Автоклавная пропитка древесины
Как известно, древесина обладает многими свойствами, дающими ей преимущество перед другими материалами. При использовании древесины как материала для производства шпал, необходимо отметить её относительно невысокую цену, достаточную прочность, высокие амортизирующие свойства, возможность применения простых крепёжных деталей для соединения деревянных шпал с другими элементами железнодорожного пути.
Существенным недостатком не антисептированной древесины является её способность разрушаться под воздействием биологических факторов, то есть различных организмов, обитающих как в самой древесине, так и в окружающей среде, например в почве. Защита древесины от гниения происходит посредством её антисептирования, то есть обработки различными веществами, губительными для организмов, которые разрушают древесину. В зависимости от назначения деревянных деталей и условий их эксплуатации применяют различные антисептики и способы обработки. Окраска деревянной детали, например олифой-это простейший вид антисептирования. Но понятно, что на деревянную деталь лежащую, например, в проветриваемом месте под навесом, и лежащую в постоянно влажной почве, воздействуют разные биологические факторы. ГОСТ 20022.2 устанавливает классификацию древесины по: «стойкости к гниению и пропитываемости защитными средствами; скорости расконсервирования и уязвимости объектов защиты».
Шпалы отнесены к 12-13 (из18 возможных) классу условий службы. Решающее значение для эффективной защиты древесины от гниения имеет применяемый антисептик и глубина, на которую он проникает в глубь древесины.
Камышловский шпалопропиточный завод использует, чаще всего, пожалуй, самый мощный из существующих антисептиков - каменноугольное масло. Этот антисептик исторически применяется для пропитки деревянных шпал. Каменноугольное масло иногда называют «креозот».
В данной статье не хотелось бы говорить о корректности употребления названия «креозот» по отношению к каменноугольному маслу, поскольку изначально - «креозот» - древесный дёготь, кстати, тоже прекрасный антисептик. Может быть, поэтому эти вещества часто отождествляют.
Каменноугольное масло - продукт, получаемый при производстве коксующихся углей, представляет из себя маслянистую жидкость со специфическим запахом, чаще черного, иногда темно - коричневого цвета. Это продукт состоит из различных веществ, в основном фенолов. Некоторые её компоненты имеют температуру плавления +5 град. Цельсия. Поэтому его необходимо разогревать в процессе производства пропиточных работ. Каменноугольное масло отнесено к веществам первой группы опасности. При работе с этим продуктом необходимо соблюдать особую осторожность. Именно его безвредность для млекопитающих и губительность для простейших организмов делает каменноугольное масло прекрасным антисептиком. Необходимо отметить, что каменноугольное масло практически не вымывается из древесины, нейтрально к металлам. Для многих простейших, разрушающих древесину, губителен сам запах каменноугольного масла.
ООО «Камышловский шпалопропиточный завод» по заявке потребителей может использовать и другие антисептики, например ЖТК - продукт получаемый при перегонки нефти. Но из-за его сравнительно высокой цены, худшими антисептическими свойствами, по сравнению с каменноугольным маслом, шпалы пропитанные ЖТК не нашли широкого спроса у потребителей нашей продукции. Более перспективным, по сравнению с ЖТК, антисептиком для пропитки шпал, является препарат «Ултан» - отечественный аналог антисептика, применяемого в странах ЕС для деревянных деталей, работающих в сложных условиях.
Пропитанная «Ултаном» древесина, по прошествии некоторого времени после пропитки, безвредна для млекопитающих, но губительна для простейших организмов, при проявлении ими признаков жизнедеятельности внутри древесины. Поскольку «Ултан» - вещество на водной основе, оно легче проникает в древесину. После пропитки «Ултаном» древесина приобретает болотно-зеленый цвет. Поверхность пригодна для окраски.
Специально для нашего производства технология пропитки препаратом «Ултан» разработана на Кафедре ботаники и защиты леса Уральского Государственного лесотехнического университета, под руководством профессора, академика РАЕН, д.б.н. Д.А. Беленкова.
На «Камышловском шпалопропиточном заводе» используется автоклавный способ пропитки. Наши автоклавы представляют из себя горизонтальные, стальные, толстостенные цилиндры диаметром 2000 мм. и длиной 12500 мм
В 2003 году проведена замена периферийного оборудования автоклава, произведен капитальный ремонт других производственных фондов на шпалопропиточном участке. Мы используем способ пропитки - «вакуум – давление - вакуум». При этом способе в автоклаве, в который загружены предварительно подсушенные шпалы, изначально создаётся разряжение за счет работы вакуумного насоса. Разряжение необходимо для того, чтобы внутреннее давление, которое присутствует внутри шпал, вытолкнуло из пор древесины оставшуюся влагу и часть воздуха. Далее, минуя атмосферное давление, в автоклав закачивается разогретый антисептик. Когда в автоклаве давление уравнивается с атмосферным, антисептик как бы всасывается в шпалу. Давление 7кг/см2, которое в после этого создается в автоклаве дополнительно вдавливает антисептик в шпалу. Последующий вакуум выталкивает лишний антисептик из древесины с целью уменьшения воздействия пропитанной шпалы на окружающую среду, в процессе её хранения и эксплуатации.
Цикл пропитки партии из 320 шпал тип-2 длится на нашем производстве 1 час 45 минут: 10 минут - загрузка автоклава, 15 мин - прогрев шпал и первичный вакуум, 3 мин - – закачка антисептика, 35 мин - избыточное давление разогретого антисептика, 3 мин - откачка антисептика, 7 мин - вторичный вакуум. Далее шпалы обтекают и автоклав разгружается. При такой пропитке каменноугольное масло проникает на 2-50 мм. внутрь шпалы, в зависимость от зоны древесины (ядро или заболонь), её породы (твёрдости). Контроль качества пропитки происходит выборочно, на шпалах, по внешнему виду отличающихся от других в худшую сторону.
Способ пропитки, применяемый на Камышловском шпалопропиточном заводе, соответствует ГОСТ 20022.5-93, о чем имеется соответствующий сертификат. Параметры защищенности шпал после пропитки соответствуют ГОСТ 200022.0-93 для необходимого для шпал 12-13 класса условий службы.
Таким образом, применяемая и на Камышловском шпалопропиточном заводе технология, древесина и антисептики обеспечивают срок службы, уложенной должным образом в железнодорожный путь, шпалы сроком около 15 лет