высокочастотным) методами, и ванны для высокотемпературной сушки в гидрофобных жидкостях, в основном петролатуме.
В ходе сушки влага в древесине перемещается из внутренних слоев к поверхности и испаряется в вохдух. Так как скорость испарения выше скорости перемещения жидкости, наружные слои древесины высыхают стремительнее и стремятся сократиться в количестве.
Этому мешают внутренние слои, из которых влага еще не успела уйти. В следствии появляются упрочнения, растягивающие наружные слои так, что в них смогут появиться трещины.
Исходя из этого при сушке нужно, дабы скорость испарения жидкости с поверхности (скорость влагоотдачи) не превышала скорости продвижения жидкости из внутренних слоев. Этого получают, подбирая соответствующие режимы сушки.
Рис. 2. Схема цельнометаллической сборной сушильной камеры периодического действия: 1 — впускной клапан для воздуха; 2 — выпускной клапан; 3 — осевой вентилятор; 4— четырехпакетный штабель досок; 5 — воздуховод; 6 — паровой калорифер; 7 — впрыскиватель воды
Различают мягкие, обычные, форсированные и высокотем-пературные режимы сушки. Мягкие режимы снабжают полное сохранение физико-механических особенностей древесины, обычные Допускают незначительное их изменение по окончании сушки, а форсированные приводят к заметному (до 20%) понижению прочности пиломатериалов.
В зависимости от толщины влажности досок и начальной древесины камерную сушку по мягким режимам ведут при температуре не более 60 °С, по обычным — не более 80… 100 °С, по форсированным — не более 120… 130 °С. Высокотемпературная сушка проводится в среде перегретого пара либо в гидрофобных жидкостях, нагретых до 140… 150 °С.
Для пиломатериалов, идущих на несущие конструкции, используют в большинстве случаев мягкие режимы сушки, характеризуемые перепадом влажности от 1,5 до 2,5% на 1 мм толщины материала. Для сушки пиломатериалов, идущих на ограждающие конструкции, используют обычные режимы, при которых перепад влажности в досках образовывает 2…3,5% на 1 мм толщины.
Перепад влажности определяется по секциям послойной влажности, отпиливаемых от образцов, помещенных в камеру вместе с высушиваемым материалом.
Примечания: 1. tc — температура сухого термометра, °С; tM — температуря мокрого термометра, °С;
Не считая температуры режимы сушки характеризуются степенью насыщенности сушильного агента и психрометрической разностью (табл. 4.1).
Степень насыщенности — это отношение полной влажности воздуха к его влагоемкости при данной температуре, а психрометрическая разность — отличие в показаниях сухого и намоченного (мокрого) термометров. Эти параметры изменяются в ходе сушки по ступеням в зависимости от влажности древесины, назначения и размеров высушиваемых материалов.
С повышением психрометрической разности увеличивается жесткость режима, возрастает интенсивность испарения жидкости из древесины.
Перед началом сушки пиломатериал нагревают, для чего в камеру подают сушильный агент с температурой, на 5°С превышающей температуру первой ступени режима сушки. Нагревание ведут при однообразных показаниях сухого и мокрого термометров.
Продолжительность начального нагревания образовывает 1 … 2 ч на 1 см толщины материала.
В ходе сушки осуществляют контроль текущую напряжения и влажность древесины в ней. По значению текущей влажности вырезанных из досок контрольных образцов делают выводы о возможности перехода на следующую ступень режима либо окончания процесса.
При появлении в материале больших напряжений сушку временно приостанавливают и создают промежуточную тепловлагообработ-ку досок воздухом повышенной влажности и температуры.
Темперамент и величину напряжений в древесине при ее сушке определяют по силовым секциям, каковые выпиливают из торцовых срезов. В случае если зубцы секции остаются прямыми, то напряжений в материале нет и перепад влажности отсутствует (рис.
4.3, а). В случае если влажность в наружных слоях выше, чем в середине материала, зубцы изгибаются вовнутрь (рис. 4.3, б). Это свидетельствует к примеру, о чрезмерной интенсивности тепловлагообработки в камере.
Изгиб зубцов наружу (рис. влажности материала. По окончании тепловлагообработки поверхность пиломатериалов подсушивают в течение 1…4 ч при параметрах последней ступени режима, после этого охлаждают материал до 30… 40 °С со скоростью приблизительно 1 ч на 1 см толщины материала.
Рис. 3. Деформации силовых секций: а — при отсутствии перепада влажности по толщине пиломатериала; б — при перемещении жидкости к периферии; в —при высушивании пиломатериала с поверхности (начальный период сушки)
Рис. 4. Изменение формы поперечного сечения и коробление досок в ходе сушки:
По окончании окончания камерной сушки пиломатериалы выдерживают не меньше 3 сут в помещении с относительной влажностью воздуха 65 …75% при температуре 16…22 °С. Влажность высушенных пиломатериалов должна быть равна 8… 12%.
В случае если режимы сушки выбраны неправильно либо нарушались по ходу процесса, в пиломатериалах появляются недостатки: растрескивание, коробление, выпадение сучков и др. Довольно часто отмечается изменение формы поперечного сечения досок из-за разной величины усушки в тангентальном и радиальном- направлениях (рис.
4, а, б).
Трещины смогут оказаться на разных стадиях сушки: наружные — в начале процесса, внутренние — в конце. Раньше вторых появляются торцовые трещины.
Для внутренних трещин и предупреждения наружных нужна промежуточная тепловлаго-обработка древесины, а для предупреждения торцовых трещин рекомендуется обмазывать торцы досок влагонепроницаемыми составами.
Коробление (рис. 4, в, е), как и изменение формы поперечного сечения, вызывается различием танген-тальной и радиальной усушки, выпадение сучков — большей их усушкой, чем близлежащих участков древесины, потемнение и выплавление смолы — большой температурой сушки.
Возможность появления недостатков возможно существенно снизить, в случае если сочетать камерную сушку пиломатериалов с атмосферной. При атмосферной сушке соблюдается приблизительно таковой порядок укладки, транспортирования и хранения досок, как камерной сушки.
Для защиты от грунтовой сырости штабеля Лкладывают на фундаменты высотой не меньше 50… 75 см и располагают на прекрасно проветриваемом месте. Ориентировочная длительность сушки сосновых досок до 20%-ной влажности образовывает 30 сут летом и 40…50 сут в осеннюю пору и весной.
