Консервирование древесины опор воздушных линий электропередачи

Технические свойства древесины

Физические и механические свойства древесины зависят не только от породы дерева, но и от целого ряда других факторов, как то - возраста дерева, условий роста, времени рубки, способа хранения и т. д.

Прочность древесины в сильной мере зависит от того, каким образом на нее действуют усилия. Волокна, из которых состоит древесина, обладают довольно большой прочностью но связь между отдельными волокнами значительно слабее самых волокон. Поэтому дерево обладает довольно большой прочностью при растяжении и сжатии вдоль волокон (продольное растяжение и сжатие), но его прочность значительно меньше при сжатии и особенно при растяжении поперек волокон, а также при скалывании вдоль волокон, так как в этих условиях противопоставлена усилиям сравнительно слабая связь между волокнами.

Кроме того, на прочность дерева в значительной мере влияют: влажность, плотность, возраст и ряд других причин. Повышенная влажность значительно уменьшает прочность дерева, так как вода, заполняя промежутки между волокнами, раздвигает их и уменьшает силу сцепления между ними.

Гниение древесины

Гнилью называется болезненное изменение древесины, приводящее к полному разложению и распаду древесных волокон. Вызывается она действием грибков, развивающихся на растущих деревьях и в срубленной древесине и питающихся веществами, из которых состоит древесина.

По мере проникновения грибков в глубь древесины, последняя меняет цвет (буреет), покрывается поперечными и продольными трещинами, распадается на отдельные кусочки, легко растирающиеся между пальцами (трухлявость), приобретает особый запах. Иногда в древесине образуются мелкие пустоты, и она легко расщепляется на отдельные волокна (ситовина).

Для развития грибков особенно благоприятны следующие условия: влажность древесины от 18 до 60% (в среднем 30%), температура окружающего воздуха от 15 до 30°, повышенная влажность окружающего воздуха.

На деревянных опорах линий электропередачи гниение начинается обыкновенно в местах около земли, где эти условия имеются в наличии. Наиболее подвержены гниению также места, где снят верхний, более стойкий в отношении гниения слой древесины, т. е. места врубок, затесов, отверстия для болтов и т. д.

Продолжительность срока службы деревянных опор зависит от очень многих факторов: качества древесины, атмосферных условий, характера грунта и т. д., но в среднем для непропитанного леса она равна:

• для сосны - 4—5 лет,
• для ели - 3—4 года,
• для дуба......6—8 лет.

В отдельных случаях срок службы может значительно сократиться.

Защита древесины опор от гниения

Основной принцип защиты опор ВЛЭП от гниения заключается в том, что в древесину вводятся вещества, которые ее отравляют и делают непригодной для питания грибков. Такие вещества называются антисептиками.

Способность поддаваться пропитке различна для разных пород леса. Лучше всего поддаются пропитке сосна и дуб. Ель почти не поддается пропитке. В отношении пропитки также различны заболонь и ядро. Заболонь хорошо поддается пропитке, особенно ее наружные слои, ядро же очень мало пропитывается. Поэтому следует стремиться к тому, чтобы дерево после пропитки не подвергалось дальнейшей обработке, так как при этом будет нарушен пропитанный, предохраняющий от гниения слой древесины. Если же лес все-таки подвергается обработке после пропитки, то необходимо дополнительно обмазать антисептиком места, подвергшиеся обработке.

В качестве основных антисептиков можно указать следующие:

• Креозотовое масло, являющееся продуктом перегонки каменноугольной смолы. Это — легко подвижная жидкость черного или коричневато-черного цвета, обладающая резким, неприятным запахом и вредно действующая на кожу и слизистые оболочки. Креозотовое масло — один из лучших антисептиков. Оно применяется как в чистом виде, так и в смеси с мазутом, причем последний играет только роль растворителя.
• Антраценовое масло, или карболинеум, того же происхождения, что и креозотовое масло, отличается от последнего вязкостью и пониженными антисептическими свойствами.
• Уралит является минеральным или солевым антисептиком (в отличие от предыдущих, называемых маслянистыми антисептиками). Он представляет собой смесь из 85% фтористого натрия (соль белого цвета; и 15% динитрофенола (органическое соединение желтого цвета). Уралит обладает большой антисептичностью, проникает в древесину легче маслянистых антисептиков, медленно вымывается водой и не разъедает металла поковок.

Существует много способов антисептирования древесины опор воздушных линий электропередачи. У нас нашли применение следующие:

• способ ограниченного поглощения,
• бандажный способ,
• обмазка.

Первый способ является заводским, в отличие от двух других, которые могут быть применены в линейных условиях даже после установки опор.

Заводские способы антисептирования древесины

При пропитке заводским способом в пропиточном цилиндре после его загрузки лесам и герметического закрытия крышкой, повышается давление до 3—4 ат и выдерживается в течение 15—30 мин. Затем цилиндр заполняется смесью креозотового масла с мазутом, и давление поднимается до 6—8 ат.

После достаточной выдержки древесины в антисептике последний удаляется из цилиндра. В цилиндре затем устанавливается вакуум (разрежение) в течение 15—20 мин., после чего процесс пропитки заканчивается.

Сущность этого способа заключается в том, что при первоначальном давлении в цилиндре воздух, заключенный в порах древесины, сжимается. При последующем введении в цилиндр антисептика под давлением, воздух в порах сжимается еще сильнее и образует внутри древесины своего рода воздушные подушки.

В конце процесса во время разрежения сжатый воздух подушек с силой выталкивает антисептик обратно, оставляя его в древесине лишь в том количестве, которое требуется для хорошего смачивания стенок древесных клеток.

Расход антисептика по этому способу равен 70—90 кг на 1 м³ древесины. Древесине, подвергающийся пропитке по этому способу, должен быть предварительно просушен до 18—20% влажности и очищен от коры и луба. Сосновые бревна хорошо поддаются пропитке заводским способом, и качество пропитки получается достаточно высокое. Срок службы сосны, пропитанной этим способом, может достичь 15—20 лет.

Еловый лес плохо принимает пропитку с боковой поверхности ввиду того, что устьица пор у волокон боковой поверхности очень скоро после валки дерева закрывается и не пропускает антисептика. Ввиду затруднительности проникновения антисептика по всей длине бревна со стороны его торцов, ель плохо поддается пропитке.

Линейные способы антисептирования древесины

Бандажный способ

Сущность этого способа заключается в том, что опасные по загниванию зоны опор воздушных линий электропередачи обрабатываются водонепроницаемым бандажем — листом толя, пергамина или рубероида, покрытым с внутренней стороны пастой, содержащей уралит.

Пропитка опоры антисептиком происходит постепенно. Влага, содержащаяся в грунте, притекает к нижней части столба и проникает в древесину, частью через нижнюю торцевую, частью через боковую поверхность столба, и вследствие высыхания верхней части медленно поднимается вверх по столбу и испаряется в воздух.

Проходя мимо бандажа, влага постепенно растворяет заключенный в нем антисептик и, захватывая его с собой, пропитывает зону столба, защищенную бандажем.

Перед установчой бандажа пасынок необходимо тщательно очистить от луба и грязи. Бандаж прикрепляется к столбу толевыми гвоздями и стальной проволокой 1—1,5 мм. Затем поверхность бандажа, шов и края его промазываются горячим битумом.

Суперобмазка

Сущность способа суперобмазки заключается в том, что на древесину наносится антисептическая паста. Антисептик, соприкасаясь с увлажненным деревом, постепенно растворяется и проникает в древесину.

Опоры, предназначенные к немедленному использованию на линии передачи, покрываются битумной пастой, состоящей из уралита, битума, зеленого масла и воды, взятых в весовом соотношении 39 : 14 : 20 : 27. Битум в этой пасте служит клеевой основой, а зеленое масло — растворителем клеевой основы.

Для предохранения от выщелачивания антисептическая паста покрывается гидроизоляционным слоем, состоящим из битума и песка. Расход пасты определяется, как в предыдущем случае, из расчета, чтобы на 1 м² покрываемой древесины приходилось 150 г чистого фтористого натрия для надземных частей опоры и 350 г для пасынков и ригелей.

Пропитка болтовых отверстий и поверхностей опор, соприкасающихся с металлическими деталями, производится этой же пастой с добавлением 8% бихромата натрия или калия, который почти полностью предотвращает коррозию металла от воды и водяного раствора антисептика.

Пасынки, предназначенные к немедленному использованию на линии, антисептируются как указано выше или бандажным способом. В том случае, если древесина предназначается к использованию на линии через три или больше месяцев, она может консервироваться суперобмазкой без гидроизоляционного слоя. Паста в этом случае может применятся как на основе битума, так и на экстракте сульфитных щелочей, или просто на воде.

Обработанная таким способом древесина должна выдерживаться в течение не менее 90 дней в плотно укрытых штабелях, исключающих ее интенсивное подсушивание. Укрытие штабелей производится дерном и ветвями.

Детали, предназначенные для пасынков и ригелей, обязательно следует покрывать битумной пастой с нанесением гидроизоляционного слоя. Для этих деталей расход чистого фтористого натрия на 1 м² покрываемой поверхности должен быть не менее 350 г.

Пасынки, обработанные таким образом, устанавливаются затем на линии без дополнительного бандажирования. Все затесы, врубки и другие места повреждения поверхностного слоя древесины, а также все торцы, расположенные в надземной части оперы, покрываются битумной антисептической пастой. Отрубы ног и пасынков, кроме того, закрываются толем или рубероидом, пришиваемым к столбу гвоздями.

Вышеуказанные способы защиты древесины от гниения хотя и дают хорошие результаты, но являются весьма трудоемкими и трудно применимы в зимних условиях. В настоящее время изыскиваются более упрощенные способы консервирования древесины.

В качестве гидроизоляционного слоя применяется битумный лак. Покрытию пастой подлежат не все элементы опоры, а только наиболее поддающиеся загниванию: пасынки, в месте их заделки в грунте; верхние половины всех горизонтальных и наклонных элементов. Все места врубок и затесов, а также все отверстия для поковок. Пастой заливаются также все трещины в древесине. 

Пасынки в зависимости от уровня грунтовых вод покрываются пастой. Нормы расхода антисептической пасты на 1 м² поверхности покрываемой древесины следующие:

• для надземных частей опоры - 750 г,
• для подземных частей опоры..... 1000 г.

Норма расхода кузбасского лака для гидроизоляционного слоя — 500 г на 1 м² обрабатываемой поверхности.

Общая потребность в материалах для консервирования древесины этим методом, приведенная на 1 м³ опоры, составляет:

• фтористого натрия - от 2 до 3 кг,
• битумного лака ....... от 5 до 7 кг.

Техника безопасности при работе с антисептиками

Фтористый натрий, и особенно динитрофенол, при попадании в организм человека или животного вызывает отравления. Поэтому при работе с антисептиками следует принимать следующие меры предохранения:

1. Антисептик, суперобмазка, бандажи, а также вся посуда, используемая для приготовления антисептических паст, должны храниться в закрытых помещениях, под замком. Зеленое масло, имеющее низкую температуру вспышки (50—60°), должно храниться на складе горючего.

2. Персонал, работающий с антисептиком, перед принятием пищи и по окончании работы должен вымыть мылом руки и те части тела, на которые попадал антисептик. Необходимо, чтобы рабочие были снабжены спецодеждой, комбинезоном, рукавицами и кожаными ботинками или валенками зимой. По окончании работ спецодежда и обувь' должны храниться в мешках или на складе, где хранится антисептик.

3. Открытые участки лица, тела, кистей рук и прочие рекомендуется смазывать специальными защитными мазями.

4. По окончании работ весь антисептик следует убрать. Залитую антисептиком траву и почву, во избежание отравления животных и птиц, нужно тщательно засыпать землей.