Эра рентгена: рентгеновские сканеры древесины | Лесной комплекс
ПО "Теплоресурс" - котлы на опилках, щепе и коре
Узнать больше Свернуть
Развернуть

Промышленные котлы на биомассе от производителя.Водогрейные и термомасляные котельные. Теплогенераторы для линий производства пеллет.

Подробнее Свернуть
Эра рентгена: рентгеновские сканеры древесины

Эра рентгена: рентгеновские сканеры древесины

Современные технологии сканирования брёвен позволяют значительно повысить производительность и сократить объёмы отходов в лесопильной промышленности. Одно из новейших направлений в этом сегменте оборудования — рентген-сканеры. Оставим пока в стороне аспекты логистики и ценовой политики, которые в текущей ситуации вызывают немало вопросов, и сосредоточимся на технологических особенностях этих систем.

В основу рентгеноскопии положено свойство рентгеновских лучей ослабевать в зависимости от плотности исследуемого материала. Плотность дефектов выше или ниже плотности основной древесины, поэтому на изображениях, полученных в ходе сканирования, их достаточно легко обнаружить — они обозначены как более тёмные или светлые участки.

Рентгеновский сканер позволяет увидеть то, что недоступно стандартным 3D-сканерам, — внутреннюю структуру бревна: плотность древесины, годовые кольца, долю ядровой древесины, сучки, гниль, минеральные и металлические включения и прочие дефекты.

Кроме того, рентген-сканирование — процесс более оперативный, и на него в меньшей степени влияют внешние факторы. Благодаря этому такое оборудование выводит сканирование лесоматериалов на совершенно новый уровень качества и точности.

Новый уровень точности

«3D-сканирование — это измерение внешней геометрии лесоматериалов или пиломатериалов. Данный метод основан на лазерной триангуляции. Рентген-сканирование — это измерение лесоматериалов с применением ионизирующего излучения, а основная характеристика, на основе которой строится весь процесс, — это плотность древесины и её распределение внутри бревна.

На основе распределения плотности и её разницы между внутренними слоями бревна, такими как кора, луб, сучки, ядро, и определяется с высокой точностью размер древесины без коры, но при этом сама кора остаётся на бревне», — поясняет директор ООО «Финнос Рус» Андрей Савостьянов.

По мнению представителя производственной фирмы, по точности измерения диаметра бревна под корой системы рентген-сканирования уже практически не превосходят современные 3D-сканеры — этот показатель в среднем составляет +-1 мм.

«Но при этом на работу рентгеновского оборудования не влияют грязь на поверхности бревна, обледенение и другие факторы, которые очень сильно сказываются на измерении внешней геометрии и занижают его точность в случае с 3D-сканерами.

При использовании рентген-сканеров измерение происходит только по плотности древесины, и результат попадания диаметра в свою сорт-группу достигает 98%. На 3D-системах — максимум 85% из-за перечисленных факторов», — комментирует Андрей Савостьянов.

«Принципиальное отличие рентгеновских сканеров брёвен состоит в том, что рентген позволяет «заглянуть» внутрь бревна, увидеть его внутреннюю структуру и пороки древесины. Что касается результата, то, в отличие от классического 3D-сканирования, использующего так называемые коэффициенты на кору, рентгеновский сканер измеряет реальный диаметр бревна под корой.

Поэтому при сортировке пиловочника с помощью рентгена выход пиломатериала увеличивается на 1,5–2,5% в зависимости от используемого лесопильного оборудования, схемы сортировки и других характеристик», — приводит свою оценку директор ООО «Финскан Рус» Сергей Кирилин.

Что ищем и где?

Как уже было сказано, основной принцип работы рентгеновских сканеров — измерение плотности исследуемого материала. Поэтому рентген позволяет увидеть дефекты, отличающиеся по плотности от основной массы древесины: сучки, мягкая гниль, минеральные включения. Также это оборудование может выявить сложную кривизну бревна, вырывы коры и прочие дефекты, касающиеся как геометрии, так и внутренней структуры древесины.

«Основная сфера применения систем рентген-сканирования круглых лесоматериалов — это, конечно же, лесопильное производство, где надо точно измерить диаметр брёвен, рассортировать их и точно вписать постав в бревно. На этом этапе все пороки древесины скрыты, поэтому для качественного выполнения всех этапов рентген-сканирование подходит оптимально.

Но и для фанерных производств эта система актуальна. С помощью рентген-сканера мы можем сортировать фанкряж по схеме раскряжёвки по форматам, а также по внутренним порокам. Это значительно повышает эффективность использования сырья, уменьшает затраты на его подготовку и обеспечивает экономическую эффективность уже на этапе сортировки фанкряжа.

Также у нашей компании есть разработка для измерения объёма щепы и её влажности с применением рентген-сканера», — поделился своим видением директор ООО «Финнос Рус».

«По моему мнению, в первую очередь рентгеновские сканеры необходимо использовать при сортировке круглого леса — там это оборудование принесёт наибольшую эффективность. Также рентгеновские сканеры будут полезны при приёмке щепы на ЦБК, позволяя измерять реальный объём щепы и находить минеральные включения, которые не допускаются в производство.

Кроме того, некоторые предприятия для сортировки строганой продукции заказывают продольные сканеры с рентгеновским модулем, который в этом случае используют для оценки прочности продукции.

Применение рентгена при поперечной сортировке нестроганых пиломатериалов нецелесообразно, поскольку из-за относительно небольшой толщины досок в них практически не содержатся внутренние пороки, не выходящие на пласти, а с видимыми пороками отлично справляются обычные 3D-сканеры», — подчёркивает директор «Финскан Рус».

Сканирование древесины

Два в одном

Можно ли сочетать в одном сканере рентген с лазером или 3D-сканированием? И нужны ли современным лесопромышленникам такие сложные технологические решения? Ведь для работы с такой техникой понадобится и персонал высокой квалификации, и обслуживание её будет непростым.

На сегодняшний день действительно есть решения, сочетающие все эти методы измерения. Они позволяют получать самые точные 3D-модели брёвен по внешней геометрии и внутреннему строению. Например, такое оборудование поставляет на российский рынок компания «Финнос Рус».

«Это работает почти как томограф, но намного дешевле его. Для оператора нет абсолютно никакой разницы, какой модуль системы стоит на линии — только рентген, только 3D или флагман, объединяющий все технологии измерения.

Интерфейс интуитивно понятный, всё управление линией происходит в автоматическом режиме, оператор только следит за подачей сырья и забивает начальные данные в систему. Никакой точной настройки или обслуживания оборудования, кроме заливки омывающей жидкости, оператор не выполняет, этим занимается обученная сервисная команда», — поясняет Андрей Савостьянов.

Такая комплексная система, безусловно, представляет собой более сложное и дорогостоящее оборудование, чем просто стереокамеры в 3D-системах. Кроме того, этой технике присваивается определённый класс опасности для жизни человека, поэтому и системы безопасности там намного дороже, чем в 3D-системах.

«В настоящее время использование рентгеновских сканеров на этих участках вместо классических 3D-систем становится растущей тенденцией. Пройдёт немного времени, и для средних и крупных заводов рентген на сортировке брёвен станет такой же нормой, как использование 3D-сканеров в наши дни. Но, безусловно, и для 2D/3D, и для лазерных сканеров останутся свои области применения — например, сканеры бруса на лесопильных линиях, сканеры обзола и т. д.», — строит прогнозы Сергей Кирилин.

Сканирование древесины Finnos

Сканируем на корню

Выявить пороки древесины можно не только в срубленном дереве, но и в растущем. Раньше диагностику состояния внутри ствола выполняли с помощью иглы, которая, проникая внутрь растения, замеряла степень сопротивления материала, либо использовали технологию, основанную на измерениях скорости распространения звуковых импульсов через древесину. Такое оборудование достаточно дорогостоящее, а для работы с ним необходим опытный
оператор.

Специалисты Арктического государственного агротехнологического университета (Якутск) совместно с коллегами из центра промышленной радиографии «Цифра» предложили иное решение — на основе рентгеновского излучения. С помощью разработанного ими портативного приборного комплекса сделать снимок живого дерева не сложнее, чем «флюшку» живому человеку.

Принцип тот же: с одной стороны ствола устанавливают источник рентгеновского излучения, с другой — приёмник. На формирование снимка уходит всего несколько секунд. Вес оборудования составляет всего 10 кг, настраивать его не нужно, так что с этой работой легко справится один человек.

«При использовании оборудования, работающего на других принципах, на диагностику одного дерева уходит около получаса. С помощью нашего комплекса это время сокращается до пяти минут», — прокомментировал «Известиям» профессор кафедры «Технология и оборудование лесного комплекса» Арктического государственного агротехнологического университета Игорь Григорьев.

С помощью этой установки можно посредством рентгеновского излучения выявлять гниль, сучки, трещины, посторонние включения, поражения насекомыми размером от 1 мм и другие повреждения внутри ствола растущих деревьев, не нарушая при этом их целостность. Словом, принципы те же, что и при сканировании срубленной древесины.

Правда, использовать разработку планируется в первую очередь не в промышленности, а в лесном хозяйстве — для мониторинга состояния деревьев в лесах и лесопарковых зонах, чтобы выявлять растения, которые из-за внутренних повреждений могут внезапно упасть и повредить окружающие деревья или постройки. Ещё одна возможная сфера применения — контроль состояния деревянных сооружений.

Так, по мнению эксперта общественного совета при Министерстве природных ресурсов, координатора программы экологизации промышленности Центра охраны дикой природы Игоря Шкрадюка, наиболее остро проблема состояния деревьев стоит в городах, где падающие от ветра неустойчивые стволы могут причинять значительный ущерб и даже приводить к смерти жителей.

При этом он упомянул, что в лесу потенциальный ущерб от падающих деревьев значительно ниже, однако и там есть необходимость выборочно проверять стволы на определённых участках, принимать решение о вырубке.

В любом случае, наличие отечественной разработки в таком важном сегменте, как сканирование древесины, не может не радовать. Особенно в ситуации, когда российские пользователи таких систем могут оказаться отрезанными от зарубежных технологий.


Текст: Мария Кармакова

Статья опубликована в журнале Лесной комплекс №2 2022

Нашли ошибку?

Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl + Enter

SHANTUI L39-B3-AGRI
Компания Shantui представила новую серию... В новый сезон SHANTUI входит с линейкой...
Читать онлайн
Новости
экскаватор HX340SL_Russia

Экскаватор Hyundai HX340SL: когда обзор имеет значение

Одна из самых универсальных и вследствие этого популярных машин на рынке спецтехники — экскаваторы. Особенным спросом пользуются сегодня 30-тонные машины: они востребованы во многих отраслях, включая, конечно же, и лесную. Экскаваторы возводят...

Читать далее...

Рынок

Выбор читателей

Присоединяйтесь к Forestcomplex в Телеграм. Свернуть
в начало

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.