Способ увеличить срок службы деревянных пропитанных шпал

В железнодорожной сфере древесина продолжает играть важную роль, несмотря на активное внедрение современных материалов, таких как железобетон и пластик. Особенно древесина актуальна для северных регионов, где использование деревянных шпал остается наиболее целесообразным из-за климатических условий. Это приводит к тому, что спрос на древесину для таких целей продолжает расти.

Однако только сосна, ель, пихта, береза и лиственница, обладают необходимыми техническими и химическими свойствами и подходят для изготовления шпал. Многие из этих пород становятся дефицитными и это делает особенно важным вопрос продления срока службы деревянных шпал.

Кроме того, древесина — органический материал и она подвержена разрушению насекомыми-древоточцами, поражению грибками, что приводит к гниению, в результате она теряет свои физико-механические свойства, особенно на поздних стадиях разрушения.

Чтобы предотвратить эти процессы, применяются различные меры. Например, для изготовления шпал используется только сухая и здоровая древесина, а также создаются условия, которые препятствуют развитию грибков и насекомых. Важным этапом является химическая антисептическая обработка, которая придает древесине биостойкость. Это может быть как нанесение защитной пленки на поверхность, так и глубокая пропитка антисептиками. Однако поверхностная обработка имеет свои недостатки: пленка со временем разрушается под воздействием воды, ветра и других факторов. То же самое происходит, если антисептик нанесен неравномерно или недостаточно глубоко. В процессе эксплуатации древесина может трескаться, обнажая незащищенные участки. Поэтому глубокая и равномерная пропитка считается более эффективным способом продления срока службы шпал.

В данной статье рассмотрим метод, увеличивающий срок службы деревянных шпал и позволяющий добиться глубокой, равномерной пропитки. Речь пойдет о механической обработке методом накалывания перед пропиткой, который упоминается в пункте 5.7 ГОСТ Р 58615-2019.

Суть метода накалывания перед пропиткой

На поверхности древесины создается специальная «сетка наколов» — множество мелких отверстий, которые служат каналами для проникновения пропиточных составов. Эти отверстия не перерезают волокна древесины, как это происходит при сверлении, а лишь аккуратно разделяют их. Это позволяет сохранить механическую прочность материала, одновременно улучшая его способность впитывать защитные вещества.

Для накалывания используются специальные ножи толщиной 3 мм, которые создают отверстия заданной глубины, не повреждая структуру древесины. Расположение ножей тщательно рассчитано: они формируют сетку наколов, которая обеспечивает сплошную пропитку поверхностного слоя древесины. Благодаря этому защитный состав проникает не только в заболонь, но и в более плотные части — ядро и спелую древесину.

Особенно эффективно накалывание перед пропиткой каменноугольным маслом, которое используется для защиты железнодорожных шпал. Этот метод позволяет значительно сократить время обработки и улучшить качество пропитки даже для таких сложных пород, как ель и лиственница. Толщина защитного слоя после накалывания равна глубине накола плюс 6-8 мм (в некоторых случаях до 50 мм), что обеспечивает надежную защиту от внешних воздействий.

Сегодня используются два основных типа наколочных линий: позиционные и проходные.

• Позиционные станки работают по принципу штампа: иглы-ножи вдавливаются в древесину, создавая отверстия. Однако такие станки имеют низкую производительность и требуют больших энергозатрат.
• Проходные станки более современны и эффективны. В них ножи закреплены на горизонтальных и вертикальных барабанах. Древесина проходит между барабанами, и ножи накалывают ее с четырех сторон одновременно. Это позволяет обрабатывать материал быстро и равномерно.

Шаг наколки (расстояние между проколами) составляет 75 мм по длине и 6 мм по ширине. Такая сетка обеспечивает оптимальное распределение защитного состава. Ножи для накалывания имеют специальную геометрию: толщина — 3 мм, угол заострения — 50°, угол заточки — 30°. Эти параметры подобраны так, чтобы минимизировать нагрузку на нож и предотвратить раскалывание древесины.

Эффективность накалывания подтверждена на практике ООО «Артемовским шпалопропиточным заводом», где эта технология успешно используется второй год. Благодаря накалыванию удалось:

1. Увеличить глубину пропитки

Накалывание древесины перед пропиткой позволяет увеличить глубину проникновения антисептика до 15-20 мм., а в месте накола до 30-50 мм.

2. Сократить время пропитки

Для древесины с хорошей пропитываемостью (например, заболонь сосны и березы) накалывание позволяет сократить время пропитки в автоклаве. Это приводит к увеличению производительности пропиточных установок и снижению энергозатрат на процесс обработки.

3. Уменьшить растрескиваемость древесины

Наколы помогают равномерно распределить внутреннее напряжение, которое возникает при сушке. Это предотвращает образование глубоких трещин. Кроме того, наколы позволяют влаге испаряться более равномерно.

4. Улучшить качество продукции, сохранив механические свойства материала

Наколотые шпалы глубже пропитываются антисептиком, что делает их более устойчивыми к воздействию дереворазрушающих грибков и других биологических факторов. Это увеличивает срок службы изделий и снижает частоту их замены, что особенно важно для железнодорожных шпал, эксплуатирующихся в сложных условиях.

5. Увеличить срок службы изделий

Увеличение срока службы шпал за счет более глубокой пропитки позволяет снизить частоту их замены. Это приведет потребителей к экономии на закупке новой продукции и сокращению затрат на обслуживание инфраструктуры.

Накалывание особенно эффективно для древесины с высокой влажностью, например, только что заготовленных шпал. Совместное использование накалывания и пропитки каменноугольным маслом позволяет добиться наилучших результатов: древесина высыхает с минимальным количеством трещин, сохраняя свою прочность и долговечность.

Метод подходит для всех пород древесины, включая те, которые традиционно считаются труднопропитываемыми.

Наибольший эффект достигается, если накалывание проводится непосредственно на месте изготовления шпал и брусьев. Это позволяет обрабатывать древесину сразу после распиловки, пока она еще не успела высохнуть. Влажная древесина лучше поддается накалыванию, а последующая пропитка проходит более эффективно.

Накалывание древесины — это важный этап в производстве железнодорожных шпал и брусьев. Оно не только улучшает качество пропитки, но и делает процесс более экономичным и быстрым. Благодаря накалыванию даже самые плотные породы древесины, такие как ель и лиственница, получают надежную защиту от гниения и других внешних воздействий. Это продлевает срок службы железнодорожных конструкций, снижает затраты на их обслуживание и повышает безопасность железнодорожного транспорта. Если вы работаете в этой отрасли, накалывание — это технология, которую нельзя игнорировать. Она уже доказала свою эффективность и продолжает оставаться ключевым элементом в защите деревянных конструкций.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈