5.9.5. Режимы и проведение промежуточной влаготеплообработки

Процесс конвективной сушки пиломатериалов всегда сопровождается образованием в них внутренних напряжений. Если напряжения (растягивающие) достигнут предела прочности, произойдет растрескивание материала в зоне их действия, в первой стадии процесса, на поверхности, а в конечной стадии – внутри сортимента. Для снятия или уменьшения внутренних напряжений сушку временно приостанавливают и материал подвергают влаготеплообработке (ВТО) в среде повышенной температуры и влажности.

Промежуточная ВТО проводится во второй половине процесса сушки, при переходе со второй ступени режима на третью. Эта обработка предназначена для значительного уменьшения остаточных внутренних напряжений, чтобы предотвратить появление в пиломатериалах внутренних трещин. Она также способствует выравниванию влажности по сечению пиломатериалов и предупреждает пересушивание поверхностных слоев, которое значительно замедляет сушку внутренних слоев.

Промежуточной ВТО подвергают пиломатериалы, толщина которых превышает [14]:

для сосны, ели, пихты, кедра – 60 мм;

для березы, осины, ольхи, липы, тополя – 50 мм;

для лиственницы – 40 мм;

для клена, бука, дуба, ильма, граба, ясеня, ореха – 22 мм.

ВТО осуществляют, как и начальный прогрев, подачей в камеру пара или распыленной горячей воды при включенном теплоснабжении, работающих вентиляторах и закрытых приточно-вытяжных каналах. Во время обработки температуру среды поддерживают на 5…8 ^оС выше температуры второй ступени режима сушки, но не более 100 ^оС, а психрометрическую разность устанавливают равной 1…2 ^оС.

Продолжительность обработки должна быть такой, чтобы зубцы силовой секции, выпиленной из контрольного образца, имели после выравнивания влажности деформацию изгиба 3…4 %. Допускается уменьшать продолжительность обработки или не назначать ее, если контрольными опытными сушками установлено, что при этом не наблюдается появление внутренних трещин. Ориентировочно продолжительность промежуточной ВТО составляет одну третью часть от общей продолжительности влаготеплообработок (табл. 5.6). Время отсчитывают с момента достижения в камере параметров обработки.

В случае высушивания специальных сортиментов трудносохнущих пород, а также пиломатериалов с повышенными требованиями к качеству сушки промежуточную обработку во второй половине процесса проводят неоднократно, по мере нарастания напряжений. В первой половине процесса эту обработку применять не следует, так как она способствует нарастанию остаточных деформаций и образованию во второй половине внутренних трещин.

5.9.6. Режимы и проведение конечной влаготеплообработки

К концу процесса сушки в пиломатериалах остается заметный перепад влажности по толщине (в центральной зоне влажность более высокая, чем в поверхностной) и значительные остаточные внутренние напряжения. Если такие пиломатериалы направить в производство, то в момент механической обработки вследствие снятия неодинаково напряженных слоев они деформируются (коробятся) в станках. Наличие значительного перепада влажности по толщине пиломатериалов приводит к тому, что часть древесины продолжает усыхать в процессе изготовления деталей. Изменение же формы и размеров деталей затрудняет их обработку и сборку из них изделий. Готовые изделия при эксплуатации (при дальнейшем выравнивании влажности деталей) часто выходят из строя из-за расстройства шиповых соединений.

Для того чтобы придать высушенным пиломатериалам стабильность по размерам и форме, проводят конечную ВТО. При этой обработке добиваются полного устранения остаточных внутренних напряжений, а также выравнивания перепада влажности по толщине материала.

Конечной ВТО подвергают пиломатериалы, высушиваемые до эксплуатационной влажности и подлежащие точной и особо точной механической обработке. Обработку проводят в две стадии. На первой стадии осуществляют увлажнение поверхностных слоев пиломатериала при повышенной температуре путем впуска в камеру пара или распыленной горячей воды. Теплоснабжение камеры должно быть включено, вентиляторы работать, приточно-вытяжные каналы закрыты. На второй стадии проводят подсушку поверхностных слоев материала при одновременном его охлаждении. На этой стадии происходит в основном снятие напряжений.

Конечную ВТО проводят после достижения материалом заданной конечной влажности. На первой стадии температуру среды в камере поддерживают на 5…8 ^оС выше температуры на последней ступени режима сушки (но не более 100 ^оС), а психрометрическую разность устанавливают равной 1…2 ^оС. Если тепловая мощность камеры недостаточна, то допускается ВТО при температуре, соответствующей последней ступени режима сушки. На второй стадии постепенно снижают температуру в камере до 30…40 ^оС при выключенном теплоснабжении, работающих вентиляторах и открытых сначала приточно-вытяжных каналах, а затем при полуоткрытых дверях. Ориентировочно скорость охлаждения для пиломатериалов из древесины мягких хвойных пород равна 5…13 ^оС/ч, а для пиломатериалов из древесины других пород – 3…10 ^оС/ч. При этом чем толще материал, тем меньше скорость его охлаждения [14].

Продолжительность стадии увлажнения и подсушки должна быть такой, чтобы зубцы силовых секций, выпиленных из контрольных образцов по окончании обработки, имели после выравнивания влажности относительную деформацию изгиба не более 1,5…2,0 %.

Ориентировочная общая продолжительность влаготеплообработок приведена в табл. 5.6. При отсутствии промежуточной ВТО время, указанное в этой таблице, полностью используется на первую стадию конечной ВТО. Если проводятся и промежуточная, и конечная влаготеплообработки, то на первую используется 1/3, а на вторую (стадия увлажнения) 2/3 общего времени, указанного в таблице.

Отсчет времени первой стадии конечной ВТО начинают с момента достижения в камере заданных температуры и психрометрической разности.

Иногда в стационарных камерах из-за недостаточной герметичности ограждений не удается доводить степень насыщенности до необходимого уровня. В этом случае допускается первую стадию конечной ВТО, а также промежуточную ВТО проводить при степени насыщенности среды 0,80…0,85, но их продолжительность увеличивается по сравнению с рекомендациями табл. 5.6 в 1,7…2,0 раза.

Таблица 5.6