способ защиты изделий из древесины от биоповреждений

Формула изобретения

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ОТ БИОПОВРЕЖДЕНИЙ, включающий их загрузку в камеру, выдержку под давлением воздуха и пропитку токсичным маслянистым антисептиком под давлением и при высокой температуре с последующим вакуумированием и воздушной продувкой, отличающийся тем, что после продувки камеру заполняют маслянистой жидкостью, нетоксичной или с токсичностью меньшей, чем у антисептика, и взаиморастворимой с антисептиком, и повышают давление до величины, равной или выше, но не более чем на 15% величины давления пропитки антисептиком, с последующей выдержкой под давлением.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделия выдерживают в маслянистой жидкости в течение времени, которое в 5 10 раз меньше времени пропитки антисептиком.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после выдержки изделий под давлением в маслянистой жидкости жидкость откачивают и пропиточную камеру с изделиями продувают холодным воздухом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке древесины и может быть использовано при пропитке изделий из древесины: столбов, свай, шпал и др. эксплуатируемых в условиях атмосферного воздействия, соприкосновения с грунтом и интенсивной биологической коррозии.

Известны способы защиты изделий из древесины от гниения путем их частичного или полного погружения в антисептические растворы под атмосферным давлением [1]

Пропитка производится при температуре окружающей среды. Недостатки этой группы способов заключаются в длительности процесса (до 10 сут) и малой глубине проникновения антисептика вглубь древесины, что отрицательно сказывается на продолжительности эксплуатации изделий без биоповреждений.

Известен также способ пропитки изделий из древесины при повышенном давлении и температуре с применением антисептиков, содержащих высокотоксичные компоненты, которые разбавляются малотоксичными жидкостями [2]

Использование сильноразбавленных растворов (до 50%) удешевляет процесс и несколько снижает экологическую напряженность вокруг пропиточных заводов, но отрицательно сказывается на биологической стойкости изделий в процессе эксплуатации. При незначительном разбавлении (5-10%) поставленная цель улучшение экологической обстановки не достигается.

Наиболее близким техническим решением из числа известных по технической сущности и достигаемому результату является способ, применяемый в настоящее время на шпалопропиточных заводах [3] Согласно технологическому процессу вагонетки с лесоматериалами вкатывают в пропиточные камеры (цилиндры), закрывают крышки и подают воздух под давлением 0,1-0,4 МПа. После выдержки под давлением в течение 10-15 мин в цилиндр закачивают антисептик с температурой 90-110^оС.

В качестве антисептика используются масла: каменно-угольное или сланцевое. Масла содержат фенолы, крезолы и другие высокотоксичные вещества. После заполнения цилиндра антисептиком давление в цилиндре поднимается до 0,8 МПа и выдерживается в течение 60-180 мин в зависимости от материала и назначения изделий (ель, сосна, береза и т.д.) шпалы для метрополитена, узкой или широкой колеи и т.д.). После выдержки антисептик выдавливают в маневровый цилиндр, а в пропиточном цилиндре создают вакуум до 0,085 МПа и выдерживают в течение 20-30 мин. Далее согласно регламенту должна производиться выгрузка шпал, однако в настоящее время на заводах, в целях частично снижения уровня загрязнения окружающей среды применяют продувку цилиндра с пропитанными изделиями воздухом в течение 15-35 мин.

Воздух, насыщенный парами антисептика, как в процессе вакуумирования, так и в процессе продувки может использоваться повторно, при этом он нагнетается в ресиверную емкость. При однократном использовании продувочный воздух перед сбросом в атмосферу подвергается газоочистке. В основном используют либо абсорбционные методы очистки газов [4] либо метод каталитического окисления органических веществ [5] Основными источниками загрязнения воздушного бассейна, как показывают экспериментальные исследования, являются процессы выгрузки свежепропитанных шпал и остывания изделий при транспортировке на склады готовой продукции и непосредственно на складской территории. Применение продувки изделий перед их выгрузкой позволяет на 15-30% снизить уровень испарения токсичных компонентов, в основном, как за счет уноса капель антисептика с поверхности изделия, так и за счет некоторого снижения температуры пропитанных шпал. Увеличение продувки в 1,5-2,5 раза незначительно сказывается на интенсивности испарения веществ с поверхности свежегруженных изделий, более длительная продувка отрицательно сказывается на производительности процесса.

Техническим результатом изобретения является снижение уровня загрязнения атмосферы парами высокотоксичных компонентов антисептических составов при выгрузке и остывании свежепропитанных изделий.

Технический результат достигается тем, что в способе защиты изделий из древесины от биоповреждений, включающем их загрузку в камеру, выдержку под воздушным давлением и пропитку токсичным маслянистым антисептиком под давлением и при высокой температуре с последующим вакуумированием и воздушной продувкой, после продувки камеру заполняют маслянистой жидкостью нетоксичной или с токсичностью меньшей, чем у антисептика, и взаиморастворимой с антисептиком и повышают давление до величины, равной или выше, но не более 15% величины давления пропитки антисептиком с последующей выдержкой под давлением.

По п. 2 изделия выдерживают в маслянистой жидкости в течение времени в 5-10 раз меньше времени пропитки антисептиком.

По п.3 после выдержки изделий под давлением в маслянистой жидкости жидкость откачивают и пропиточную камеру с изделиями продувают холодным воздухом.

Изобретение иллюстрируется следующим образом.

Изделия загружают в камеру и подают воздух под давлением 0,1-0,4 МПа. После выдержки под давлением в течение 10-15 мин в камеру закачивают антисептик с температурой 90-110^оС, поднимают давление в камере до 0,8 МПа и выдерживают 60-180 мин. После пропитки изделий антисептик выдавливают в маневровую камеру, а в пропиточной производят вакуумирование до 0,085 МПа в течение 10-15 мин. Далее производят кратковременную (5-10 мин) воздушную продувку холодным воздухом. Затем в камеру закачивают, с последующим подъемом давления до 0,8-0,9 МПа, техническую, взаиморастворимую с антисептиком жидкость, содержащую только малотоксичные или нетоксичные компоненты. Температура жидкости находится в пределах 15-25^оС, время выдержки изделий под давлением 12-25 мин. После выдержки жидкость откачивают в специальную емкость, а камеру с изделиями продувают холодным воздухом в течение 5-10 мин.

К маслянистым антисептикам относятся:

масло каменноугольное для пропитки древесины (ГОСТ 2770-74);

масло сланцевое ГОСТ 10835-78;

масло антраценовое ТУ 38 10954-80,

разбавитель сланцевый каменноугольного масла для пропитки древесины ТУ 38 10954-80.

В качестве технической жидкости используют масло-мягчитель ХМ-1, взаиморастворяемое в каменноугольном масле. Для других же маслянистых антисептиков может быть выбрана другая техническая жидкость.

П р и м е р 1. Железнодорожные шпалы широкой колеи (материал-сосна) загружают в пропиточный цилиндр. После закрытия крышки давление воздуха в цилиндре поднимают до 0,3 МПа и выдерживают под давлением в течение 15 мин. После этого в цилиндр закачивают антисептик-каменноугольное масло (ГОСТ 2770-74) и повышают давление до 0,8 МПа. Температура масла 95^оС, время выдержки под давлением 60 мин. После слива масла, в цилиндре откачивают воздух до остаточного давления 0,085 МПа, с сохранением вакуума в течение 10 мин, затем производят воздушную продувку цилиндра со шпалами. Продолжительность продувки 8 мин.

После продувки в цилиндр закачивают техническое масло-мягчитель ХМ-1 с подъемом давления 0,8 МПа и выдерживают под этим давлением 20 мин. Температура ХМ-1 + 18^оС.

Масло ХМ-1 является нелетучим инертным веществом и относится к четвертому классу опасности. Масло ХМ-1 взаиморастворяемо в каменноугольном масле. После удаления масла ХМ-1 из цилиндра производят его продувку в течение 5 мин и затем, производят выгрузку шпал.

При вакуумировании и продувках воздух перед сбросом в атмосферу очищают в водяном абсорбере, возможен вариант повторного использования с применением ресиверной емкости.

После выгрузки шпал были проведены замеры концентраций испаряющихся веществ. Измерения производились по факелу движения воздушных потоков на расстоянии 0,5 м от штабеля шпал при скорости ветра 1,1 0,4 м/с. Концентрации замеренных ингредиентов были равны: фенол 0,001 мг/м³, крезолы 0,002 мг/м³, нафталин 0,007 мг/м³.

П р и м е р 2. Железнодорожные шпалы широкой колеи (материал-сосна) пропитывают антисептиком по режиму, описанному выше. После вакуумирования производят воздушную продувку цилиндра со шпалами в течение 5 мин. Затем в цилиндр закачивают техническое масло-мягчитель ХМ-1 с температурой 18^оС и поднимают давление до 0,8 МПа. Выдержка под давлением 12 мин. После удаления масла из цилиндра производилась воздушная продувка цилиндра в течение 5 мин. Результаты анализов атмосферы, произведенные в условиях аналогичных вышеописанным: фенол 0,001 мг/м³, крезолы 0,002 мг/м³, нафталин 0,009 мг/м³.

П р и м е р 3. Железнодорожные шпалы широкой колеи (материал-сосна) пропитывают антисептиком по режиму, указанному в примерах 1, 2. После вакуумирования произведена продувка цилиндра холодным воздухом в течение 10 мин с последующей пропиткой маслом ХМ-1 с температурой 18^оС под давлением 0,9 МПа в течение 25 мин. Воздушная продувка после удаления из цилиндра масла ХМ-1 составила 10 мин.

Результаты анализов атмосферы, проведенные в условиях аналогичных примерам 1,2, составили: фенол 0,0008 мг/м³, крезолы 0,002 мг/м³, нафталин 0,006 мг/м³.

Для получения сравнительных данных была произведена пропитка шпал по действующей в настоящее время технологии с параметрами пропитки согласно техническому регламенту: загрузка шпал в пропиточный цилиндр, подъем давления воздуха до 0,3 МПа с выдержкой 15 мин, пропитка каменноугольным маслом ГОСТ 2770-74 под давлением 0,8 МПа, при температуре 95^оС. После пропитки антисептик откачивали и в цилиндре создавали вакуум 0,085 МПа, выдерживали в течение 20 мин с последующей воздушной продувкой в течение 25 мин.

Анализ состава воздушных потоков, проведенный в условиях, аналогичных приведенным, показал следующие результаты: концентрация фенола 0,005 мг/м³, крезола 0,006 мг/м³, нафталина 0,028 мг/м³.

Использование предлагаемого способа обеспечивает, по сравнению с существующими, улучшение экологической обстановки на территориях пропиточных заводов и близрасположенных жилых массивов.