Партнеры журнала:

Лесозаготовка

Потери качества ценных экспортируемых лесоматериалов

На Северо-Западе России интенсификация применения полностью машинизированного сортиментного метода на базе использования харвестера и форвардера для лесозаготовительных операций не решила проблему повреждения круглых лесоматериалов (далее - древесины). Основные потери качества лесоматериалов отмечаются при выполнении технологических операций: валке, обрезке сучьев, раскряжевке, трелевке, складировании и вывозке. Для того чтобы оставаться конкурентоспособными, лесозаготовительные компании должны минимизировать потери древесины во время заготовки.

Объемные потери, отражающиеся на потере стоимости поставляемых лесоматериалов, не могут быть игнорированы лесозаготовителями, особенно при поставках ценных лесоматериалов на экспорт. В связи с этим сотрудниками Петрозаводского государственного университета были проведены исследования, главной задачей которых было выявление основных причин повреждения древесины с целью уменьшения потерь качества.

Опытными регионами были выбраны Республика Карелия и частично Вологодская область. Все исследуемые участки леса, отведенные под заготовку, ранее не подвергались рубкам ухода. Лесосеки были представлены разновозрастными смешанными древостоями. Например, породный состав включал ель (31% в среднем), сосну (35%), березу (28%) и осину (6%). Объем ствола на лесосеках - от 0,13 до 0,64 м3 (среднее значение 0,29 м3). Средний запас насаждения составил 150 м3/га, 520 деревьев на гектар. Типичные почвы включали пылеватые суглинки, суглинки и супеси. Лесосеки располагались на равнинной местности. Количество измеренных сосновых и еловых пиловочных бревен - 3600 шт. Количество измеренных березовых фанерных бревен - 1800 шт.

Было отмечено, что потери качества (процент выбраковки) при поставках на экспорт дорогостоящих круглых лесоматериалов (таких как фанерные бревна) могут достигать 15% объема поставляемой партии, для хвойных пиловочных бревен - 7%. Баланс интересов соблюдается потребителями за счет ценовой политики (закладывании в цену бревен объема брака), и поставщиками, которые считают возможным за данную цену пренебрегать финансовыми потерями. Указанные выше проценты выбраковки учитывают дефекты (в т. ч. механические повреждения) и пороки древесины, выявляемые на этапах заготовки и поставки потребителю.

Методика исследований предполагала использование соответствующих показателей качества, которые определялись национальными стандартами и требованиями к качеству, взятыми из контрактов, заключенных с потребителями древесины:

  • Дефекты, вызванные механическими повреждениями при валке дерева и последующей раскряжевке его на сортименты, а именно: трещина, скол.
  • Дефекты обработки, включая не полностью срезанные сучья.
  • Механические повреждения, возникающие при трелевке, сортировке, погрузке, складировании и транспортировке древесины, в том числе вырыв, задир, запил.
  • Отклонения размеров сортиментов, включая припуски по длине, а также допустимые максимальный диаметр в комлевом торце и минимальный диаметр в верхнем торце.

Измерения показателей качества круглых лесоматериалов осуществлялись в летний и зимний сезоны на делянке и погрузочной площадке.

Требования к качеству измеренных сосновых и еловых пиловочных бревен согласовывались с требованиями ТУ 13-2-12-96 «Технические условия. Пиловочные бревна, поставляемые из России в Финляндию». Для березовых фанерных бревен использовался ГОСТ 9463-88 «Лесоматериалы круглые лиственных пород» и ТУ 13-473-92 «Бревна фанерные, поставляемые для экспорта».

Для определения процента бракованных сортиментов полученные результаты сравнивались с действующими в данной лесозаготовительной компании требованиями к качеству заготавливаемых сортиментов (из контрактов). Все замеренные параметров были объединены в один показатель - так называемый процент брака. При несоответствии поставляемых лесоматериалов техническим требованиям к качеству, внесенным в контракт между лесозаготовительной компанией и покупателем древесины, они не принимались (выбраковывались) или переводились в другой сорт соответственно качеству.

Выбраковка сосновых пиловочных бревен, поставляемых на экспорт в Финляндию и заготовленных в зимний и летний сезон, составила 3 и 2,8% соответственно, еловых бревен - 3 и 3,3% соответственно. Выбраковка березовых фанерных бревен составила 6%.

Объемные потери хвойных пиловочных бревен (доля осмотренных сортиментов, %) в зависимости от дефектов, типов механических повреждений и отклонений размеров представлены на рис. 1.

вырыв
вырыв
 трещина
трещина
задир
задир
скол
скол
Рис. 4. Механические повреждения бревен

Объемные потери еловых пиловочных бревен (доля осмотренных сортиментов, %) в зависимости от дефектов, типов механических повреждений и отклонений размеров представлены на рис. 2.

Объемные потери березовых фанерных бревен (доля осмотренных сортиментов, %) в зависимости от дефектов, типов механических повреждений и отклонений размеров представлены на рис. 3.

Как видно на рисунках (рис. 1-3), наиболее распространены механические повреждения (рис. 4), которые составили: для сосновых пиловочных бревен - 3,85%, для еловых - 4,45%, для березовых фанерных бревен - 3,7%.

Дефекты обработки в виде не полностью срезанных сучьев (рис. 5) составили: для сосновых пиловочных бревен 1,7%, еловых пиловочных бревен - 1,9% и березовых фанерных бревен - 0,9%.

Случаи отклонения размеров для всех измеренных бревен не превысили 1%.

Рис. 5. Не полностью срезанные сучья
Рис. 5. Не полностью срезанные сучья
Рис. 5. Не полностью срезанные сучья

Рис. 6. Приводной стальной валец с изношенной эллипсовидной ошиповкой
Рис. 6. Приводной стальной валец с изношенной
эллипсовидной ошиповкой

Обычно сортименты, не прошедшие контроль качества, имели один или два типа повреждений. В последнем случае древесина не принималась по нескольким причинам.

Основной причиной торцевых трещин, сколов, запилов являлись: нарушение приемов работы оператором харвестера во время валки и последующей раскряжевки; работа с затупленной пильной цепью; использование ручного уровня автоматизации пиления при протяжке ствола. Использовались цепи, не рекомендованные производителем техники, и имела место некачественная заточка цепей с игнорированием требований инструкции по эксплуатации.

В редких случаях образованию торцевых трещин на бревнах способствовало несоблюдение технологических приемов работы оператором форвардера и водителем автолесовоза при выравнивании пачки сортиментов ударом о землю.

Образованию вырывов, задиров и обдиров коры способствовала изношенность ошиповки приводных вальцов (рис. 6).

Работа с затупленными (или неправильно заточенными) сучкорезными ножами и износ ошиповки приводных вальцов харвестерной головки способствовали некачественной обрезке сучьев. Были отмечены нарушения геометрии заточки ножей (рис. 7). Вследствие износа ножа геометрия его режущей кромки изменялась, а затем не была исправлена при последующих заточках. Например, были случаи дополнительной заточки ножей по нижней грани режущей кромки с устранением необходимого зазора (рис. 8). При такой встречной заточке снижается трение ножей о ствол и в процессе протягивания ножи часто отходят от поверхности ствола, увеличивая высоту не полностью срезанных сучьев, особенно при обработке лиственных пород деревьев.

б – неправильный угол
а – правильный угол резания в секторе обрезки сучьев толстых стволов
Рис. 7. Нож боковой верхний: а – правильный угол резания в секторе обрезки сучьев толстых стволов;
б – неправильный угол

При выявлении существенных отклонений выполнялась заточка и исправление соответствующих углов режущих кромок ножей. Например, для харвестерной головки John Deere Н758HD с износом эллипсовидной ошиповки (по высоте) боковых приводных вальцов на 22% и опорных на 13,5% и затупленных сучкорезных ножах установлено наибольшее количество хвойных пиловочных бревен с не полностью срезанными сучьями (см. рис. 1 и 2). При использовании боковых вальцов с износом 12% и опорных с износом 7% или новых вальцов количество бревен с такими дефектами снизилось на 25%. Дополнительная заточка ножей позволила уменьшить число дефектных бревен еще на 25%.

Рис. 8. Нож опорный верхний со встречной заточкой по нижней грани режущей кромки
Рис. 8. Нож опорный верхний со встречной заточкой по
нижней грани режущей кромки

Уровень профессиональной подготовки и опыт операторов машин в большинстве случаев был недостаточным для обеспечения требуемого качества работы.

Таким образом, можно сделать вывод, что для уменьшения потерь качества круглых лесоматериалов прежде всего необходимо:

  • уделять больше внимания качеству работы операторов машин, а не только объемам, и вводить соответствующие системы оплаты труда и использовать лесозаготовительные инструкции, стимулирующие заготовку ценной древесины без повреждений;
  • регулярно повышать квалификацию для операторов лесосечных машин;
  • усилить контроль за работой операторов, имеющих стаж работы меньше одного года.

Александр СЕЛИВЕРСТОВ,
доцент ИЛИСН Петрозаводского государственного университета
Фото автора

Список литературы

1. Industrial Round­-Wood Damage and Operational Efficiency Losses Associated with the Maintenance of a Single­-Grip Harvester Head Model: A Case Study in Russia. Yu. Yu. Gerasimov, A. A. Seliverstov, V. S. Syunеv // Forests. - 2012.

2. Влияние лесозаготовительных систем на качество круглых лесоматериалов / А. А. Селиверстов, А. П. Соколов,
В. С. Сюнёв, Ю. Ю. Герасимов // Resources and Technology. - 2012.

3. Качественные аспекты при заготовке и последующей переработке круглых лесоматериалов / Р. Стёд [и др.]. - НИИ леса Финляндии METLA, 2009.