Азбука элеватора

Стандарты металлических силосов

09.08.2019

На нашем рынке представлено достаточно большое количество производителей зернохранилищ – это и украинские компании, и иностранные производители из Европы, и даже далекие «силосы-иностранцы» из Америки. Что стоит за понятием «металлический силос» у каждого из этих производителей, какие основные отличия у силосов с разной страной происхождения и есть ли общепринятые четкие стандарты металлических силосов, по которым их изготавливают? Отвечаем.

Методы проектирования металлических силосов: американский & европейский

Существует два альтернативных кодекса, в соответствии с которыми применяются два различных метода проектирования силосов.

1. Североамериканский кодекс ANSI/ASAE EP 433 «Нагрузки от давления сыпучих зерновых в бункерах». Он используется уже давно и широко распространен не только в Америке, но и во всем мире.
2. Европейский кодекс «EN 1991-4: Eurocode 1: воздействие на сооружения – Часть 4: силосы и резервуары». Этот метод используется на рынке не так давно (всего несколько последних десятилетий), а развился он на основе бывшего немецкого стандарта DIN 1055.

Какая основная разница между методами?

Основная разница – в точности расчетов при проектировании, которые в результате определяют выносливость и долговечность силосов. Рассмотрим, как выглядит эта разница по нескольким ключевым критериям.

Критерий №1. Давление, оказываемое хранимым материалом

Одним из самых главных критериев, который учитывают при проектировании силоса, является оценка давления, оказываемого хранимым материалом. Именно этот критерий в конечном счете влияет на расчет объема металла, необходимого для строительства силоса. И именно этот критерий существенно разниться в этих двух стандартах.

Давление на основе стандарта EN 1991-4 выглядит больше, чем давление на основе ANSI/ASAE EP 433, даже если берется одинаковый объем хранимого материала и размеры силоса. Почему?

Главная причина – классификация силосов: у европейского кодекса она более расширенная, чем у североамериканского, и каждый класс здесь, в свою очередь, предполагает различные формулы и уровни точности расчетов. А более высокая точность обычно приводит к расчетам более высоких значений давления.

Например, ANSI/ASAE EP 433 делит силосы на:

• силосы с нормальным истечением (λ < 2) и
• силосы с пробковым потоком (λ ≥ 2).

А EN 1991-1-4 на:

• на гибкие силосы (λ ≥ 2),
• силосы промежуточной гибкости (1 < λ < 2) и
• низкие силосы (λ ≤ 1).

Кроме того, EN 1991-1-4 классифицирует силосы по трем различным классам в зависимости от их размера: каждый из них имеет разную надежность в структурном расположении и разный уровень чувствительности к различным видам повреждений.

Разные стандарты – разные уравнения. Существует два основных метода для оценки давления, действующего на стены силоса, – формула Янсена и формула Раймберта.

• Американский ANSI/ASAE EP 433 всегда использует формулу Янсена, независимо от коэффициента гибкости силоса.
• Европейский EN 1991-1-4 использует формулу Янсена для гибких силосов (λ ≥ 2), а формулу Раймберта – во всех остальных случаях. Формула Раймберта точнее рассчитывает форму распределения давления в силосах с низкими значениями гибкости.

Чтобы узнать стоимость продукции или получить дополнительную информацию звоните по номеру +380 (50) 435 7697

Критерий №2. Свойства материала

Эталонным материалом, который применяется для проектирования силоса, в обоих кодах принята пшеница. И ее свойства также разнятся в обоих стандартах. Например:

• Разница в значениях объемной плотности на 10% больше у EN 1991-1-4
• В коэффициенте бокового давления – на 20% больше у EN 1991-1-4
• Коэффициент трения о стенки разница аж на 67% (!), тоже в пользу последнего.

Эти различия в свою очередь тоже серьезно влияют на различия в расчетах давления зерновых, полученные в результате этих двух методов.

Критерий №3. Коэффициент разгрузки

При расчете этого важного для проектирования показателя в точности снова выигрывает европейский EN 1991-1-4.

Коэффициенты разгрузки, используемые в стандарте EN 1991-4 (за исключением расчета при гибкости силоса λ > 2), равны (λ < 1) или больше (1 < λ < 2), чем те, которые используются в ANSI/ASAE EP 433. Это также усиливает «пропасть» между обоими методами.

Критерий №4 (дополнительный показатель). Патч-нагрузка

Европейский кодекс EN 1991-4 учитывает случайные (неожиданные) асимметрии или отклонения, которые могут происходить во время загрузки/выгрузки или в результате неконтролируемых структурных дефектов стенок силоса.

ANSI/ASAE EP 433 этот показатель вообще не использует, что также снижает точность расчетов по американскому методу.

Краткое резюме о разнице между европейским и американским стандартами металлических силосов

• Различия между американскими и европейскими кодами есть, и они существенные.
• Европейский метод основывается на последних усовершенствованиях технологии учеными за последние десятилетия и является более точным.
• EN 1991-4 – обязателен в странах Евросоюза.
• Он более «металлоемкий» по сравнению с североамериканским стандартом, потому что рассчитан на более сильные нагрузки.
• Украинские стандарты проектирования силосов гармонизированы с европейским EN 1991-4.

Как выбрать металлический силос: ориентироваться на страну происхождения, производителя или стандарт?

При выборе силосов в Украине Вы можете встретить различные предложения, и даже силосы, спроектированные местными или зарубежными производителями не по разрешенным в Украине, а по «менее металлоемким» стандартам, в том числе по стандарту ANSI/ASAE. Иногда это означает немного более низкую цену, но при этом всегда – меньший запас прочности и серьезнейшие риски при эксплуатации. Решать только Вам.

Чтобы узнать стоимость продукции или получить дополнительную информацию звоните по номеру +380 (50) 435 7697

Нужно больше информации? Мы подготовили детальные статьи:

1. Чтобы не повторилось, или еще раз о падении силосов (читать статью).
2. Что происходит в силосе? Знать, чтобы защитить (читать статью).

Автор – Борис Рыбачук, заместитель генерального директора с развития KMZ Industries (Facebook, Linkedin)