Производство клееных деревянных конструкций

Инженерные системы

В предыдущих публикациях цикла мы рассмотрели достоинства и недостатки работы с различными клеевыми системами. Теперь уделим внимание необходимым инженерным системам предприятия.

Одна из наиболее важных систем жизнеобеспечения любого деревообрабатывающего производства - система аспирации.

Аспирация

При проектировании системы аспирации необходимо руководствоваться следующими требованиями:

• система должна обеспечивать в час двукратный воздухообмен в рабочей зоне (согласно СаНПиН), а также забор свежего воздуха не менее 6 м³ на 1 м² площади в сутки, при этом скорость движения воздуха не должна превышать 0,5 м/с;
• у воздуховодов должна быть большая протяженность с учетом установки кран­балки в цехе;
• воздуховоды должны быть максимально приближены к потолку помещения;
• система должна не только очищать воздух, но и возвращать его в помещение нагретым - рекуперация позволяет существенно экономить средства на отопление в зимний период;
• следует предусмотреть вариант установки двух циклонов с возможностью переключения потоков, а также вывод обратного потока в максимальном удалении от зоны склейки. Необходимо избегать образования сквозняков и обдува зоны клеенанесения, поскольку любой воздушный поток радикально сокращает период сборки пакета заготовок при использовании любого клея;
• необходимо обязательно устроить воздушные завесы на всех воротах цеха (в случае отсутствия переходных тамбуров). В зимний период эти завесы обеспечат соблюдение необходимого температурного режима в цехе;
• обязательно наличие системы пламягашения. Древесная пыль, образующаяся в процессе деревообработки, способна самопроизвольно воспламеняться при достижении определенной концентрации в воздухе. Ежегодно по этой причине на деревообрабатывающих предприятиях происходят пожары. Поэтому высокий уровень затрат на подобные системы абсолютно оправдан. Также, по причине риска взрывоопасности, я советую размещать воздуховоды как можно выше - в случае воспламенения древесной пыли вероятность сильного огня под потолком меньше.

Ну и, конечно, самое главное условие, без которого просто нет смысла говорить о проектировании системы аспирации на предприятии: наличие точных данных о количестве станков, которые будут работать в каждом помещении, мощности этого оборудования и общем объеме отходов.

Отдельно должна быть спроектирована система вытяжной вентиляции зоны непосредственного клеенанесения. Любой клей в жидкой фазе является высокоактивным и вредным веществом. Однако все вредные компоненты клеев являются летучими. Поэтому необходимо предусмотреть размещение приемного колокола над участком клеенанесения для отвода вредных веществ, причем отдельно от системы аспирации, чтобы исключить возврат этих веществ в воздух рабочей зоны. С учетом общего воздухообмена обычно такая система даже не требует принудительного привода.

Системы водоснабжения и увлажнения воздуха

Нюансы технологии клеенанесения всегда связаны с необходимостью поддержания чистоты в цехе, поскольку пыль и грязь негативно сказываются на качестве склейки. Необходимо часто мыть и средства нанесения клея, и клеенаносящие установки, и околопрессовую механизацию, и само прессовое оборудование. Дело в том, что пока клей находится в жидкой фазе, его можно отмыть (кроме полиуретанов), после отверждения удаление остатков клея возможно только механическим путем. Целесообразнее всего подвести к участку клеенанесения теплую воду. Именно вода, нагретая до температуры около 40°C, лучше всего отмывает ЭПИ и ММФ клеи. Можно использовать для этого и холодную воду, но результат будет гораздо хуже, а вот кипяток использовать не рекомендуется - он способствует быстрому отверждению названных клеев, и остатки клея придется удалять механическим способом.

Подчеркну: воды требуется много, попытки использовать для мытья оборудования воду в емкостях разного объема приводят к большим потерям времени на довольно простые операции уборки. Настоятельно советую продумать магистральный подвод воды. При использовании полиуретановых клеевых систем обязательно применяются специальные антиадгезионные пасты, поскольку такие клеи можно смыть только ацетоном и толуолом, что невозможно на деревообрабатывающем производстве из соображений пожарной безопасности.

Решение вопроса обеспечения водой участка клеенанесения имеет большое значение также для поддержания требуемого уровня влажности в помещении этого участка. Здесь и, что очень важно, на участке складирования готовых деталей должна быть обеспечена минимально допустимая относительная влажность воздуха - 40% (оптимальная 65%). Эти требования обусловлены не столько особенностями характеристик клеевых систем (кроме полиуретановых), сколько поведением древесины в сухом климате. Для России летом и зимой характерно резкое снижение относительной влажности воздуха, до 10-15%, что приводит к высушиванию подготовленных к склейке ламелей и готовых изделий и в результате к снижению уровня адгезии, сокращению возможного периода сборки пакетов и изменению геометрии готовых изделий. Для технологических процессов с использованием ММФ и ЭПИ клеевых систем эту проблему можно решить путем увеличения расхода клея на 15-20%, что компенсирует недостаточное содержание влаги в воздухе. В случае с полиуретановыми клеями необходимо обязательно устанавливать системы принудительного увлажнения воздуха, поскольку при падении относительной влажности воздуха ниже 30% такие клеевые системы прекращают полимеризацию (проще говоря, перестают клеить).

Есть много разновидностей систем принудительного увлажнения воздуха - с автоматическим управлением и без него: одни предназначены для распыления воды через форсунки, другие - для ее разбрызгивания с помощью разных устройств. Подобные системы подразделяются на две большие группы: изотермические (с принудительным нагревом воды до парообразования) и адиабатные (в которых вода испаряется под действием потока воздуха). Изотермические системы гораздо производительнее и эффективнее. Следует также знать, что дополнительно к системе увлажнения потребуется установить систему подготовки воды, поскольку в обычной водопроводной воде избыточное содержание железа и извести, что крайне негативно отражается на работоспособности систем увлажнения. В среднем стандартные системы промышленного увлажнения воздуха потребляют до 10 кг воды в час на 1000 м³ воздухообмена. Казалось бы, это небольшая цифра, но напомню, что требуется двукратный обмен объема воздуха в час. Таким образом, объемы потребления воды будут весьма существенными, на крупных производствах ее расход доходит до 10 т в сутки.

Так ли уж необходима система увлажнения воздуха для предприятия? Я считаю, что нет. Со мной не согласятся производители большепролетных ДКК и будут по-своему правы. Однако я считаю, что на производстве деталей малоэтажного домостроения, которые относятся к менее ответственным изделиям, есть много гораздо более важных участков, в оснащение которых необходимо вкладывать финансовые средства. Установку системы увлажнения можно оставить на потом, на развитие.

Отопление и нагрев

На любом деревообрабатывающем предприятии, а тем более на том, где ведутся операции с использованием клеевых материалов, должна быть система отопления. ГОСТы рекомендуют поддерживать в зоне склейки температуру не ниже 18°C. В технических требованиях к условиям применения любых клеев их производители указывают именно эту температуру - как оптимальную, при которой должны выполняться операции склейки. Но необходимо учитывать, что с большинством клеевых систем можно работать и при более низких температурах, от 5°C. Однако я рекомендую отталкиваться в расчетах систем отопления от показателя 15°C, чтобы дать производителю клееных конструкций возможность маневра для работы даже в случае сильных морозов, которые в нашей стране не так уж и редки в зимний период.

Следует четко понимать, что поддерживать нормативную температуру требуется именно в зонах склейки и последующей выдержки деталей (период выдержки зависит от типа и производителя клеевой системы и указывается в техническом описании). Нужно учитывать, что рекомендованное производителями клеевых систем время прессования рассчитано исходя из температуры, в том числе температуры древесины. Поэтому ламели перед обработкой и склейкой должны складироваться в теплых помещениях. Поддерживать температуру не ниже 18°C в других помещениях - складах готовой продукции, участках обработки готовых изделий, предварительной сортировки пиломатериалов тне требуется.

Зачастую в зимний период на предприятиях используют различные системы принудительного обогрева зоны клеенанесения, начиная с тепловых пушек и заканчивая инфракрасными обогревателями и системами отопления прессов. Подобные меры были актуальны лет десять назад, когда существовавшие клеевые системы были не способны полимеризоваться при температуре ниже +18°C, а период их прессования составлял не менее шести часов. Сегодня, когда созданы и повсеместно применяются скоростные клеевые системы, подобные меры идут только во вред технологии. Нагрев пресса системой отопления бесполезен - при существующей скорости склейки пакет заготовок просто не успеет прогреться настолько, чтобы это повлияло на скорость запрессовки. Нагрев инфракрасными обогревателями и тепловыми пушками зоны клеенанесения влияет исключительно на сокращение времени сборки и никак не может сократить время прессования. Нагрев компонентов клея вреден, поскольку ведет к уменьшению срока их годности. Предварительный нагрев заготовок также не оказывает большого влияния на продолжительность прессования, хотя является наиболее правильным способом сокращения времени прессования, то есть повышения производительности при низких температурах. Существующие способы принудительного обогрева дают лишь иллюзию улучшения условий склейки.

Основной совет: если вам приходится работать при низкой температуре, обеспечьте стабильность температуры на участке склейки. Да, придется смириться с потерей производительности. Но практика показала, что использование средств принудительного нагрева в лучшем случае не наносит вреда процессу, в худшем - ведет к существенному снижению качества.

Михаил ТАРАСЕНКО,
pro-kleim.ucoz.ru

Клееные конструкции в деревянном домостроении
Изготовление ламелей для КДК
Клеи в производстве ДКК
Производство клееных деревянных конструкций. Детали домокомплекта