ПРОВЕДЕНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ

Подготовка оборудования и материала к проведению процесса сушки

Дефекты оборудования сушильных камер. Перед пуском камеры в работу проверяют герметичность закрывания дверей и устраняют неплотности, чтобы до возможного предела снизить неорганизованный воздухообмен, приводящий к потере тепла и влаги из воздуха, т. е. нарушению режима сушки. Все двери должны быть снабжены прижимами, желательно винтовыми, хорошо герметизированы во всех створах и особенно тщательно вверху и внизу (через щели вверху теплый воздух и влага утекают из камеры, а внизу в нее подсасывается холодный воздух).

При сушке ответственных толстых сортиментов древесины возникает необходимость даже в промазывании неплотностей в створах дверей тощей глиной послекаждого их закрывания.

Воздухообменные отверстия и заслонки в кирпичных камерах, используемых для сушки толстых пиломатериалов и тем более твердых пород, во избежание излишнеговоздухообмена следует заделать наглухо, а вертикальные каналы — даже в двух местах (внизу и вверху).

Уязвимое место тепловой системы паровых сушильных установок — конденсатоотводчики. В них дефекты скрыты, не наглядны; не обнаруженные длительное время, они наносят большой ущерб производству. Конденсатоотводчики нуждаются в систематической проверке.

Наличие гидравлических ударов в виде громких и резких металлических звуков в системе калорифера, особенно при пуске в него пара, показывает на скопление в нем воды и частичной его закупорки из-за несоблюдения уклона труб. При этом часть калорифера, заполненная водой, не греет (но нагрета от окружающего воздуха). Ее легко выявить, если действующий калорифер поливать в разных местах струйкой воды. Участок калорифера, на котором вода не вскипает, заполнен конденсатом, его следует перемонтировать.

Для сохранения должной теплоотдачи калорифер следует ежеквартально очищать от мусора, пыли и ржавчины.

Аэродинамика камер. Недостаточные скорости, а также неравномерное распределение воздуха в штабелях материала возникают по многим причинам, в том числе из-за паразитного перетекания воздуха мимо штабеля. В связи с этим перед пуском камеры необходимо экранировать возможные места утечки воздуха. Следует устроить постоянные поворотные экраны у концевых участков штабелей. То же относится и к подштабельному и надштабельному зазорам.

По ряду причин иногда наблюдается ухудшение подачи воздуха вентиляторами в штабеля материала. Наиболее вероятная и опасная из них - снижение частоты вращения вентиляторов обслуживающим персоналом для облегчения их работы. Многие ошибочно считают, что если вентиляторы вращаются и возникает шум, как внешний эффект, то процесс сушки протекает нормально независимо от частоты их вращения.

Однако оптимальная скорость v воздуха в штабеле зависит от расчетной продолжительности сушки материала т.е. чем быстрее просыхает материал (тонкие сортименты мягких пород), тем больше скорость воздуха.

Для медленно просыхающих сортиментов, отдающих в 1 ч небольшое количество влаги, скорости воздуха в штабеле должны быть пониженными (правая сторона цифровых строк). Увеличенные скорости воздуха не опасны для материала, но перерасходуется электроэнергия. При сушке по 1 качественной категории скорости воздуха повышают на 20... 30%.

Контрольные отрезки и образцы. Для наблюдения за скоростью просыхания и установления момента окончания сушки материала в штабель закладывают два контрольных отрезка длиной около 1 м. Их размещают в местах наиболее интенсивного и замедленного просыхания материала.

Контрольные отрезки отбирают из досок, вырезанных вблизи сердцевины бревна, без сучков и приготовляют по схеме рис. 69.

Рис. 69. Схема вырезки контрольного отрезка и образцов:
а - вырезка контрольного отрезка и образцов: 1 - образцы для определения влажности; 2 - образец для определения деформации; 3 - образец послойной влажности; размер 250 - для тонкого материала, 400 - для толстого; б - вырезка образцов послойной влажности из досок толщиной до 32 мм (3 слоя) и более 32 мм (5 слоев); в - то же из брусков толщиной до 60 мм и более 60 мм; г - откалывание слоев внутренних деформаций; д - деформация слоев в I стадии сушки; е, ж - то же во II стадии сушки Т/3 из тонких и T/5 У толстых досок

Их среднюю начальную влажность определяют по двум образцам по формуле (18), которые отпиливают с концов отрезка, удалив предварительно торцовую части доски, равную примерно 10-кратной толщине материала.

Зная начальную влажность _н, вычисляют массу абсолютно сухой древесины т_с в отрезке. Начальная его масса т_н складывается из массы абсолютно сухой древесины т_с и переменной массы влаги. Первая из них находится по формуле

По неизменной массе абсолютно сухой древесины m_с и переменной текущей массе m контрольного отрезка во время сушки находится его влажность для любого момента сушки, в том числе и перед ее окончанием,

Здесь в числителе - масса воды в отрезке, а в знаменателе - масса абсолютно сухой древесины [см. аналогичную формулу (18)].

Контрольные отрезки материалов, опасных по растрескиванию, взвешивают во время сушки ежедневно и строят кривую сушки (см. рис. 27, а), поддерживая плавность ее хода регулированием процесса. Отрезки нерастрескивающихся материалов, а также при туннельной сушке взвешивают лишь перед окончанием процесса.

Торцы образцов покрывают густо затертой масляной краской или лучше утепленной изнутри тонкой жестью. Они просыхают быстрее, чем доски в штабеле. Дополнительно закладывают более длинный отрезок с целью вырезки во время сушки образцов для измерения внутренних деформаций (см. рис. 28), рассматриваемых далее.

Рис. 28. Выявление внутренних деформаций в высушиваемых пиломатериалах

В эжекционных камерах воздух распространяется обычно равномерно по длине и высоте штабеля, но скорости его недостаточны. Причина этого - малая подача воздуха вентилятором, который следует заменить современным Ц4-76 № 12 в соответствии с проектом Гидродревпрома. Желательно увеличить выходное отверстие трапециевидных сопел до (60—40) 300 (вверху ширина 60, внизу 40 мм, высота 300). Оси сопел должны быть горизонтальны и совпадать с горизонтальной осью камеры смешивания (высотой около 600 мм). Не должно быть выпавших сопел. Воздух не должен выходить из отключенного ряда сопел, что выявляется прикладыванием к отверстию тонкого листа бумаги, экранируемого фанерным щитом со стороны действующих сопел. В противном случае герметизируется реверсивная заслонка. Динамическое давление воздуха, выходящего из сопел, должно быть не менее 30 мм вод. ст.

Во всех сушильных установках (камерных и туннельных) перед закаткой штабеля для сушки проверяют правильность укладки пиломатериалов с учетом требований к качеству сушки. Желательно, чтобы эту проверку осуществлял ОТК, разрешающий (с записью в журнале) допускать сушку с выполненной укладкой пиломатериалов. Все штабеля снабжаются бирками, на которых надписывают их порядковые номера и количество материала. В сушильных туннелях проверяется также исправность калориферов, транспортных средств и особенно герметичность дверей на сухом конце.

Техника прогрева древесины перед сушкой

Наблюдение за прогревом толстого материала. Цель прогрева материала - повысить влагопроводность древесины, чтобы влага интенсивно перемещалась из центральной зоны к поверхности досок. Поэтому их сушка не должна начинаться до полного прогрева (сквозного по толщине досок). Это значит, что температура в центре сечения досок до начала сушки должна быть не ниже температуры по мокрому термометру психрометра для I ступени процесса.

Внутренняя поверхность стен камеры и ее оборудование при закатке влажного материала должны быть нагреты сухим воздухом, чтобы на них не конденсировалась влага. На холодном материале также может конденсироваться влага, поэтому вначале его прогревают сравнительно сухим воздухом с постепенным увлажнением путем пуска увлажнительного пара в рабочее пространство камеры. Здесь необходимо достигать такого режима прогрева, чтобы на нагреваемом материале влага значительно не конденсировалась (т. е. не доувлажняла его) и не испарялась с его поверхности (т. е. не подсушивала).

Режим нагрева материала разных сортиментов в различные сезоны года устанавливают путем периодического взвешивания во время прогрева (через 1...3 ч) контрольного отрезка, сохраняя примерно постоянную его массу во время прогрева с отклонением не более 2 %

Температуру в камере повышают с максимальной интенсивностью - это безопасно для материала. Затем ее поддерживают постоянной, на 5...8°С выше температуры, заданной для I ступени сушки. Психрометрическая разность постепенно уменьшается. Если, масса контрольных отрезков возрастает, воздух несколько осушают, т. е. увеличивают психрометрическую разность, и наоборот.

Продолжительность прогрева материала. Время окончания прогрева можно установить по показанию термометра или термопары, заделанной в центральную часть нагреваемого сортимента через кромку. Ориентировочно продолжительность прогрева составляет 1... 1,5 ч летом и 1,5... 2 ч зимой на каждый сантиметр толщины материала, считая от момента достижения в камере заданной температуры для прогрева древесины.

По окончании прогрева в кирпичных камерах не рекомендуется принимать срочные меры по удалению из камеры избытка влаги, если психрометрическая разность постепенно увеличивается и без приоткрывания воздухообменных заслонок. С понижением температуры влажный материал будет интенсивно выделять влагу даже в полностью насыщенный пар в воздухе поскольку давление пара у нагретой влажной древесины будет больше, чем давление пара в воздухе. Поэтому из-за усушки поверхностной, быстро охлаждаемой зоны доски материал может растрескиваться даже в воздухе при = 1,0.

При колебаниях температуры в камере опасными для растрескивания будут периоды не повышения, а понижения температуры, когда уменьшается давление пара в воздухе, но сохраняется еще повышенное давление пара на поверхности материала. Поэтому переход на режимные условия сушки после окончания прогрева материала должен быть постепенным и проводиться с большой осторожностью. Необходимо опасаться охлаждения еще влажного, толстого материала в I стадии сушки.

Опасность растрескивания древесины создают не температурные (очень малые), а влажностные (во много раз большие) деформации древесины, возникающие в I стадии процесса, при зональной (наружной, т. е. лицевой пласти доски) усушке. Имеется в виду влажностная деформация В за вычетом остаточной деформации О (см. размер У на рис. 29).

Рис. 29. Взаимозависимость внутренних деформаций в процессе высушивания пиломатериалов:
а - совмещение В, У, О - деформаций с кривыми сушки; б - кинетика внутренних деформаций; в - закономерности реологического развития внутренних деформаций

Техника управления процессом сушки. Влаготеплообработка

Выявление параметров воздуха. Отклонения температуры воздуха от заданной не имеют большого значения. Они могут допускаться в пределах ±2 и даже ±3 °С, а при сушке материала с невысокими требованиями к качеству сушки ±4.... 5°С.

К поддержанию же психрометрической разности предъявляются более строгие требования. Отклонение психрометрической разности от заданной допускается для трудносохнущих материалов в I стадии процесса ±0,1, а для среднесохнущих ±0,2 ее величины. Это значит, что при заданной величине психрометрической разности 5°С в условиях сушки мебельных пиломатериалов (II категория) допускаются ее отклонения в диапазоне 4,5... 5,5 °С. Вследствие принципиальной важности достаточно точного поддержания заданной величины психрометрической разности необходима периодическая тщательная сверка парности термометров в психрометре.

Возникает необходимость уточнения методов контроля параметров воздуха для трудносохнущих сортиментов в I стадии процесса с расчетной продолжительностью сушки более 15 сут в камерах со скоростной побудительной циркуляцией воздуха. В этих условиях рекомендуется применять лабораторные термометры с ценой деления шкалы 0,1 °С и температурным интервалом шкалы до 50 °С. Для изготовления психрометра лабораторные термометры также подбираются парными, но с точностью измерений 0,1 °С.

Такие психрометры применяются дополнительно к обычным (из технических термометров) при сушке пиломатериалов преимущественно твердых пород с психрометрической разностью в начале процесса менее 5 °С. Их замена на технические психрометры должна быть своевременной, так как при поднятии столбика ртути выше шкалы на приборе давлением ртути разрывается баллон термометра.

Наблюдение за состоянием материала. В первую очередь наблюдают за состоянием материала по возникновению трещин на свежих торцовых срезах. Возникшие трещинки обводят цветными карандашами, наблюдают за их развитием и возникновением новых. Затем могут появиться пластевые трещины; однако они плохо заметны в досках, уложенных в штабель. Лучше видны торцовые трещины, переходящие в пластевые и в раковины.

Для предупреждения растрескивания материала необходимо наблюдать за развивающимися внутренними деформациями, выявленными измерением стрелы прогиба, отделенного от образца наружного слоя (рис. 69, г, д) толщиной 3... 6 мм (меньшее значение - в самом начале процесса). Такой слой откалывают одним ударом молотка по приложенному к образцу острому ножу с прямым лезвием; его можно отрезать также ленточной пилой с мелкими зубьями по начерченной линии на торце образца.

В I стадии сушки материала концы отделенного слоя немедленно отгибаются наружу от прямой линии (схема д на рис. 69), а во II стадии наружу отгибается середина длины слоя (схема е). Рассмотрим схему ж.

При одинаковом радиусе кривизны отколотого слоя, т. е. одинаковых внутренних деформациях по его длине, величина стрелы прогиба f в производственном ее диапазоне будет пропорциональна квадрату длины l слоя, т. е. ширине доски Ш. Тогда приведенный градиент упругой деформации Уп слоя выявляют методом измерения его стрелы прогиба по формуле на 1 дм его длины:

При этом для упрощения расчетов f выражают в миллиметрах, а l - в дециметрах с точностью соответственно 0,1 и 1,0 мм.

Пример. Из высушиваемых досок от образца откалывают слой длиной 1,6 дм, измеренная стрела прогиба немедленно после откалывания получена 3 мм, градиент упругих деформаций у поверхностного слоя (характеризующего напряжение в начале 1 стадии сутки) будет f_л=3/1,6²= 1,2.

По замеренным значениям f, уточненным длиной слоя f_п, строят график развития градиента внутренних деформаций во время сушки и фиксируют безопасное его значение для начальной ступени процесса. Такие сведения необходимы для уточнения процессов (с учетом напряжений в древесине) при сушке средних и толстых сортиментов, тем более твердых пород.

По ряду причин напряжения в досках трудно выявлять
в процессе сушки методом двузубной секции. Этот метод контроля может использоваться лишь для узких сортиментов (брусков), когда учитывается растрескивание также кромок, а зубцы секции короткие (рис. 28, схема 20).

Для брусковых сортиментов (без сердцевины) можно пользоваться методом силовых секций (рис. 28, схема 20). Такую секцию можно представить как спрямленную в виде длинного слоя. Толщина зубцов и основания секции (из брусков) принимаются равными 1 : 10 соответственно толщины и ширины бруска в первой стадии и 1:3 — в конце сушки.

Внутренние деформации контролируют для пиломатериалов с расчетной продолжительностью сушки более 5 сут. Анализ процесса сушки по деформации наружного слоя эффективнее взвешивания контрольных отрезков и рассмотрения кривой сушки.

Промежуточный прогрев материала. При появлении в материале значительных упругих деформаций, как это показано на рис. 28, схемы 6-10 и рис. 69, д-ж, в случае опасности растрескивания сушку временно приостанавливают и материал дополнительно прогревают. Такую операцию часто называют «пропаркой», но это название неточно, так как материал прогревают не чистым паром, а смесью пара с воздухом, потому что впускаемый в пространство камеры увлажнительный пар немедленно смешивается с воздухом.

Прогрев проводится как в I, так и во II стадии сушки. В I стадии он менее желателен, так как приводит к снижению прочности древесины во влажном ее состоянии и нарастанию разности остаточных деформаций на поверхности и в центре сортимента, что в последующем способствует образованию раковин. При проведении его во II стадии сушки остаточные деформации выравниваются. При прогреве материала закрывают иногда заранее (летом) или прикрывают (зимой) подачу пара в калорифер и открывают увлажнительный вентиль.

Перегретый пар недопустим, необходим пар низкого давления 0,15 МПа (0,5 бара избыточного). Температура воздуха в камере поддерживается на 6... 8 °С выше режимной на данной ступени сушки, а равновесная влажность - на 2... 3 % выше, чем средняя влажность материала. Величина равновесной влажности устанавливается по диаграмме рис. 18.

При кратковременном (на несколько часов) прекращении подачи пара в калорифер продолжительность процесса сушки почти не снижается. В это время нельзя открывать двери камер; наоборот, во избежание растрескивания влажного материала следует всемерно сократить воздухообмен охлаждаемой камеры (в первую очередь через неплотности дверей). При охлаждении можно даже слышать растрескивание влажного материала.

Наблюдение за сушкой различных сортиментов

По трудности высушивания разнообразных сортиментов древесины их можно разделить по признаку расчетной продолжительности сушки на три группы . Очень тонкий материал здесь не рассматривается.

Для пиломатериалов первой группы не требуется тщательного ежечасного контроля процесса сушки. В хорошо отлаженных и настроенных установках они не растрескиваются, а их коробление предупреждается на погрузочной площадке тщательной укладкой в штабель.

За среднесохнущими пиломатериалами проводится обычное наблюдение, рассматривавшееся ранее. Трудносохнущие пиломатериалы нуждаются в тщательном наблюдении и регулировании сушильного процесса как по температурным параметрам, так и по состоянию высушиваемой древесины - в отношении предупреждения ее наружного растрескивания и образования раковин.

Общие строгие требования ко всем процессам - выпуск древесины с точно заданной конечной влажностью и с требуемым равномерным ее просыханием в объеме каждого штабеля. Не допускается сушка и выпуск небрежно уложенной и поэтому испорченной в камерах, покоробившейся древесины.

При высушивании пиломатериалов в значительных количествах сушильная установка должна быть оборудована дистанционным контролем параметров воздуха, а также автоматикой для поддержания их на заданном уровне.

Приточно-вытяжные трубы должны открываться только для удаления избытка влаги и только по показанию психрометра. Если показания исправного мокрого термометра в камере ниже уровня, заданного по режиму сушки, следовательно, возник дефицит влаги в камере, ее надлежит герметизировать, а перекрытие утеплить (с чердака). Вытяжные трубы и приточные отверстия не должны быть источником дополнительной разгерметизации камер. Недопустимо открывать вентили увлажнительных труб в негерметичной камере (сперва надо закрыть воздухообмен, герметизировать двери, оштукатурить камеру изнутри, покрыть ее влагоизоляцией и т. п.).

Режим сушки корректируют по состоянию упругих деформаций в древесине (см. рис. 69, г-ж); при необходимости процесс форсируют или замедляют повышением или уменьшением психрометрической разности. Дополнительно анализируют ход процесса по уменьшению массы контрольных отрезков. Для этого немедленно после взвешивания вычисляют их влажность и строят по ходу процесса кривую сушки (см. рис. 27). Если
процесс сушки протекает нормально, а контрольный отрезок взвешивается правильно и закладывается точно на прежнее место, кривая сушки будет плавной. В крайние камеры и туннели сушильного блока загружают более толстый материал, нуждающийся в меньшем часовом количестве тепла и воздуха. Необходимо автоматизировать реверсирование циркуляции воздуха по материалу, а также выполнять прерывистую циркуляцию воздуха (прибор КЭП-12У).

На рис. 70 показано реальное протекание внутренних деформаций древесины при сушке ясеневых досок толщиной 40 мм, аналогичное эскизному изображению на рис. 28. Кривые рис. 70, I показывают распределение влажности по толщине материала на 3, 4, 6, 10, 20, 24-е сутки от начала процесса. На. рис. 70, II изображены упругие деформации слоев, замеренные немедленно после их откалывания в эти же моменты сушки. На рис. 70, III представлено дополнительное искривление этих же слоев в результате выравнивания их влажности (остаточная деформация).

Рис. 70. Действительные закономерности сушильных процессов:
а - для досок с начальной влажностью 67%; б - для досок с начальной влажностью около 80%; / - последовательные кривые влажности; // - натурные слои упругих деформаций для того же времени; /// - соответственно натурные слои остаточных деформаций

Такие деформации следует выявлять при высушивании толстых пиломатериалов твердых пород. Они дают яркое представление о протекающих в высушиваемой древесине влажностных и реологических процессах, крайне полезных для нормализации производственной сушки пиломатериалов. Остановимся на некоторых выводах, следуемых из рассмотрения этой «фотографии» процесса сушки. На рис. 70, / видно, что к концу процесса сушки, до конечной влажности 8%, влажность практически выравнялась до проведения влаготеплообработки материала. Из рис. 70, / следует также, что I стадия сушки закончилась на 4-й день процесса при влажности в середине материала 63 % и что все слои оказались параллельными, упругие деформации в середине материала (II стадия), но к концу процесса эти деформации снизились. Из рис. 70, //, /// видно, что остаточные деформации при сушке древесины ясеня во много раз больше упругих, это помогает более точно строить эпюры внутренних деформаций (см. рис. 29), и что остаточные деформации являются определяющими при количественной оценке протекания сушильного процесса, ими релаксируются упругие деформации. Оба эти рисунка представляют особую значимость как для практики, так и для основ реологии сушки древесины, в особенности для проведения и контроля конечной влаготеплообработки.

Из рис. 70, // следует также, что в последней схеме слои потеряли параллельность (приобрели форму слоев начальной схемы), т. е. конечная влаготеплообработка проведена с избытком. Из рис. 70, /// видно, что в середине сечения доски остаточные деформации протекают по иной закономерности, чем у ее поверхности, и снаружи образца, у внутренней пласти доски, слои изогнулись больше, чем у внешней, лицевой (хотя древесина растрескивается у лицевой, т. е. внешней нласти доски).

Учащимся следует внимательно рассмотреть эти «фотографии» реального процесса сушки пиломатериалов одновременно с эскизной схемой на рис. 28.

Конечная влажность. Обобщения по влаготеплообработке

Конечная влажность пиломатериалов. В изготовленных изделиях влажность древесины должна быть равна эксплуатационной влажности, т. е. средней за год равновесной влажности воздуха, в котором высушенная древесина будет находиться в условиях эксплуатации.

Вследствие разнообразия климатических условий на территории высушенная древесина должна иметь неодинаковую влажность. Так, в условиях отапливаемых помещений юго-восточного Черноморского побережья влажность древесины, например паркета, мебели и т. д., должна быть
значительно (на 3...5%) выше, а в Восточной Сибири ниже, чем в аналогичных условиях средней части страны.

В неотапливаемых помещениях и под навесом равновесная влажность воздуха будет больше, чем внутри отапливаемых помещений. В то же время при печном отоплении она будет более высокой, чем при паровом или водяном обогреве.

Влажность мебели в отапливаемых помещениях изменяется даже в течение года - в начале зимы она максимальная, зимой, когда в помещениях сухо, мебель подсыхает, поэтому в начале весны она будет минимальной. Диапазон колебания влажности деревянных деталей в течение года зависит от их сечения и породы древесины, а также поверхностной отделки. Толстые детали обладают большей влажностной инерционностью, чем тонкие.

При нормировании конечной влажности древесины, выгружаемой из сушильных установок, следует учесть, что при сострагивании наружного, более сухого слоя доски во время изготовления деталей, влажность повышается. Кроме того, влага вносится в ряде случаев с клеем. Поэтому влажность древесины, выдаваемой сушильными камерами, должна быть на 1 ... 3 % ниже влажности для древесины в готовой продукции.

В соответствии с имеющимися техническими условиями и указаниями средняя влажность нестроганых досок или заготовок, а также древесины в готовых изделиях должна быть следующей, %:

Древесину, предназначенную для изготовления изделий, используемых в помещениях с центральным отоплением, следует высушивать до влажности 5... 6 %.

Во избежание ослабления шиповых соединений, древесина шипа должна иметь пониженную влажность по сравнению с влажностью древесины гнезда. В этих целях рекомендуется оторцованные сухие заготовки подвергать в пачках торцовой досушке в камерах, затем нарезать шипы и быстро собирать изделия.

Недосушка материала в камерах опаснее по последствиям, чем пересушка. Недосушенная древесина отдает влагу в условиях эксплуатации окончательно изготовленных изделий. Это приводит к сокращению поперечного сечения деталей, их деформациям, возникновению зазоров и даже щелей, расслаблению и нарушению соединений, ухудшению качества и быстрой порче изделий.

Конечная влаготеплообработка пиломатериалов. При завершении процесса сушки по толщине материала остается заметный перепад влажности (см. рис. 28, 4), Если такой материал разрезать вдоль на две доски половинной толщины, они искривятся желобом, т. е. проявятся упругие деформации (см. рис. 28, 9). При частичной механической обработке поверхностной зоны материала он также будет деформироваться (коробиться, скручиваться и т. п.) из-за нарушения равновесия внутренних напряжений при снятии внешнего напряженного слоя. Кроме того, у высушенного материала при медленном последующем выравнивании влажности (см. рис. 28, 4, 5) упругие деформации (размер 2f на поз. 9) могут увеличиться. При этом в доске, заготовке или детали возможно образование внутренних полостей (раковин).

В связи с этим в конце процесса сушки необходимо выравнять влажность (см. рис. 28, из поз. 4 в 5) и снять упругие деформации по сечению материала (из поз. 9 в поз. 10). Это достигается путем влаготеплообработки материала. При этом одновременно достигается выравнивание влажности по объему штабеля.

Процесс влаготеплообработки заключается в дополнительном сквозном прогреве с одновременным увлажнением поверхностной зоны материала для повышения деформативности и влагопроводности древесины. В этих условиях ускоряется релаксация (спадание) упругой деформации и одновременно выравнивается влажность по толщине материала. На рис. 29, а (справа, на участке 6-7) показана кинетика конечной влаготеплообработки материала. При этом влажность поверхностной зоны (линия 6-7) резко возрастает, увеличивается и упругая деформация У, поэтому происходит быстрое нарастание суммарных остаточных деформаций (уменьшение усушки). При последующем охлаждении материала его поверхностная зона интенсивно отдает влагу, снижаются и упругие деформации.

Режим влаготеплообработки заключается в увеличении температуры в камере на 6... 8 °С выше, чем в конце сушки, но не более чем до 100 °С. Психрометрическая разность поддерживается минимальной (2 ... 3 °С).

Длительность влаготеплообработки составляет 3... 5 % продолжительности сушки (большее значение - при повышенных требованиях к качеству древесины). В негерметичных камерах часто бывает трудно выдержать малую психрометрическую разность; в этом случае процесс кондиционирования увеличивают до 6... 10 % длительности сушки. Окончание влаготеплообработки контролируют по состоянию материала (см. рис. 28, 5, 10, 15). Для ускорения контроля образцы помещают на несколько часов в сушильный шкаф; они должны оставаться прямым до и после досушки их в шкафу.

По окончании влаготеплообработки толстый материал оставляют для медленного охлаждения на несколько часов в закрытой выключенной камере. Затем приоткрывают двери и оставляют в камере на время примерно 0,3 от продолжительности нагревания. При охлаждении толстого материала со значительной конечной влажностью возможен пуск в закрытую камеру небольшого количества увлажнительного пара, задерживающего пересыхание поверхности охлаждаемого материала.

До поступления в производство материал должен окончательно охладиться на складе; тонкий — за 1 сут, а толстый не менее чем за 2 сут. В сушильных штабелях при таком охлаждении фиксируется почти плоская форма охладившегося материала, зажатого прокладками. В случае разгрузки теплого материала возникает дополнительное его коробление, искривление и т. п. освободившихся от зажатия досок, не достигших еще жесткого стабильного состояния.

Не следует оставлять сухой и особенно тонкий материал на длительное время в сушильных штабелях. Если в высушенном материале частично отпала потребность, его укладывают в плотные стопы.

Дефекты сушки пиломатериалов

Здесь имеются в виду разнообразные дефекты, возникающие в пиломатериалах во время сушильного процесса. Основные дефекты сушки и меры их предупреждения приведены ниже.

1. Недосушка древесины до требуемой конечной влажности - основной, наиболее распространенный дефект сушки. Причина его возникновения - слабый контроль процесса сушки. Необходим систематический контроль ОТК предприятия за соблюдением технологии сушки древесины.

2. Неравномерное просыхание материала по длине штабеля является следствием неравномерной раздачи воздуха или его нагрева по длине камеры, а также неудовлетворительного состояния дверей. Необходимо отрегулировать раздачу воздуха и его нагревание, а также заменить двери на утепленные, герметичные.

3. Неравномерное просыхание древесины по ширине штабеля происходит при слабом движении воздуха по материалу. Необходимо экранировать штабель во избежание перетекания воздуха помимо материала, а также увеличить подачу воздуха вентиляторами. Кардинальным решением будет проведение реконструкции сушильной установки (временным - разреженная укладка материала в зонах его недосыхания).

4. Неравномерное просыхание материала по высоте штабеля наблюдается при неправильной раздаче воздуха и слабой его скорости по материалу. Рекомендации см. в п. 3. В камерах с естественной циркуляцией необходимо нормализовать укладку пиломатериалов в штабель.

5. Неравномерное просыхание пиломатериалов по объему штабеля происходит при парной (по толщине) укладке досок, разнотолщинности досок, прокладок и других нарушений технологии сушки пиломатериалов.

6. Неравномерное просыхание по толщине материала возникает вследствие проведения форсированного процесса сушки при значительной конечной влажности древесины. К этой же категории дефектов сушки относится наличие в высушенном материале упругих деформаций растяжения (см. рис. 28,6) или сжатия (рис. 28, 14) поверхностной зоны материала. В первом случае надлежит сократить конечную влаготеплообработку материала, а во втором — удлинить, усилить ее.

7. Коробление материала во время сушки предупреждается аккуратным формированием сушильного штабеля.

8. Коробление после сушки происходит при наличии в высушенном материале влажностных и упругих деформаций, поэтому необходимо проводить надлежащую влаготеплообработку высушенных пиломатериалов и не разгружать их до полного (сквозного) охлаждения древесины.

9. Растрескивание свежеотпиленных торцов досок и заготовок наблюдается в самом начале процесса сушки из-за быстрого их высыхания. Метод предупреждения - снижение на короткое время психрометрической разности в 2 раза по сравнению с назначенной для I ступени сушки.

10. Растрескивание пластей материала предупреждается смягчением режимных условий в I стадии сушки путем уменьшения величины психрометрической разности, тщательной проверки парности термометров в психрометре; при сушке толстых сортиментов твердых пород следует пользоваться лабораторными термометрами для психрометров, тщательно герметизировать и теплоизолировать сушильную камеру.

11. Возникновение раковин (во II стадии сушки) предупреждается смягчением режима сушки в I стадии процесса. В готовых деталях, даже в изделиях, раковины возникают в древесине вследствие выравнивания влажности по толщине материала после сушки; метод предупреждения - надлежащая влаготеплообработка материала по окончании сушки.

12. Плесень на материале возникает при слабой циркуляции воздуха; рекомендуется усилить циркуляцию воздуха, дополнительно прогреть материал, улучшить его укладку для сушки.