關(guān)于影響通信油木桿質(zhì)量相關(guān)因素的探討

陶德彪，胡正強(qiáng)，林 天

（1.中通維易科技服務(wù)有限公司，南京 江寧211162；2.江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督通信產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)站，江蘇 南京210003）

1 引言

作為通信架空線路的載體之一，通信油木桿（以下簡(jiǎn)稱油木桿）具有重量輕、運(yùn)輸成本遠(yuǎn)低于水泥電桿、施工方法簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，目前依然被廣泛的運(yùn)用于交通不便的地區(qū)（如山區(qū)）。圖1是處于堆積狀態(tài)待使用的油木桿，表面有一層黑色粘稠狀的防腐油；圖2是已經(jīng)處于使用狀態(tài)的油木桿，上方還有光纜分纖箱等通信線路產(chǎn)品。然而在通信線路實(shí)際使用中，存在著部分油木桿在沒有達(dá)到預(yù)期使用壽命的時(shí)候便出現(xiàn)腐朽，甚至有些油木桿剛使用不久便出現(xiàn)開裂損壞的情況。因此，探討影響油木桿質(zhì)量的因素是有必要的。

圖1 油木桿

圖2 油木桿應(yīng)用

目前，油木桿產(chǎn)品并沒有相對(duì)應(yīng)的國(guó)家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而近年來對(duì)于影響油木桿質(zhì)量因素的研究并不多，歐陽琪[1]提出了油木桿在山區(qū)中良好的應(yīng)用前景，但是并沒有提到影響油木桿質(zhì)量的因素。本文主要在運(yùn)營(yíng)商技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)國(guó)標(biāo)中的測(cè)試方法，來綜合探討影響油木桿質(zhì)量的因素，并提出了一定的提高油木桿質(zhì)量的措施。

2 油木桿技術(shù)要求

目前相關(guān)的通信運(yùn)營(yíng)商關(guān)于油木桿的技術(shù)要求如表1所示。

表1 油木桿的技術(shù)要求

3 影響因素

3.1 外觀的影響

根據(jù)表1技術(shù)要求，油木桿的外觀要求細(xì)分了3 點(diǎn)要求。

①要求木質(zhì)堅(jiān)韌、紋理直、強(qiáng)度高、不開裂、桿身挺直。目前油木桿多采用松木或者杉木，當(dāng)使用材質(zhì)不夠堅(jiān)韌、紋理彎曲、強(qiáng)度低的木材時(shí)，無法滿足電桿在正常使用環(huán)境中受到的外力以及自身重力作用，會(huì)導(dǎo)致油木桿提前折斷直接損壞，嚴(yán)重影響到了油木桿的耐久性質(zhì)量，而使用已經(jīng)開裂、桿身彎曲較大的木桿時(shí)，由于木桿使用過程中處于豎立的狀態(tài)，因此也無法滿足正常使用下的受力要求。

②目測(cè)觀察油木桿的梢部及根部有無腐爛、漏節(jié)、蟲害現(xiàn)象，木材腐朽是指木材受木腐菌侵蝕后，不但顏色有變化，其物理、力學(xué)性質(zhì)更是降低了，最后木材結(jié)構(gòu)變得松軟、易碎，呈篩孔狀或粉末狀等形態(tài)；漏節(jié)是節(jié)子的一種，但是節(jié)子本身已腐朽，而且深入樹干內(nèi)部，引起木材內(nèi)部腐朽；蟲害是指昆蟲蛀蝕木材形成的一系列的破壞。可見腐朽、漏節(jié)和蟲害都是對(duì)木材性能和質(zhì)量有著極其嚴(yán)重影響的，是嚴(yán)禁出現(xiàn)在油木桿上的，3 種缺陷分別如圖3-圖5所示。

圖3 木材腐朽（從左往右分別為心材腐朽、邊材腐朽、混合腐朽）

圖4 腐朽節(jié)

圖5 蟲害

③要求桿身無硬傷劈裂，表面無高度2 cm 以上的殘留節(jié)疤。硬傷劈裂主要是在木材生產(chǎn)制作過程中受到外力作用導(dǎo)致的一種開裂，外力破壞導(dǎo)致劈裂后，對(duì)木材本身的性能也造成了損傷，因此也是不允許出現(xiàn)的。表面無高度2 cm 以上的殘留節(jié)疤則是對(duì)油木桿的美觀要求，同時(shí)結(jié)疤高度太高對(duì)后期的浸油也有一定的阻礙。

因此，為了保證油木桿的質(zhì)量，油木桿的外觀要求應(yīng)當(dāng)符合要求，選用的木材材質(zhì)過關(guān)，無腐爛、漏節(jié)、蟲害現(xiàn)象，無硬傷劈裂等缺陷。

3.2 構(gòu)件尺寸的影響

構(gòu)件尺寸也分成了3 點(diǎn)要求：桿長(zhǎng)、稍徑和彎曲率，其中不同桿長(zhǎng)主要用于不同高度地形的需要，稍徑大小則主要由收到的外力大小決定，因此，兩者都應(yīng)符合相關(guān)要求，不應(yīng)超過規(guī)定的偏差。

需要注意的是，如圖6所示，參考GB/T 144-2013《原木檢驗(yàn)》中的測(cè)試方法，桿長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)以油木桿的大小頭兩端斷面之間相距最短的直線距離為準(zhǔn)的。如圖7所示，而稍徑的測(cè)試則稍微復(fù)雜些，具體是通過小頭斷面中心先量短徑，再通過短徑中心垂直檢量長(zhǎng)徑，最后根據(jù)長(zhǎng)短徑之間的差距來取值的，其長(zhǎng)短之差自2 cm 以上，以其長(zhǎng)短徑的平均數(shù)徑進(jìn)舍后為梢徑；長(zhǎng)短徑之差小于2 cm，以短徑經(jīng)進(jìn)舍后為梢徑。

圖6 桿長(zhǎng)測(cè)試示意圖

圖7 稍徑測(cè)試示意圖

彎曲率的要求不得超過2%，是為了防油木桿過度彎曲的情況。在正常使用過程中，電桿處于豎立狀態(tài)，重力與上方懸掛的重物形成的力，與彎曲部位的力不在一條直線上，容易降低油木桿的質(zhì)量，導(dǎo)致油木桿的提前損壞。具體的測(cè)試方法從樣品兩端拉一直線，其直線貼材身兩個(gè)落線點(diǎn)間的距離記為內(nèi)曲水平長(zhǎng)，與該水平直線成垂直量其彎曲最大拱高，以彎曲最大拱高與內(nèi)曲水平長(zhǎng)相比，用百分率表示，即為彎曲率。同時(shí)需要注意的是，油木桿的彎曲有單向彎曲和多向彎曲兩種，其中多向彎曲需要測(cè)試多個(gè)彎曲部位的彎曲率，多個(gè)彎曲率都應(yīng)符合相關(guān)的技術(shù)要求，測(cè)試如圖8所示。

圖8 彎曲率測(cè)試示意圖（左邊為單向彎曲，右邊為多向彎曲）

綜上所述，根據(jù)使用環(huán)境的不同，合理選擇符合桿長(zhǎng)、稍徑要求的油木桿，同時(shí)油木桿的彎曲率也不能超過某一限值，這樣才能有效的保證油木桿的質(zhì)量。

3.3 劈裂的影響

與上述外觀中不允許出現(xiàn)硬傷劈裂不同，允許非硬傷劈裂缺陷的出現(xiàn)，但是對(duì)劈裂具體尺寸提出了要求，要求長(zhǎng)度、深度、寬度以及數(shù)量都需要滿足要求，具體如表1所示。

測(cè)試時(shí)可采用直尺、深度卡尺等工具進(jìn)行測(cè)量。控制劈裂尺寸的主要原因是為了防止劈裂過大之后容易造成進(jìn)一步擴(kuò)大，從而加大油木桿質(zhì)量的下降，尤其是力學(xué)性能的降低，因此應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格劈裂的尺寸。

同時(shí)劈裂尺寸過大對(duì)后面的浸油也造成了困難，尤其在后期劈裂尺寸擴(kuò)大的時(shí)候會(huì)露出沒有浸油的部位，在使用中容易導(dǎo)致油木桿質(zhì)量下降的情況。

3.4 浸油深度的影響

根據(jù)不同的型號(hào)、不同的使用環(huán)境，浸油深度的要求也不同。所謂油木桿的浸油是在油木桿的表面以及表面以下一定深度的距離浸入一層防腐油，常用的為煤焦油或其混合物，傳統(tǒng)的方式為自然浸泡，但是由于自然浸油的周期太長(zhǎng)，因此目前采用的工藝多為高溫蒸汽壓入或真空壓入等方式加快防腐油在木桿中的滲入，最終形成的端面示意圖如圖9所示。

圖9 木桿斷面浸油示意圖

煤焦油具有耐水性好、抗腐爛、高電阻、毒害低等優(yōu)點(diǎn)，因此，有了一定深度防腐油的油木桿在使用過程中，能夠較好的抵抗各種惡劣環(huán)境的侵蝕作用，從而保證了油木桿的耐久性質(zhì)量。此外，油木桿表面某些細(xì)小缺陷在涂抹了防腐油后，由于防腐油包裹住了缺陷部位，因此也很好的限制了該缺陷的進(jìn)一步發(fā)展，從而提高了油木桿的質(zhì)量。

浸油深度測(cè)試時(shí)，可用空心鉆在木桿的桿身鉆取中間木芯，用卡尺測(cè)出浸油深度，最后鉆孔用防腐木楔釘入即可，測(cè)試示意圖如圖10所示。

圖10 中間木芯浸油深度

由此可見，浸油深度滿足一定的深度要求是保證油木桿在使用中能夠抵抗各種侵蝕的關(guān)鍵，是提高油木桿質(zhì)量的重要保證。

3.5 木材含水率的影響

木材含水率是影響木材質(zhì)量的關(guān)鍵性因素之一，過高的含水率對(duì)于木桿質(zhì)量的影響都是有害的。由表1可知，運(yùn)營(yíng)商關(guān)于油木桿的含水率要求為原木的含水率不大于25%，而國(guó)標(biāo)GB 50005-2017 中指出了現(xiàn)場(chǎng)制作的方木或原木構(gòu)件的木材含水率也是不應(yīng)大于25%。

含水率的測(cè)試方法多采用烘干法測(cè)量，其他根據(jù)含水率與導(dǎo)電性的關(guān)系也能測(cè)得。當(dāng)原木的含水率過大時(shí)，會(huì)加大后期浸油的難度，同時(shí)，木材含水率過大的時(shí)候?qū)τ谀静谋旧淼臄嗔秧g性也是不利的。根據(jù)研究表明，含水率從絕干態(tài)到16.8%之間，隨著含水率的增加，木材的斷裂韌度是逐漸增大的；而隨著含水率的繼續(xù)增加,木材的斷裂韌度有減小的趨勢(shì)[2]，因此，控制原木的含水率是有必要的。

此外，木材的纖維飽和點(diǎn)是木材特性變化的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)木材的含水率過高超過木材的纖維飽和點(diǎn)時(shí)，對(duì)于木材的強(qiáng)度以及濕漲干縮都有不利的影響[3]，當(dāng)木材的含水率低于一定值的時(shí)候，此時(shí)木材的含水率變化較小，較為穩(wěn)定。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地區(qū)以及環(huán)境的不同，合理的控制原木含水率的大小。

3.6 其他影響因素

除了運(yùn)營(yíng)商列出的部分技術(shù)要求，影響油木桿質(zhì)量的其他因素有不少，部分如下：

（1）表面缺陷：因?yàn)槟緱U是復(fù)雜的天然材料，生長(zhǎng)過程中不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，木桿的外表面缺陷，除了3.1 節(jié)已經(jīng)說明的腐爛、漏節(jié)、蟲害，還有其他一些影響木材質(zhì)量的缺陷，如節(jié)子、變色、裂紋、構(gòu)造缺陷等，允許表面有一些正常的缺陷，如健康節(jié)，不影響質(zhì)量的細(xì)微裂紋等，但是油木桿表面不應(yīng)有對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響的缺陷，如死節(jié)、腐朽節(jié)等。

（2）原材料：不同強(qiáng)度的原材料直接影響到了后期成型后油木桿的強(qiáng)度質(zhì)量，而不同種類的原材料其密度有不同，在含水率不變的情況下，密度越大，木材的強(qiáng)度也越大[4]，因此也需要選擇合適的原材料。

（3）生產(chǎn)工藝：因?yàn)橛湍緱U屬于成品產(chǎn)品，因此運(yùn)營(yíng)商無法對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行規(guī)范要求，實(shí)際上生產(chǎn)工藝也是影響油木桿質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素，尤其是油木桿在浸油之前需要進(jìn)行干燥，干燥過程處理得當(dāng)對(duì)于提高油木桿的強(qiáng)度以及后期的浸油操作都有利，不當(dāng)?shù)母稍锕に噰?yán)重降低了油木桿的強(qiáng)度質(zhì)量，因此，優(yōu)化生產(chǎn)工藝是必要的。

4 結(jié)論

本文解析在運(yùn)營(yíng)商技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)的測(cè)試方法，來綜合探討了影響油木桿質(zhì)量的因素，并提出了一定的提高油木桿質(zhì)量的措施，結(jié)論如下：

（1）油木桿的外觀對(duì)于油木桿的質(zhì)量有一定的影響，選用的木材應(yīng)當(dāng)材質(zhì)過關(guān)，無腐爛、漏節(jié)、蟲害等嚴(yán)重影響油木桿質(zhì)量的缺陷，其他允許出現(xiàn)的缺陷不應(yīng)影響油木桿的使用，同時(shí)油木桿的劈裂缺陷的尺寸應(yīng)當(dāng)控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)；

（2）構(gòu)件尺寸對(duì)于油木桿的質(zhì)量有影響，應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境的不同，合理選擇桿長(zhǎng)、稍徑的尺寸，并且控制彎曲率的大小；

（3）浸油深度是保證到了油木桿的長(zhǎng)期耐久性質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，浸油深度需要滿足一定的深度要求；

（4）原材料、優(yōu)化生產(chǎn)工藝是影響油木桿質(zhì)量的重要因素之一，合理選擇原材料及優(yōu)化生產(chǎn)工藝是提高油木桿質(zhì)量的有力措施。