Oförstörande och förstörande provning av spånskivor litteraturstudie

8802012

K a r i n B r o d i n

Oförstörande och förstörande

provning av spånskivor

L i t t e r a t u r s t u d i e

Trätek

K a r i n Brodin

OFÖRSTORANDE OCH FÖRSTORANDE PROVNING AV SPANSKIVOR L i t t e r a t u r s t u d i e TräteknikCentrum, Rapport P 8802012 Nyckelord destruotive testing meohanical properties nondestructive testing partialeboards physical properties test methods Stockholm f e b r u a r i 1988

INNEHÅLLSFÖRTECKNING

S i d

FÖRORD OCH SAMMANFATTNING 3 1. FYSIKALISKA EGENSKAPER 4 1.1 Fukt 4 1.1.1 Mätning av m a t e r i a l e t s f u k t k v o t 4 1.1.2 Fuktkvotsbetingande dimensionsändringar 6 1.2 S k i v d e n s i t e t 6 1.2.1 Densitetsfördelning 6 1.2.2 D e n s i t e t s p r o f i l i t j o c k l e k s r i k t n i n g e n 8 1.3 T j o c k l e k 9 1.3.1 Beröringsfri tjockleksmätning med l j u s 9

1.3.2 Beröringsfri tjockleksmätning med l j u d 10

2. MEKANISKA EGENSKAPER 12 2.1 S t a t i s k draghållfasthet 12

2.1.1 Draghållfasthet i skivans plan 13 2.1.2 Draghållfasthet vinkelrätt skivans p l a n 13

2.2 S t a t i s k böjbelastning 15 2.3 Hållfasthetsförmåga för fästelement 15 2.3.1 Skruvhållfasthet 15 2.3.2 Spikhållfasthet 16 2.4 E-modul 3.2 Glans(grad) 3.3.2 Janka 3.4 Y t s t r u k t u r 16

2.4.1 Mätning av nedböjningen hos s k i v a n 16 2.4.2 Mätning av den a k u s t i s k a löptiden hos skivan 19

3. MÄTNING AV EGENSKAPER HOS SPÄNSKIVEYTOR 22

3.1 Färg 22 22 3.3 Hårdhet 22 3.3.1 B r i n e l l 22 24 3.3.3 Höppler 24 25 3.4.1 Mätspetsmetoden 25 3.4.2 Ljusstrålemetoden 25

Sid

4. KANTSIDORS EGENSKAPER 27 4.1 K a n t s i d o r s p o r o s i t e t 27

5. VIKT 27 5.1 Mekanisk viktbestämning 27

5.2 Viktbestämning under formning 27 5.2.1 Viktbestämning av v a r j e s k i k t - e l e k t r o n i s k mätning 27

5.2.2 Viktbestämning av a r k e t - strålningsmätning 28

5.3 Viktbestämning e f t e r formning 29

5.3.1 Strålningsmätning 29

6. FELDETEKTERING 30 7. REFERENSER OCH KÄLLMATERIAL 31

FÖRORD OCH SAMMANFATTNING

Denna r a p p o r t ingår i p r o j e k t e t "Mindre vedförbrukning" vars målsättning är a t t , med bibehållna k v a l i t e t s k r a v , kunna reducera ingående vedmängd i spånskivor.

En grundläggande förutsättning för a t t kunna åstadkomma d e t t a är a t t man har tillgång t i l l och kan u t n y t t j a s k i l d a p r o v u t r u s t n i n g a r för s t y r n i n g av processen. Dessa u t r u s t n i n g a r bör, för en produktionsanpassad k o n t r o l l , medge oförstörande p r o v n i n g .

Rapporten baseras på l i t t e r a t u r s t u d i e r inom området oförstörande p r o v n i n g av spånskivor. M a t e r i a l e t har t i l l s t o r d e l hämtats u r M. P a u l i t s c h bok "Methoden der Spanplattenuntersuchung". Det är på i n t e t sätt heltäckande, men upptar de mest r e l e v a n t a processförfarandena. (Se v i d a r e k a p i t e l 7, i v i l k e t r e d o v i s a s y t t e r l i g a r e källmaterial.)

1. FYSIKALISKA EGENSKAPER 1.1 Fukt

Spånskivor reagerar på luftfuktighetsförändringar i omgivningen genom a t t såväl svälla som krympa i a l l a r i k t n i n g a r . Därigenom ändras s k i v o r n a s längd, bredd och t j o c k l e k . Dessutom ändras v i k t e n . V i d fuktväxlingarna utsätts limförbanden för såväl svällningstryck som d r a g b e l a s t n i n g v a r v i d de kan påverkas.

Skivornas beteende v i d fuktförändringar l i k n a r i v i s s mån massivt träs beteende. Så t ex påverkar ingående träslag spånskivornas f u k t r e l a t e r a d e egenskaper.

Vid o l i k s i d i g fuktpåverkan uppstår formförändringar - s k i v o r n a slår s i g . Träslagsinflytandet kan påverkas v i d s k i v t i l l v e r k n i n g e n , t ex genom v a l av kompressionsgrad, l i m t y p , l i m a n d e l och limfördelning på spånytan. T i l l -s a t -s e r av hydrofobering-smedel kan ock-så påverka fuktegen-skaperna. Limmets åldringsbeständighet ska även beaktas.

1.1.1 Mätning av m a t e r i a l e t s _ f u k t k v o t 1.1.1.1 Torrviktsmetoden

Fuktkvoten hos en spånskiva d e f i n i e r a s genom t o r r v i k t s m e t o d e n .

Värden erhållna med metoden utgör referensvärden v i d bedömning av nog-grannheten av andra metoder.

Provet tillgår så a t t e t t spånsortiment/en provkropp t o r k a s v i d 103 ± 2 'C t i l l s mängdens v i k t s j u n k i t t i l l e t t konstant värde.

Fuktkvoten beräknas ur f o r m e l n u = - Mo)/Mo) X 100 % = I - 1 jx 100 % M V "o där u = f u k t k v o t i procent M^j = spånmängdens/provkroppens v i k t före t o r k n i n g M Q = spånmängdens/provkroppens v i k t e f t e r t o r k n i n g - t o r r v i k t 1.1.1.2 Resistensmätning

Mätning av f u k t k v o t e n l i g t resistansmätningsprincipen bygger på det faktum a t t d e t e l e k t r i s k a motståndet ( r e s i s t e n s e n ) i trä är avhängigt av mate-r i a l e t s fuktinnehåll. Undemate-r fibemate-rmättnadspunkten fömate-r tmate-rä ändmate-ramate-r s i g r e s i s t e n s e n linjärt med f u k t k v o t e n .

E l e k t r i s k a fuktkvotsmatare med i n s l a g s e l e k t r o d e r f i n n s tillgängliga. Mätresultatet påverkas av provkroppens d e n s i t e t och temperatur samt av använt träslag. Träskyddsmedel och brandskyddskemikalier baserade på oorganiska s a l t e r reducerar d e t e l e k t r i s k a motståndet och kan därmed ge e t t f e l a k t i g t värde på f u k t k v o t e n .

Nyare f u k t k v o t s m a t a r e är försedda med korrigeringsmöjligheter för tempera-t u r och tempera-träslag, dock e j för d e n s i tempera-t e tempera-t .

Mätnoggrannheten hos dessa mätare inom s k i v o r s f u k t k v o t s i n t e r v a l l 7-12 % anges med ca ± 1 procentenhet.

1.1.1.3 Mätning med infraröd strålning

Fuktkvotsmätning med hjälp av infraröd strålning har u t v e c k l a t s i Nord-amerika och metoden är där tämligen u t b r e d d . P r i n c i p e n kan i k o r t h e t be-s k r i v a be-s e n l i g t följande:

Infrafött l j u s ( I R ) sänds mot s k i v a n v i a o l i k a o p t i s k a I R - f i l t e r för mät-n i mät-n g och r e f e r e mät-n s för l j u s e t . Det fråmät-n skivamät-n r e f l e k t e r a d e l j u s e t s emät-nergi sänds t i l l en d e t e k t o r som omvandlar den uppmätta energimängden t i l l mot-svarande f u k t k v o t . Mätnoggrannheten r a p p o r t e r a s vara god (Gann, 1980). På grund av damm- och värmealstring b l i r e m e l l e r t i d den känsliga o p t i k e n i c k e o b e t y d l i g t påverkad.

Bl a t i l l v e r k a r M o i s t u r e Systems Corp. sådana mätare. Apparaterna v i s a r f u k t k v o t e n i procent. De heter Quadra-Beam Model 475 och Micro-Quad 8000. En f i n e s s är a t t dessa båda mätare kan förses med s p e c i e l l a f i l t e r för mätning av hartsmängd. En h a r t s k o n t r o l l kan bidraga t i l l högkvalitativa s k i v o r och håller hartsförbrukningen nere.

Metoden tillämpas för närvarande enbart på spån. 1.1.1.4 K a p a c i t i v mätning

Förfarandet bygger på d e t faktum a t t d i e l e k t r i c i t e t s k o n s t a n t e n £ hos trä ändras med ändrad f u k t k v o t .

Förfarandet används sällan i spånskiveproduktionen på grund av störande f a k t o r e r såsom spåntjocklek och temperatur.

1.1.1.5 Mikrovågsmätning

Förfarandet bygger på beröringsfri mätning med mikrovågor. Damm påverkar i n t e mätresultatet.

En nackdel med metoden är a t t mätobjektet ska vägas s a m t i d i g t som d e t mik-rovågsbestrålas. Metoden b l i r därmed mera arbetskrävande och diskontinuer-l i g .

1.1.1.6 Mätning med r a d i o a k t i v strålning

Denna metod tillämpas v i d fuktkvotsbestämning i samband med arkvägning o n l i n e . Absorptionsförmågan ändras med ändrad f u k t k v o t .

1.1.2 Fuktkvotsbetingade dimensionsändringar

Spånskivor utsätts för dimensionsändringar då s k i v f u k t k v o t e n ändras. I planpressade s k i v o r uppstår den största svällningen och krympningen i t j o c k l e k s r i k t n i n g e n .

Strängpressade s k i v o r sväller och krymper också i t j o c k l e k s r i k t n i n g e n , dock mindre än i skivans p l a n .

1.1.2.1 Tjocklekssvällning

Bestämning av tjocklekssvällning framgår av SS 234801 (1968.01). 1.1.2.2 Längdändring

D i m e n s i o n s s t a b i l i t e t e n i skivans p l a n har fått en a l l t större betydelse v i d användning av s k i v m a t e r i a l i b y g g n a d s i n d u s t r i n . Längdändringar måste beaktas v i d sammanfogning av elementen och lämpliga f o g u t f o r m n i n g a r göras. En mycket k o r t f a t t a d sammanställning av framtagna provningsförfaranden för bestämning av längdförändringar framgår av t a b e l l 1.1.

Dessutom har Barnes och Wang (1976) undersökt e t t snabbt förfarande för bestämning av längdförändring e f t e r behandling av s k i v o r n a i VPS-prov

( V a p o r - p r e s s u r e - s o a k - t e s t ) . Man fann k o r r e l a t i o n s k o e f f i c i e n t e n 0,89 mellan längdändring e f t e r l u f t f u k t i g h e t s t e s t (ASTM-metoden) och VPS-prov. Prov-ningsmetodens tidsåtgång är endast 36 timmar a t t jämföra med ASTM-metodens 14 dygn.

Vid VPS-provet krävs minst två provkroppar. Den ena t o r k a s v i d 103 ± 2°C och den andra evakueras i v a t t e n v i d 22 "C. U n d e r t r y c k e t s k a l l då minst vara 550 mm Hg i 2 timmar. Därefter h o j s t r y c k e t t i l l 2,76 x 10^ Pa. Pro-vet är under t r y c k i 22 h och mäts därefter.

1.2 S k i v d e n s i t e t

D e n s i t e t e n hos e t t m a t e r i a l utgör kvoten mellan m a t e r i a l e t s massa och volym.

D e n s i t e t e n anges a n t i n g e n v i d a k t u e l l f u k t k v o t e l l e r v i d jämviktsfukt-kvoten motsvarande normerat k l i m a t .

1.2.1 Densitetsfördelning

Provkropparna skars u t i segment 100 x 100 mm jämnt fördelade över skivans bredd.

CO o > CO c o<0 Q. CO > CO en c •H C 4 J :co E (-1 : o t«-t-i 0) cn r H (U C •H 4-> 0) i 3 CO C7« C •H C > o (-4 a. r. o o u (U •D O 4 J 0) E > CD C7> C • H C :ca . 4 J ^ CO Q_ C > -CO E U J E U . CO w CO CT CJt c •H -H F H P-I - P T> ^ C •H :co CO u u : o 0) (4-> - a : o c c :ca 0) CO CJ> vo C C3N CO •4-1 •H r H sk t ka n ra f o Os E ag r C J i l u l A <-{ O _{3 sc I-H e} ? i c C o t i •H ₃ o c ? i •H CO 1—( Q) II II l A O fA CO CO t i 4-> O (D 4-) :co >—1 _{n >} - p +J - H O 0) > - E :co CO 0) X _f*- > X , r. SI 00 o •M 1 0) c (0 O 1 CJ< o CJi o o o LA E -H c tH c 0) o rH l A O C7\ rA VO :cD 1 CO CO -t-J •H t i

n

n

t—I _>- (H _{-»-> E •-I ^ :co}

•H -H 4 J 1— > CO 0} • P c C»-t-» CO Cö 1 CJi CO CO c (H O o _E -H

.—I _C-i • a •H o O o O LA l A :co 1 m

• H _(-> o CH tA fA O c ^ VO VO c

CO CO _O Q) O •H 4-»

4-> _^ TD II II r A o O O CO ^

C T ) •.CD CM CM CM ^ 4-» 1—(

t—( CO ₀₎ CD :co ••-) 1—I _{•-i ^ :(n}

^ E E X •H -H 4 J X H- > 0) -*-> CO CO i a> •H -H 1 o _E -H n C C CO O O O l A _{:cD i CO} E •H CD O C7> o 1—1 l A fA VO c CO 4-1 _{^ (-i} C (D o \ •H 4 J X Q. Q) 4-> •H t4 ^ N II II o O O O CO I-H G E ^ C CO CD -H C^J CM CM 1—1 4-> »-H X CO 0) 1—1 _n Ji! :co L L . • p ,-—X ^ <—* : o :cD • H -H 4 J CD > - a 4-> E h - > CO CO • P C (4-CNJ CO CD CO C t i O o O l A C ^ • a •H o _^ o o O CO r A VO •H CO t i 0) rH o t i 0) l A i-H O l A l A LA \ O -• CQ c •D II II CM CM CM c ca t i • p :cD U . CD 4-) CD :co _{r-H j O} CM E X c»-CO 4-) 1 C7> c £ -H -H CD c CD CD r A :cD 1 CO .-I • a • H t i O t A O u^ O C J • o c cn •H t i O r A VO o •H 4 J CO _Q) o t i O CO i-i 4-> C _^ •-H II II CM CO CO CO fA 4 J »—1 CO c CO t« T3 • H >-H >H O r-H J i :cD CD CO :^ 4-1 D CO E Mä t :co n --H •H -H 4 J H - > CO 0) 4-> 1 c n c c*_ 1 c n o o> CO CD e - H CO c t i O) :(D 1 CO T J •H o _^ o O •D O O • o c Q •H CO (-> o t i 0) rA <«»• O c ^ C fA CD \ \ LA •H 4-» CO --H 2 : 4-> _C •D II II r A _O) ^ O O ^ 4-) r H »— C CD _u 4-> :cD CM ^ CM CM r H ^ :cD CO CO 4-) CO :cD _•'-i f H > N •H ' H 4-> ^ E X <*-1 O )— > (0 Q) 4 J t i 0) ma t re k 4-> CD T J \ JZ •H J= •H CD i-H t- CP 4-> .—1 ₃ -H sc •H CO T3 •4J t i •U - P CO 4-) ^-J c n O h- O c n CO ^ c CO J ^ C 4-1 CD >P c 4 J t i D ^ OJ PH • H (D t i CO :cD CO (D c*- t i CD C E •4-) E ^ > 1— E Q . + J \ (U c:. 4-) > •4-) o 'E - P E •M E t*- O _U- E C J O

:co :co t i E :co E .—1 O) :3 0 ₍₀ 0) _D 0 t i

1.2.2 D e n s i t e t s p r o f i l i t j o c k l e k s r i k t n i n g e n

Hos spånskivor a v t a r d e n s i t e t e n i r i k t n i n g från ytan mot m i t t e n . Icke s l i -pade s k i v o r har en något lägre d e n s i t e t i d e t y t t e r s t a y t s k i k t e t . Detta s k i k t avlägsnas v i d k a l i b r e r i n g s - och f i n s l i p n i n g .

1.2.2.1 S k i k t v i s bestämning av d e n s i t e t

D e n s i t e t e n hos o l i k a s k i k t i s k i v a n kan bestämmas genom uppdelning av s k i -van i tunna s k i k t . Skiktens volym och v i k t mäts och härur fås d e n s i t e t e n . Vid manuell framställning av sådana s k i k t krävs en s t o r noggrannhet. Stevens (1978) har b e s k r i v i t en u t r u s t n i n g för skiktframställning. Se f i -gur 1.1. Med denna u t r u s t n i n g kan s k i k t t j o c k l e k a r mellan 0,25 och 10 mm t i l l v e r k a s . C u t f i n g C y l i n d e r P n e u m a f i c C y l i n d e r s C l a m p C y l i n d e r C l o m p G l u e l i n e T - s l o t Rasitiomng H-sad B a s e P l a t e R e f e r e n c e S u r f a c e , ; < c /•./ 5 ti 1 m - ; c » 7 !/

F i g u r 1.1 Schematisk b i l d av apparat för skiktframställning av spån-s k i v e p r o v . ( F o r e spån-s t Prod. 3. 28 ( 9 ) 1978.)

Schnee e t a l (1976) b e s k r i v e r en annan metod a t t framställa s k i v s k i k t för densitetsbestämning. S k i v s k i k t e t t a s fram med hjälp av en p r e c i s i o n s b o r r -maskin med steglöst inställbart b o r r d j u p , bestyckad med en p l a n s l i p a d kvisthålsborr, 0 70 mm.

1.2.2.2 Vridmomentsmätning

P a u l i t s c h och Mehlhorn (1973) fastställer en skivas d e n s i t e t s p r o f i l genom r e g i s t r e r i n g av d e t motstånd en v e r t i k a l t arbetande borr utsätts för då den a r b e t a r i skivans t j o c k l e k s r i k t n i n g . Motståndsregistreringen sker med hjälp av en vridmomentsmätare.

1.2.2.3 Röntgendensitometer

F l e r a u t r u s t n i n g a r för i c k e förstörande densitetsmätning har u t v e c k l a t s och f i n n s tillgängliga som kommersiella p r o d u k t e r . Funktionssättet hos en av dessa u t r u s t n i n g a r framgår av följande b e s k r i v n i n g .

Strålningsdensiometri baseras på p r i n c i p e n a t t en provkropps d e n s i t e t kan r e l a t e r a s t i l l den strålning som absorberas när en röntgenstråle passerat genom provkroppen. Se f i g u r 1.2.

Å

Figur 1.2 P r i n c i p s k i s s över en strålningsdensitometer (Siempelkamp) 1 = Strålkälla 2 = Bländare 3 = Spånskiveprov 4 = Mätrör 1.3 T j o c k l e k 1.3.1 Beröringsfri tjockleksmätning_med l j u s En s k i v a s t j o c k l e k utvärderas e n l i g t t r i a n g u l e r i n g s p r i n c i p e n med en röd l y s d i o d e l l e r l a s e r och en positionskänslig d e t e k t o r . Strålen r e f l e k t e r a s d e l s v i d ingång t i l l o b j e k t e t , d e l s v i d dess utgång.

10

En sådan mätutrustning t i l l v e r k a d e s t i d i g a r e av Säpos AB och f i n n s monte-rad i spånskivefabriker, d e l s e f t e r press, d e l s e f t e r skivans p u t s n i n g . Damm och h a r t s stör mätningen. Dammet kan dock blåsas b o r t , men h a r t s a v -sättningar får t o r k a s b o r t m a n u e l l t .

Mätnoggrannheten är 0,1 mm och r e s u l t a t e t , uppmätt på t r e ställen över skivbredden, kan redovisas mot exempelvis t i d e n . En m i n i d a t o r utvärderar medelvärden, maximi- och m i n i m i t j o c k l e k per s k i v a , larmvärden och t r e n d e r 1.3.2 Beröringsfri_tjockleksmätning med l j u d

Fördelen med ljudmätning v i d tjockleksbestämning är a t t inga f e l a k t i g a r e s u l t a t fås på grund av färgvariationer m m, v i l k e t fås om ljusmätning används. Mätning utförs o n - l i n e . P r i n c i p e n framgår av f i g u r 1.3.

•

A

•

En högfrekvent p u l s sänds mot målet.

Pulsen stöter mot målet och r e f l e k t e r a s t i l l b a k a mot sändaren.

Sändaren t a r emot pulsen v a r v i d mikroprocessorn beräknar tidsåtgången för pulsens väg från sän-dare t i l l mål och t i l l b a k a .

A

I I _{För v i b r e r a n d e mål, såsom t ex spånskivor i}

rörelse, kan två sändare användas för mätning av t j o c k l e k e n .

Det är omöjligt a t t montera sändarna så a t t de i n t e påverkas av värmevariationer. Dessa v a r i a -t i o n e r kan e l i m i n e r a s genom a -t -t bygga i n en automatisk "nollställare".

F i g u r 1.3 F u n k t i o n s p r i n c i p e n för beröringsfri tjockleksmätning med l j u d ( U l t r a s o n i c A r r a y s , I n c . ) .

12

2. MEKANISKA EGENSKAPER

Provning av mekaniska egenskaper möjliggör bestämningen av hållfasthets-egenskaper hos spånskivor under förutbestämda b e l a s t n i n g a r .

Provningen s k a l l b e s k r i v a s k i v o r n a s beteende under s k i l d a b e l a s t n i n g a r . O l i k a t y p e r av b e l a s t n i n g a r framgår av f i g u r 2.1.

Böjning vinkelrätt skivans p l a n ( f l a t s i d a )

Böjning p a r a l l e l l t skivans plan (högkant)

Drag och t r y c k p a r a l l e l l t s k i v a n s p l a n

Drag och t r y c k vinkelrätt s k i v a n s plan

F i g u r 2.1 Grundformer av b e l a s t n i n g a r på spånskivor ( P a u l i t s c h ) . 2.1 S t a t i s k draghållfasthet

Bestämning av dragspänning görs i e n l i g h e t med SS 27 02 25 (1978.01) Dragspänningen beräknas e n l i g t :

/ r Fmax

där Fmax = maximala d r a g k r a f t e n v i d b e l a s t n i n g Ao = provkroppens tvärsnittsyta

13 2.1.1 Dragshållfasthet i skivans p l a n

Här hänvisas t i l l SS 27 02 25 (1978.01).

2.1.2 Draghållfasthet vinkelrätt skivans p l a n

Denna p r o v n i n g används d e l s för p r o d u k t i o n s k o n t r o l l , d e l s för a t t kunna b e s k r i v a skivans egenskaper v i d användning. Därutöver ger p r o v e t en b i l d av hållfastheten hos limförbanden.

2.1.2.1 Tvärdraghållfasthet

Bestämning av tvärdraghållfasthet b e s k r i v s i SS 23 48 01 (1968.01).

A l t e r n a t i v a metoder b e s k r i v s av FIRA (1981), Szabo och Gaudert (1978) samt Knowles (1981). Aven dessa förfaranden är förstörande, men innebär en något förenklad provkroppsberedning.

En metod för bestämning av tvärdraghållfastheten har u t v e c k l a t s av Lutz (1973). V i d denna metod har de fästelement som används v i d k o n v e n t i o n e l l dragprovning e l i m i n e r a t s . Istället förses provkroppen med en n o t p r o f i l r u n t om på k a n t e r n a , samt e t t c e n t r i s k t , på f l a t s i d a n , a n b r i n g a t hål. D e t a l j u t f o r m n i n g e n av provkroppsberedningen samt p r o v n i n g s u t r u s t n i n g fram-går av f i g u r 2.3 och 2.4. 1 I I 1 , ) r --1 I 1 60 hl F i g u r 2.3 Provkroppens u t f o r m n i n g ( L u t z ) .

En annan t e k n i k har u t v e c k l a t s för provning av tvärdraghållfastheten hos spånskivor med e t t e n k e l t t o r s i o n s p r o v . God k o r r e l a t i o n med d e t konven-t i o n e l l a konven-tvärdraghållfaskonven-thekonven-tsprovekonven-t (ASTM) har k o n s konven-t a konven-t e r a konven-t s . Denna mekonven-tod, som 1969 utvecklades av Shen och Carroll,är e t t p r a k t i s k t och r e l a t i v t oförstörande provningsförfarande. Kompletterande undersökningar har g j o r t s av Gaudert (1974).

14 \.^\Ws.W' I I I . '

A- ••

•

\.

Med hjälp av en hålsåg med tappborr görs en a n v i s n i n g i den s k i v a som ska t e s t a s . Anvisningen utgör 2/3 av t j o c k l e k e n . Inom c i r k e l n fästs en m e t a l l -p l a t t a med hjäl-p av f y r a stycken 4 mm långa n i t a r symmetriskt -placerade 9 mm från centrum och med en s t y r t a p p i borrhålet. P l a t t a n greppas på s i n ovansida av en momentnyckel ( 1 1 Nm) som v r i d s r u n t med en bestämd e f f e k t

(här 11 Nm/min e l l e r 0,18 w a t t ) t i l l s c i r k e l p r o v e t lossnar ur s k i v a n . Den skada man åstadkommer på s k i v m a t e r i a l e t genom provningsförfarandet kan med lätthet r e p a r e r a s , såsom v i s a s i f i g u r 2.5, genom a t t preparérade c i r k e l s e g m e n t limmas f a s t i hålet.

0

PRILLBD R E P A I R E D

15 2.1.2.2 Provning av limförband

Som a l t e r n a t i v t i l l bestämningen av tvärdraghållfastheten f i n n s o l i k a me-t o d e r som b e s k r i v e r s me-t y r k a n i limförbanden.

Målsättningen med dessa förfaranden är a t t åstadkomma e t t b r o t t i tvär-s n i t t e t tvär-s tvär-svagatvär-ste zon. Detta kan göratvär-s genom drag- e l l e r tvär-s k j u v b e l a tvär-s t n i n g . Noack och Schwab (1972) har u t a r b e t a t e t t förslag t i l l s k j u v t e s t som nu f i n n s i DIN 52 367.

E t t annat förfarande har u t v e c k l a t s av H a l l och Haygreen (1983). Det kal-l a s Minnesota Shear Test (MST). Försöksprincipen f i n n s s k i s s a d i f i g u r 2.6.

Spånsk i veprov

TJ

F i g u r 2.6 P r i n c i p s k i s s över försöksuppställningen för Minnesota Shear Test (MST). Spånskiveprovet är fäst mellan två räfflade p l a t -t o r , u n d e r -t i l l på bärlager, o v a n -t i l l upphängda kardansk-t i en t r y c k a n o r d n i n g .

2.2 S t a t i s k böjbelastning

Bestämning av böjhållfasthet vinkelrätt skivans p l a n b e s k r i v s i svensk spånskivestandard, SS 23 48 01 (1968.01).

2.3 Hållfasthetsförmåqa för fästelement

Källsner (1984) har utfört förbandsprovningar med både skruv och spik. Provningsmetoderna redovisas i r a p p o r t e n .

2.3.1 Skruvhållfasthet

Bestämning av skruvhållfasthet kan ske e n l i g t ASTM D 1037, s e k t i o n 61 t o m 67, e l l e r e n l i g t d e t förfarande som b e s k r i v s i STFI-meddelande, Serie B nr 99, 1971.

16

2.3.2 Spikhållfasthet

Bestämning av spikhållfasthet kan ske e n l i g t ASTM D 1037, s e k t i o n 41 t o m 60, e l l e r e n l i g t Nordtestmetoderna NT B u i l d 133 t o m 136 (1981).

2.4 E-modul

Nedan redovisas två p r i n c i p e r för bestämning av E-modulen hos spånskivor. Den ena bygger på d e t faktum a t t nedböjningen hos en s k i v a orsakad av en k r a f t är p r o p o r t i o n e l l mot E-modulen. Här b e s k r i v s e t t oförstörande on-l i n e prov och e t t förstörande on-l a b o r a t o r i e p r o v . Den andra p r i n c i p e n bygger på a t t den a k u s t i s k a löptiden hos en s k i v a är p r o p o r t i o n e l l mot E-modu-l e n . Denna p r i n c i p kännetecknas av e t t oförstörande prov.

2.4.1 Mätning av nedböjningen hos skivan

Detta förfarande, som schematiskt v i s a s i f i g u r 2.7, tillämpas redan idag o n - l i n e för t ex b a l k a r och bräder. Det baseras på a t t böjstyvheten är e t t u t t r y c k för produkten av tröghetsmomentet I och e l a s t i c i t e t s m o d u l e n E v i d böjning. I a l l a p r a k t i s k a f a l l kan I för en given dimension på v i r k e t an-ses vara konstant. Därmed kan e l a s t i c i t e t s m o d u l e n E beräknas u r uppmätt nedböjning. När denna metod används måste försiktighet i a k t t a g a s så a t t m a t e r i a l e t i n t e överbelastas. V/

V

Figur 2.7 P r i n c i p s k i s s över två o l i k a sätt a t t beräkna E-modulen genom benämning av nedböjning r e s p e k t i v e k r a f t , enär E'^P/d.

A l b e r t a Research Council har tillsammans med e t t företag. P o r t e r Enginee-r i n g L t d (Bach 1985), u t v e c k l a t e t t MSR-system (Machine StEnginee-ress R a t i n g ) däEnginee-r spånskivor f u l l s k a l i g t kan t e s t a s vad beträffar s t y v h e t , med en h a s t i g h e t av ca 5 sekunder p e r s k i v a . I f i g u r 2.8 v i s a s hur provningen kan

genom-föras m a n u e l l t . Skivan böjs ned något med en förutbestämd l a s t v a r v i d ned-böjningens s t o r l e k r e g i s t r e r a s . Därefter pressas s k i v a n ned t i l l e t t v i s s t besämt läge och den e r f o r d e r l i g a k r a f t e n r e g i s t r e r a s .

17

1. Infeed lo MSR Panel Testar

2. Load slap 1 (Praslress) Data Processing

3. Load step 2

P*tncip4« ol macMna ttinnsu ratrng of ••luctu'af P M H * i tuegwiM br A W P s n x a n a l , aaen

(U.f. M.SMJM. M«T 20, l«M) 4. Outleed (rom MSR Panel Tester

F i g u r 2.8 MSR (Machine S t r e s s Rating) av s k i v o r , manuell provning Ur värdena på den r e g i s t r e r a d e k r a f t e n och nedböjningen på grund av denna samt värden på skivans s t o r l e k , beräknar d a t o r n skivans s t y v h e t . Datorn s t y r dessutom hela lastsekvensen. Denna mätning kan även utföras o n - l i n e . F i g u r 2.9 v i s a r v a r en sådan u t r u s t n i n g kan p l a c e r a s .

De p r i n c i p i e l l a s k i l l n a d e r n a mellan en MSR-gradering av v i r k e och s k i v o r är framför a l l t följande:

1. Graderingskraven för s k i v o r bör u t t r y c k a s i form av s t y v h e t ( E l ) i stället för e l a s t i c i t e t s m o d u l (E) och s p e c i f i c e r a d böjmomentkapacitet

(Mp) i stället för böjbrotthållfastheten.

2. Det krävs ingen s p e c i f i k s k i v t j o c k l e k . D e t t a u t e s l u t e r dock i n t e a t t den a k t u e l l a s k i v a n s t j o c k l e k s k a l l rymmas inom en hållfasthetsklass. Johannesen och Meirkved (1972 och 1976) har u t v e c k l a t en u t r u s t n i n g för E-modulbestämning, se f i g u r 2.10. Laboratoriemätningar av s t y v h e t e n på skivämnen (62 cm x 242 cm) genom mätning av deformationen orsakad av l i n jär l a s t , p l a c e r a d m i t t på s k i v a n , överensstämde väl med e l a s t i c i t e t s -modulen mätt på små prover i e n l i g h e t med s t a n d a r d , r = 0,98.

Dessutom kunde d e t v i s a s a t t god k o r r e l a t i o n mellan e l a s t i c i t e t s m o d u l och böjhållfasthet rådde på spånskivor.

Med dessa p o s i t i v a r e s u l t a t utformades en automatisk mätanordning hos P a p i r i n d u s t r i e n s F o r s k n i n g s i n s t i t u t t . Utprovningen g j o r d e s v i d NTI. Dess f u n k t i o n s p r i n c i p är a t t mäta utböjning på grund av egentyngd hos en

spån-18

Vi

'n

_c

o

c

o

E S S

c

t

•o

_n

o

c

D

m

o

Figur 2.9 P l a c e r i n g av MSR-utrustningen v i d on-line-mätning av s k i v o r s s t y v h e t i f a b r i k (Bach 1985).

19 s k i v a , monterade på två städ, därefter ge en s i g n a l för nedsänkning av en linjär l a s t tvärs s k i v a n och r e g i s t r e r a den nya utböjningen.

Egenviktsutböjningen subtraheras från lastutböjningen och d i f f e r e n s e n u t -gör e t t mått på utböjning orsakad av l a s t .

Fabriksförsök visade a t t spånskivornas l a g r i n g s t i d och temperatur måste t a s hänsyn t i l l när acceptansgränser upprättas.

Mätanordningen har använts i p r o d u k t i o n e n och medfört en säkrare k v a l i -t e -t s k o n -t r o l l sam-t minimera-t ma-terialförlus-ter p g a förs-törande p r o v n i n g .

0 30mm zur BelQstungsubertragung

Auflager 0 30 mm MeOuhr

Gewicht (verstellbar) SpanplQtte

F i g u r 2.10 Schematisk p l a n över u t r u s t n i n g för mätning av s t y v h e t ( E l ) på spånskiveämnen (Johannesen och M?(rkved).

Metoden tillämpas sedan några år t i l l b a k a inom svensk spånskiveindustri. 2.4.2 M9tning_av den a k u s t i s k a lÖQtiden_hos_^skivan

Det f i n n s för närvarande två p r i n c i p e r för a n b r i n g n i n g av impulser för bestämning av h a s t i g h e t e l l e r löptid av p u l s e r genom m a t e r i a l som används.

I N T E R V A L T I M E R P A R T I C L E P I E Z O E L E C T R I C T R A N S D U C E R S I M P A C T I N G BOARD BALL

F i g u r 2.11 Schematisk uppbyggnad av en apparat för mätning av den löptid som en mekaniskt framställd t r y c k p u l s ger en spånskiva (Dunlop)

20

Den ena p r i n c i p e n , se f i g u r 2.11, bygger på användningen av en mekanisk stöt (från en k u l a e l l e r annat don) för f r a m k a l l a n d e av en t r y c k p u l s . Den detekteras sedan av två omformare när den rör s i g genom m a t e r i a l e t . Den ena omformarens s i g n a l s t a r t a r en tidräknare v i d pulsens ingång i mate-r i a l e t och den andmate-ra omfomate-rmamate-rens s i g n a l stoppamate-r tidmate-räknamate-ren v i d pulsens utgång ur m a t e r i a l e t .

Systemet med den mekaniska stöten har några fördelar (Dunlop, 1980). Apparaturen är enkel och väl u t v e c k l a d och de hållfasthetsegenskaper som pulsens h a s t i g h e t t r o l i g t v i s är nära r e l a t e r a d t i l l är a n t a g l i g e n de v i k -t i g a s -t e egenskaperna hos spånskivor.

Dess begränsning är a t t den i n t e förmår r e g i s t r e r a k o r t a t i d s i n t e r v a l l . Den andra p r i n c i p e n bygger på a t t en t r y c k p u l s a l s t r a s av en e l e k t r o a k u -s t i -s k omformare. En räknare -s t a r t a r när den e l e k t r i -s k a -s i g n a l e n anbringa-s omformaren och stoppas när en s i g n a l når den andra omformaren, v i l k e t be-t y d e r a be-t be-t pulsen kommibe-t fram.

Denna senare metod verkade mer lovande a t t använda v i d p r o v n i n g av spån-s k i v o r på grund av den mer exakta mätningen av löptiden, d e t enkla hand-havandet av i n s t r u m e n t e t och dess pålitlighet - en t y p av i n s t r u m e n t som v a r i t i bruk en längre t i d .

P e l l e r i n har p r e s e n t e r a t en u t r u s t n i n g baserad på u l t r a l j u d s m e t o d e n . Nedan följer e t t utdrag ur en a r t i k e l i Forest I n d u s t r i e s ( J u l y 1974, p. 64-65) som p r e s e n t e r a r metoden, som är tillämpbar på såväl s k i v o r som provkrop-par.

Inducerade tryckvågor i e t t m a t e r i a l strålar från källan på samma sätt som vågorna på en v a t t e n y t a formeras då en sten släpps ner i v a t t n e t . Dessa vågor rör s i g på e t t förutbestämt sätt så länge de i n t e kommer i k o n t a k t med högre d e n s i t e t s y t o r e l l e r tomrum.

Spånskivor har en d e n s i t e t som tillåter en k o r r e k t bestämning av av-v i k e l s e r som påav-verkar k av-v a l i t e t e n . Synkrona tryckav-vågor som s k i c k a s genom en s k i v a kan d e t e k t e r a sådana problem som otillräcklig mängd h a r t s , låg presstemperatur e l l e r lågt p r e s s t r y c k , a r k n i n g s f e l och otillräcklig härdningtid.

Tryckvågen a l s t r a s genom en skarp stöt i ena änden av s k i v a n . Under vågens f o r t p l a n t n i n g genom m a t e r i a l e t , mäts t i d e n av två noggrannt placerade sensorer. Det uppmätta t i d s i n t e r v a l l e t återges i mikrosekun-der och speglar egenskaperna hos d e t provade m a t e r i a l e t .

Innan den apparat som utför denna p r o v n i n g kan u t n y t t j a s e f f e k t i v t , måste data samlas i n under en p e r i o d för a t t k o r r e l e r a tryckvågstider och acceptabel kvalitetsnivå för den producerade spånskivan. E r f o r d e r l i g a data fås bäst genom a t t jämsides med apparaten använda k o n v e n t i o -n e l l a l a b o r a t o r i e p r o v .

O n l i n e p r o v n i n g kräver förutom apparaten u t r u s t n i n g såsom e t t i n f r a rött temperaturmätdon för övervakning av resterande värme från p r e s -sen. (Skivegenskaperna v a r i e r a r med temperaturen). En p r i n t e r och en

21 k l o c k a måste också ingå i systemet för a t t r e g i s t r e r a de i n d i v i d u e l l a s k i v o r n a .

Det är önskvärt a t t säkerställa skivans k v a l i t e t så t i d i g t som möjligt i produktionsprocessen. Om d e t passar ska p r o v u t r u s t n i n g e n i n s t a l l e r a s d i r e k t e f t e r pressen. U t r u s t n i n g e n måste då k a l i b r e r a s för a t t kompen-sera den höga temperaturen.

Den i n f o r m a t i o n u t r u s t n i n g e n ger kan användas på många sätt. T i l l exempel kan e t t avläsningsdon i n s t a l l e r a s på processövervakningspane-l e n . T i processövervakningspane-l processövervakningspane-l denna kan sedan e t t processövervakningspane-larm k o p p processövervakningspane-l a s , som a k t i v e r a s v i d under-målig k v a l i t e t på en s k i v a . Genom en m i n i d a t o r kan i n f o r m a t i o n e n åter-kopplas för p r o c e s s k o n t r o l l .

U t v e c k l i n g e n av provningsapparaturen baseras på tryckvågsforskning u t -förd hos Wood Technology Research Laboratory o f Washington State Uni-v e r s i t y , Pullman Washington. Apparaturen t i l l Uni-v e r k a s aUni-v M e t r i g u a r d , I n c . , Pullman, och h e t e r Model 239 S t r e s s Wave Timber.

Mehlhorn och Merkel b e s k r i v e r en dynamisk metod för bestämning av böjhåll-f a s t h e t e n i Holz a l s Roh- und W e r k s t o böjhåll-f böjhåll-f 44 (1986) 217-221.

Metoden baseras på mätning av grundfrekvensen hos provkroppen med hjälp av en GrindoSonicapparat, t y p MK3. V i d denna tillämpning krävs e t t o s c i l l e -rande korrektionsvärde. Detta värde är bestämt så a t t r e s u l t a t e t av den dynamiska metoden korresponderar mot r e s u l t a t e t av den s t a t i s k a metoden, se f i g u r 2.12. POP 11/34 DR11C 16 Bit I/O

i

11

22

3. MATNING AV EGENSKAPER HOS SPANSKIVEYTOR

Ytornas egenskaper kan uppdelas i åtta områden ( e n l i g t Neusser 1982). 1. Färgen beror på träslag, ingående barkandel och bindemedelstyp. 2. Y t s t r u k t u r e n (mönstret) b e r o r på y t s k i k t s t y p , d v s spåntyp,

spån-storleksfördelning och spånorientering.

3. Ytslätheten b e s k r i v s med hjälp av slipmärken, s l i p n i n g e n s utföran-de, p o r o s i t e t och k a n t s t y r k a .

4. Y t s k i k t e t s d e n s i t e t är beroende av d e n s i t e t s p r o f i l e n .

5. Ythållfastheten k v a n t i f i e r a s med hårdhetsprovningar såväl som tvärdragshållfasthet i y t s k i k t e t och drag- och t r y c k e l a s t i c i t e t i y t s k i k t e t .

6. Y t s k i k t e t s svällningsgrad beror på f u k t k v o t e n , uppsugningsförmå-gan, y t s t r u k t u r e n , p l a n h e t e n , tjocklekssvällningen och s v a l l n i n g e n i p l a n r i k t n i n g e n .

7. Skivans diffusionsmotstånd för vattenånga, formaldehyd, l u f t och lösningsmedel är beroende av p r o c e s s t e k n i s k a temperatur och t i d s -parametrar.

8. De k e m i s k t - f y s i k a l i s k a egenskaperna, som t ex pH-värde och vätskeupptagningsförmåga. Dessa bör beaktas v i d k a s c h e r i n g och l a c k e -r i n g .

3.1 Färg

Något normerat förfarande för färgmätning e x i s t e r a r för närvarande i n t e . De svenska färgnomenklatursystemet NCS är e t t a l t e r n a t i v .

3.2 Glans(qrad)

En metod för mätning av glansgrad är Lange-förfärandet. Härvid b e l y s e r man en y t a med en ljuskälla under en bestämd v i n k e l (45° e l l e r 60°). Den r e f l e k t e r a n d e ljusmängden mäts med en f o t o c e l l . Glansgraden anges då i p r o -cent som r e f e r e n s mot r e f l e k t i o n e n från en s v a r t g l a s p l a t t a . P r i n c i p e n framgår av f i g u r 3.1.

3.3 Hårdhet

3.3.1 B r i n e l l ^ u r Materiallära, M a s k i n a k t i e b o l a g e t Karlebo 1979)

Vid bestämning av brinellhårdheten t r y c k e r man en k u l a av härdat stål med v i s s l a s t mot provkroppen och mäter i n t r y c k e t s diameter e f t e r a v l a s t n i n g . Apparatur: Den s k b r i n e l l p r e s s e n är en h y d r a u l i s k press med k o n s t r u k t i o n e n l i g t f i g u r 3.2.

23

F i g u r 3.1 P r i n c i p e n för glansgradsmätåren, e n l i g t DIN 67530, ISO 2813 och ASTM D 523. 1. Ljuskälla 2. Lins 3. L j u s l e d a r e 4. L i n s 5. Provkropp 6. Bländare 7. F o t o c e l l

— i — ' — I —

24

Hårdhetstalet betecknas HB. (HB = F/Y), där F är b e l a s t n i n g e n i N ( e l l e r den tänkta l a s t e n i kg) och Y är i n t r y c k e t s y t a ( k a l o t t y t a n ) i mm2 ( f i g u r 3.3).

Brinell

Figur 3.3 T e s t p r i n c i p för hårdhetsprov e n l i g t B r i n e l l .

K a l o t t y t a n kan beräknas med hjälp av en f o r m e l , om man känner kulans och i n t r y c k e t s diametrar (se f i g u r 3.3). I p r a k t i k e n brukar man använda en t a b e l l , i v i l k e n brinellhårdheten kan avläsas d i r e k t .

T i l l s t a n d a r d u t r u s t n i n g e n hör k u l o r med diametrarna D = 10, 5, 2,5 och 1 mm. Man bör om möjligt använda den största k u l a n , t y denna ger den bästa avläsningsnoggrannheten s a m t i d i g t som e t t för ytan r e p r e s e n t a t i v t värde erhålles.

Kuldiameter D och b e l a s t n i n g F samt b e l a s t n i n g s t i d anges med hjälp av tilläggssiffror. HB 10/100/15 innebär sålunda, a t t brinellhårdheten be-stämts med k u l d i a m e t e r n 10 mm, b e l a s t n i n g e n 100 N och b e l a s t n i n g s t i d e n 15 s. Vanligen utelämnar man t i d e n . Beteckningen b l i r då HB 10/100. 3.3.2 Janka

Vid hårdhetsbestämning e n l i g t Janka är k u l d i a m e t e r n bestämd t i l l 11,284 mm.

Hårdhet e n l i g t Janka är d e f i n i e r a t som den k r a f t som åtgår för a t t stål-kulan t i l l hälften av s i n diameter i b e l a s t n i n g s r i k t n i n g e n ska t r y c k a s i n i y t a n .

3.3.3 Höppler

Hårdheten mäts med en stålkon med basdiameter 6 mm och s p e t s v i n k e l 53'8', spetsen planas 0,44 mm. Med t r e b e l a s t n i n g a r på könen v i d 300, 460 respek-t i v e 620 N märespek-ts medelinrespek-trängningsdjuperespek-t mellan 1,3 och 4 mm. Derespek-t respek-t a r ca 6 s a t t anbringa och l y f t a av l a s t e n . Belastningen upprätthålls i 180 s och inträngningsdjupet mäts e f t e r 90 s.

25 3.4 Y t s t r u k t u r

Y t s t r u k t u r e n kan mätas med hjälp av berörande mätspetsar. Även r e f l e k t e -rande ljusstrålar kan b e s k r i v a y t s t r u k t u r e n .

3.4.1 Mätspetsmetoden

I BS 1811, P a r t 2 (1969), f i n n s e t t mätspetsförfarande b e s k r i v e t . En v i d a r e u t v e c k l i n g av mätspetsmetoden g j o r d e s av Bismarck & Mehlhorn

(1973) genom tillämpning av f r e k v e n s a n a l y s e r för uppmätta y t o r .

3.4.2 Ljusstrålemetoden

E t t t y s k t företag, Sortiermaschinen GmbH, har u t v e c k l a t e t t i c k e berörande mätförfarande. Apparaturen k a l l a s L a s e r s o r t e r 8000 och a r b e t a r e n l i g t följande p r i n c i p :

En helium-neon-laser b e l y s e r ytan med hjälp av en p o l y g o n a l spegel som r o t e r a r med hög h a s t i g h e t . Därvid uppkommer en flygande fläck som l y s e r upp ytan i en d e f i n i e r a d v i n k e l . Det r e f l e k t e r a d e l j u s e t konverteras med f o t o m u l t i p l i k a t o r t i l l en e l e k t r i s k s i g n a l som förstärks och utvärderas, se f i g u r 3.4.

R e s u l t a t e n kan presenteras t ex på d i s p l a y e r , med l j u d - e l l e r l j u s s i g n a l e l l e r med s k r i v a r e . Uppmätta data kan även l a g r a s .

26

F i g u r 3.4 Icke berörande mätning av y t s t r u k t u r e n med hjälp av l a s e r - en f u n k t i o n s s k i s s (Sortiermaschinen GmbH).

27

4. KANTSIDORS EGENSKAPER

4.1 K a n t s i d o r s p o r o s i t e t

Bachmann (1969) har utfört undersökningar med hjälp av slagseghetsprovn i slagseghetsprovn g . Därvid aslagseghetsprovnväslagseghetsprovndes kubiska t r y c k e l e m e slagseghetsprovn t , som pressades i slagseghetsprovn i k a slagseghetsprovn t s i d o r -na. Inträngningsdjupen mättes med e t t skjutmått.

E t t annat sätt a t t mäta k a n t s i d o r s täthet är a t t använda s i g av e t t pneu-m a t i s k t pneu-mäthuvud, försett pneu-med en dysa. Mätvärdena anges i pneu-mpneu-m v a t t e n p e l a r e . Man har även,genom a t t bestämma k a n t e r s vätskeupptagningsförmåga, b l a med p a r a f f i n , beräknat k a n t s i d o r s täthet.

5. VIKT

5.1 Mekanisk viktbestämning

Före pressning kan mekanisk vägning av spånarket utföras. Mekanisk vägning av färdigpressade s k i v o r är lämpligt för en-etageanläggningar. Detta kan ske o n - l i n e .

5.2 Viktbestämning under formning

5.2.1 Viktbestämning_av v a r j e _ s k i k t - elektronisk_mätning

I arkformningsprocessen är v i k t k o n t r o l l e n en av de v i k t i g a s t e k o n t r o l l e r -na. Det f i n n s nu system framtagna som k o n t i n u e r l i g t väger såväl e n s k i l d a s k i k t som h e l a a r k . Se f i g u r 5.1.

Yt sk i ktsforms tat ion

VIktkontrol1 • K — r i ^ ^

JU

" r " - | k 9 / m [ - ] ~ ^

s k r i v a r e förstSrkare nominellt vSrde d i q i t a l k o n t r o l l vi sa re Ml ttsk i ktsformstat ion V i k t k o n t r o l I t

I

28

5.2.2 Viktbestämning av a r k e t - strålningsmätning

En mycket exakt r e g l e r i n g fås då materialflödet v i d v a r j e doseringskammare övervakas såsom v i s a s i f i g u r 5.2 och 5.3. På d e t t a v i s är d e t möjligt

a t t erhålla s k i v o r med snäva v i k t t o l e r a n s e r . Med en s k i v d e n s i t e t på t ex 500 kg/m^ kan man lätt undvika v i k t v a r i a t i o n e r som är större än

± 10 kg/m^. Rechen Hub des Regelrechens Menkammer tth Strahler

F i g u r 5.2 Radiometrisk vägning av a r k e t (GreCon).

29 Med GreConutrustningen fås en r e g i s t r e r i n g av a r k v i k t e n tvärs m a s k i n r i k t -ningen, se f i g u r 5.4. Reel I •4

h

-F i g u r 5.4 I d e a l i s k och r e e l l arkviktsfördelning längs a r k e t s tvärsrikt-n i tvärsrikt-n g (GreCotvärsrikt-n).

5.3 Viktbestämninq e f t e r formning 5.3.1 Strålningsmätning

Twedt (1980) b e s k r i v e r Boise Cascades e r f a r e n h e t e r av Measurex 2001. Det är e t t datorstött system som med gammastrålningssensorer känner av d e n s i -t e -t s v a r i a -t i o n e r -tvärs (CD) och i m a s k i n r i k -t n i n g e n (MD) hos spånarke-t e f -t e r f o r m s t a t i o n e n . R e s u l t a t e t presenteras på en monitor. Datorn k o n t r o l l e r a r s p r i d n i n g s h a s t i g h e t e n hos formeringshuvudena så a t t i d e a l a r k v i k t e n b i b e -hålls med ± 0,5 % a v v i k e l s e .

Huvudsyftet med systemet är a t t k o n t r o l l e r a formningsmaskinen, så a t t det formade a r k e t har konstant v i k t i m a s k i n r i k t n i n g e n (MD). Datorn v i s a r denna i n f o r m a t i o n som MDs s p r i d n i n g och CDs s p r i d n i n g samt a r k e t s medel-v i k t .

Measurexsystemet består av t r e enheter: a r k v i k t s s e n s o r ( s c a n n e r ) , d a t o r -k o n t r o l l - e n h e t med monitor samt p r i n t e r . Strålningen genereras av isotopen Americium 243. Källan f l y t t a s fram och t i l l b a k a under banan och sensorn på ovansidan följer dess rörelse. Sensorn räknar de i c k e absorberade gamma-p a r t i k l a r n a . D e t t a värde jämförs i d a t o r n med e t t referensvärde, v a r e f t e r den absorberande partikelmängden omräknas t i l l v i k t per y t e n h e t . Utgående

30

6. FELDETEKTERING

Håligheter, små blåser och andra i n r e d e f e k t e r har länge u t g j o r t e t t p r o -blem för spånskivetillverkare. Det f i n n s nu system utvecklade för a t t l o k a l i s e r a dessa d e f e k t e r k o n t i n u e r l i g t och a u t o m a t i s k t . E t t sådant s y -stem bör p l a c e r a s d i r e k t e f t e r pressen, så a t t problemen upptäcks så s n a r t som möjligt. Dessutom kan systemen k l a r a av a t t s o r t e r a b o r t de d e f e k t a s k i v o r n a på en gång. Se f i g u r 6.1. Systemen avläser i n t e hållfasthetsegen-skaper, utan r e g i s t r e r a r endast närvaro e l l e r frånvaro av d e f e k t e r .

E t t system h e t e r T r i e n c o , I n c . Model 506 Q u a l i t y Assurance System och fungerar e n l i g t följande:

U l t r a l j u d sänds genom s k i v a n . Om ljudvågorna passerar en blåsa b r y t s dessa på samma sätt som då en spegel r e f l e k t e r a r en i n f a l l a n d e ljusstråle. När ljudvågorna passerat den undersökta produkten omvandlas de t i l l e l e k t r i s k a s i g n a l e r . Dessa utvärderas därefter e l e k t r o n i s k t med hänsyn b l a t i l l

toleransnivåer.

31 7. REFERENSER OCH KÄLLMATERIAL

ASTM D 523 - Test f o r Specular Gloss

ASTM D 1037-78 - E v a l u a t i n g t h e P r o p e r t i e s o f Wood-Base F i b e r and P a r t i c l e Panel M a t e r i a l s

Bach, L. 1985: Machine s t r e s s - r a t i n g panel p r o d u c t s , Edmonton A l b e r t a Open F i l e Report No 1985-14, A l b e r t a Research C o u n c i l , A l b e r t a

Back, E. 1987: F i b e r - och spånskivesektionens höstmöte 1986: Från råvaru-försörjning t i l l b r a n d p r o v n i n g . Svensk p a p p e r s t i d n i n g nr 2.

Barnes, H.M.; Wang, S. 1976: Comparison o f l i n e a r expansion t e s t methods f o r p a r t i c l e b o a r d . Forest Prod. 3. 26 (8) 27-28

Bismarck, C.v.; Mehlhorn, L. 1973: Untersuchungen uber d i e Bewertung der Oberflächenbeschaffenheit von u n b e s c h i c h t e t e n und b e s c h i c h t e t e n Span-p l a t t e n . B e r i c h t Nr. 1, W i l h e l m - K l a u d i t z - I n s t i t u t , Braunschweig

Bodig, Jayne 1982: Mechanics o f Wood and Wood Composites, Van Nostrand, New York

BS 1811, Part 2 (1969): Methods o f Tests f o r Wood, Chipboards and o t h e r P a r t i c l e b o a r d s . E r s a t t av BS 5669 (1979)

DIN 52 367 (1980): T e s t i n g o f P a r t i c l e b o a r d s . D e t e r m i n a t i o n o f U l t i m a t e Shearing S t r e s s , P a r a l l e l l t o the Surface

DIN 67 530 (1982): R e f l e c t o m e t r e as a Means f o r Gloss Assessment o f P l a i n Surface o f P a i n t c o a t i n g s and P l a s t i c s

Dunlop, 3.1. 1980: T e s t i n g o f P a r t i c l e Board by A c o u s t i c Techniques, Wood S c i . Technol. 14:69-78

FESYP 1980: Bestimmung der f e u c h t i g k e i t s b e d i n g t e n Längenänderung i n der Plattenebene. Empfehlung, GieBen

FIRA 1981: F i r a P a r t i c l e board t e s t e r . F i r a - B u l l . 5. 16-17

Gaudert, P. 1974: New T o r s i o n Test f o r P a r t i c l e b o a r d . F o r e s t Prod. 3. 24(2) 35-37

Gann, U. 1980: Erfassung der F e u c h t i g k e i t i n b e l e i m t e n und unbeleimten Holzspänen nach dem e l e k t r i s c h e n WiderstandsmeBverfahren. V o r t r a g 6. Holz-technisches K o l l o q u i u m , Braunschweig

H a l l , H.; Haygreen, 3.G. 1983: The Minnesota Shear Test. Forest Prod. 3. 33 ( 9 ) 29-32

Hänsch, G.; Henze, W.; Winzmann, F. 1982: Schwerpunkte der MeBtechnik i n e i n e r P r o d u k t i o n s l i n i e - Gerätebeschreibung, Anwendung, Kosteneinspaning. GreCon I n t e r n a t i o n a l e s MeBtechnik Symposium '82 f u r d i e S p a n p l a t t e n i n d u -s t r i e

52

ISO 2813 (1978) Paint and Varnish Measurement o f Specular Gloss o f Non-m e t a l i c P a i n t f i l Non-m a t 2 0 % 60° and 85°C

Johannesen, 3.; Mjirkved, K. 1976: Apparat f o r ikke-?^deleggende prfivning av s p o n p l a t e r . NTI-meddelse n r 54, 1976

Johannesen, J.; M^rkved, K. 1972: E-Modul-MeBger*at f u r S p a n p l a t t e n , 28. Sitzung der Technischen Kommission der FESYP, StraBburg

Knowles, L. 1981: Rapid method t o determine i n t e r n a l bond and d e n s i t y v a r i a t i o n s o f p a r t i c l e b o a r d . Forest Prod. 3. 31 (12) 51-53

Källsner, B. 1984: S k i v o r som v i n d s t a b i l i s e r a n d e element v i d träregel-väggar. TräteknikRapport nr 56

L u t z , P. 1973: C o n t r i b u t i o n å l'étude de l a t r a c t i o n t r a n s v e r s a l e ou t r a c t i o n p e r p e n d i c u l a i r e des panneaux de p a r t i c u l e s . P a r i s ; Centre Technique du Bois

Liick, W. 1964: F e u c h t i g k e i t - Grundlagen, Messen, Regeln. R. Oldenburg, Munchen/Wien

Materiallära, M a s k i n a k t i e b o l a g e t Karlebo 1979

Mehlhorn, L.; Merkel, D. 1986: Eine s c h n e l l e Methode z u r automatischen Bestimmung des Brege-E-Moduls an H o l z w e r k s t o f f e n . Holz a l s Roh- und Werk-s t o f f 44, 217-221

Noack, D.; Schwab, E. 1972: Die S c h e r f e s t i g k e i t von H o l z s p a n p l a t t e n a l s K r i t e r i u m des Spanverbundes. Holz Roh-Werkstoff 30

Nordtest method. NT BUILD 133 (1981-06) N a i l s i n Wood: L a t e r a l S t r e n g t h 134 (1981-06) N a i l s i n Wood: Withdrawl S t r e n g t h 135 (1981-06) N a i l s i n Wood: Embedding S t r e n g t h 136 (1981-06) N a i l s i n Wood: Bending S t r e n g t h P a u l i t s c h , M. 1986: Methoden der Spanplattenuntersuchung. Springer V e r l a g P a u l i t s c h , M; Mehlhorn, L. 1973: Neues Verfahren zur Bestimmung des Roh-d i c h t e p r o f i l s von H o l z s p a n p l a t t e n . Holz Roh-Werkstoff 31, 393-397

P e l l e r i n , R. 1974: New concept a l l o w s n o n - d e s t r u c t i v e , i n process t e s t i n g of board q u a l i t y . Forest I n d u s t r i e s , J u l y , S. 64-65

Schnee, K.; Tichy; S t o c k i n g , E. 1976: D i c h t e - und S t i c k s t o f f p r o f i l a l s Beurteilungsmerkmale b e i der Beschichtung von H o l z s p a n p l a t t e n . Kunstharz-Nachrichten 20-25, Hoechst

Schneider, A. 1973: Ober das S o r p t i o n s v e r h a l t e n von m i t phenol und h a r n -s t o f f h a r z v e r l e i m t e n H o l z -s p a n p l a t t e n . Holz Roh-Werk-stoff 31: 425-429 Shen, K.C.; C a r r o l l , M.N. 1969: A new method f o r e v a l u a t i o n o f i n t e r n a l s t r e n g t h o f p a r t i c l e b o a r d . F o r e s t Prod. 3. 19 ( 8 ) 17-22

33 55 27 02 25 (1978.01) - Byggskivor. Bestämning av draghållfasthet

Stevens, R.R. 1978: S l i c i n g apparatus a i d s i n d e t e r m i n a t i o n o f l a y e r -d e n s i t y o f p a r t i c l e b o a r -d . Forest Pro-d. 3. 28 ( 9 ) 51-52

Svenska Träforskningsinstitutet 1971: Tvärdragshållfasthet. Sågsnittets sprickkänslighet. Provmetoder v i d STFI:s a v d e l n i n g för f i b e r s k i v o r . STFI-medd. S e r i e B nr 99

Szabo, T; Gaudert, P.C.C. 1978: Fast i n t e r n a l bond t e s t f o r waferboard. Forest Prod. 3. 28, 38-40

Twedt, T. 1980: Boise Cascade's experience w i t h c o m p u t e r c o n t r o l l e d forming of p a r t i c l e b o a r d

Detta digitala dokument skapades med anslag från

Stiftelsen Nils och Dorthi

Troédssons forskningsfond

Trätekn i kCent ru m

Box 5609,114 86 STOCKHOLM

Besöksadress: Drottning Kristinas väg 67 Telefon: 08-14 53 00

Telex: 144 45 tratek s Telefax: 08-11 61 88 Huvudenhet med kansli

Asenvägen 9, 552 58 JÖNKÖPING Telefon: 036-12 60 41 Telefax: 036-16 87 98 ISSN 0283-4634 931 87 SKELLEFTEÅ Besöksadress: Bockholmsvägen 18 Telefon: 0910-652 00 Telex: 650 31 expolar s Telefax: 0910-652 65