Глубокая пропитка древесины автоклавным способом

Технологические схемы автоклавной пропитки древесины

Имеется ряд технологических схем (или способов) автоклавной пропитки, различающихся последовательностью операций воздействия на древесину повышенного и пониженного давления пропитывающей жидкости и воздуха. Изменяя эту последовательность, уровень давления и температуры, а также длительность операций, можно управлять результатами пропитки в соответствии с предъявляемыми к ней требованиями.

В промышленности в настоящее время применяют следующие способы:

• «вакуум — давление — вакуум» (сокращенно ВДВ);
• «давление — давление — вакуум» (ДДВ);
• многоцикличные;
• «вакуум — атмосферное давление — вакуум» (ВАДВ);
• автоклавно-диффузионная пропитка;
• совмещенная сушка — пропитка.

Пропитка древесины способом ВДВ

График пропитки этим способом, называемым также способом полного поглощения, приведен на рис. 1, а.
Автоклав загружается древесиной. Затем последовательно выполняются следующие операции:

1. — создание воздушного вакуума;
2. — выдержка древесины в вакууме;
3. — заполнение автоклава жидкостью;
4. — создание жидкостного давления;
5. — выдержка древесины в жидкости под давлением; 6— сброс давления до атмосферного;
6. — слив жидкости из автоклава; 8— создание воздушного вакуума;
7. — выдержка в вакууме;
8. — сброс вакуума и разгрузка автоклава.

Собственно пропитка происходит во время выдержки древесины под давлением. Начальный вакуум способствует повышению глубины пропитки и увеличению поглощения древесиной жидкости, так как из полостей клеток удаляется воздух, препятствующий ее движению. Повторный вакуум предназначен для подсушки поверхности сортиментов.

Способ ВДВ применяют преимущественно для пропитки древесины водорастворимыми веществами. Для пропитки маслами этот способ используется в тех случаях, когда требуется высокое поглощение пропитывающих веществ. Он является также основным при пропитке антипиренами, которые, как отмечалось выше, необходимо вводить в древесину в большом количестве.

Результаты пропитки (ее глубина и поглощение) определяются свойствами пропитываемой древесины, а также режимом процесса, регламентирующим продолжительность основных операций, давление и температуру жидкости. В зависимости от породы и размеров сортиментов, их назначения и характера пропитывающей жидкости параметры режимов пропитки изменяются в следующих пределах: глубина вакуума 0,08. 0,09 МПа; жидкостное давление 0,6. 1,5 МПа; продолжительность выдержки под вакуумом — 0,25. 0,35 ч, под давлением — 0,5. 8 ч; температура растворов солей — 20. 60 °С, масел — 85. 95 °С.

Конкретные режимы пропитки устанавливаются техническими условиями предприятий. Для примера в табл. 6.2 приведен режим пропитки деталей градирен раствором ХМ-11.

Пропитка способом ДДВ

Процесс пропитки способом ДДВ, называемым также способом ограниченного поглощения, состоит из следующих операций (рис. 6.13, б):

1. — загрузки автоклава и создания в нем воздушного давления;
2. — выдержки древесины под воздушным давлением;
3. — заполнения автоклава жидкостью;
4. — подъема жидкостного давления;
5. — выдержки в жидкости под давлением;
6. — сброса давления;
7. — слива жидкости;
8. — создания вакуума;
9. — выдержки под вакуумом;
10. — сброса вакуума и разгрузки автоклава.

Режим пропитки способом ВДВ сосновых деталей градирен толщиной до 30 мм раствором антисептика ХМ-11 (ТУ Волгоградского мачтопропиточного завода)

Источник

Технология автоклавной пропитки

Одним из способов обработки древесины защитными составами является глубокая пропитка под давлением (импрегнирование). Этот способ обеспечивает защиту глубоких слоев древесины и на сегодняшний день считается самым эффективным. В результате глубокой пропитки, срок службы древесины многократно увеличивается. Обработанная таким образом древесина может эксплуатироваться в течении 40-45 лет, в условиях контакта с грунтом и атмосферной влагой.

Глубокая пропитка древесины — импрегнирование

Одним из способов обработки древесины защитными составами является автоклавная пропитка. Этот способ обеспечивает защиту глубоких слоев древесины и на сегодняшний день считается самым эффективным. В результате глубокой пропитки, срок службы древесины многократно увеличивается. Обработанная таким образом древесина может эксплуатироваться в течении 40-45 лет, в условиях контакта с грунтом и атмосферной влагой.

Технологические этапы процесса ВДВ (вакуум-давление-вакуум)

	На первой стадии обрабатываемый материал помещается в специальную камеру. Здесь создается вакуум, с помощью которого из древесины откачивается весь воздух.
	Под воздействием вакуума в камеру обработки из резервуара поступает защитный состав.
	Затем создается гидравлическое давление, благодаря которому пропиточный раствор закачивается в подготовленные клетки древесины.
	То, как долго в камере будет поддерживаться гидравлическое давление, напрямую зависит от породы обрабатываемого дерева. Спустя некоторое время, необходимое для глубокого проникновения защитного средства в древесину, его перекачивают обратно в резервуар.
	В камере снова образуется вакуум, за счет которого с поверхности обрабатываемой древесины снимаются остатки пропиточного состава.
	После этого давление в камере восстанавливается до атмосферного. За счет разницы давлений (низкого внутри обрабатываемого материала и атмосферного в камере), защитный состав втягивается в клетки древесины.

После завершения процесса древесина определенное время должна вылежаться для того, чтобы консервирующий антисептик зафиксировался.

При использовании данного метода лучше, чтобы обрабатываемый материал был хорошо просушен, поскольку высокое содержание влаги может препятствовать проникновению защитного состава в клетки древесины. Считается, что предпропиточная влажность древесины при таком способе пропитки не должна превышать 30%.
назад

Источник

Автоклавная пропитка древесины

Пропитку (импрегнацию) древесины выполняют для повышения биостойкости (пропитка антисептиками), повышения огнестойкости (пропитка антипиренами), а также декоративной отделки полуфабрикатов или изделий из древесины (пропитка красителями).

Способов пропитки существует несколько. Наиболее распространенный — метод окунания (например, штабеля сырых пиломатериалов) в ванну с раствором антисептика. Для ускорения процесса применяют пропитку сначала горячим раствором, а потом холодным. При этом способе увеличивается глубина пропитки, но возрастает себестоимость продукции.

Второй способ — пропитка в автоклавах — получает все большее распространение в связи с развитием индустрии деревянного домостроения. Активно он применяется и в шпалопропиточном производстве.

В технологии пропитки нужно обращать внимание на следующие стороны процесса:

Сегодня рынок предлагает широкий выбор защитных средств для древесины — как отечественных, так и импортных. В производстве шпал применяют в основном каменноугольное масло (креозот) — темную маслянистую жидкость со специфическим запахом. Креозот можно использовать также для пропитки нижних венцов рубленых или брусовых домов и всех деревянных деталей, контактирующих с почвой. Нужно учитывать, что этот антисептик отнесен к веществам первой группы опасности и его использование требует специальных мер защиты персонала. К тому же он затрудняет окраску изделий и несколько повышает горючесть древесины.

Перспективный антисептик для пропитки шпал — препарат «Ултан», отечественный аналог антисептика, применяемого в странах ЕС для обработки деревянных деталей, которые эксплуатируются в сложных условиях. Пропитанная «Ултаном» древесина по прошествии некоторого времени безвредна для млекопитающих, но губительна для простейших организмов. «Ултан» — вещество на водной основе, оно легко проникает в древесину, которая в результате приобретает болотно-зеленый цвет. Поверхность обработанной древесины пригодна для окраски.

Для пропитки досок и брусьев предлагается широкий спектр водорастворимых антисептиков на основе фтора, хрома или фенола.

При пропитке круглых лесоматериалов следует учитывать, что их заболонная зона очень хорошо впитывает жидкости и может пропитываться почти полностью, в то время как ядровая древесина пропитывается на глубину не более 2-5 мм даже при повышенном давлении.

При выборе породы древесины нужно учитывать ее стойкость к загниванию. ГОСТ 20022.2 устанавливает четыре класса стойкости, отдельно для заболони и для ядра. Брусья и толстые доски обычно выпиливают из ядровой зоны бревен, иногда с некоторой долей заболони вблизи кромок. По стойкости ядровой древесины к стойким относят сосну, кедр, лиственницу, дуб, ясень, к среднестойким — ель, пихту, бук, к малостойким — вяз, клен, к нестойким — березу, липу, осину. Важно также, чтобы в древесине перед пропиткой не было свободной влаги, то есть влажность была не более 30%. Выполнить это условие довольно трудно, так как камерная сушка толстых сортиментов экономически не оправданна, а атмосферная требует много времени.

Имеется несколько вариантов автоклавной пропитки древесины. Наиболее распространен сегодня метод ВДВ (вакуум — давление — вакуум). При этом соблюдается следующая последовательность операций:

1. Создание в автоклаве воздушного вакуума.

2. Выдержка древесины в вакууме.

3. Заполнение автоклава жидкостью.

4. Создание жидкостного давления.

5. Выдержка древесины в жидкости под давлением.

6. Сброс давления до атмосферного.

7. Слив жидкости из автоклава.

8. Создание воздушного вакуума.

9. Выдержка в вакууме.

10. Сброс вакуума и разгрузка автоклава.

Выдержка древесины в вакууме на первом этапе способствует поглощению древесиной жидкости, так как из полостей удаляется воздух. Повторная выдержка в вакууме служит для подсушки поверхности сортиментов. Глубина вакуума составляет примерно 0,08 МПа, жидкостное давление — до 1,5 МПа. Общий цикл пропитки длится несколько часов и зависит от многих факторов.

Для примера рассмотрим цикл пропитки 32 шпал на Тульском шпалопропиточном заводе. Он продолжается 1 час 45 мин.: 10 мин. — загрузка и выгрузка автоклава, 15 мин. — прогрев шпал и первичный вакуум, 3 мин. — закачка антисептика, 35 мин. — избыточное давление разогретого (до 95°C) антисептика, 3 мин. — откачка антисептика, 7 мин. — вторичный вакуум. Затем шпалы обтекают и автоклав разгружают. Каменноугольное масло проникает на 2-5 мм в ядровую зону и на глубину до 50 мм — в заболонь. Для увеличения эффективности пропитки выполняют накалывание шпал на глубину 50-60 мм. Требования к безопасности и методы контроля этих процессов прописаны в ГОСТе 20022.5-93.

В состав автоклавных пропиточных установок входит резервуарное (автоклавы), пневмогидравлическое, тепловое, контрольно-­регулирующее и вспомогательное оборудование. Пропиточный автоклав представляет собой стальной цилиндр диаметром 1-2 м и длиной до 27 м. С торцов цилиндр закрыт полусферическими крышками, из которых одна может быть глухой, а другая — съемной, с надежными запорными устройствами. Автоклав оборудован предохранительными клапанами, штуцерами для подключения трубопроводов и датчиками для измерения уровня жидкости, температуры и давления.

Помимо основного пропиточного автоклава, часто требуется маневровый автоклав для межоперационного хранения и нагрева пропиточной жидкости. У него внутри гладкотрубные паровые калориферы, а снаружи — люки для осмотра и очистки, а также штуцеры для подключения трубопроводов и датчиков. В качестве маневрового автоклава можно использовать и простой открытый бак, который устанавливают над основным пропиточным автоклавом.

Дистанционные измерения уровня жидкости в автоклаве выполняются при помощи специальных мерников. Для подготовки пропиточных растворов нужны баки­-смесители с калориферами и мешалками, а для хранения запасов — резервуары­-хранилища. Для обеспечения вакуума и избыточного давления жидкости устанавливают вакуум­-насосы и жидкостные насосы. Для получения сжатого воздуха применяют компрессоры с аккумуляторами (ресиверами) для хранения запасов сжатого воздуха. К тепловому оборудованию пропиточных установок относятся теплообменные аппараты (конденсаторы, калориферы и т. п.), конденсатоотводчики, парораспределительные системы.

Современные установки снабжены полностью автоматическими системами для регулирования и настройки основных параметров процесса пропитки. К вспомогательному оборудованию относятся механизмы загрузки и выгрузки материала в автоклав, а также весы, дозаторы и т. п. Обычно материал загружают и выгружают с помощью тележки на рельсовом ходу. В нашей стране установки вакуумной пропитки выпускают несколько предприятий.

Красноярский ОАО «ПО «Электрохимический завод»» изготавливал установки ВАП-1 диаметром 2000 мм, длиной 6,8 м и объемом загрузки 6-7 м 3 для пропитки изделий из древесины водорастворимыми антисептиками, антипиренами и красителями.

Новосибирское ЗАО «Даурия» предлагает установки АП-12 общим объемом 57,3 м 3 . Наибольшая вместимость автоклава — 23 м 3 древесины (три пакета длиной 5,5 м).

Отечественные станкоторговые организации готовы поставить комплектные установки вакуумной пропитки производителей из различных стран: Altesa (Италия), Italmac (Китай), Scholz (Германия), WTT T-10 (Дания). Диаметр предлагаемых установок — 1800 мм, рабочая длина — 12 м, что позволяет пропитывать габаритные изделия, например, опоры ЛЭП. Размеры пакета пиломатериалов, который можно загружать в такие установки, — 1200 х 1200 х 12 000 мм. Загрузка и выгрузка материалов — с помощью тележки на рельсовом ходу. Установки могут работать как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Источник