الخشب المجفف في الفرن - لماذا تُعد قراءات الرطوبة مهمة؟

عند حصاده لأول مرة، يكون الخشب "أخضر" - أي أنه لم يُجفف. ولأن الخشب الأخضر رطب جدًا، فإنه قد يتشوه وينكمش دائمًا عند كل نسبة مئوية من محتوى الرطوبة (MC) أقل من نقطة تشبع الألياف. يحدث هذا بغض النظر عن طريقة التجفيف.

• التجفيف بالفرن ليس دائمًا
• تجفيف الخشب في الفرن بنفسك
• قراءات الرطوبة مهمة
• نوعان من أجهزة قياس الرطوبة
• كيفية تجفيف الخشب في الفرن

عندما تُجفف شركات الأخشاب أخشابها في الأفران، فإنها تفعل ذلك في بيئة مُراقبة بدقة، مع ضبط مستويات درجة الحرارة والرطوبة لتجنب الإفراط في التجفيف أو نقصه. يُعد هذا الأمر بالغ الأهمية لأنه يسمح للخشب بالجفاف حتى يصل إلى درجة الحرارة المطلوبة للاستخدام النهائي، مما يُمكّنه من الحفاظ على ثباته وأبعاده.

الخشب الذي يتم تجفيفه أكثر من اللازم أو أقل من اللازم سوف يتشوه أو ينكمش ولن يكون له المادة الصلبة الصحيحة للاستخدام المقصود منه.

تُجفف الأخشاب المجففة في الفرن إلى نطاق محدد من MC، وذلك حسب استخدامها النهائي. على سبيل المثال، يُجفف الخشب المخصص للآلات الموسيقية أو الأثاث الداخلي إلى نطاق يتراوح بين 6% و8% من MC. أما الخشب المخصص للاستخدام الخارجي، مثل الأخشاب المستخدمة في بناء المنازل، فيمكن تجفيفه إلى نطاق يتراوح بين 17% و19% من MC.

التجفيف بالفرن ليس دائمًا

يعتقد بعض الناس خطأً أن التجفيف بالفرن دائم وأن كومة من الأخشاب التي تحمل ختم "مجففة بالفرن معتمدة" ستكون دائمًا جيدة للاستخدام كما هي.

الخشب مادة استرطابية، أي أنه قادر على امتصاص أو إطلاق الرطوبة. قد تكون هذه الرطوبة مصدرًا مباشرًا للماء، مثل المطر، أو رطوبة في مادة مجاورة، أو حتى رطوبة في الهواء.

تنطبق طبيعة الخشب في امتصاص الرطوبة أو إطلاقها على أي خشب - حتى الخشب المجفف بالفرن.

لذلك، عندما يشتري النجار خشبًا مجففًا في الفرن، كل ما يمكنه التأكد منه هو أن الخشب قد خضع لعملية تجفيف في الفرن. لا يضمن تجفيف الخشب بشكل صحيح (لتجنب إجهادات الانكماش التي قد تحدث)، أو تجفيفه إلى درجة الصلابة المطلوبة، أو أن الخشب لم يستعيد رطوبته بعد تجفيفه في الفرن.

هذه النقطة الأخيرة بالغة الأهمية لفهمها. بمجرد مغادرة الخشب المجفف في الفرن شركة الأخشاب، قد يتغير تصنيفه الكيميائي في أي وقت - أثناء النقل، أو التصنيع، أو حتى عند تخزينه في مرآب أو سقيفة النجار.

تجفيف الخشب في الفرن بنفسك

قد يكون الخشب المجفف في الفرن مكلفًا. لذلك، قد يرغب النجارون في تجفيف خشبهم بأنفسهم لضمان الحصول على الخشب الصلب المطلوب.

أحد الخيارات هو أن يجفف النجارون الخشب الأخضر بالهواء. مع ذلك، قد يستغرق التجفيف بالهواء عدة أشهر، ولن يحقق عادةً مستوى MC منخفضًا بما يكفي دون الخطوة الإضافية التالية: تجفيف الفرن.

طريقة أبسط وأرخص وأكثر أمانًا لتجفيف الخشب الأخضر بسرعة هي استخدام أفران الطاقة الشمسية الخاصة بهم. بناء فرن شمسي في الفناء الخلفي غير مكلف نسبيًا وسهل التشغيل.

على حد تعبير الدكتور جين وينجرت، رئيس شركة "وود دوكتورز آر إكس" المحدودة، والمتخصص السابق في منتجات الغابات الموسعة بجامعة ويسكونسن-ماديسون، والذي طوّر تصميمًا شائعًا وبسيطًا لأفران الطاقة الشمسية عام ١٩٧٨، "لا تجفّف أفران الطاقة الشمسية الخشب بسرعة كبيرة. إنها في الأساس نظام "ضبطه ثم انسَه"."

بعبارة أخرى، يمكن للنجارين أن يضعوا الخشب هناك وينسونه تقريبًا.

ويضيف الدكتور وينجرت: "فقط في نهاية عملية التجفيف، يتعين عليك قياس MC لتحديد ما إذا كان الوقت قد حان لإيقاف العملية وسحب الخشب للخارج".

قراءات الرطوبة مهمة

عند البدء بتجفيف الأخشاب، وخاصةً تلك التي يزيد سمكها عن بوصة واحدة، ينبغي على النجارين مراقبة الرطوبة يوميًا لتجنب الجفاف السريع. أفضل طريقة للقيام بذلك هي استخدام مقياس الرطوبة.

باستخدام مقياس الرطوبة، يمكن للنجارين مراقبة معدل التجفيف بقياس محتوى الرطوبة في ألواح العينات، ومقارنة معدل فقدان الرطوبة اليومي بـ"المعدل الآمن" لذلك النوع. يشير المعدل الآمن إلى فقدان الرطوبة في يوم واحد.

تتوفر معدلات تجفيف آمنة لأخشاب بسمك بوصة أو بوصتين من أنواع مختلفة في جداول معدلات التجفيف الآمنة. يجب اتباع هذه المعدلات حتى تنخفض نسبة الرطوبة في الخشب إلى ٢٠٪. قد يؤدي تجاوز معدل التجفيف الآمن لنوع معين إلى عيوب في الخشب.

يوصي الدكتور وينجرت بتحديد ألواح العينات في البداية لتحديد معدل فقدان المادة الصلبة. هذه الألواح قد تكون ذات مادة صلبة أعلى في البداية من بقية الأحمال، أو تم قطعها حديثًا، أو أكثر سمكًا بقليل.

يقول الدكتور وينجرت: "إذا فحصتَ عيناتٍ ووجدتَها مبللةً جدًا، فستستمر في التجفيف. عليك التأكد من جفاف عيناتك جيدًا قبل التوقف عن التجفيف. لا يهم إن كان نصف الحمولة جاهزًا للسحب".

لذا، لا تسحب الحمولة بناءً على المتوسط. عادةً ما نسحب الحمولة بناءً على القطع الأكثر رطوبة. يجب أن تكون القطع الأكثر رطوبة جافة بما يكفي، كما يقول.

نوعان من أجهزة قياس الرطوبة

لدى النجارين خيارٌ عند اختيار مقياس الرطوبة. يمكنهم اختيار مقياس دبابيس أو مقياس بدون دبابيس. لكلٍّ منهما مزاياه وعيوبه.

من مزايا عدادات الدبابيس (التي تستخدم فقط دبابيس أطول مع أعمدة معزولة) إمكانية اختبار رطوبة الخشب على أعماق مختلفة. أما عيوبها الرئيسية فهي صغر المساحة التي تُختبر مع كل إدخال، وحساسيتها لدرجة حرارة الخشب، وتلفها لسطح الخشب. كما يمكن أن تنكسر الدبابيس أو تُعطي قراءات غير دقيقة عند إدخالها بشكل غير صحيح.

من ناحية أخرى، لا تخترق العدادات غير الدقيقة سطح الخشب، لذا فهي لا تُلحق به الضرر. ومن مزاياها أيضًا أن النجار يستطيع مسح العديد من أقدام الألواح الخشبية بسهولة وسرعة.

تقيس العدادات بدون دبابيس متوسطًا مركبًا لعمق الماء من السطح إلى عمق بوصة واحدة تقريبًا في معظم الحالات، وتُحصل على القراءات من مساحة سطح أكبر من العدادات الدبوسية. مع ذلك، تتطلب هذه العدادات ضغطًا كافيًا لإعطاء قراءة صحيحة، وقد تكون أيضًا عرضة للتلف في لوحة الاستشعار.

تُقدّم شركة فاغنر ميترز، إحدى الشركات الأمريكية الرائدة في تصنيع أجهزة قياس الرطوبة الأمريكية بدون دبابيس، أجهزة قياس رطوبة مُزوّدة بتقنية IntelliSense™‎. تُتيح هذه التقنية قراءات دقيقة في أعماق الخشب، دون أن تتأثر تقريبًا برطوبة السطح.

تتوفر أيضًا عدادات فاغنر ذات وضعي قياس عمق مزدوجين - وضع عميق ووضع ضحل - (انظر أوريون 930, 940و 950).

توفر شركة Wagner نماذج للنجارين الذين يحتاجون إلى قياس رطوبة الخشب في جميع أنواع الأخشاب - من الأخشاب اللينة والخشب الصلب الأكثر شيوعًا إلى الأنواع الاستوائية النادرة.

كيفية تجفيف الخشب في الفرن

تتوفر العديد من الموارد التي لا تقتصر على توفير خطط لبناء فرن منزلي فحسب، بل تتناول أيضًا بالتفصيل كيفية تجفيف الخشب في الفرن وتشغيله. إليك بعض الأمثلة التي تستحق الاطلاع عليها:

هذه هي الخطة المذكورة أعلاه، التي وضعها الدكتور وينجرت. ويُعرف هذا المشروع شعبيًا باسم "فرن فرجينيا تك الشمسي" لأن الدكتور وينجرت طوّره أثناء عمله في جامعة فرجينيا تك. ويُعتبر هذا المشروع المعيار الذي تُبنى عليه الأفران الأخرى.

مؤخرًا، أضاف الدكتور برايان بوند، الأستاذ المساعد وأخصائي الإرشاد في قسم علوم الأخشاب ومنتجات الغابات بجامعة فرجينيا للتكنولوجيا، صورًا ملونة وأعاد تنسيق مخططات الدكتور وينغرت الأصلية. عنوان المخطط "تصميم وتشغيل فرن جاف مُسخّن بالطاقة الشمسية". يُمكنك تنزيله مجانًا. هنا.

يقدم الدكتور بوند أيضًا ورشة عمل لمدة يومين حول تجفيف الأخشاب باستخدام فرن تجفيف شمسي. تُعقد الورشة في الأسبوع الأخير من شهر مايو تقريبًا في بلاكسبرج، فرجينيا، وتُقدم جميع مبادئ تجفيف الأخشاب الصلبة واللينة باستخدام الفرن الشمسي. تتضمن الورشة أيضًا معلومات حول تصميم وتشغيل الأفران الشمسية، وتتضمن جولة في الفرن الشمسي بجامعة فرجينيا للتكنولوجيا.

تنزيل مجاني - هل جهاز قياس الرطوبة الدبوس أو بدون دبوس هو الأفضل بالنسبة لك؟

WOOD نشرت مجلة وود مقالاً ممتازاً عن بناء فرن شمسي بعنوان "مجلة وود تبني فرناً شمسياً... بمساعدة بسيطة من أصدقائنا". للوصول إليه، انقر على هنا.

تحتوي المقالة على عرض للمخططات الكاملة وقائمة المواد اللازمة لبناء فرن شمسي بسعة 1,000 قدم مكعب. بالمناسبة، يستند هذا العرض إلى التصميم الأصلي للدكتور وينجرت. تبلغ تكلفة المخططات وقائمة المواد 9.95 دولارًا أمريكيًا، بالإضافة إلى 4.95 دولارًا أمريكيًا للتوصيل والشحن. للطلب، اتصل على الرقم المجاني 1-888-636-4478.

على الرغم من أن عمال الأخشاب لديهم عدة أنواع مختلفة من الأفران للاختيار من بينها لتجفيف الأخشاب، فإن موارد التجفيف بالفرن المقدمة أعلاه مخصصة للأفران التي تكون غير مكلفة في البناء وسهلة التشغيل.

المصنعين

بالنسبة للهواة أو النجارين المحترفين الذين يريدون توفير المال وتجنب التكلفة العالية للأخشاب المجففة في الفرن تجاريًا، فرن شمسي منزلي الصنع قد يكون الخيار الأفضل.

إنها غير مكلفة نسبيًا في التصنيع وسهلة التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، فبالإضافة إلى تكلفة الكهرباء المنخفضة اللازمة لتشغيل المراوح، فإن تكلفة تشغيلها لا تتجاوز بضعة بنسات يوميًا.

لضمان عدم تجفيف الخشب بواسطة الفرن الشمسي بسرعة كبيرة، مما قد يؤدي إلى عيوب باهظة الثمن، يجب على عمال النجارة في وقت لاحق استخدام مقياس رطوبه لمراقبة مستوى MC بشكل دوري، يُساعد ذلك على منع تشقق الخشب النهائي أو تشوّهه أو انقسامه.

عرض ماذا يحدث عندما لا ينجح التجفيف بالفرن؟.

توني مورغان

توني مورغان فني أول في شركة فاغنر ميترز، حيث يعمل ضمن فريق لاختبار المنتجات وتطويرها، بالإضافة إلى خدمة العملاء والتدريب على منتجات قياس الرطوبة. يمتلك توني خبرة ميدانية تمتد لـ 19 عامًا في عدد من شركات الإلكترونيات، وهو حاصل على بكالوريوس في الإدارة وزمالة في تكنولوجيا الإلكترونيات.

آخر تحديث في 20 مارس 2024