Комплексная неразрушающая диагностика технических свойств древесины на корню

In the article methodology of estimation of level of corporate social responsibility. The authors propose to carry out the assessment based on the dynamic approach to the estimation of competitiveness, bringing together the most important socio-economic indicators. The proposed method was tested to analyze the level of corporate social responsibility of leading domestic enterprises of oil and gas complex.

Keywords: corporate social responsibility, competitiveness of the enterprise, the dynamic approach, the competitive index of corporate social responsibility

Voronov Dmitry Sergeevich, candidate of Economic Sciences, Head of Department, vds1234@yandex.ru, Russia, Sverdlovsk region, Verkhnaya Pyshma, UMMC Technical University

Rusetskaya Elvira Antsasovna, Doctor of Economic Sciences, Professor, kaf-fin@,mail.ru, Russia, Stavropol, North Caucasian Federal University

УДК 630*6

КОМПЛЕКСНАЯ НЕРАЗРУШАЮЩАЯ ДИАГНОСТИКА

ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСИНЫ НА КОРНЮ

Т.В. Мочаева, Е.Ю. Салдаева, Е.М. Цветкова

Приводится описание алгоритма экспериментальных исследований, включающий проведение испытаний древесины в полевых и лабораторных условиях с целью установления критериев прогнозирования технического качества древесного материала. Определены технологические операции и применяемое оборудование.

Ключевые слова: неразрушающие испытания, древесина, диагностика свойств, технико-экономическая оценка

Любая экономическая политика заключается в регулировании экономических показателей и основывается на знании того, как они влияют на те, которые являются ключевыми для принятия экономических решений во всех сферах, отраслях, секторах и межотраслевых комплексах экономики [1, 4].

В настоящее время одной из приоритетных задач лесного комплекса страны становится селективный выбор и заготовка сырья для производства высококачественной продукции из древесины, к которой можно отнести музыкальные инструменты.

Древесина, применяемая в музыкальных инструментах, обладает особыми акустическими свойствами. В то же время ресурсы такой древесины неизменно уменьшаются, а потребность в ней увеличивается. Существующие методики селективного отбора такой древесины из заготовлен-

ных сортиментов применяют непосредственно в технологиях специальных деревообрабатывающих производств и не позволяют проводить диагностику технических свойств древесины непосредственно на месте произрастания в возрасте спелости и в более раннем, что ограничивает возможности повышения потенциального выхода спецификационных заготовок. Поэтому выбранное автором направление работы актуально и своевременно[3, 5, 8].

Одним из перспективных направлений для решения данного вопроса является проведение комплексных биофизических и дендроакустиче-ских исследований древесины в стволовой части дерева и побегах с целью установления критериев прогнозирования технического качества древесного материала.

Для реализации данного направления предлагается алгоритм экспериментальных исследований, включающий проведение испытаний древесины в полевых и лабораторных условиях (рис.1). Основные технологические операции и применяемое оборудование представлены в табл.1.

3. Определение физических показателен древесины

Плотность, масса, размеры

4. Определение акустических показателен древесины

Рис.1. Блок-схема проведения испытаний

Для реализации комплексных исследований в лаборатории Квали-метрии древесины Поволжского государственного технологического университета разработаны технические средства, позволяющие в оперативном режиме с высокой точностью проводить неразрушающие испытания, сохраняя, таким образом, при этом жизнеспособность растущих деревьев.

Полевые исследования предусматривают определение качества древесины по прочности и макроструктурным показателям.

Таблица 1

Этапы выполнения комплексных исследований

Этапы Операции Приемы Оборудование

1. Полевые исследования 1. Изъятие образца древесины. 2. диагностика механических свойств древесины 1. Изготовление образцов 2. Калибровка и маркировка 3. Анализ механических свойств по графикам Resistograph (Резистограф) УНДПС-1 ПЭВМ

2. Лабораторные исследования 2. Определение физических показателей древесины 1.Измерение геометрических размеров 2. Определение массы и расчет плотности, влажности Штангенциркуль Микрометр Весы Калькулятор

3. Определения макроструктурных показателей 1. Определение ширины годичных слоев 2. Определение процента содержания поздней древесины Электронный дендрометр ПЭВМ

4. Определение акустических показателей 1. Установка образца в устройство 2. Определение резонансной частоты Установка «Ре-зонанс-4» ПЭВМ

Полевые исследования заключаются в неразрушающей диагностике механических свойств древесины, которые определяются по величине сопротивления сверлению. Сейчас широкое использование получил прибор Resistograph (Резистограф) разработанный в Германии, оно предназначено для оценки степени гнили, стабильности дерева и его долговечности. Работа устройства основана на методе измерения сопротивления сверления. При вхождении микро-сверла в ствол дерева определяют сопротивление древесины по измерению скорости вращения сверла. Полученные результаты преобразуются в график, который по внешнему виду похож на распечатку электрокардиограммы (ЭКГ), из которого можно оценить прочность, процент гнили и разрушения, а так же плотность древесины [7]. Однако

недостатком прибора является то, что рабочий орган устройства представляет собой обычное цельное сверло, что исключает возможность отбора образец со ствола дерева, без чего практически невозможно определить макроструктурные показатели древесины, установленные соответствующими ГОСТ и/или ТУ на лесоматериалы спецназначений. Для устранения данного недостатка в настоящее время разработано новое устройство УНДПС-1 для неразрушающей экспресс-диагностики физико-механических свойств древесины по величине сопротивления сверлению, непосредственно в лесных условиях без рубки дерева с одновременным извлечением керна для дальнейших исследований. Схематично реализация данного способа неразрушающей экспресс-диагностики физико-механических свойств древесины при помощи устройства продемонстрирована на рис.2.

На данное устройство и способ подана заявка на патент.

Wi-Fi

Рис.2. Реализация способа при помощи устройства а) устройства, включающая в себя: 1. Мерная вилка; 2. Полый бурав; 3. Цанговый держатель; 4. Буровое устройство; 5. Желоб; 6. Кнопка «Пуск»; 7. Аккумулятор. б) извлекаемый образец; с) диаграмма.

Дендроакустические измерения с помощью устройства Резонанс-4 заключается в определении динамического модуля упругости по параметрам изгибных колебаний образца консольного крепления по формуле:

Един.= 64 т 214р ^иет /ас4ё2

где Е дин - динамический модуль упругости Юнга; Мпа, р - плотность образца; кг/м , /- собственная (резонансная частота) образца; Гц, а0 - волновое число для основной моды колебаний, равное 1,875, I - длина образца; м, d- диаметр образца, м.

Полное описание методики проведения дендроакустических испытаний изложено в работе [5, 6].

Электронный дендрометр служит для определения макроструктур-ных анализов древесины в лабораторных условиях с максимальной автоматизацией процесса измерений и получения готовых обработанных результатов. Разработанная для дендрометра специальная ЭВМ-платформа позволяет одновременно получать информацию о следующих параметрах образца: средняя ширина годичного кольца, процент поздней древесины, количество годичных колец [2].

Предлагаемый комплексный подход является наиболее практичным, так как позволяет определить технические характеристики образцов разной формы и малого диаметра. Данный метод относится к неразруша-ющему и служит основой для установления и корректировки критериев прогнозирования технического качества привойного и посадочного материала. В настоящее время проводится апробация устройств и методик в полевых условиях на базе архивно-маточной плантации Учебно-опытного лесхоза и ботанического сада Поволжского государственного технологического университета.

Расчет затрат по статьям прилагаемого инновационного проекта нового устройства представлен в табл.2.

Таблица 2

Экономический расчет бюджета проекта

№ п/п наименование статьи ед-ца -(чел., мес., шт. и т.п.) кол-во цена (руб) стоимость

1 2 3 4 5 6

1 Изготовления опытного образца

1.1 Разработка рабочих чертежей руб 1 3500 3500

1.2 Закупка расходных материалов ед. 24 833 20000

1.3 Закупка электронных комплектующих ед. 10 300 3000

1.4 Оплата услуг сторонних организаций на руб 6 1200 7200

изготовление деталей устройства

1.5 Разработка программного обеспечения, программирование БОСа шт 1 7000 7000

1.6 Опытные испытания и конечная настройка устройства руб 1 10000 10000

1.7 Разработка конструкторской документации руб 1 25000 25000

2 Заработная плата ед. 5 15000 75000

3 Социальный взнос 5 4500 22500

4 Коммерческие расходы 5000 5000

5 Оформления документов на получение патента на способ и устройства и авторское свидетельство на программу ЭВМ шт 2 3500 7000

Окончание табл.2

1 2 3 4 5 6

6 Маркетинговые исследования и рекламная деятельность

6.1 Маркетинговые исследования руб 1 20000 20000

6. 2 Продвижение продукта( статья в спец. Журнале, создание сайта, участие в конференциях) руб 1 30000 30000

6.3 Рекламное мероприятия

7 Непредвиденные расходы руб 1 10000 10000

8 Закупка оборудования 300000 300000

Итого 502700

На реализацию данного проекта потребуется 502700 тыс. рублей, основная статья затрат идет на приобретение оборудования она составила 300000 тыс. рублей. Это связанно с покупкой техники у зарубежных производителей (Германия, США).

Список литературы

1. Bagautdinova N., Tsaregorodtsev E., Kulalayeva I., Arzhantseva N. Assessment of mutual probabilistic influence of volatility of official price for precious metals on the market value of the bi-currency basket. - Mediterranean Journal of Social Sciences. 2014. Т. 5. № 12. С. 33-38.

2. Pavlovcs, Gunars. Relationship between the anatomical structure elements and physical properties in the trunk transverse and longitudinal direction for wood of Norway spruce growing in Latvia. Pavlovcs Gunars, Dolacis Janis, Antons Andis, Cirule Dace. Ann.Warsaw Univ.Life Sci.Forest. and Wood Technol.2010. № 72, p. 124-128.

3. Theoretical studies and measurements of elastic - acoustic performance of wood with different methods for selection of resonant growing crop/ Fedyukov V.l., Shurgin A.I., Saldaeva E. Y., Tsvetkova E. M.// Wood Research. 2015. № 60 (3). P. 417-428.

4. Кулалаева И.В. Долгосрочные капиталовложения в период мировой финансовой нестабильности// Управление экономическими системами: электронный научный журнал, 2012, № 4 (40). С. 55.

5. Салдаева Е.Ю. Теоретическое обоснование способа оценки резонансных свойств древесины в раннем возрасте на корню / Салдаева Е.Ю., Анисимов Э.А., Цветкова Е.М.// Фундаментальные исследования/ 2015. № 4. С. 135-139.

6. Салдаева Е.Ю, Предварительное диагностирование прочностных свойств древесины по показателю динамического модуля упругости вибрационным способом» Салдаева Е.Ю, Цветкова Е.М/Вестник ПГТУ. Сер.: «Лес. Экономика. Природопользование», 2014, № 2

7. Салдаева Е.Ю., Мочаева Т.В., Цветкова Е.М. Экономическое обоснование методики проведения ранней диагностики резонансных свойств подроста ели// Материалы III международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса»/ Кострома, Изд-во КГТУ, 2015. С. 163-164

8. Цветкова Е.М., Салдаева Е.Ю, Федюков В.И. Особенности Стандартизации и сертификации «зеленой» биотехнологии/ Журнал Ученые записки КГАВМ им. Н.Э. Баумана. 2015. Т. 224(4)/ с. 249-252.

Мочаева Татьяна Владимировна, канд. экон. наук, Россия, Йошкар-Ола, Поволжский государственный технологический университет,

Салдаева Екатерина Юрьевна, доц., Россия, Йошкар-Ола, Поволжский государственный технологический университет,

Цветкова Екатерина Михайловна, аспирант первого курса, старший преподаватель, Tsvetkovaem@volgatech. net, Россия, Йошкар-Ола, Поволжский государственный технологический университет

THE COMPREHENSIVE NON-DESTRUCTIVE DIAGNOSTICS TO EVALUATE THE TECHNICAL QUALITY OF STANDING TIMBER

T. V. Mochaeva, E. Y. Saldaeva, E.M. Tsvetkova

The article describes the algorithm of experimental researches, including testing of wood in the field and laboratory conditions in order to establish criteria for predicting the technical quality of the wood material. Determined the processing steps and equipment used for implementing tests.

Keywords: non-destructive testing, wood, properties, diagnostics, techno-economic evaluation

Mocheva Tatiana Vladimirovna, Candidate of Economic Sciences, Russia, Yoshkar-Ola, Volga State University of Technology,

Saldeva Ekaterina Yurievna, Associate Professor, Russia, Yoshkar-Ola, Volga State University of Technology,

Tsvetkova Ekaterina Michailovna, The first year graduate student, senior lecturer, Tsvetkovaem@volgatech. net, Russia, Yoshkar-Ola, Volga State University of Technology