Пороки строения древесины и дефекты
Ройки — это углубления в комлевой части дерева, возникающие в результате образования корневых наплывов. Ройки часто встречаются в древесине сосны. Глубина роек измеряется в долях диаметра кряжа в месте их нахождения.
Косослой характеризуется отклонением направления древесных волокон от оси ствола. При сильно выраженном косослое волокна располагаются по спирали. У растущих деревьев коро — слой обнаруживается по спирально идущим трещинам коры, а на ошкуренных кряжах и бревнах—по спиральным трещинам верхних годичных слоев древесины. В пиломатериалах и на деталях косослой обнаруживается по ясно видимому направлению древесных волокон на тангентальной поверхности.
Измеряют косослой чаще всего величиной отклонения волокна от оси ствола, выраженной в процентах иа единицу длины материала, или непосредственно по тангентальной поверхности, или при помощи специального образца. Такой образец (фиг. 4) представляет собой дощечку длиной 250 мм, толщиной 10—15 мм и шириной до 60 мм, причем тангентальная поверхность должна приходиться на широкую сторону образца. На торце образца в радиальном направлении проводят линию, от концов которой на обеих сторонах широкой поверхности наносят параллельно оси образца продольные линии. Затем раскалывают образец по линии, проведенной. на торце. Отклонение раскола от продольных линий измеряют на обеих сторонах образца и по средней величине отклонения h определяют косослой по формуле
а = 1ОО°/0.
где h — отклонение волокон В СМ
/ — длина, к которой относится отклонение, В СМ.
Косослой снижает механические качества древесины, увеличивает ее коробление и растрескивание и является причиной перерезания волокон при раскрое. Поэтому косослойная древесина применяется в самолетостроении с ограничениями.
Сучки — наиболее часто встречающийся порок древесины. Сучки уменьшают упругость, гибкость и крепость древесины. Особенно опасны они в деталях, воспринимающих динамические нагрузки. В авиационных кряжах, пиломатериалах и деталях сучки допускаются с большими ограничениями и то только абсолютно здоровые, сросшиеся или выпадающие. *
Степень сучковатости определяется количеством сучков, их размерами, расположением, состоянием древесины сучков и их связанностью с древесиной.
Фиг. 5. Волнообразное строение годичных слоев.
А—стрела наибольшего прогиба годичных слоев.
Размеры сучков обычно определяют величиной нх наибольшего диаметра или полусуммой наибольшего и наименьшего диаметров сучка.
Кремнииа и крень встречаются у хвойных пород/ главным образом у ели. Образуется крень вследствие искривления стволов под действием ветра или снега, а также под влиянием почвенных и других факторов. • ч _
Креиепая древесина широкослойная, с сильно развитой поздней древесиной и краснобурой окраской. Ширина годичного слоя в крене — вой древесине в’2,5 раза, а в отдельных случаях и 5 раз больше, чем в нормальной, в результате сильного развития поздней древесины. Креневая древесина имеет повышенный объемный вес, твердость и повышенное сопротивление сжатию и статическому изгибу, но плохо работает на растяжение и динамический изгиб.
Крень нарушает однородность древесины и вызывает сильное коробление в поперечном и продольном направлениях, а потому в авиационных деталях допускается с большими ограничениями. Измеряется крень процентом ее от площади поперечного сечения.
Кривизна образуется вследствие неправильных условий роста дерева, тяги его к свету и т. д. Кривизна является существенным пороком и допускается только односторонняя* со стрелой прогиба до 1,5% для хвойных пород и 2,0% для лиственных пород.
Волнистость или волнообразное строение годичных слоев (фиг. 5) измеряется стрелой наибольшего прогиба годичных слоев (в миллиметрах) на радиальной или близкой к ией поверхности; Волнистость вызывает частичное перерезание годичных слоев н повышенное коробление древесины. (
С е р н и ц а представляет собой заполненную серой полость между годичными слоями (фиг. б). Серница, выходящая иа обе поверхности
детали или планки, называется двухсторонней, а расположенная только на одной поверхности и не выходящая на кромку — односторонней.
Серница встречается только в древесине хвойных пород и измеряется по длине, ширине, а иногда и глубине. Обычно она располагается в заболони вблизи границы между ядром н заболонью. В за
готовках, идущих в склейку, серница — нежелательный порок, а в усовых соединениях совсем не допускается. ,
Завитки — так называют местные искривления годичных слоев на боковых поверхностях пиломатериала, получающиеся в растущем дереве при зарастании сучков /(фиг. 7). Завитки бывают сквозные, проходящие через всю толщину заготовки; несквозные, расположенные в пределах половины толщиньГзаготов — ки; односторонние, выходящие на одну кромку заготовки;-двухсто — ронние, выходящие на обе кромки.
Завитки являются пороком потому, что вызывают перерезание годичных слоев. Размер завитка характеризуется шириной перерезания годичных слоев, измеренной от кромки заготовки до верхней точки последнего перерезанного слоя.
Ширину А перерезания годичных слоев (фиг. 7) измеряют на той пласти заготовки, где завиток более резко выражен, и величину завитка определяют по формуле
. ‘ ■ я = — • 100,
Ь
где л —величина завитка в %;
А — ширина перерезания годичных слоев в мм b — ширина заготовки в мм.
Перерезание годичных слоев бывает сплошное, когда слои перерезаются по всей длине заготовки, и местное, когда слои
перерезаются лишь на отдельных участках по длине заготовки (фиг.’ 8). Сплошное перерезание обычно является результатом неправильного раскроя брусков н досок на заготовки.
Перерезание годичных слоев измеряют на боковой поверхности отклонением h слоев от кромки заготовки и выражают в процентах от длины U к которой относится замеренное отклонение; подсчет ведут по формуле
Я = А. юо,
где л —величина перерезания в %ї
А —ширина перерезания годичных слоев, в мм;
/ — длина, на которой перерезаны годичные слои, в мм.
Перерезание годичных слоев понижает механические качества древесины и в особенности сопротивляемость ее ударным нагрузкам и
Фиг. 8. Перерезание годичных слоев, J—сплошное; 2— местное. |
изгибу. В авиационных заготовках допускается сплошное перерезание годичных слоев не более 4% и местное перерезание не более 5°/о.
Трещины хотя и не сопровождаются разрушением древесины, но их наличие является существенным пороком, .так как они уменьшают выход заготовок и. деталей из кряжа, доски н бруска, снижают крепость древесины, портят поверхность н способствуют заражению древесины грибковыми спорами, которые через трещины попадают на обнаженные части древесины.
По месту нахождения и (причинам образования различают следующие трещины:
1. Периферические пли морозобойные трещины, образовавшиеся в результате резких колебаний температуры зимой.
При сильном понижении температуры объем наружных слоев древесины значительно уменьшается, тогда как объем внутренних слоев мало изменяется вследствие малой теплопроводности древесины. Поэтому в наружных слоях возникают большие напряжения, которые’ разрывают — волокна. Весной трещина закрывается и обрастает годичным слоем древесины, причем этот слой у трещины получает местное расширение вследствие раздражения прилегающих к ней клеток.
В том случае, если резких колебаний температур в следующую зиму не повторяется, трещина может зарасти и обнаруживается только на поперечном раэрезе дерева. Но под влиянием сильных морозов, трещина часто раскрывается несколько лет подряд, вследствие чего образуется открытая трещина.
Морозобойные трещины являются существенным пороком древесины, тем более, что онн часто сопровождаются ее загниванием.
2. Сердцевинные трещины, причины возникновения которых точно не установлены. Предполагают, что они образуются вследствие усыхания центральной части ствола или раскачивания дерева ветром, или от удара дерева о землю при валке.
По протяженности различают діва рода трещин:
а) не поднимающиеся высоко по стволу и выходящие при разделке хлыста в комлевой конец сортимента; такне трещины называют ветреницами;
б) простирающиеся по всей длине ствола и зыходящие при разделке хлыста в оба торца сортимента; такие трещины называют метиками.
3. Отлуп, или трещины между годичными слоями (фиг. 9), образуется вследствие усыхания центральной части ствола и от действия переменной температуры. Различают полный отлуп, когда трещина на торце образует замкнутую окружность, и (неполный, (когда трещина на торце не образует полной окружности. Полный отлуп обычно
встречается около сердцевинной трубки, где рыхлая ткань легко усыхает.
Пороки паразитарного происхождения
2 Наиболее опасными разрушителями древесины являются грибы. Размножаются грибы при помощи деления мицелия (грибницы) и посредством спор, образующихся в плодовых телах. Развиваясь на растущих деревьях, грибы нарушают нормальное течение жизненных процессов и часто служат причиной засыхания дерева на корню.
На срубленной древесине грибы размножаются при определенных температуре и влажности. Нормальный рост грибов наблюдается при температуре от 10 до 35° и при влажности древесины от 25 до 150%. При хранении древесины нужно создавать такие условия, в которых грибы не могли бы развиваться.
Большинство грибов питается стенками и содержимым клеток древесины, постепенно разрушая ее и превращая © труху. Некоторые же грибы (синева, плесень и др.) питаются только содержимым клеток, не разрушая их стенок. Наличие таких грибов ослабляет древесину, но не понижает значительно ее механических качеств.
В авиационной древесине раньше не допускалось вообще наличия грибных заболеваний, понижающих >ее механические качества. Лишь в последние годы, в связи с трудностями военного времени, стали допускаться отдельные небольшие пятна синевы и легко сметаемая плесень.
Синева чаще всего вызывается сумчатыми грибами из семейства Ceratostomaceae. Эти грибы могут развиваться при температуре 1 от 8 до 35° и влажности древесины от 22 до 163%. Оптимальными условиями для роста синевы являются температура 20—25° и влажность древесины 33—82%. ‘
Грязносинюю окраску древесине придает грибница гриба, или пигмент, выделяемый гифами. Грибы синевы питаются содержимым полостей клеток, сахаром и белками, не трогая стенок клеток. Многочисленными исследованиями установлено, что зараженная синевой древесина хвойных пород не изменяет своих физических свойств и механических качеств.
Плесень чаще всего появляется на сплавном лесоматериале. Вызывается она обычно грибами Penicillium Fusarium, но может возникать н в результате поражения древесины некоторыми другими грибами.
Плесень проявляется в виде’ зеленого, серого или разового налетов и поражает древесину только с поверхности.
э
Поступившую на авиационный завод зараженную синевой или плесенью древесину немедленно следует стерилизовать в сушильных камерах. Стерилизация при температуре воздуха 80° н относительной влажности 100% убивает грибы всех вредителей леса.
После стерилизации древесину высушивают до 7—10% влажности и передают в склад сухого леса или в производство. Хранить древе — .сину следует в хорошо вентилируемом складе, где условия хранения должны обеспечивать равновесную влажность древесины в пределах
7—Ю%.
Для предохранения древесины — от заражения во время хранения следует ежегодно двукратно промазывать ее 0,2%-ным раствором этилмеркурфосфата в этиловом спирте. Для лучшей сохранности деревянные детали самолета покрывают смоляным или иным защитным лаком. Смоляной лак хорошо предохраняет древесину от увлажнения, а следовательно, и от поражения грибами. Отдельные пятна трибного происхождения на деталях • следует антисептировать методом компрессов, пропитывая древесину в пораженных участках одним из следующих растворов:
1) 2%-ным раствором * оксидифенила в ацетоне или в этиловом спирте;
2) 0,2%-ным раствором этилмеркурфосфата в этиловом спирте.