Памятка по проверке качества

При производстве деревянных железнодорожных шпал обязательно осуществляется антисептическая обработка. Этот процесс играет ключевую роль в поддержании прочности деревянных элементов пути, а также в их защите от гниения, различных микроорганизмов и вредителей. Давайте подробнее рассмотрим, какие именно средства используют для пропитки шпал и как проходит этот процесс.

Пропитка шпал: вакуумом, нагнетанием и способ полного поглощения

Запропонованный метод пропитки основан на технологии, предложенной Бурнетом, который применял хлористый цинк в качестве антисептического средства. Этот метод можно называть методом полного поглощения. По сути, процесс пропитки включает в себя следующие три основных этапа:

1. Пропаривание шпал в герметически запечатанном цилиндре.
2. Создание вакуума, то есть области с пониженным давлением.
3. Нагнетание пропитывающего раствора в цилиндр и, соответственно, в древесину шпал.

В общей сложности, продолжительность этого процесса составляет от 3 до 5 часов, в зависимости от типа древесины и уровня ее сухости. Каждая деревянная шпала впитывает от 16 до 32 килограммов раствора, и на один кубический метр требуется от 300 до 350 килограммов пропитки. Применение меньшего объема раствора, согласно многолетнему опыту, часто не обеспечивает необходимую степень пропитки.

Растворы, содержащие металлические соли или маслянистые вещества, должны быть обязательно нагреты до температуры от 60 до 100°C, так как это условие необходимо для уничтожения всех гниловых микроорганизмов.

Указанный метод эффективен только при использовании водных растворов, таких как хлористый цинк, или маслянистых эмульсий с его добавлением, например, в сочетании с креозотом. Однако, использование чистых маслянистых веществ является достаточно затратным из-за большого количества пропитки, необходимого для достижения желаемого результата. При особенно благоприятных рыночных условиях цена на различные антисептики, такие как креозот, может обосновать применение метода полного поглощения исключительно для дорогих пород шпал, таких как дуб или бук. В этом случае отличные характеристики древесины, вместе с высокими антисептическими свойствами креозота, могут оправдать значительные расходы на пропитку благодаря долгому сроку службы этих шпал.

Брус деревянный пропитанный А3 ТИП 2 (ГОСТ 20022.0-93) – новый

Брус деревянный пропитанный А3 ТИП 1 (ГОСТ 20022.0-93) – новый

Необходимо отметить, что существует устойчивое мнение о негативном воздействии пропаривания шпал, которое осуществляется в течение часа под давлением 1.5 атмосфер в пропиточных цилиндрах. Это пропаривание, предложенное французскими учеными Леже и Флери, направлено на удаление легко гниющих компонентов древесного сока, которые присутствуют в значительном количестве именно в заболонной части древесины и соседних слоях, но не в одеревенелых сухих клетках древесины. Также под воздействием этого процесса могут быть активированы микроорганизмы, которые питаются только свёрнутыми белками. В целом некоторые специалисты придерживаются мнения, что пропаривание, вместо подготовки древесины для максимального впитывания антисептика, приводит к разбавлению раствора и может навредить самой древесине.

Пропитка шпал способом полного поглощения

Способы пропитки по методу полного поглощения можно классифицировать на два основных типа:

1. Пропитка древесины металлическими солями.
2. Пропитка древесины маслянистыми веществами.

Из первого типа методов пропитки наиболее распространена пропитка с помощью хлористого цинка. Это объясняется не только значительным антисептическим действием хлористого цинка по отношению к грибам и микроорганизмам, но и сравнительно низкими затратами на пропитку с использованием этого вещества. Другое преимущество данного метода состоит в том, что с учетом правильной подготовки раствора, которая исключает наличие свободной соляной кислоты, стенки пропиточных цилиндров разрушаются очень незначительно.

К основным недостаткам данного метода относятся следующие аспекты:

1. Для надлежащей пропитки шпал, древесина должна быть достаточно сухой, что далеко не всегда возможно, особенно если шпалы поступают в виде сплава.
2. Раствор хлористого цинка со временем вымывается из шпал под воздействием осадков, таких как дождь и снег. Если шпалы были пропитаны глубоко, процесс вымывания будет, конечно, происходить медленно, но в целом средняя продолжительность службы деревянных шпал, пропитанных хлористым цинком, составляет около 8 лет для нашей железнодорожной сети.
3. В местах соприкосновения пропитанных деревянных шпал, особенно с рельсами, подкладками и костылями (или шурупами), часто наблюдаются повреждения древесины, при этом анализы, проведенные на этих поврежденных участках, не показывают наличие хлористого цинка, а только хлористое железо. Это, по всей видимости, связано с взаимодействием металлов, при котором при соприкосновении железа с хлористым цинком образуются электрические токи, и происходит разложение хлористого цинка с выделением соляной кислоты. Эта кислота негативно влияет на железо, превращаясь в хлористое железо, а оно затем вместе с дубильными веществами древесины обесцвечивает дерево, придавая ему синеватый оттенок. Освобожденная соляная кислота разъедает древесину, превращая ее в труху. Хотя данное явление может показаться незначительным, его последствия могут быть весьма ощутимы за несколько лет.

Чем пропитывают шпалы на железной дороге

Для сохранения изначальной структуры древесины и защиты от внешних факторов требуется качественная пропитка шпал, которая должна соответствовать следующим требованиям:

• глубокая и равномерная впитываемость;
• препятствование деятельности и размножению микроорганизмов;
• безопасность для окружающей среды, людей и животных;
• сохранение своих свойств в течение расчетного периода;
• стойкость и неизменность антисептических свойств;
• отсутствие летучести и вымывания вкусовых веществ, даже при долговременном контакте с водой.

Эти составы должны поглощаться древесиной в строгом соответствии с планом, проникая в ее структуру на достаточную глубину для эффективной защиты. Рассмотрим три наиболее популярных средства для пропитки шпал.

Креозот (каменноугольное масло)

Креозот — это технически устаревший и чрезвычайно токсичный материал, который активно использовался с 50-х годов XX века. Он получается в процессе дистилляции каменного угля и одним из компонентов креозота является фенольный эфир. К достоинствам этого средства стоит отнести низкую стоимость, долговечную защиту древесины от разрушений, а также простоту нанесения. Однако существуют и отрицательные стороны: высокая токсичность, резкий запах и изменение цвета пропитанных шпал.

Элемсепт

Элемсепт является антисептиком, основанным на концентрированных оксидах хрома, меди и мышьяка. Он выпускается в порошковом виде и разводится водой непосредственно перед пропиткой шпал. Этот состав наносят под давлением с использованием автоклавов на древесину, предварительно прошедшую вакуумную сушку. Все стороны шпалы обрабатываются, а после завершения процедуры из камеры откачивается воздух, что обеспечивает закрепление эффекта. Средняя глубина пропитки элемсептом достигает не менее 2 мм, обеспечивая надежную защиту материала от внешних факторов, влаги и грибка. Данная пропитка для шпал гораздо эффективнее креозота, отличается меньшей токсичностью и отсутствием неприятных запахов.

ЖТК

Пропитка ЖТК представляет собой термокомпенсационную жидкость, изготавливаемую производителем деревянных шпал по запатентованной технологии. Это средство на нефтяной основе, напоминающее масло. ЖТК является лучшим вариантом среди всех способов пропитки шпал, так как позволяет продлить срок службы до 20 лет, не образует липкого слоя на поверхности, равномерно наносится и практически не изменяет цвет древесины. Кроме того, эта пропитка нетоксична и даже при нагреве не выделяет вредные вещества в атмосферу.

Процесс пропитки железнодорожных шпал

Когда возникает вопрос, чем чаще всего обрабатывают шпалы, становится очевидным, что использование автоклава является наиболее распространенной технологией обработки шпал защитными составами.

Автоклав представляет собой толстостенную цилиндрическую емкость из стали, оснащенную системой клапанов и датчиков. Вне зависимости от выбранного средства для обработки, шпалы пропитываются при чередовании вакуумного воздействия (1) и высокой давления (2):

• мостовые брусья, опоры ЛЭП и столбы связи обрабатываются по схеме 2-2-1;
• сваи и аналогичные элементы, эксплуатируемые в пресной воде, обрабатываются по схеме 2-1-2-1;
• конструкции, работающие в морской воде, обрабатываются по схеме 1-2-1.

Непосредственный процесс пропитки шпал выглядит следующим образом:

1. Выбирается древесина с естественным содержанием влаги (до 22%), она распиливается и сушится в естественных условиях, а затем выполняется калибровка.
2. Заготовленная древесина помещается в автоклав. Внутри создается и поддерживается вакуум, который освобождает поры древесины от воздуха.
3. Автоклав заполняется пропитывающим составом.
4. Происходит нагрев до 100 °C с одновременным созданием избыточного давления до 8 атмосфер, что обеспечивает глубокое проникновение антисептических веществ в древесину шпал (до 5–8 мм).
5. Затем осуществляется следующий этап вакуумирования, при котором удаляются излишки пропитки из древесины.
6. Финальный цикл обработки проходит под пониженным давлением, в результате чего антисептик буквально внедряется в поры древесины.

После извлечения из автоклава, подготовленные шпалы проходят окончательную сушку, после чего становятся готовыми к дальнейшей эксплуатации.

Средний срок службы обработанных шпал составляет 15–20 лет, а если в процессе эксплуатации их поверхность не подвергалась механическим повреждениям, фактический срок службы может значительно увеличить.

Как проверить, чем пропитано?

Одним из важных критериев для определения качества шпалопродукции является глубина пропитки, которую можно измерить с помощью пустотелого бура.

Общаясь с потребителями, часто выясняется недостаточное знание о том, что такое пустотелый бур и как определяется глубина пропитки. Это дает производителю возможность продавать некачественный товар без особых затруднений.

Все параметры защиты (пропитки) обозначены в ГОСТ 20022.0-93 (ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ. Параметры защищённости), таблица 2. Например, для широко используемых шпал из сосны глубина пропитки должна быть не менее 5 мм.

Наличие маркировки!

Каждая шпала, прошедшая заводскую пропитку, обязательна клеймится на торце фирменным знаком и указанием месяца производства. Это отличает нашу продукцию от конкурентов. Иными словами, клейменный продукт служит гарантией ответственности, позволяя каждому покупателю проверить качество товара и идентифицировать производителя.

Кроме того, по желанию клиента, деревянные шпалы могут быть укреплены от растрескивания с помощью специальных торцевых укрепителей — S-образных скоб. Эти скобы устанавливаются непосредственно в торец шпалы с использованием гидроцилиндра на специализированных станках для вдавливания скоб.

Можно ли использовать обработанные шпалы в строительстве?

Такой строительный материал обретает популярность благодаря своей низкой стоимости, поэтому многие умельцы задаются вопросом — стоит ли его применять для возведения бытовых или жилых сооружений. Первым, что вызывает сомнения, является резкий запах креозота (который встречается наиболее часто), который многие пытаются замаскировать с помощью домашних средств. Однако нельзя забывать о потенциальной опасности для здоровья, связанной с использованием подобных соединений. Поэтому, лучше воздержаться от такой экономии, даже при строительстве гаража или подсобных помещений.

Креозот, Элемсепт, ЖТК — это основные варианты средств, применяемых для увеличения долговечности и защиты шпал от разрушительных внешних воздействий. Их использование оправдано при прокладке железных дорог, так как в этих условиях они соответствуют государственным стандартам безопасности и обеспечивают приемлемый уровень защиты благодаря сочетанию своих эксплуатационных характеристик.

Как обрабатываются бетонные шпалы

Бетонные шпалы набирают всё большую популярность благодаря своим уникальным свойствам. Они не подвержены гниению и воздействию насекомых, однако для повышения их долговечности также используют специальные защитные составы.

1. Креозот — один из самых распространённых антисептиков для обработки древесных шпал, проникающий в их структуру и создающий защитный барьер, предотвращающий гниение и повреждение насекомыми. Несмотря на высокую эффективность, его применение ограничено в ряде стран из-за токсичности и потенциального вреда для окружающей среды.
2. Гидрофобные составы — используются для защиты бетона от влаги. Эти составы проникают в поры материала и создают водоотталкивающее покрытие, предотвращая появление трещин и разрушения.
3. Антикоррозийные покрытия — применяются для защиты металлических деталей, встроенных в бетонные шпалы, таких как крепежные элементы. Эти покрытия защищают металл от коррозии, увеличивая срок службы шпал.

Технологические процессы обработки шпал

Обработка шпал охватывает несколько ключевых этапов, каждый из которых необходим для обеспечения их долговечности и надежности.

1. Сушка — древесные шпалы подвергаются сушке для минимизации уровня влаги, что снижает риск гниения и деформации.
2. Импрегнация — этот процесс включает введение антисептических и защитных компонентов в древесину или бетон под давлением.
3. Покрытие — на бетонные шпалы наносятся защитные составы, повышающие их устойчивость к окружающим воздействиям.

Обработка шпал на железной дороге является критически важным процессом, который обеспечивает безопасность и долговечность всей железнодорожной инфраструктуры. Использование различных материалов и технологий, таких как антисептики для древесины, гидрофобные составы для бетона и композитные материалы, значительно увеличивает срок службы шпал и снижает затраты на их обслуживание. В современных условиях железнодорожного транспорта, где надежность и безопасность являются приоритетными критериями, ответственный подход к обработке шпал становится обязательным условием для эффективного функционирования всей системы.