VANERIKOIVUN KONEELLINEN HAKKUU

Transkriptio

1 2/99 PL 94 (Unioninkatu 7) 00 HELSINKI VANERIKOIVUN KONEELLINEN HAKKUU Markku Mäkelä ella hakatuissa koivuvaneritukeissa oli tutkimusaineistossa enemmän pintavaurioita, ja tukit olivat kuoriutuneet enemmän kuin metsurin hakkaamat. na hakkuukoneiden käyttö oli erityisen hankalaa. iden kumirullasyöttö vaurioitti tukkeja vähemmän kuin metallirullasyöttö. illa hakattujen koivuvaneritukkien katkontatarkkuus oli parempi kuin metsureiden hakkaamien tukkien paitsi nilaaikana. et tekivät tutkimuksessa enemmän tehtaiden haluamia tukkienpituuksia kuin metsurit. Varsinainen vertailu eri hakkuumenetelmien kesken tulee tehdä lopputuotteen eli tukeista saatavan viilun perusteella. Viilunsaanto hakkuukoneiden hakkaamista tukeista oli keskimäärin suurempi kuin metsureiden hakkaamista tukeista. iden hakkaamista tukeista sorvatuissa viiluissa oli enemmän vikoja kuin metsureiden hakkaamien tukkien viiluissa. TOTEUTUS Tulokseen pyrittiin tutkimalla talvi ja kesäolosuhteissa hakattuja tukkeja sekä niistä katkottuja sorvipölkkyjäja sorvattua viilua. Ensimmäisessä vaiheessa eli talviaineiston keräyksen yhteydessä tehtiin konehakkuusta aikatutkimus. Hakatut tukit kuljetettiin vaneritehtaalle, missä ne mitattiin ja samalla selvitettiin koijuussa ja kuljetuksessa tulleet vauriot. Tehtaalla seurattiin tukkien sorvausta. Pölkytyksen jälkeen todettiin sorvipölkyissä olevat viat. Sorvattujen tukkien tilavuuden ja viilunsaannon perusteella laskettiin tukkierän sorvaussaanto. Viiluista selvitettiin vauriot ja viat sekä niiden vaikutukset viilujen arvoon. Tutkimuksessa pyrittiin noudattamaan koivuvaneritukkien hakkuun ja sorvauksen välistä todellista aikaviivettä. TAVOITE Tavoitteena oli selvittää, minkälainen on koneella hakattujen koivuvaneritukkien laatu sekä kuinka paljon puuaines vaurioituu koijuussa. Samalla pyrittiin selvittämään, onko konehakkuun työtekniikan muutoksilla mahdollista vaikuttaa tukkien vaurioihin sekä mitä työtekniikan muutokset vaikuttavat hakkuun ajanmenekkiin. Vertailutason saamiseksi tutkittiin myös metsurin hakkaamia puita.

2 AINEISTO Tutkimus toteutettiin korjuuvaiheessa yhteistyössä Metsäliiton ja Tehdaspuu Oy:n sekä tehtaalla Finnforest Oy:nja Schauman Wood Oy:n kanssa. aineistot kerättiin kevättalvella 992 Askolassa ja Kerimäellä. Ne oli tarkoitus saadajäätyneen puun hakkuusta, mutta puuaines oli hakkuun aikana osittain sulanut aikaisten lämpimien säiden takia. Tutkitut hakkuukoneet olivat metallirullasyötöllä varustettuja kuormainharvestereita: Lokomo Askolassa ja Ponsse Kerimäellä. Aikatutkimusaineisto kerättiin hakkuukoneen t avanomaisesta työskentelymenetelmästä sekä menetelmästä, jossa tavoitteena oli parantaa koivuvaneritukkien laatua ja vähentää korjuussa syntyviä vaurioita. aineistolla pyrittiin selvittämään paitsi hakkuuajankohdan nila ja muun kesäajanmyös erilaisten hakkuukoneen syöttölaitteiden vaikutuksia koivuvaneritukkien laatuun ja korjuuvaurioihin. Tutkitut hakkuukoneet olivat Lokomo ja Ponsse (metallirullasyöttö) sekä Valmet (kumirullasyöttö). Aikatutkimusosa käsitti 95 puuta. Tukkien vauriomittauksia tehtiin jokaisessa osatutkimuksessa kustakin menetelmästä kahdesta sorvausnipusta (autokuljetusnipusta), yhteensä 26 tukista. Viilun saantoselvitykset tehtiin yhteensä 845 tukista ja viilun laatua tutkittiin 6 tukin aineistosta. Kuoriutuminen vaikeuttaa hakkuutaja saattaa kuoriutuneet kohdat alttiiksi sinistäjäsienten itiöille sekä aikaansaa tukin eri osien epätasaista kuivamista. Tutkimuksessa arvioitiin tukeittain kuoriutuneen osan osuus tukin vaipan pintaalasta. korjuussa tukit eivät kuoriutuneet mainittavasti. isessa hakkuussa lähes kaikki tukit kuoriutuivat jonkin verran. inen hakkuukone kuori tukkeja pahiten. Kuoriutunutta kohtaa oli niiden hakkaamissa tukeissa keskimäärin 45 5 % tukin vaipasta. isellä hakkuukoneella hakatut tukit kuoriutuivat 2 % ja metsurin hakkaamat 2 % vaipasta. Syyskesällä hakatut tukit eivät kuoriutuneet missään menetelmässä. oli pahinta kuoriutumisen kannalta. Konehakkuu aiheutti selvästi enemmän kuoriutumista kuin metsurihakkuu. Karsinnan aiheuttamat vauriot Kuoriutumista pahempia vaurioita voivat olla karsintavaiheessa syntyvät puuaineen sisään ulottuvat metsurin sahan tai hakkuukoneen karsimaterien tai syöttörullien aiheuttamat vuolemat tai rouhiutumat. Tutkimuksessa mitattiin tällaisten tukin vaipan sisään ulottuvien jälkien pintaalat ja syvyydet. n hakkaamissa puissa oli koko aineistossa vain yhdessä tukissa karsinnasta aiheutunut vaurio. TULOKSET Aikatutkimus vanerikoivujen koneellisesta hakkuusta Aikatutkimusosaa suunniteltaessa oletettiin hakkuukoneen kuljettajan voivan muuttaa vanerikoivujen hakkuutekniikkaansa vaneritukin laatua parantavaksi ja hakkuuvaurioita vähentäväksi. Aikatutkimuksella oli tarkoitus saada selville tällaisen "parannetun" työskentelymenetelmän vaikutukset hakkuun ajanmenekkiin. Osoittautui kuitenkin, ettei varsinainen hakkuutyö muuttunut. Joidenkin puiden tukkien katkontaa kuljettajat tosin miettivät hieman kauemmin. Ainoa ero työjäljessä oli se, että toisen tutkimuskoneen tukit pidentyivät. Aikatutkimustulosten mukaan tavanomaisen ja parannetun työskentelyn välillä ei ollut ~t~än me~ kittäviä ajanmenekkieroja. Tuloksen takia rukatutkimusta ei toistettu kesäaineistossa. Tukkien vauriot ja mitat Kuoriutuminen Selvimmin korjuun ja kuljetuksen aiheuttama jälki näkyy koivuvaneritukissa kuoriutuneena kohtana. 2 isillä hakkuukoneilla oli talvihakkuussa selvät erot. ella, jossa oli neljä pientä syöttörullaa, oli keskimääräiseltä kooltaan dm2 :n ja syvyydeltään 5 9 mm vaurioita %: ssa tukeista. ella, jonka syöttörullat olivat telamuodossa, vaurioita oli 5 20 %:ssa tukeista. Ne olivat pintaalaltaan pienempiä, 0 dm 2, mutta syvempiä, 0 0 mm. isessa hakkuussa metallirullasyöttöinen hakkuukone (neljä pientä syöttörullaa) teki vaurioita runsaaseen puoleen tukeista. Vauriot olivat pintaalaltaan suuria, dm2, mutta matalia, 2 mm. Syyskesällä metallirullasyöttöisen hakkuukoneen (syöttörullat telamuodossa) aiheuttamat vauriot eivät poikenneet mainittavasti saman koneen talviaineiston vaurioista. inen hakkuukone ei ollut mukana talviaineistossa. hakkuussa (nilaaikana ja syyskesällä) oli 6 8 %:ssa tukeista keskimäärin 09 mm:n syvyisiä pintaalaltaan pieniä vaurioita. Karsinnan aiheuttamia vaurioita oli vähiten metsurin hakkaamissa puissa. Eniten vaurioita aiheuttivat metallisilla syöttörullilla varustetut hakkuukoneet.

3 Lohkeamat Tukkien p äälohke ama t syntyvät joko kaadossa tai katkonnassa. Kaadossa lohkeamien syntyyn vaikuttavat virheellinen työtekniikka, esimerkiksi liiallinen kaatumisen auttaminen tai isojen puiden kaato ilman vastasahausta. Voimakas, vää r ä än s uuntaan puhaltava tuuli saatta a lisätä kaatolohkeamia. Myös katkonnassa työtekniikka on suurin lohkeamia aiheuttava tekijä. Koivuvaneritukkien katkonta edellyttää katkottavan puun osan tukemista sahauksen ajaksi, mutta liian voimakas tukeminen voi aiheuttaa lohkeaman. Päälohkeamien määrä än vaikuttaa työntekijöiden työkokemus vanerikoivujen hakkuusta. Tutkimukseen osallistuneiden hakkuukoneiden kuljettajat olivat aiemmin hakanneet vain muutamia vanerikoivikoita. Metsureilla oli puolesta an pitkä kokemus koivuvaneritukkien teosta. n hakkaamissa talviaineistojen tukeissa oli lohkeamia 0 2 %:ssa kappalemäärästä. na osuus oli 0 4 %, syyskesällä ei tukeissa ollut lohkeamia. Lohkeamien pituudet olivat keskimäärin 045 cm. isellä hakkuukoneella hakatuissa tukeissa oli talvella lohkeamia 6 0 %:ssa lohkeaman keskimääräisen pituuden ollessa cm. na lohkeamia oli enemmän, 2 %: ssa tukeista, keskipituuden ollessa 0 40 cm. Syyskesällä lohkeamia syntyi vähiten, 0 6 %, keskipituudeltaan 45 cm. isen hakkuukoneen tukeissa oli nilaaikana 22 %:ssa lohkeamia. Niiden keskipituus oli 0 5 cm. Syyskesällä oli keskimäärin 0 cm:n lohkeamia 0 2 %:ssa tukeista. n hakkaamissa vaneritukeissa oli vähiten lohkeamia. iden syöttölaitteella ei ollut merkitystä lohkeamien määriin. Eniten lohkeamia syntyi nilaaikaisessa hakkuussa. menetelmissä koneen kuljettajien tottuminen koivuvaneritukkien hakkuuseen ja työtekniikan kehittyminen vähentänevät vastaisuudessa lohkeamien määrää. TAULUKKO Tukkien pituusjakauma tavoiteltavuuden mukaan Tukki en piiuudet Osuus, % tukeista (suluissa ääriarvot) Haluttuja 24 (0 46) 27 (2 49) (8 6) Kelvollisia 40 (4 60) 4 (246) 44 (5 70) Vältettäviä 25 (0 5) 2 (0 27) 8 (4 47) Väärin katkoituja (0 40) 20 (6 46) 7 (2 ) muksessa katsottiin lähintä sallittua pituutta yli 5 cm lyhyemmät tai yli 9 cm pitemmät tukit (taulukko ). et tekivät hieman enemmän kahden tavoitellumman luokan pituuksia kuin metsuri. Koneilla hakatut tukit olivat tutkimuksessa keskimäärin pitempiä kuin metsureiden tekemät tukit. Katkontatarkkuus Katkontatarkkuutta selvitettäessä verrattiin tukin pituutta lähimpään ko. tehtaan sallimaan pituuteen. Mittavaatimuksissa eräänä pituuden tarkkuuden kriteerinä on enintään ± cm:n poikkeama. Tämän vaatimuksen tulisi täyttää 70 % tukeista (taulukko 2). iden katkontatarkkuus oli nilaaikana huono. Kaikissa muun ajan osaaineistoissa metsurikatkonta oli kuitenkin epätarkempaa kuin saman osaaineiston hakkuukonekatkonta. katkonnan keskimääräistä tulosta huononsi selvästi yksi osaaineisto. TAULUKKO 2 Pituustarkkuuden ± cm täyttäneiden tukkien osuus Tukkien pituusjakauma Tukkien pituusjakauma vaikuttaa tuotantotulokseen ja viilunsaantoon. Vaneritehtaiden kannalta parhaat tukit ovat yleensä pitkiä, joista voidaan katkoa halutunpituisia sorvipölkkyjä. Tehtaiden tuotannosta johdetut pituudet voidaan jakaa tavoiteltavuuden kannalta kolmeen luokkaan: haluttuihin pituuksiin, kelvollisiin pituuksiin sekä mahdollisuuksien mukaan vältettäviin pituuksiin. Neljännen ryhmän muodostavat v äärin katkotut tukit, joiksi tässä tutki Hakkuuaika Osuus, % tukeista (suluissa ääriarvot) 79 (7 84) 46 (45 46) 5 (29 40) Muu aika 40 (4 6) 6 (44 74) 69 (68 69)

4 Sorvaus Sorvipölkkyjakauma Sorvipölkkyjen vauriot Vaneritehtailla on käytössä kaksi sorvausleveyttä: 50 ja 60 tuumaa (n.. ja.6 m). Jokaisella vaneritehtaalla on tietty asiakaskunnan tarpeista johdettu tavoitteellinen sorvipölkkyjakauma. Molemmilla tutkimukseen osallistuneilla tehtailla haluttiin yli puolet 60 tuuman sorvipölkkyjä. Sorvipölkkyjakaumat saatiin selville kahdessa koesorvauksessa (taulukko Sorvipölkkyjen vauriot määritettiin juuri ennen sorvausta. Mukaan tuli paitsi korjuusta ja kuljetuksesta, myös varastoinoin aikana kuivumisesta aiheutuneita vaurioita. Tehdaskäsittelyssä saattaa sorvipölkkyihin tulla ennen sorvausta repeämiä ja viiltoja kuorimakoneesta tai katkontasirkkelistä. Tehdaskäsittelyvaurioita ei tutkimuksessa seurattu. Sorvipölkkyjen vauriot luokiteltiin päähalkeamiin, päälohkeamiin sekä rouhaisuihin. Päähaikeamiksi katsottiin varastoinoin aikana puun sisäisistä jännityksistä tai kuivumisesta aiheutuneet puun ytimen kautta säteen suuntaisesti kulkevat halkeamat. Päälohkeamiksi luettiin puolestaan korjuussa tai kuljetuksessa syntyneet vauriot, jotka yleensä kulkivat kohtisuoraa sädettä vastaan. Rouhaisut olivat moottorisahan terän, hakkuukoneen syöttölaitteen tai karsimaterän, kuormatraktorin tai puutavaraauton kuormaimen tai tehtaan pyöräkuormaajan aiheuttamia (taulukko ). P äähalkeamien määrissä ei metsurin ja metallirullahakkuukoneen valmistamista vaneritukeista tehdyillä sorvipölkyillä ollut merkittäviä eroja. Kumirullahakkuukoneen tekemät pölkyt olivat halkeilleet muita vähemmän. Päälohkeamia esiintyi hakkuukoneiden tekemistä tukeista katkotuissa pölkyissä enemmän kuin metsurin jälkeen. Rouhaisuja oli sorvipölkyissä kaikissa menetelmissä suunnilleen yhtä paljon. Saadut tulokset eivät ole todennäköisesti yleistettävissä havaintojen vähäisyyden takia. TAULUKKO Vauriotyyppi ella hakattujen vaneritukkien pituusjakauma mahdollisti tuotannon kannalta paremman sorvipölkkyjen pituusjakauman kuin metsurin hakkaamien tukkien pituusjakauma. TAULUKKO 4 Sorvipölkkyjen toteutunut pituusjakauma Sorvipölkyn pituus, tuumaa Tuki! hakkasi. Osuus,% Viilunsaanto Viilunsaanto eli saadun kelvollisen viiluomäärän osuus sorvaamiseen tarvitusta kuorellisesta tukkienmäärästä kuvaa mm. katkonnan ja puuaineen vikojen huomioon ottamisen onnistumista. Sorvattavien tukkien koko ja pituus vaikuttavat hyvin paljon viilunsaantoon. Aineiston keräysvaiheessa pyrittiin tukkien koko ja laatu vakioimaan tekemällä kaikkien menetelmien tukit samasta leimikosta aina silloin kun se oli mahdollista. Sorvauserän viiluomäärä saatiin sorvauksen seurannasta. Sorvattavan puun määrä (kuorellista puuta) saatiin Schauman Woodin tehtaalla tukkimittarilta; Finnforestin tehtaalla hakkuukoneiden tekemät tukit mitattiin metsässä ja metsurin puut tehtaalla. Sorvipölkkyjen vauriot 4). Vaurioituneiden osuus kaikista pölkyistä, % Viilunsaantotuloksia (taulukko 5) tulee tarkastella kokeilukohtaisena (talvi, nilaaika, syyskesä), sillä Päähalkeamat Hakkuuaika Päälohkeamat Viilunsaanto TAULUKKO 5 Viilunsaanto, % Rouhaisut A W

5 puiden erot eri kokeiluissa voivat johtaa vääriin päätelmiin. TAULUKKO 6 Viilujen viat Viilunsaanto oli koneella hakatuista tukeista kahta poikkeusta (kaksi kolmestatoista) lukuun ottamatta suurempi kuin metsurin hakkaamista tukeista. Syytä hakkuukoneiden tukeista sorvatun viilun suurempaan saantoon ei saatu selville aineistosta. Tulokseen vaikuttavat todennäköisesti useat tekijät, kuten se, että hakkuukoneet hakkasivat enemmän pitkiä tukkeja kuin metsurit hakkuukoneiden hakkaamien pitkien tukkien läpimitat olivat usein suurempia kuin pitkien metsurin hakkaamien tukkien läpimitat metsureiden tekemät paksut tukit olivat usein lyhyitä. Vian laatu Ko:rjuusta tai kuljetuksesta aiheutuneet viilun viat selvitettiin Schauman Woodin tehtaalla määrittämällä vikoja sisältäneiden viiluarkkien lukumäärät. Finnforestin tehtaalla määritettiin lisäksi ko. vikoja sisältäneiden viiluarkkien alkuperäinen ja vikojen vuoksi muuttunut laatu. Viiluarkkien tarkastelussa etsittiin vain ko:rjuussa ja kuljetuksessa syntyneitä vikoja. On kuitenkin todennäköistä, että mukana oli myös jonkin verran tehdaskäsittelyssä syntyneitä vaurioita. Viiluarkkien tarkastelu tehtiin talvi ja nilaaikaisesta aineistosta käsilajitteluna arkki kerrallaan ja kesäaineistosta lajittelukoneen linjalta vauhdissa (taulukko 6). Päävikoja oli eniten kumirullasyöttöisen hakkuukoneen tekemistä tukeista sorvatuissa viiluissa. Muut hakkuumenetelmät eivät poikenneet merkittävästi toisistaan viilujen päävikojen suhteen. Koneellista pintavikaa oli eniten nilaaikana hakkuukoneella tehdyistä tukeista sorvatuissa viiluissa. Muina aikoina ei hakkuumenetelmällä ollut merkittävää vaikutusta. Värivikaa oli eniten kesällä metallirullasyöttöisellä hakkuukoneella tehdyistä tukeista sorvatuissa viiluissa. na värivikaa oli vähemmän kuin kesäerässä, eniten kumirullasyöttöisen hakkuukoneen jäljiltä. Talvella hakatuista tukeista tehdyissä viiluissa ei ollut ko:rjuun aiheuttamaa värivikaa. Tutkimusaineiston vähäisyys rajoittaa tulosten yleistettävyyttä. Viallisia,% Päävika viilussa Koneellinen pintavika Värivika Viilun viat Metal l~~llasyo o Viilun laatu Viilujen laatumuutosten taloudellinen merkitys Viiluarkeissa olleiden, ko:rjuusta, kuljetuksesta ja/tai tehdaskäsittelystä aiheutuneiden vikojen laatumuutosten kustannusvaikutukset selvitettiin syyskesän aineistosta. Viiluarkkien laatuluokat määritettiin ilman niissä olleita vikoja sekä vikojen kanssa kahdesta parhaasta laadusta, koska muiden laatujen arvoon viilun viat eivät mainittavasti vaikuta. Viiluerien arvot laskettiin laatuluokkien määrien sekä niiden keskimääräisten arvojen avulla. Asetelmassa esitettävät arvonalentumiset koskevat koko sorvauserän arvonmuutosta. Viiluerän arvon alentuminen, %.4, metallirullasyöttö kumirullasyöttö..2 Viilujen suhteellisissa arvonmuutoksissa ei ollut suuria eroja menetelmien välillä. On kuitenkin syytä muistaa, että tulos perustuu vain yhteen sorvauserään. Sorvatun viilukuutiometrin arvossa oli hakkuumenetelmittäin eroja. isen hakkuukoneen ja metsurin hakkaamista tukeista sorvattujen viilujen arvot olivat noin 2 00 mkfm isen hakkuukoneen viilujen arvo oli selvästi suurempi, 00 mk/m Muita suurempaan arvoon vaikutti lähinnä parhaimman laatuluokan suurempi osuus. 5

6 PÄÄTELMIÄ n ja hakkuukoneen hakkaamissa vanerikoivutukeissa oli hakkuunja kuljetuksenjälkeen selviä eroja. n hakkaamista tukeista kuori ei ollut irtaantunut, karsinnasta aiheutuneet vauriot olivat hyvin harvinaisia ja tukkien katkonnassa syntyneitä lohkeamia oli vähemmän kuin hakkuukoneiden hakkaamissa puissa. illa nilaaika oli ongelmallisin. Silloin tukit kuoriutuivat runsaasti ja katkonnasta aiheutuvia lohkeamia oli enemmän kuin muina aikoina. iden syöttölaitteiden tai karsimaterien aiheuttamat vauriot eivät puolestaan vaihdelleet suuresti eri ajankohtina (talvi, nilaaika, syyskesä). en syöttölaitteen laatu vaikutti vaurioiden laatuun ja esiintymistiheyteen. Kuoriutumista ja karsintavaurioita metallirulla aiheutti kumirullaa enemmän. Lohkeamien määrissä ei ollut eroja. Vaneritukkien mittatarkkuus ja mittajakauma vaikuttavat viilunsaantoon ja haluttuun viilu jakaumaan. Mittatarkkuus oli hakkuukoneilla parempi kuin metsureilla, lukuun ottamatta nilaaikaa, jolloin hakkuukoneiden mittatarkkuus oli huono. iden hakkaamissa tukeissa oli enemmän tehtaan haluamia pituuksia kuin metsurien hakkaamissa tukeissa. ella hakatuista tukeista sorvatuissa viiluissa oli selvästi enemmän pintavikoja kuin metsureiden hakkaamien puiden viiluissa. Värivikoja oli eniten loppukesällä hakattujen puiden viiluissa. Viilunsaanto oli keskimäärin hakkuukoneiden tukeista suurempi kuin metsureiden tekemistä tukeista. Kmjuun, kuljetuksen ja tehdaskäsittelyn aiheuttama viilun suhteellinen arvonalentuminen ei merkittävästi vaihdellut menetelmittäin. Tulokset osoittivat, että niin metsureiden kuin hakkuukoneiden suorittamassa koivuvaneritukkien hakkuussa on omat hyvät ja huonot puolensa. Asiasanat: koivut, koijuumenetelmät, tukit, viilu Metsäteho Review 2/99 MECHANISED CUTTING OF BIRCH VENEER LOGS Veneer logs processed using harvesters contained more surface injuries and the logs had shed more bark than logs processed motormanually. The spring time when sap flow is at its peak was especially difficult for harvester operation. The harvesters' rubber feed rollers damaged the logs less than metal feed rollers. Except for logs processed in the spring, the bucking accuracy of harvesters exceeded that of chainsaw operators. Harvester operators were also able to turn out more logs fulfilling mill specifications than chainsaw operators. METSJITEHO ISSN 2548X The actual comparison between logging methods should be based on the end product (i.e. the veneer obtained from the logs). The average yield of veneer from logs produced using harvesters was higher than that obtained from logs prepared by chainsaw operators. However, the veneer obtained from logs processed using harvesters contained more defects than that obtained from logs processed by chainsaw operators. Key words: birch, logging method, logs, veneer PL 94 (Unioninkatu 7) 00 HELSINKI Puhelin (90) 2 52 Faksi (90) HELSINKI 99 PAINOVALMISTE