Informacje

Czwartek, 14 Kwiecień 2016 Informacje » Technologia
Linia profesjonalnego, mechanicznego sortowania wytrzymałościowego polskiej sosnowej tarcicy...

Usługi na pierwszej linii maszynowego sortowania drewna konstrukcyjnego

Autor: Janusz Bekas

Najnowocześniejsza linia sortowania wytrzymałości drewna konstrukcyjnego w tartaku Witkowskich w Rychłowicach k. Wielunia jest specjalnie certyfikowana na sosnę polską.

Podjęcie przed kilku tygodniami przez Tartak i Zakład Stolarski Janina i Wacław Witkowscy w Rychłowicach koło Wielunia (Łódzkie) usługowego sortowania mechanicznego drewna konstrukcyjnego otwiera nowy rozdział w dziejach krajowego przemysłu drzewnego. To pierwsze i dotychczas jedyne w kraju miejsce profesjonalnego, mechanicznego sortowania wytrzymałościowego polskiej sosnowej tarcicy konstrukcyjnej, uruchomione w firmie zlokalizowanej nieomal w środku Polski. Taka lokalizacja, wygodna dla szerokiego grona potencjalnych klientów to dodatkowy walor inwestycji zrealizowanej dzięki dofinansowaniu projektu w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego na lata 2007-2013.

– Na certyfikowanej maszynie możemy określać, zgodnie z PN-EN 14081-1 wytrzymałość tarcicy konstrukcyjnej w klasach C18, C24, C30 i C35 – mówi Wacław Witkowski, właściciel tartaku. – Certyfikat Zgodności Zakładowej Kontroli Produkcji upoważnia nas do maszynowego sortowania wytrzymałościowego drewna konstrukcyjnego o przekroju prostokątnym sosny polskiej Pinus sylvestris, na linii sortowniczej mtgBatch firmy holenderskiej Brookhuis Micro-Electronics. Możemy usługowo sortować tarcicę struganą lub szorstką, o wilgotności od 10 do 25 proc., w grubościach od 18 do 99 mm, w szerokościach od 54 do 258 mm i w długościach od 2,4 do 6,0 m.b. Po badaniu każda sztuka tarcicy jest oznakowana i ponownie ułożona w paczkę o tych samych parametrach wytrzymałościowych, a do każdej sortowanej partii dołączamy protokół z jej badania oraz Deklarację Właściwości Użytkowych, potwierdzoną Certyfikatem Zgodności Zakładowej Kontroli Produkcji.

 

Nieprecyzyjne sortowanie wizualne

Zagadnieniami badania wytrzymałości krajowej sosnowej tarcicy konstrukcyjnej zgodnie z wymaganiami Unii Europejskiej zajmuje się w naszym kraju między innymi dr hab. inż. Sławomir Krzosek z Wydziału Technologii Drewna Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, który w wielu publikacjach wykazał, że wytrzymałościowe sortowanie tarcicy konstrukcyjnej metodą wizualną na podstawie cech zewnętrznych jest nieprecyzyjne i akceptuje ono wiele niedoskonałości, których europejska norma PN-EN 14081-1 nie dopuszcza.

– Dlatego wprowadzenie sortowania mechanicznego ma duże znaczenie dla polskiego przemysłu drzewnego – tłumaczy Wacław Witkowski. – W przypadku sortowania wizualnego około 50 proc. drewna niby-konstrukcyjnego nie może być stosowane w budownictwie, ponieważ nie spełnia wymagań drewna klasy C24. Potwierdza to właśnie jedna z prac naukowych Sławomira Krzoska, który dokonał analizy wytrzymałości tarcicy sosnowej z pięciu rejonów Polski za pomocą maszyn wytrzymałościowych i wizualnie. Okazało się, że po sortowaniu wizualnym nawet połowa badanej tarcicy nie odpowiadała nawet klasie C18. W przypadku maszyny sortowniczej tylko w 20 proc. nie spełniała wymagań normy. To potwierdza, która metoda jest dokładniejsza i… korzystniejsza dla tartaków. W praktyce bowiem brakarze na wszelki wypadek dyskwalifikują materiał do produkcji nośnych konstrukcji drewnianych albo kwalifikują go do niższych klas, bez większego uzasadnienia. A wiadomo, że materiał niższej klasy jest… tańszy, więc zakład drzewny mniej zarabia za dobry surowiec, tylko niewłaściwie sklasyfikowany. Badania naukowe potwierdzają się i u nas! Drewno, które sortujemy za pomocą maszyny wytrzymałościowej tylko w kilkunastu procentach jest drewnem nienadającym się do zastosowań konstrukcyjnych, natomiast zdecydowana większość w każdej partii spełnia wymagania klas C18 i C24. Nadmiernie wysoki „współczynnik bezpieczeństwa” powoduje, że krajowy przemysł drzewny sporo traci i przestaje być cenowo konkurencyjny na europejskim rynku.

 

Rośnie świadomość odbiorców

– To pierwsza taka linia w Polsce, ale jestem przekonany, że za kilka lat w krajowych zakładach drzewnych będzie więcej takich maszyn, ponieważ rośnie świadomość potrzeby wytrzymałościowego sortowania – mówi Piotr Witkowski, którego dziełem jest program automatycznego, maszynowego sortowania wytrzymałościowego. – Na tej linii tarcicę innych gatunków drewna można też sortować wizualnie. Holenderski producent systemu pomiarowego musiał dokonać bardzo szczegółowych badań, żeby uzyskać certyfikat Instytutu Techniki Budowlanej w Pradze, jednostki notyfikowanej, która od paru lat współpracuje z naszym tartakiem. Ponieważ polska norma dotycząca drewnianych konstrukcji budowlanych zakłada, że nie może być w nich drewna gorszego niż C24, dominuje u nas sortowanie na uzyskanie tej klasy przez badaną tarcicę. Możemy też skorzystać z programu sortowania w klasie C18 albo C30, ale nie sortujemy jednej partii tarcicy na kilka klas. Określamy wyłącznie tarcicę w jednej, określonej klasie, więc albo spełnia ona wymagania wytrzymałościowe normy, albo jest eliminowana i ta reszta może być ponownie sortowana wytrzymałościowo pod kątem spełnienia norm niższej klasy.

 

Pomiar dynamicznego modułu sprężystości tarcicy

Firma z Rychłowic zdecydowała się na ofertę dostawy systemu i urządzeń do maszynowego sortowania wytrzymałościowego przez Brookhuis Micro-Electronics dla mtgBatch 966. To zasadniczy element linii, która składa się z urządzenia do rozsztaplowywania sztapli tarcicy, stołu pomiarowego, urządzenia pomiarowego do badania i klasyfikacji grupy wytrzymałościowej tarcicy konstrukcyjnej oraz urządzenia odbierającego, rozsortowującego i sztaplującego tarcicę.  

– W naszej linii klasyfikacja wytrzymałościowa tarcicy określana jest na zasadzie pomiaru dynamicznego modułu sprężystości tarcicy i porównania wyników z wzorcami odpowiednimi dla wybranych klas wytrzymałości tarcicy konstrukcyjnej – wyjaśnia Piotr Witkowski. – W tym rozwiązaniu operator wpisuje do programu najpierw parametry przekroju analizowanej tarcicy, niezbędne dla określania gęstości drewna i późniejszego pomiaru modułu sprężystości, a następnie dokonuje wizualnej oceny z każdej strony takich cech jak oblina, krzywizna, zgnilizna, uszkodzenia mechaniczne, duże zwichrowanie, pęknięcia przekraczające dopuszczalny poziom i w przypadku małych przekrojów – poniżej 10 cm szerokości – ocenia wielkość i ilość sęków. Każda sortowana deska, która nie została na tym etapie odrzucona, jest dokładnie zmierzona i zważona, a poprzez pojedyncze uderzenie w czoło sortowanej sztuki tarcicy wywołuje się w niej falę podłużną. Urządzenie pomiarowe mierzy czas propagacji fal, a znając ten czas, długość i gęstość tarcicy, komputer wylicza średni moduł sprężystości dla całego elementu. Ta metoda pozwala badać tarcicę o dowolnych wymiarach przekroju poprzecznego.

 

Uderzenie w czoło deski

Z podestu usytuowanego na poziomie kilku metrów nad poziomem ziemi, wzdłuż kilkudziesięciometrowej linii można obserwować kolejne operacje związane z maszynowym sortowaniem wytrzymałościowym drewna konstrukcyjnego.

Magazyn buforowy na wejściu mieści co najmniej dwa pakiety tarcicy, której długość przekracza 1000 mm. Tarcica w sztaplach jest układana na specjalnym stole urządzenia do ich rozsztaplowywania. Pakiet tarcicy zostaje przechylony i powoli jest transportowany do góry. Dzięki odpowiedniej konstrukcji stołu z pakietu tarcicy „ześlizgują” się pojedyncze warstwy tarcicy. Przekładki, którymi są oddzielone warstwy tarcicy, zostają odseparowane i przenośnikiem są transportowane na zewnątrz linii. Tarcica trafia na specjalny przenośnik, który porządkuje ją i pojedynczo przenosi w kierunku stołu pomiarowego.

Zanim jednak wstęga tarcicy szorstkiej z suszarni lub po procesie strugania (tarcica wcześniej przesortowana, po struganiu nie zmienia klasy!) trafi na przenośnik stołu pomiarowego, jest – zgodnie z normą PN-EN 14081-1 – obserwowana przez operatora linii; z obu stron, ponieważ dokonywany jest automatyczny obrót każdej deski. Jeśli operator uzna, że dana sztuka tarcicy nie spełnia określonych parametrów dotyczących dopuszczalnej obliny, krzywizny, zgnilizny, że posiada uszkodzenia mechaniczne, zwichrowanie czy pęknięcia, ma możliwość automatycznego usunięcia jej z linii sortowania wytrzymałościowego, na poziom odsortu.  

Deski o „prawidłowej” budowie pchane są praktycznie z prędkością od paru desek do trzydziestu sztuk na minutę (choć wydajność podawania pojedynczych sztuk tarcicy na stół pomiarowy może wynosić nawet 60 szt./min) przez zabieraki taśmy i bazowane do brzegu piły tarczowej, która ze względów technologicznych wyrównuje czoło deski. Następnie deska jest automatycznie ważona, a jej długość mierzona laserowo oraz badana jest wilgotność każdej sztuki. Deska „opomiarowana” przenoszona jest na specjalny, krótki przenośnik, gdzie zatrzymuje się na krótko na stanowisku z urządzeniem pomiarowym. Niewielki „młoteczek” uderza w czoło każdej deski, a mała „słuchawka” dotyka czoła deski i rejestruje wibrację wzdłużną i falę odbitą. Wszystko jest analizowane przez program, który bierze pod uwagę wcześniej podane dane, takie jak: wilgotność, gęstość drewna, długość deski, waga.

Deska przesuwa się dalej pod drukarkę, która odciska etykietkę na płaszczyźnie deski z określoną klasą wytrzymałości. W zależności od wyniku pomiaru, każda deska trafia do którejś z czterech „kieszeni” magazynu wstęgowego.

 

Ponowne sztaplowanie

Ostatnim etapem jest automatyczne sztaplowanie sortowanej tarcicy. Urządzenie odbierające i rozsortowujące tarcicę składa się z przenośnika odbierającego tarcicę ze stołu pomiarowego i powodującego przenoszenie poszczególnych sztuk tarcicy spełniającej parametry określonej klasy wytrzymałości oraz do magazynów na odsort.

Odbieranie tarcicy konstrukcyjnej ze stołu pomiarowego i jej transportowanie do określonych magazynów realizowane jest automatycznie. Magazyny na tarcicę tworzą bufor tarcicy przeznaczonej do ponownego sztaplowania. Są tak zaprojektowane, aby tarcica w trakcie magazynowania nie została zniszczona oraz możliwe było bezpieczne i efektywne ich opróżnianie. Wydajność przenośnika odbierającego tarcicę jest większa od wydajności stołu pomiarowego, co zapewnia bezproblemowe finalizowanie całego procesu automatycznego sortowania tarcicy. Przekładki są automatycznie nakładane na kolejne warstwy tarcicy w sztaplu. Stół ze sztaplem opuszczany jest później na niższy poziom, gdzie pakiety są wiązane, owijane folią i ekspediowane przenośnikami na samochody.

 

Pełna rejestracja sortowania

Wszystkie urządzenia pomiarowe współpracują z komputerem przemysłowym ze specjalnym oprogramowaniem, który na podstawie porównywania parametrów zmierzonych z „normowymi” uruchamia urządzenie znakujące tarcicę oraz eliminujące tę niespełniającą warunków normy. Urządzenia pomiarowe pozwalają więc na sortowanie wytrzymałościowe i znakowanie znakiem CE polskiej tarcicy sosnowej według aktualnych norm i przepisów.  Proces sortowania każdej sztuki tarcicy jest przez system dokładnie rejestrowany. Zapisywana jest pełna statystyka badań, na podstawie której wydrukowywany jest protokół badania partii danego materiału.Istnieje możliwość generowania raportów, które przez 10 lat muszą być przechowywane i ewentualnie udostępniane.

– Przed badaniem każdej partii tarcicy dokonuje się przekalibrowania maszyny, potwierdzając, iż jest sprawna i uwzględnia ten fakt w protokole badań, oznaczonych określonym numerem, przekazywanym właścicielowi tarcicy – mówi Piotr Witkowski. – System „pamięta” i zachowuje wszystko, co było wykonywane, więc każda sztuka drewna ma swoją metryczkę.

Dzięki temu można stwierdzić, że około 70 proc. dotychczas sortowanego drewna spełniało parametry klasy C24. Pozostała ilość mogła zostać ponownie posortowana wytrzymałościowo pod normę klasy C18, a kilka procent tarcicy nie spełniało warunków zastosowania w konstrukcjach drewnianych.

– Jesteśmy w stanie w ciągu jednej zmiany przesortować usługowo dwie-trzy ciężarówki tarcicy – mówi Wacław Witkowski. – W najbliższych latach spodziewam się rosnącej potrzeby maszynowego sortowania wytrzymałościowego tarcicy na przemysłowej linii i stąd nasza oferta usługowego określania klasy drewna konstrukcyjnego o przekroju prostokątnym do produkcji nośnych konstrukcji drewnianych. Mniejszych zakładów drzewnych nie stać na takie linie, więc rozwiązaniem wydaje się dowiezienie tarcicy do takiego punktu jak nasz tartak, w celu dokonania sortowania mechanicznego i wiarygodnego określenia klasy drewna. Jesteśmy już przygotowani do świadczenia takich usług, po stosunkowo niskiej cenie. Warto dołożyć złotówkę do ceny każdej deski, żeby automatycznie przesortować tarcicę o grubości do 99 mm i sprzedać ją z wiarygodnym certyfikatem. Skoro potrafimy sortować około 20 desek na minutę, to umówiona kontrola wytrzymałościowa danego transportu nie zajmie u nas więcej niż dwie-trzy godziny. Już teraz osiągamy wydajność rzędu 60-70 m3 drewna o grubości 50 mm na jednej zmianie. Chcę zapewnić, że zimą można również dokonywać sortowania wytrzymałościowego, jeśli tarcica ma temperaturę dodatnią. Ponadto, jeśli w danej chwili jakiś warunek nie jest spełniony, na przykład z powodu zamoknięcia tarcicy, to po osuszeniu z wody czy śniegu można ją poddać ponownemu badaniu wytrzymałości.

  • Reklama
  • Reklama
  • Reklama