Общеизвестно, что на определение объема древесного сырья и его качества влияет наличие пороков древесины. Древесина, как продукт биологического происхождения, отличается исключительной неоднородностью своих свойств и структуры. Ствол дерева обладает характерными свойствами: неоднородностью строения, способностью высыхать, разбухать, коробиться и растрескиваться, возгораться и загнивать.
Ствол составляет более половины объема дерева (сосна – 65-77%; береза – 78-90%). На его поперечном разрезе различимы кора и древесина со слоями годичного прироста и сердцевиной разной формы, величины и смещённости от центра. В месте расположения живой ветви виден переход слоев годичного прироста и сердцевины из древесины в ветвь. Отмирающие ветви у ствола постепенно покрывается годичными слоями, и образовывают зарастающие и глубоко заросшие сучья. В разных частях ствола сучья рознятся: мелкие, глубоко заросшие в нижней (комлевой); крупные заросшие с утолщениями на стволе в средней; зарастающие на поверхности ствола у кроны; крупные от обломанных или отмерших ветвей в живой кроне.
Сучки, как части ветвей, заключенных в древесине ствола, нарушают однородность древесины и являются самым частым ее пороком. Их наличие и размеры влияют на получаемый сортимент и сорт лесоматериалов, пилопродукции и шпона.
В лесоматериалах измеряются диаметры сучков и их высота. Диаметр открытого сучка измеряется по наименьшему размеру вне зависимости от угла его расположения к оси ствола, а высота – от коры до наиболее удаленной твердой (не разбитой и не измочаленной) части сучка; в размеры не включаются присучковый наплыв или впадины на поверхности бревна.
В процессе очищения ствола от сучьев, под влиянием дереворазрушающих грибов, образуются загнившие и гнилые сучки. Обычно они гниют только сверху, благодаря защитным свойствам дерева. Табачный же сучок, как полностью разложившийся и превратившийся в белую или бурую массу, растирающуюся в пыль пальцами, связан с гнилью ствола, являясь её внешним признаком (встречается в средней и нижней части стволов, где присутствуют и плодовые тела грибов). Через мертвые сучки или корни в ствол проникает гниль и разлагает её; при наличии совокупности грибов и бактерий образуется дупло.
В древесине могут быть иные, скрытые пороки: крень, кармашек, двойная сердцевина, метиковая трещина, прорость и др. Многие пороки выявляются после валки деревьев, их раскряжевки, распиловки, лущения или измельчения. Андрей Петрович Митченко, заместитель генерального директора по качеству АО «Шмидт энд Олофсон», рассказывает о методах выявления cкрытых пороков древесины, которые не сопровождаются ее разрушением в процессе изучения.
Определение внутреннего строения древесины
Для определения внутреннего строения древесины может применяться резистограф немецкой компании Rinntech. Принцип работы резистографа: регистрация сопротивления древесины при сверлении ствола тонкой буровой иглой (d=3 мм). Он используется для выявления гнили в стволах деревьев, оценки товарной структуры древостоев, аварийности деревьев в рекреационном лесопользовании и проверки безопасности конструкций деревянных построек, для считывания слоев древесины при определении возраста дерева. Прибор прошел аттестацию в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии РФ.
Изучение состояния древесины
Состояние древесины можно изучать с помощью бороскопа производства компании Olympus. Через просверленное в стволе отверстие (d=10 мм) вставляется трубка и в окуляр во всех направлениях осматривается древесина. Изображение выводится на экран или фотографируется специальной камерой.
Внутреннее разрушение стволов городских деревьев может выявляться методами томографии: электрической, ультразвуковой или с применением георадара.
Для выявления внутреннего распада древесины, её механических свойств, расположения, размеров и формы пороков, применяется ультразвуковая томография. Определяется время распространения в стволе дерева акустических волн от нескольких датчиков, расположенных вокруг него. Таким импульсным томографом является «Арботом», выпускаемый немецкой фирмой Rinntech.
Исследование внутреннего строения ствола
Для исследования внутреннего строения ствола живого дерева, в научно-исследовательских целях также используется лучевая (георадарная) томография (двухканальный георадар Zond 12e производства НПФ «Радарные Системы» (Латвия).
Георадар позволяет определить распределение диэлектрической проницаемости в стволе, зависящей от влажности коры, ядра, заболони, здоровых и пораженных участков древесины. Без механического воздействия с высокой разрешающей способностью можно изучить строение ствола, а также наличие (отсутствие) дефектов древесины.
Упомянутые методики имеют свои ограничения в использовании: определение внутренних пороков по косвенным внешним признакам; механическое повреждение древесины; невозможность применения на производстве для определения качества круглых лесоматериалов в промышленных масштабах.
Определение скрытых пороков лесоматериалов
Примером оборудования, в промышленных масштабах определяющего скрытые пороки лесоматериалов, является система машинного зрения и контроля качества финской компании Finnos. Лазерные измерения дополнены рентгеновской технологией сканирования, когда внутреннее качество бревен определяется на этапе их сортировки, что оптимизирует потребление сырья, повышает производительность и выход продукции. С 2016 года компания Finnos реализовала установку 3D и рентген-сканеров для более 40 проектов в странах Скандинавии и СНГ.
Сканеры Finnos предназначены для различных линий: сортировки бревен, лесопильных, фанерного кряжа, непрерывного измерения потока древесной щепы. X-ray технология сканирования видит то, что не видят 3D сканеры: внутреннюю структуру бревна (плотность древесины, годичные кольца, долю ядровой древесины, сучки, гниль, минеральные и металлические включения). Диаметр бревна измеряется без коры с точностью <1 мм, без применения коэффициентов на кору и иных поправочных коэффициентов.
Ознакомившись с ретроспективой подходов к определению скрытых пороков древесины, можно убедиться, что возможности определения скрытого качества древесного сырья расширились и существенно продвинулись вперед.
Компания «Шмидт энд Олофсон»
Санкт-Петербург, ул. Сестрорецкая, д.8 литер А
+7 812 430 01 05 , +7 931 532 55 82
info@woodcontrol.com
www.woodcontrol.com
