Слайд 2
На древесину в процессе эксплуатации воздействует целый ряд
факторов :
климатические (УФ — излучение, влажность, ветровые нагрузки,
кислород воздуха)
биологические (грибные поражения, поражения насекомыми, бактериями, водорослями).
Слайд 3
Влияние сушки
При высокотемпературной сушке с температурой 105-110
грд С
продолжительность сушки сокращается в 1, 5-2
раза.
Прочность древесины сосны (в досках толщиной 30-60 мм) снижается при сжатии вдоль волокон на 0,8-8,7 %,
радиальном скалывании на 1-12%.
Ударная вязкость снижается на 5-10,5%.
Слайд 4
Правильно проведенная камерная сушка древесины дает материал равноценный
атмосферной сушке.
Сушка древесины в камерах слишком быстро и
при высокой температуре
- влечет растрескивание и значительные остаточные напряжения в древесине
- оказывает влияние на механические свойства древесины.
Слайд 5
Влияние повышенных температур
Повышение температуры вызывает снижение
показателей прочности и других физико-механических свойств древесины.
При сравнительно непродолжительном воздействии температуры до 100 0С эти изменения обычно обратимы
Слайд 6
Исследования, проведенные на древесине показали,
что под действием
температуры 80-100 грд С в течении 16 суток предел
прочности при сжатии
вдоль волокон снижается на 5-10%,
а ударная вязкость на 15-30% (наибольшее снижение обнаружилось для дуба, наименьшее — для сосны).
Снижение происходит главным образом в течение первых 2-4 суток.
Слайд 7
Влияние низких температур
Низкие температуры оказывают обратное
влияние на прочность древесины:
прочность замороженной древесины
заметно повышается.
Лед обеспечивает повышение устойчивости стенок клеток.
Этим объясняется рост значений пределов прочности на изгиб, сжатие и раскалывание.
Слайд 8
Влияние ионизирующих излучений
Ионизирующие излучения снижают
прочностные характеристики древесины.
Объясняется это радиолизом (разложением) ее органических
составляющих.
Слайд 9
Однако использование радиоизотопов
уничтожает (смертельная доза
для грибов и насекомых составляет примерно 1 Мрад)
не
ведет к снижению механических свойств материала,
Т.к. доза облучения ниже той, которая вызывает заметные разрушения в веществе древесины.
Слайд 10
Влияние агрессивных жидкостей и газов
Под действием кислот и
щелочей происходит изменение цвета и разрушение древесины.
Смолистые вещества,
содержащиеся в хвойной древесине, заметно ослабляют негативное воздействие агрессивных сред,
поэтому от их воздействия меньше страдают изделия из лиственницы и больше (в два-три раза) — лиственные породы, особенно мягкие.
Слайд 11
Древесина, пораженная синевой, подвержена разрушению в большей степени,
чем здоровая.
Также действие кислот и щелочей приводит к снижению
ее прочности.
Слайд 12
Влияние морской и речной воды
Испытания показали, что после
пребывания в речной воде в течение 10-30 лет прочность
древесины практически не изменилась.
При более длительном воздействии речной воды поверхностный слой (толщиной 10-15 мм) постепенно теряет прочность и начинает разрушаться
Слайд 13
Если древесина находится в воде несколько сотен лет,
ее свойства сильно меняются.
Количественные и качественные показатели этих
изменений зависят от породы древесины.
Слайд 14
В насыщенном водой состоянии древесина мореного
дуба сохраняет пластичность, но после высушивания становится более твердой
и хрупкой по сравнению с обычным состоянием.
Слайд 15
Усушка мореного дуба в 1,5 раза больше, чем
обычного, что объясняют сморщиванием (коллапсом) клеток с уменьшенной толщиной
стенок,
поэтому и растрескивается древесина мореного дуба при сушке больше обычного.
Прочность мореного дуба при сжатии и статическом изгибе снижается в 1,5 раза.
Слайд 16
Длительное воздействие морской воды приводит к заметному повышению
твердости лиственницы.
При строительстве Венеции около 400 тыс. штук
лиственничных свай было забито для укрепления оснований различных сооружений.
Слайд 17
Сваи из лиственничного леса,
на которых основана подводная
часть Венеции, как будто окаменели.
Дерево сделалось до того
твердым, что и топор, и пила едва берет его.
Слайд 18
Обследование же сосновых свай, взятых из портовых сооружений,
показало,
что за 30 лет эксплуатации они на 40-70%
снизили свои прочностные свойства.
Слайд 19
Климатические факторы разрушения
При эксплуатации в постройках древесина в
совокупности с агентами биоразрушения ухудшает внешний вид, стареет и
древесина постепенно разрушается
Слайд 20
Ветер, пыль, осадки, перепады температур, приводят к усушке,
набуханию,
образованию трещин,
короблению,
накоплению влаги,
увеличению риска
биологического поражения древесины.
Слайд 21
Солнечная радиация приводит к химическому изменению целлюлозы, разрушению
лигнина, древесина приобретает сероватый оттенок и ворсистость.
Наибольший вред древесине
приносит изменение влажности и солнечное излучение.
Слайд 22
Содержание влаги
При постоянно меняющихся погодных условиях содержание влаги
в древесине будет изменяться, что ведет к усушке, или
разбуханию.
Со временем в древесине образуются трещины, она коробится, что, в свою очередь, повышает риск попадания дождевой воды в древесину.
Слайд 23
Поскольку вода, находящаяся в жидком состоянии, может уйти
из древесины только посредством (медленного) испарения, со временем повышается
риск накопления влаги.
Если содержание влаги превышает 20%, опасность поражения грибами повышается.
Слайд 24
Солнечный свет и тепло
Солнечный свет неоднороден по своей
природе.
ИК — составляющая спектра, с длиной волны более 720
нм, при взаимодействии с древесиной нагревает ее.
Слайд 25
Поскольку древесина является хорошим изолирующим материалом, нагревается только
внешняя поверхность.
Это означает, что на поверхности, вследствие усушки,
вызванной повышенными температурами, могут образовываться трещины.
Слайд 26
Повышенные температуры также вызывают смолотечение из сучков и
отложения смолы на поверхности древесины хвойных пород,
а это
ведет к проблемам при обновлении покрытий поверхности.
Видимый свет (длина волны 380-720 нм) не оказывает вредного влияния на древесину.
Слайд 27
УФ-составляющая спектра с длиной волны менее 380 нм,
вызывает разрушение древесины на молекулярном уровне — деструкцию лигнина.
В итоге, древесина быстро темнеет, и волокна отслаиваются и поднимаются.
Слайд 28
Древесина приобретает серый цвет и становится ворсистой.
Для
сохранение первоначального цвета древесины ее необходимо защищать пленкообразующими зищитно-декоративными
покрытиями содержащими УФ — фильтр.
качества древесины при производстве КДК
Слайд 33
Система неразрушающего контроля качества пиломатериалов
Действует на базе
следующих методов:
. визуального контроля,
силовой сортировки,
акустической сортировки,
оптической дефектоскопии,
оптико-электронного измерения,
лазерного сканирования поверхности, дефектоскопии с помощью рентгеновского излучения
Слайд 36
Низкая точность и скорость визуальной сортировки вынуждают предприятия
средней и высокой мощности переходить к автоматизированным системам контроля
качества.
Слайд 38
Ультрафиолетовое излучение характеризуется тем, что способно вызывать свечение
некоторых веществ, или, другими словами, люминесценцию.
Слайд 39
Древесина, как и многие другие вещества,
способна светиться под действием ультрафиолетовых лучей.
Цвет и интенсивность свечения
зависят от таких характеристик древесины, как
порода,
плотность,
влажность,
температура,
степень загнивания, шероховатость поверхности.
Слайд 41
Недостаток этого метода в том, что при
использовании люминесцентных экранов просвечивание древесины можно проводить только в
затемненных помещениях.
Слайд 43
Примерами таких устройств являются сортирующие системы Computermatic и
CLT.
Установка для неразрушающего контроля качества Computermatic обеспечивает сортировку пиломатериалов
толщиной от 25 до 76 мм, шириной от 50 до 305 мм и длиной от 2 до 7 м на скорости до 150 м/мин.
Слайд 44
К достоинствам этой системы можно отнести простоту устройства,
высокую скорость и точность определения параметров.
К недостаткам -
то, что концы доски остаются непроверенными на расчетный прогиб в связи с большим пролетом между роликами
Слайд 45
Оборудование этого типа имеет ограничения при
сортировке толстомерных пиломатериалов, поскольку верхний предел толщины досок -
75 мм.
Слайд 46
Оборудование подобного типа представляет собой отдельно
стоящую конструкцию, что обуславливает ряд неудобств:
приходится разбирать и
собирать пакеты пиломатериалов,
пропускать доски по одной через установку.
Все это ведет к потерям рабочего времени.
Технологическая схема установки Computermatic:
1, 6, 8 – фотоэлементы; 2 – датчик продольной покоробленности доски; 3 – приводной опорный ролик; 4 – тензометрический датчик; 5 –неприводной опорный ролик; 7 – нагружающий ролик; 9 – прижимной ролик; 10 – направляющие ролики, и – направление подачи сортируемого пиломатериала
Слайд 48
Акустическая сортировка
В деревообработке она используется в разных целях:
для прогнозирования разрушений и растрескиваний,
оценки прочностных характеристик,
отбора резонансной древесины
для изготовления музыкальных инструментов и др.
Слайд 49
В продольном направлении скорость распространения волн изменяется
от
4000 до 5000 м/с,
в радиальном направлении - от 1500
до 2000 м/с,
в тангенциальном- от 1000 до 1500 м/с.
Слайд 50
Для акустического метода контроля качества используются колебания звукового
и ультразвукового диапазонов частотой от 20 Гц до 30
МГц,
которые посылаются в исследуемый объект импульсным либо же непрерывным способом.
Слайд 51
Скорость распространения ударной волны в здоровой древесине выше,
чем в гнилой.
Чем больше трещин, пустот и дефектов
в древесине, тем быстрее затухают акустические колебания.
Слайд 52
Акустические методы контроля подразделяются на
эхометод,
теневой,
резонансный,
велосимметрический,
импедансный методы,
метод свободных
колебаний и др.
Слайд 53
Достоинством акустических методов сортировки является то,
что они позволяют
сортировать пиломатериалы большой толщины (брусья толщиной до 120 мм),
в
то время как с помощью силовой (механической) сортировки можно определять модуль упругости досок толщиной не более 75 мм ввиду риска разрушения древесины.
Слайд 54
Принцип действия оборудования таков: пружинный ударный механизм главного
блока активируется поперечным движением пиломатериала, в результате ударов молоточка по
торцу пиломатериала в теле последнего образуются акустические волны (вибрация), которые воспринимаются микрофонами. Одновременно выполняется замер геометрических параметров досок с помощью лазерного датчика.
Недостаток метода:
этот метод контроля качества не дает информации
о точном расположении дефекта, а лишь позволяет оценивать общую прочность доски.
В результате доски, из которых могли бы быть вырезаны дефектные места, относят к низкокачественному материалу.
Слайд 56
Оптико-электронная оценка
Все оптико-электронные устройства в соответствии с выполняемыми
функциями можно подразделить на три группы:
Для контроля качества пиломатериалов
могут использоваться оптико-электронные средства на основе цифровых видео- и фотокамер с высокими разрешением. Оптико-электронные камеры передают изображения торцов и профиля сортиментов на монитор.
Слайд 57
2) информационные (сбор, обработка, воспроизведение на видеоконтрольном устройстве
информации о микроструктуре яркостных полей излучения в различных участках
спектра);
1) измерительного типа (измерение характеристик и параметров, связанных с излучением отдельных объектов или процессов);
3) следящего типа (автоматическое сопровождение отдельных излучающих объектов).
Слайд 58
Недостатки метода:
1.Снижается точность оценки при использовании оптико-электронных
устройств в условиях низкой освещенности и запыленности помещения.
2.
Оптико-электронная оценка качества пиломатериалов не позволяет исследовать внутреннюю структуру древесины.
Обработка данных, полученных в результате сканирования, выполняется на ПК.
Слайд 59
Лазерное сканирование поверхности
В настоящее время для оценки качества
пиломатериалов наиболее широко используются: теневой метод
лазерная
триангуляция
метод точной фокусировки.
Их совокупность дает возможность определить качество обработки поверхности,
ее дефекты,
контуры,
а также профиль поверхности изделия
Слайд 60
Средства измерения на основе лазерной фокусировки используются для
измерения линейных размеров и профиля обрабатываемой поверхности.
Эти средства
обеспечивают непрерывный контроль и высокую точность измерений.
Слайд 61
Измерение геометрических параметров
Слайд 62
Для контроля разнотолщинности плитного материала создано устройство Limab
PanelProfiler.
Система, как правило, используется для контроля уже откалиброванных
досок.
Доски, у которых покоробленность выше нормы, отсортировываются.
Слайд 63
Распознавание дефектов древесины
Для оптимизации процесса поперечного раскроя разработан
сканер EasyScan.
Это двухсторонний сканер (оснащен двумя сканирующими узлами),
который способен распознавать такие пороки древесины, как
сучки,
обзол,
трещины,
смоляные кармашки,
сердцевинные трубки и грибковые поражения,
а также выполнять лазерное измерение профиля и других геометрических размеров пиломатериалов
Слайд 64
Для сортировки щитов и ламелей по цвету (например,
береза бывает кремово-белого или желтоватого оттенков) существует двухсторонний сканер
MatchScan.
Это устройство также способно распознавать и другие дефекты древесины.
Слайд 65
ShapeScan L подходит для измерения кривизны и крыловатости
пиломатериалов, которое выполняется тремя лазерными сенсорами с использованием принципа
триангуляции.
Этим сканером также выполняется замер длины, толщины и ширины пиломатериалов.
Слайд 66
Для сканирования торцовых поверхностей пиломатериалов в линейке предназначен
сканер FrontEndScanner.
Как и другие, он способен работать на
высоких скоростях, определять количество и направление годичных слоев, рассчитывать положение сердцевины.
Слайд 67
На мировом рынке хорошо известны сканеры:
WoodEye One,
предназначенные для измерения и сортировки пиломатериалов на лесопильном производстве
WoodEye
Parquet - для сортировки и оптимизации раскроя паркетных ламелей
WoodEye RIP - для сканирования и оптимизации раскроя широкоформатного (до 800 мм) пиломатериала,
WoodEye Beam - для сортировки по качеству слоистых и массивных брусьев.
Слайд 68
Лазерные средства оценки качества пиломатериалов
универсальны: поскольку позволяют не
только измерять геометрические параметры пиломатериалов, но и выявлять и
распознавать дефекты.
Слайд 69
Дефектоскопия с помощью рентгеновского излучения
Сегодня проникающее сканирование древесины является наиболее эффективным способом неразрушающего
контроля качества.
Слайд 70
Эта технология используется для распознавания таких дефектов древесины
как:
сучки,
гнили,
грибковые поражения,
инородные включения,
смоляные кармашки,
ложное ядро, трещины
для
разграничения ядра и заболони,
Слайд 71
А также для выявления непроклеев при
производстве клееных древесных материалов.
Слайд 72
Они представлены тремя моделями сканеров:
GoldenEye-500 создана для
производителей пиломатериалов, окон, дверей, мебели и клееного бруса;
GoldenEye-700 -
для производства клееного бруса, пиломатериалов и конструкционных древесных материалов;
GoldenEye-900 может быть использована на всех типах лесопильных производств.
Слайд 73
Метод контроля качества пиломатериалов с помощью рентгеновского излучения
дает точную информацию о расположении того или иного дефекта
в материале,
а также позволяет определить плотность древесины при фиксированной влажности.
Недостатком этого метода является высокая стоимость оборудования.
Слайд 74
Выбор оборудования может быть обусловлен технико-экономическими характеристиками.
К таким характеристикам относятся:
● производительность, синхронизированная с
производительностью основного технологического оборудования;
● точность оценки;
● стоимость оборудования;
● срок службы;
● энергоемкость;
● безопасность эксплуатации и обслуживания;
● стоимость текущего обслуживания и ремонта и др.
Слайд 75
Расчеты параметров клееных конструкций
Строительные конструкции из древесины должны
производиться в соответствии со СНиП 2-25-80 «Деревянные конструкции», в
которых определены требования к параметрам эксплуатационной надежности и методика выполнения расчетов. Руководством к проведению проектных работ также может служить Стандарт организации СТО 36554501-002-2006 «Деревянные клееные и цельнодеревянные конструкции. Методы проектирования и расчета».
Слайд 76
На этапе проектирования необходимо выполнить расчет элементов изделий
на прочность, устойчивость, дефор- мативность, подобрать наиболее эффективные материалы,
способы и сред- ства соединения деталей между собой, определить оптимальные размеры за- готовок, схемы их сборки, конструкции узлов соединений.
Слайд 77
Для несущих конструкций наиболее важна оценка по двум
предельным их состояниям:
по несущей способности (прочности или
устойчивости), при достижении предельного значения которой утрачивается сопротивляемость внешним воздействиям и происходит разрушение;
по деформациям (прогибу, осадке, смещению и т.п.), превышение предельных величин которых означает, что изделие не может экс- плуатироваться в соответствии с предъявляемыми к нему эксплуатационными требованиями, хотя еще сохраняется прочность и устойчивость конструкции.
