Чтобы не повторилось, или еще раз о падении силосов

18.03.2019

Падение силосов – явление не массовое, но все же случается. В прошлом году произошло несколько таких случаев, участники рынка хорошо их помнят. Причины ЧП разные. В основном собственники элеваторов их не комментировали. Мы решили еще раз пройтись по «критическим точкам», которые могут привести к большим неприятностям и ощутимым убыткам. О возможных причинах аварий силосов рассказывает технический директор KMZ Industries Роман Штельмах.

Что касается возможных причин подобных инцидентов, то перечень достаточно широк: от ошибок еще на этапе проектирования до неправильной эксплуатации оборудования. От производственного брака до форс-мажоров.

Следует отметить, что выбор оборудования, которое не соответствует месту и условиям эксплуатации, ошибки проектирования или производственный брак (несоответствие строительной или конструкторской документации) дают о себе знать сразу после ввода объекта в эксплуатацию. А вот когда силос работает уже не первый год, наиболее вероятными причинами его «падения» являются человеческий фактор, нарушение условий безопасной эксплуатации или форс-мажоры (стихийные бедствия).

Итак, первая группа вероятных причин разрушения силосов: ошибки при выборе оборудования, на этапе проектирования и монтажа.

Ошибки при выборе оборудования

Несоответствие может идти по нескольким факторам. Во-первых, выбор конструкций и сооружений без учета продукта хранения или переработки. Во-вторых, без учета климатических нагрузок.

Снеговые, ветровые нагрузки зависят от региона, где будет строиться силос, и должны быть заложены в ТЗ еще до проведения тендера. Силосы иностранного производства, например, не всегда рассчитаны на условия эксплуатации в Украине с учетом местных климатических условий.

Проектный фактор

Элеватор, как правило, должен быть центром механизации и автоматизации технологических процессов предприятия.

• Набор сооружений должен соответствовать технологическим задачам, выполняемым конкретным предприятием, с учетом очередей строительства и перспектив модернизации.
• При проектировании следует группировать сооружения, входящие в комплекс элеватора, с учетом категории производств и условий обеспечения пожарной безопасности и взрывопожаробезопасности.
• Нужно уделить внимание проектированию технологической части: маршрутов движения зерна, расположению самотечного оборудования, аспирационных систем, взрыворазрядных клапанов; приборов и средств контроля технологических процессов, предупреждения и предотвращения аварийных ситуаций.

Все это нужно рассмотреть до утверждения «Генерального плана предприятия» и «Объемно-планировочных и конструктивных решений».

Среди основных ошибок, которые случаются на этапе проектирования, – неверное заключение о несущей способности грунтов на основании неточной «геологии», которая не учитывает:

• состав, пластичность, подвижность грунта,
• уровень грунтовых вод и их агрессивность к материалам, используемым при строительстве фундамента,
• склонность почвы к изменению своей структуры и т. п.

Это, в свою очередь, приводит к проектированию и строительству недостаточно прочного фундамента – потенциальной причины разрушения силоса.

Еще одна ошибка на этом этапе – неучитывание взаимного расположения конструкций и нагрузок от них.

Некачественный монтаж

Здесь возможных ошибок множество. И каждая из них приводит к повреждению оборудования еще до введения его в эксплуатацию.

Первая и основная – ненадлежащее отношение к организации строительного производства, а именно:

• «экономия» на обустройстве строительной площадки;
• разрешительных и квалификационных требованиях к исполнителям работ;
• оформлении/документировании решений по организации строительства и технологии выполнения работ;
• нарушение порядка осуществления авторского и технического надзора;
• несоблюдение элементарных санитарных требований к условиям труда, охране труда и техногенной безопасности.

Вторая – привлечение неквалифицированных специалистов с целью минимизации затрат: например, монтаж той же строительной организацией, которая занималась выемкой грунта и устройством железобетонных конструкций, а то и вообще «хозспособом» с привлечением сотрудников предприятия с другой квалификацией.

Как следствие: лишние детали в конструкции силоса (не предусмотренные производителем), отсутствие или неправильное применение герметизирующих материалов, неправильная затяжка болтовых соединений, неверное позиционирование деталей и пр.

Как бы вас ни убеждали, обычной строительной бригаде правильно собрать элеватор не под силу. Обезопасить от ошибок на этом этапе может только монтаж (или хотя бы шефмонтаж) от производителя или квалифицированный и качественный технадзор или авторский надзор за проектом.

Третья – ошибки испытаний при сдаче силоса в эксплуатацию.

Как правило, при сдаче в эксплуатацию силосов их испытания проводятся на «холостом ходу», без полной загрузки емкости и надлежащего контроля качества соединений. А 99% всех проблем, которые возникают из-за некачественного монтажа, проявляются уже на этапе эксплуатации, при полной загрузке.

• Первичную загрузку-выгрузку силосов нужно проводить в несколько этапов, с промежуточными выдержками и постоянным контролем осадки фундамента и крена силоса – согласно руководству по эксплуатации силосов и рекомендациям проектной организации по контролю осадки площадки в целом.
• Оседание фундамента должно быть равномерным, без перекосов. Любые перекосы или крен фундаментов не допускаются!
• При этом контролю также подлежат конструкции и сооружения, расположенные рядом.

Что касается ошибок монтажа, то иногда случается даже так, что для замены поврежденной детали заказчик вынужден полностью разбирать и заново собирать все или значительную часть оборудования. В худшем случае – констатировать повреждение или разрушение силоса (известны даже случаи разрушения емкостей при 30% от номинального значения нагрузки).

Оседание фундамента силоса

К аварийным ситуациям нередко приводит оседание основания силоса.
Оседания фундамента, вызываемое деформацией почв, – неизбежное явление в практике эксплуатации силосов, емкостей. Оно возникает в результате сжатия почвы под нагрузкой массы конструкции и хранимого в ней продукта и происходит в основном неравномерно (в зависимости от проектных решений может быть смещено больше к стенкам или в центр силоса).

Неравномерное оседание и местные оседания днища силоса также неизбежны вследствие невозможности достижения одинаковой степени уплотнения грунтов искусственного основания.

Сочетание значительных эксплуатационных нагрузок с дополнительными от неравномерного оседания может привести к разрушению узла сопряжения или к разрыву полотнища днища.

Большие неравномерные осадки по площади днища и по его периметру вызывают дополнительные деформации в конструктивных элементах корпуса силоса, особенно в нижнем узле сопряжения стенки с фундаментом. Вследствие местного повреждения фундамента в корпусе силоса развиваются значительные напряжения, которые могут привести к изменению формы цилиндрической оболочки с образованием выпучин и вмятин. Что, в свою очередь, ведет к аварийной ситуации.

Переходим ко второй, наиболее распространенной, группе причин падения силосов – человеческий фактор и ошибки эксплуатации.

Нарушение правил эксплуатации

Даже самое качественное оборудование можно превратить в металлолом при неправильной его эксплуатации и отсутствии надлежащего обслуживания.

Первая из причин этой группы и одна из самых «популярных» причин разрушения силосов – несоблюдение технологии загрузки и выгрузки.

• Выгрузка из силосов на плоском днище должна начинаться только с центральной выгрузной воронки.
• Когда зерно уже не сыпется из нее, открывают две соседние, регулируя положение шибера задвижки согласно производительности транспортного оборудования. После них – следующие.
• Если при полном силосе сразу открыть крайнюю задвижку или все одновременно – это с высокой вероятностью приведет к деформации или полному разрушению конструкции силоса. (Некоторые элеваторы даже закрывают подземные галереи и ставят замки на задвижки, чтобы обезопасить объект).

Вторая причина – традиционная не только для производства, но и для повседневной жизни. Очень редко мы читаем инструкции по эксплуатации; встречаются даже владельцы Мерседесов, которые не проводят периодический технический осмотр автомобиля.

К сожалению, иногда персонал элеваторных комплексов даже не знаком с инструкциями по эксплуатации, не знает, что и когда нужно смазывать, чистить, регулировать, что подлежит тщательному осмотру.

• До начала эксплуатации, но не реже 1 раза в год, необходимо провести детальный техосмотр конструкции силоса.
• Своевременное проведение техосмотров, техобслуживания и необходимых ремонтов гарантирует длительную и надежную работу оборудования.
• Осмотреть и проверить нужно все: целостность фундамента, отмостки, металлических конструкций, герметичность крыши, технологических соединений оборудования, а также состояние стен силоса, болтовых соединений, особенно вблизи технологических отверстий.
• Сведения о результатах осмотра и ремонте конструкций необходимо внести в паспорт технического состояния сооружения.

И финальная третья причина из этой группы – хранение некачественного зерна и/или отсутствие контроля за его состоянием.

• Наиболее рискованным является хранение зерна недоочищенного или повышенной влажности, без контроля температуры продукции. В «лучшем» случае вы потеряете только зерно, а в худшем – и сам силос.
• Также опасно эксплуатировать силос с сырьем большей насыпной плотности – это приводит к перегрузке оборудования.

Как видите, безопасная эксплуатация элеваторов – вопрос более чем актуальный, и его решение должно сводиться не только к строгому соблюдению проекта, но и к качественной и своевременной диагностике с использованием современных методов и средств, в том числе с оценкой остаточного ресурса конструкций.

Если ошибка все же была допущена и вы заметили неисправность силоса – крен, деформацию по панелям, ребрах, крыше и т. д. – реагируйте сразу. Не стоит эксплуатировать его еще 2-3 года, пока проблема приобретет больший масштаб. Обращайтесь к проектировщику, строителям и производителю, создавайте независимую комиссию, проводите экспертизу, выявляйте причину и устраняйте неисправность.

Оригинал статьи опубликован на сайте Elevatorist.com.