Партнеры журнала:

Лесопиление

Пиломатериалы: разворот к потребителю

Необходимость повышения темпов роста производства материалов из древесины в Российской Федерации, в первую очередь для деревянного домостроения, ставит перед лесопильными предприятиями задачу перехода от сложившейся системы обеспечения объемного выхода пиломатериалов к повышению качества готовой продукции. Возрастает необходимость изготовления пиломатериалов не только с требуемыми размерами, но и с одинаковыми в объеме сортиментов физико-механическими свойствами, обеспечивающими прочность и надежность конструкций, изготавливаемых из этих пиломатериалов, в течение всего жизненного цикла конструкций.

Таблица 1. Сценарии развития лесопромышленного комплекса
России на 2012–2030 год

Таблица 1. Сценарии развития лесопромышленного комплекса России на 2012–2030 год

По результатам прошедшего в 2013 году в г. Улан-Удэ государственного Совета Российской Федерации разработаны два варианта развития производства и потребления основных видов продукции лесного комплекса: инерционный и инновационный. Оба предполагают наращивание производственных мощностей по переработке древесины (табл. 1). Производство продукции из древесины в Российской Федерации к 2030 году в зависимости от ее вида должно вырасти в 1,2-2,06 раза по сравнению с показателями 2013 года. С учетом необходимости проектирования и строительства новых предприятий, а также создания логистических узлов «ресурсы - производитель - потребитель» - на реализацию поставленных задач отведено не так много времени.

Качество пиломатериалов, необходимых для изготовления ответственных конструкций и элементов деревянного домостроения, которое на внутреннем рынке в основном оценивается визуально, зачастую не соответствует требованиям потребителей к конечной продукции. Сложившаяся ситуация обусловлена тем, что в стране нет внешнего сплошного контроля продукции деревообрабатывающих предприятий со стороны контролирующих органов, что приводит к отсутствию спроса на дорогостоящие пиломатериалы с гарантированными физико-механическими свойствами.

Таблица 2. Средние объемы производства, потребления и экспорта
пиломатериалов в 2013 году, млн м3

Таблица 2. Средние объемы производства, потребления и экспорта пиломатериалов в 2013 году, млн м3

Более того, большие объемы пиломатериалов, выпускаемых малыми лесопильными предприятиями, зачастую не соответствуют даже требованиям ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия», требующего от производителей, помимо выполнения визуальной сортировки, в период с 1 мая по 1 октября производить только сухие (с влажностью не более 22%) пиломатериалы. Изготовление сырых антисептированных и сырых пиломатериалов допускается только по согласованию с потребителем, у которого зачастую нет выбора. Огромные объемы пиломатериалов, изготовленных с высокой точностью геометрических размеров и прошедших процесс камерной сушки, в основном реализуются на экспорт (табл. 2).

Известно, что элементы домокомплектов деревянных домов, несущие конструкции разного рода строений и сооружений, столярно-строительные изделия, клееная массивная древесина, мебель и многие другие продукты из цельной древесины формируются из пиломатериалов. Для контроля их свойств, определяющих эксплуатационные характеристики готовой продукции, разработано большое число нормативных документов. Основным назначением ГОСТов, СНиПов, ОСТов и т. д. является регламентация физико-механических свойств, структуры, внешнего вида и других факторов, обеспечивающих безопасность и долговечность конструкций. Несмотря на необходимость увеличения объемов производства продукции из древесины, сегодня по сути не учитывается тот факт, что стандарты РФ на пиломатериалы почти никак не связаны с требованиями, предъявляемыми к заготовкам для изготовлений конечных изделий.

Действующие нормативные документы РФ учитывают наличие внешних пороков и дефектов пиломатериалов, на основании которых выполняется классификация пиломатериалов по сортам. Однако при изготовлении продукции, предназначенной для экспортных рынков, крупные и средние лесопильные предприятия руководствуются иными техническими условиями. Осуществляется выпуск пиломатериалов, дополнительно рассортированных по прочности, выпиливаемых с учетом структуры бревна (2-х, 3-х, 4-x log и т. д.), а также дополнительных критериев качества.

Таблица 3. Дополнительные требования к пиломатериалам по
видам продукции

Посмотреть в PDF-версии журнала. Таблица 3. Дополнительные требования к пиломатериалам по видам продукции

На отечественном же рынке пиломатериалов сложилась парадоксальная ситуация: производители о дополнительных требованиях к пиломатериалам со стороны потребителя знают (табл. 3), лесопильные заводы оснащены оборудованием для проведения подобной сортировки, но заказы на классификацию пиломатериалов по назначению ничтожны. Деревообрабатывающие предприятия по инерции проводят собственные испытания, отбраковывая значительные объемы пиломатериалов, характеристики которых не соответствуют нормативам, не перекладывая эти задачи на лесопильные предприятия, у которых имеется требуемое оборудование.

Характерным примером является ГОСТ 33080-2014 «Конструкции деревянные. Классы прочности конструкционных пиломатериалов и методы их определения», который хотя и введен в действие, но ответственность за реализацию мероприятий по оценке свойств пиломатериалов в действительности переложена на изготовителей клееной продукции, а в условиях отсутствия сплошного контроля выпускаемой продукции контролирующими органами выполнение этих мероприятий зачастую зависит от совести деревообработчиков.

Известно, что физико-механические свойства древесины зависят от породы, местоположения сортимента в стволе дерева и могут варьировать в широких диапазонах, что требует обязательного проведения сплошного контроля качества всех формируемых пиломатериалов. С другой стороны, все физико-механические свойства зависят от структуры древесины, которая формируется на этапах раскряжевки круглых лесоматериалов и при раскрое круглых лесоматериалов в лесопильном цехе. При обработке пиломатериалов на дальнейших стадиях технологического процесса изменить структуру и прочностные свойства древесины невозможно, что приводит к необходимости вырезки дефектных мест или выбраковке пиломатериалов.

Поскольку требования к пиломатериалам существенно различаются в зависимости от номенклатуры и ассортимента продукции, целесообразно разделить их на группы по назначению, что позволит определять возможность их использования для определенного вида продукции механической обработки древесины.

На основании результатов анализа нормативных документов, собственных исследований автора и литературных источников представляется обоснованным разделение пиломатериалов на четыре группы качества:

  • конструкционные пиломатериалы, предназначенные для изготовления деталей несущих конструкций;
  • обшивочные материалы, позволяющие облагораживать внешний вид готовых изделий;
  • пиломатериалы для изготовления столярно-строительных изделий;
  • конструкционные пиломатериалы, предназначенные для изготовления мебели.

Дополнительными требованиями, помимо внешних характеристик, являются:

  • прочность при определенных видах механических испытаний;
  • прочность склеивания, которая зависит от плотности и влажности древесины, а также типа связующего;
  • содержание поздней древесины по объему (показатель плотности древесины), а также в контактном слое, при ее дальнейшем склеивании;
  • направление волокон древесины.
Рис. 1. Контролируемые параметры пиломатериалов
Рис. 1. Контролируемые параметры пиломатериалов

Исходя из анализа нормативных документов, можно сделать вывод, что действующие в РФ ГОСТы на пиломатериалы, не основанные на оценке физико-механических свойств древесины, применимы только к обшивочным материалам, что не позволяет деревообрабатывающим предприятиям прямое использование закупаемой пилопродукции.

При реализации указанного подхода к сортообразованию пиломатериалов необходимо использовать новые физические методы оценки качества древесины, а также значительно увеличить число учитываемых параметров (рис. 1). Необходимо подчеркнуть, что внедрение подобных методов учета качественных характеристик не требует «технической революции», а может быть выполнено на действующих лесопильных предприятиях, оборудованных системами оптического распознавания пороков древесины и линиями силовой сортировки.

Более того, известно, что физико-механические свойства внутри одной породы в значительной степени зависят от содержания поздней древесины, направления ее волокон и содержания пороков строения древесины и могут быть с высокой степенью достоверности коррелированы с другими прочностными характеристиками.

Формирование пиломатериалов с заданными свойствами необходимо начинать с оценки соответствия круглых лесоматериалов требованиям, предъявляемым к конечной продукции. Круглые лесоматериалы, свойства которых не соответствуют необходимым требованиям, должны исключаться из технологического процесса, поскольку изменение сечения пиломатериалов после распиловки, как правило, либо невозможно, либо влечет за собой повышение затрат на их механическую обработку.

Контролируя указанные параметры, а также зная их принципиальное распределение в стволе растущего дерева и оптимизируя схемы раскроя бревен с учетом требований к пиломатериалам, можно обеспечить повышение качественного выхода пилопродукции. Операция по первичному контролю качества пиломатериалов передается на лесопильные предприятия, где пиломатериалы могут быть классифицированы на соответствие физико-механических свойств древесины нормативам на конечную продукцию. Причем, на деревообрабатывающих предприятиях сохраняются участки контроля пиломатериалов и вырезки пороков древесины, а из производственного процесса исключаются некондиционные сортименты.

Подобный подход позволит повысить рентабельность лесопильного производства, а также сократить затраты деревообрабатывающих предприятий на выбраковку пиломатериалов с заведомо неподходящими свойствами.

Александр ТАМБИ, д-р техн. наук, доцент кафедры технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ