Разработка методик оценки качества ЛДСтП

В настоящий момент на плитном производстве толщину и вес изделия измеряют непрерывно, это позволяет рассчитывать и держать под постоянным контролем плотность плиты. Постоянно отслеживая влажность стружечного ковра и разницу в весе материала до и  после прессования, несложно определить, какова влажность готовой плиты. Как правило, применяют метод непрерывного ультразвукового измерения модуля упругости плиты в потоке. Для изделий, выпускаемых на одной и той же производственной линии, выявлена довольно тесная корреляционная зависимость между модулем упругости и пределом прочности при изгибе, позволяющая определить соответствие показателей продукта нормативным, не проводя разрушающие испытания.  Уже появились приборы для электромеханического возбуждения в плите колебаний и изучения их спектра, дающего информацию о прочностных свойствах материала. Расслоения можно выявить с помощью ультразвукового дефектоскопа: при наличии  такого дефекта скорость прохождения сигнала уменьшается примерно на порядок.

Контроль качества продукции заключается в оценивании определенных показателей плит на соответствие установленным нормативам. Первым пунктом в определении качества готовой плиты является контроль на соответствие размеров, установленных в ГОСТ 10632-89 «Плиты древесно-стружечные. Технические условия». Различные вариации длины, ширины, толщины и предельных отклонений приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Размеры плит                                                                     В миллиметрах

Параметры	Значения	Предельные отклонения
Толщина	От 8 до 38 с градацией через 1 мм	±0,5
Длина	1830, 2440, 2750, 3500, 3660, 5500	±5
Ширина	1220, 1500, 1750, 1830	±5

 

 

 
Допускается выпускать плиты размерами меньше основных на 200 мм с градацией 25 мм, в количестве не более 5% от партии. По согласованию с потребителем допускается выпускать плиты форматов, не установленных в таблице 2.1. Отклонение от прямолинейности кромок не должно быть более 2 мм на 1 м. Отклонение от перпендикулярности кромок плит не должно быть более 2 мм на 1 м длины кромки. Перпендикулярность кромок может определяться разностью длин диагоналей пласти, которая не должна быть более 0,2 % длины плиты.

 

  Действующие в Российской Федерации стандартные методы их испытания разработаны до 1990 года и во многом уже не соответствуют современному уровню развития отрасли. Поэтому в таблице 2.2 приводятся не только отечественные методы испытаний, но и предусмотренные в аналогичных европейских стандартах (EN). Для испытаний от контролируемой партии продукции отбирается определенное стандартом количество плит, из которых выпиливаются образцы. Объем испытуемого материала обычно составляет  от 0,1 до 0,5% от числа листов в партии. Выборку стараются делать по возможности минимальной, так как плиты, из которых взяты образцы, обычно исключают из поставки. Перечень контролируемых показателей и минимально допустимое количество образцов приведены в таблице 2.2. Все испытания следует проводить на образцах, выдержанных в лабораторных условиях, то есть при температуре воздуха 20°С и относительной влажности 65%, до состояния, при котором массу образца можно считать стабильной. Проведение испытаний возможно как в собственной лаборатории предприятия, так и с привлечением сторонней организации.

Таблица 2 - Перечень показателей и число образцов для испытаний древесных плит

 

 

Модуль упругости и прочность при изгибе.

Схема испытания показана на рисунке 16. Прочность при изгибе есть отношение изгибающего момента (М) к сопротивлению поперечного сечения образца (W) при приложении максимальной (разрушающей) нагрузки. Для образца прямоугольного сечения имеем

,

где Рmax – разрушающая нагрузка, Н; l – расстояние между опорами, мм; b – ширина образца (50 мм); h – толщина (высота) образца, мм, равная толщине продукции.

Рисунок 2.1 - Схема испытания плит на статический изгиб

 

Время испытания до разрушения должно составлять примерно 1 мин. Расстояние между опорами составляет 20h согласно требованиям европейского стандарта и (10-15)h согласно отечественному стандарту ДСтП. Это расхождение является существенным и мешает сравнению показателей плит, испытанных по различным методикам. Изгиб на малых пролетах дает заниженные показатели из-за влияния поперечной силы на результаты технической операции. Поэтому переход на методику EN 310 является целесообразным, так как позволяет получить более объективную характеристику прочности плит при изгибе.

На результаты влияет объем образца, поэтому в нормативах для более тонких изделий указаны более высокие значения прочности. Модуль упругости необходимо знать для оценки поведения плит под изгибающей нагрузкой, так как прогиб детали прямо пропорционален нагрузке и обратно пропорционален модулю упругости при изгибе. В европейском стандарте этот показатель так же обязателен, как и показатель прочности. Они оба могут определяться на одних и тех же образцах, по одной схеме испытания, так как Е-модуль находится без разрушения материала. Статистический модуль упругости рассчитывают по формуле

,

где l – расстояние между опорами, мм (не менее 20h); b – ширина образца (50 мм); h – толщина образца (равна толщине продукции), мм; ∆Р – приращение нагрузки (Н), соответствующее приращению  прогиба по середине длины ∆f, мм. Прогиб можно измерять прямым способом с помощью индикатора часового типа, по диаграмме «нагрузка – прогиб» или косвенным образом  - по времени роста нагрузки при постоянной скорости деформирования.

 

Покоробленность плит

Для испытаний берут образцы  размером 1200×650 мм и толщиной, равной толщине плиты. Для контроля покоробленности используют прибор с двойной базой Б1=610 мм и Б2=200мм, изображенной на рисунке 22. Он представляет собой жесткую балку с тремя опорами для каждой базы и индикатором часового типа. На рисунке 23 показан стенд, на который ставят образец и данный аппарат поочередно прикладывают по измерительным осям  X-X и Y-Y, совмещая шток индикатора с точкой пересечения осей Х – Х и Y –Y, а балка прибора с тремя опорами A, B, C или D, E, C коснулась поверхности образца. Отклонения показаний от установленного значения выявляют стрелу прогиба.

Рисунок 2. – Схема прибора для контроля покоробленности

1 – балка прибора; 2 – индикатор; А, В, С – опоры с базой измерения  стрелы прогиба Б1; D, E, G – опоры с базой измерения стрелы прогиба Б2; δ – 2 мм – расстояние между плоскостями опор A, B, C и D, E, G.

 

Значение прогибов (fx и fy) в миллиметрах вычисляют с точностью до 0,01 мм по формулам:

,

где Ti – показания индикатора при измерении на базе 610 мм (опоры А, В, С), Ti=T2; при измерении на базе 200 мм (опоры D, E, C), Ti=T1=6 или 5 при использовании прибора с одной базой;

f*x – показания индикатора по оси Х-Х, мм;

f*y – показания индикатора по оси Y-Y, мм.

Величину покоробленности (ω) каждой стороны плиты в миллиметрах вычисляют с точностью до 0,05 мм по формуле:

,

где ׀fx׀ и ׀fy׀ – абсолютные значения прогибов, мм.

За покоробленность плиты принимают среднюю арифметическую величину результатов вычисления покоробленности по каждой стороне.

 

Гидротермическая стойкость покрытия.

Испытание на определение гидротермической стойкости покрытия проводят на основании ГОСТ 9590-76 «Пластик бумажнослоистый декоративный. Технические условия». Из листов, отобранных для испытаний, вырезают два образца в форме квадрата со стороной (75±2) мм. Образец помещают лицевой поверхностью вниз в приспособление, укрепленное на колбе с кипящей водой, показанное на рисунке___.

 

Лицевую поверхность образца в течении 1 часа подвергают воздействию паров кипящей воды, после чего образец высушивают фильтровальной бумагой. Образцы осматривают при комнатной температуре сразу после испытания и через 24 часа, отмечая следующие изменения их лицевой поверхности: наличие трещин (при помощи лупы), вздутий, расслоений и потери блеска (невооруженным глазом). Указанные изменения поверхности, исчезающие в течении 24 часов, не являются браковочным признаком.

 

Твердость защитно-декоративного покрытия.

Основные методы испытаний на определение твердости защитно-декоративного покрытия приводятся в ГОСТ 27326-87 «Детали и изделия из древесины и древесных материалов. Методы определения твердости защитно-декоративных покрытий царапанием». Данный ГОСТ включает в себя два метода испытания образцов, первый из которых предназначен непосредственно для облицованных плит.

Сущность первого метода заключается в определении ширины царапины, оставленной иглой склерометра, изображенном на рисунке --, под действием нагрузки.

Рисунок --- - Склерометр

1 – каретка, 2 – испытуемый образец, 3 – игла, 4 – держатель иглы, 5 – груз, 6 – коромысло, 7 – противовес, 8 – центр вращения коромысла, 9 – подставка.

Ширину царапины измеряют последовательным совмещением нити винтового окулярного микрометра микроскопа с границами царапины по всей её длине в поле зрения микроскопа, рисунок ---. При этом получают соответствующие значения L показаний окулярного микрометра, в делениях шкалы барабана, правой L1 и левой L2 границ царапины. Ширину царапины измеряют на трех участках по всей длине, предпочтительнее в середине и на расстоянии 5 мм от середины.

Рисунок --- - Принцип определения ширины царапины при помощи винтового окулярного микрометра микроскопа.

Ширину царапины (В) в мкм вычисляют по формуле:

B=(L1-L2)ε,

где L1 и L2 – показания окулярного микрометра соответственно для правой и левой границ царапины, в делениях шкалы;

ε – цена деления барабана окулярного микрометра, мкм.

Величину твердости покрытия характеризуют шириной царапины (Вср), вычисленное как среднее арифметическое результатов трех измерений.

 

 

 

 

 

 

После контроля качества шлифованных ДСТП плиты поступают на облагораживание. Полученные в результате облицовки плиты  проверяются на соответствие требованиям, разработанным на них ГОСТам. Количество облицованных плит, отбираемых для проверки качества, зависит от объема партии, отгружаемой заказчику. Объем выборки и минимальное число годной продукции, при которой проверяемая партия принимается, регламентирует таблица 3 ГОСТа Р 52078-2003 (в штуках)

Таблица 2.3 - Минимальное число годных плит при определенном объеме партии

Объем партии, шт.	Объем выборки/Минимальное число годных плит
	при проверке длины, ширины, перпендикулярности кромок	при проверке внешнего вида покрытия
До 500	8/7	1/1
От 501 до 1200	12/11	3/1
От 1201 до 3200	12/11	2/1

 

 

Соответствие плит требованиям ГОСТа оценивают на основе внешнего осмотра их поверхности с расстояния приблизительно 300-500 мм, под углом 30-60°, без применения увеличительных приборов, при освещенности 1000-5000 люкс. Свет нужен рассеянный, возможен как дневной, так и искусственный. Матовость и блеск покрытий так же оценивают визуально – сопоставляя их с утвержденным образцом-эталоном.

Размеры вмятин (углублений) на поверхности плиты определяют при помощи стрелочного индикатора, закрепленного в металлической П-образной скобе с цилиндрическими опорными поверхностями радиуса 5±1 мм (расстояние между опорами 60-100 мм). Перед замерами шкалу индикатора тарируют: чтобы определить нулевое положение, скобу с индикатором ставят на поверочную линейку или на поверочную плиту. Ход штока в обе стороны от опорной плоскости должен быть не менее 2 мм.

 

Гидротермическая стойкость поверхностей

Испытуемый образец (квадрат со стороной 75 либо 100 мм) помещают на колбу с кипящей водой и в течение одного часа подвергают воздействию горячего пара. Промокнув образец фильтровальной бумагой, его осматривают сразу после испытания при комнатной температуре, отмечая следующие изменения на поверхности: трещины (в том числе выявляемые при помощи лупы), вздутия, расслоение, потерю блеска и/или цвета (видимые невооруженным глазом). Если внешний вид покрытия не изменился и образец не расслоился или расстояние отсутствует, а обнаруженные изменения внешнего вида исчезают в течение 24 часов, то результаты испытания считаются положительными.

 

Устойчивость поверхностей к повышенной температуре воздуха

Для испытаний берут образцы, имеющие форму квадрата со стороной 250 мм. их острые кромки зачищают абразивной шкуркой так, чтобы удалить сколы покрытия. Образцы помещают в термошкаф при температуре 70±5°С на 24 ч, затем такое же количество выдерживают при 20±5°С. Далее ведется осмотр декоративной поверхности невооруженным глазом с расстояния 250 мм под углом 20-30°. Выдержавшими испытания считаются образцы без трещин на покрытиях. Результат распространяют на всю партию плит.