Introduction to safety management of the steel silo

◎李輝如（廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司　廣州，510730）

Li Huiru（Guangzhou Port Company LIMITED, Guangzhou, 510730, China）

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淺談鋼板倉的安全管理

Introduction to safety management of the steel silo

◎李輝如
（廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司廣州，510730）

Li Huiru
（Guangzhou Port Company LIMITED, Guangzhou, 510730, China）

港口及加工業(yè)的發(fā)展往往需要建設(shè)大量的儲存設(shè)施，鋼板倉以其占地面積少、投資少（比混凝土筒倉少30%~50%）、工期短等優(yōu)點，近年來被港口和加工企業(yè)廣泛采用，但國內(nèi)鋼板倉在使用中也出現(xiàn)了不少安全事故，特別是2012~2013年建材行業(yè)鋼板倉事故頻發(fā)，有些地方甚至到了“談倉色變”的程度.影響鋼板倉安全主要有兩方面的因素：一是設(shè)計和施工方面的問題，二是使用中存在的問題，本文結(jié)合我港實際情況，僅就后者進行一些探討.

1　鋼板倉的種類和構(gòu)成

我國糧食鋼板倉主要有波紋板裝配式、利浦式（也稱為卷板式）、焊接式，其中絕大多數(shù)是裝配式的，利浦式次之，焊接式較少.

港口筒倉系統(tǒng)通常由筒倉群、工作塔組成，工作塔為高層建筑（鋼結(jié)構(gòu)），內(nèi)設(shè)輸送、計量、除塵設(shè)備.筒倉底層結(jié)構(gòu)分為架空式和落地式兩種，由于架空式結(jié)構(gòu)四周寬暢，輸送設(shè)備容易布置.通風(fēng)和采光條件好，目前多采用架空式結(jié)構(gòu).筒倉底部為錐形或平底，錐形采用自然出倉，平底采用機械（清倉機）出倉，小型倉體采用單個錐底出倉，大型倉體采用多個錐底（淺圓倉）或清倉機械出倉（平底倉）.

單個鋼板倉一般由倉上建筑，倉頂、倉壁、倉底、倉下支撐結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)6個部分組成的.

2　影響鋼板倉安全使用的因素

影響鋼板倉安全使用的因素有以下幾方面：①鋼板倉工程完成交付使用后，應(yīng)按規(guī)范要求進行壓倉試驗，《糧食鋼板筒倉設(shè)計規(guī)范》對新建鋼板倉試裝糧作了明確要求.如果不按規(guī)范壓倉，就會產(chǎn)生安全隱患.如國家安全總局在山東滕州“4·1”鋼板倉安全事故的通報中明確提到“該事件暴露出購買和使用該儲糧筒倉的××公司，沒有按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)加強工程質(zhì)量監(jiān)督，沒有按要求進行壓倉試驗”.②鋼板倉內(nèi)貨物結(jié)頂或板結(jié).鋼板倉所用的板材較薄，一般為0.8~4.2 mm，與混凝土筒倉相比，鋼板倉具有兩倍的導(dǎo)熱率，易受外部氣溫的影響，再加上環(huán)境晝夜溫差較大，使倉內(nèi)糧食很容易產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，從而導(dǎo)致糧食掛壁或結(jié)頂，特別是含油率較高的巴西大豆，糧食一旦結(jié)頂，當(dāng)結(jié)頂下部出貨時，中間就會產(chǎn)生真空，從而倉壁就會產(chǎn)生負壓，導(dǎo)致鋼板倉變形.③自然通風(fēng)管被粉塵堵塞.鋼板倉倉頂設(shè)有自然通風(fēng)管道，以保持倉內(nèi)倉外氣壓的平衡，某直屬糧庫鋼板倉由于長時間使用忽視了通風(fēng)口的清理，通風(fēng)口被粉塵積聚而堵塞，導(dǎo)致在出糧時倉頂產(chǎn)生較大負壓，出現(xiàn)了整個倉頂塌陷的安全事故.④平底鋼板倉沿出倉機械方向倉底設(shè)有多個出料口（一般為奇數(shù)），必須保持均衡出貨，如果出貨不均勻，則倉壁所受側(cè)壓力不均衡，就會導(dǎo)致鋼板倉倉壁變形，嚴重的會導(dǎo)致倉壁起皺，鋼板倉傾斜，甚至導(dǎo)致鋼板倉坍塌.

3　鋼板倉的安全管理措施

下面就結(jié)合廣州港在鋼板倉使用方面采取的措施，談?wù)勪摪鍌}的安全管理.

3.1對于新建成的鋼板倉，嚴格按規(guī)范進行壓倉試驗

對于新建成的鋼板倉，嚴格按規(guī)范進行壓倉試驗.二期鋼板倉建成后，我港與客戶進行了充分溝通，取得客戶了支持，按60%、30%、10%分3個階段試裝糧，前兩階段裝糧分別靜置1個月，最后一階段裝糧后靜置兩個月，按圖1中的順序試裝糧，并做好相關(guān)的觀測工作.

圖1　18 m倉試裝料順序示意圖

3.2根據(jù)糧食的特性做好倉內(nèi)糧情的跟蹤和保管制度

碼頭倉庫為中轉(zhuǎn)倉儲，大部分貨物在倉內(nèi)的存儲時間不超過一個月，但有時受市場景氣程度的影響，貨物在倉內(nèi)存放時間達1~3個月，根據(jù)糧食的物理和化學(xué)特性做好倉內(nèi)糧情的跟蹤，建立嚴格的保管制度是非常重要的：①根據(jù)貨物的特性，做好倉內(nèi)貨物狀況的跟蹤.一般情況下港口接卸的糧食水分低于12.5%，從我港的經(jīng)驗來看，小麥、大麥3個月以下不會板結(jié)，玉米、豌豆二個月內(nèi)不會板結(jié)，大豆特別是巴西大豆容易板結(jié)，在夏天溫度較高時，巴西大豆在倉內(nèi)存放超過10天就開始發(fā)熱板結(jié).有些高粱由于含水率較高也容易掛壁或板結(jié)，圖2是美國2#高粱在鋼板倉中的板結(jié)情況，該批高粱2014年9月25日進倉，11月10日出倉，在鋼板倉儲存一個半月.②充分用好鋼板倉的監(jiān)測設(shè)施，特別是測溫系統(tǒng)，每天派人對倉內(nèi)溫度進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題異常時，及時開啟倉底通風(fēng)設(shè)施和倉頂?shù)妮S流風(fēng)機，對糧食進行散熱和通風(fēng)，防止板結(jié).對于筒倉、平倉、堆場三個位置的貨物，優(yōu)先疏運筒倉內(nèi)貨物.③實行鋼板倉內(nèi)糧食的日檢、周檢制度，由三班倉庫員負責(zé)對糧食進行日檢，由計劃組專倉管理員負責(zé)組織周檢，發(fā)現(xiàn)異常情況及時采取相應(yīng)措施.

3.3嚴格按規(guī)范使用鋼板倉

嚴格按規(guī)范使用鋼板倉，必須按以下要求和步驟操作：①避免鋼板倉邊進邊出的操作，由于鋼板倉是薄殼鋼結(jié)構(gòu)，任何不平衡的外力都會導(dǎo)致安全隱患，由于進倉流量達1 000 t/h，而出倉只有300 t/h，進出的不平衡會導(dǎo)致受力的不平衡（這一點本文只作定性分析，建立力學(xué)模型進行受力分析還請專家指導(dǎo)）.②新港的平底鋼板倉為32 m，沿倉底出倉皮帶機設(shè)有7個出料口，我們對倉底皮帶機操作工進行了嚴格培訓(xùn)并定期檢查他們的操作，確保按4、3—5、2—6、1—7的順序開啟閘門出貨，確保鋼板倉受力均衡，如圖2所示，先開4#閘門時鋼板倉受力是平衡的，如圖3所示，如果先開3#閘門，則嚴重偏載.③嚴控鋼板倉超負荷使用.鋼板倉負荷設(shè)計是以物料容重0.75 kg/m3來計算的，在實際操作中，廣州港規(guī)范了鋼板倉進料規(guī)定：當(dāng)物料的容重超過0.75 kg/m3筒倉裝糧不超過最大裝糧重量（18 m倉為4 000 t，32 m倉為13 000 t），當(dāng)物料的容重小于0.75時kg/m3則控制進筒物料的高度（如圖5所示），裝料的最大高度以物料達倉內(nèi)上料位為止，同時輔以人工測量物料高度，確保筒倉不超載.

圖2　正確的出倉方式圖

圖3　錯誤的出倉方式圖

圖4　物料高度警戒值

3.4加強鋼板倉的檢查

①對鋼板倉倉體實行日檢、入貨封倉前檢查、月度專項檢查制度，入貨封倉前檢查主要是對倉內(nèi)檢查，月度專項檢查主要在倉外檢查，8-1筒的安全隱患就是在封倉前及時檢查出來的.②對鋼板倉定期進行專業(yè)檢測，現(xiàn)在我們每年聘請專業(yè)機構(gòu)對所有鋼板倉至少進行一次位移、沉降和垂直度檢查，檢查后給出專業(yè)的檢查評估報告，表1為2013的檢測結(jié)論.

表1　檢測結(jié)論表

3.5加強鋼板倉保養(yǎng)和維護

①定期派人（每季度一次）對倉頂通風(fēng)管、軸流風(fēng)機口，倉頂板的積塵進行清理，防止通風(fēng)管、軸流風(fēng)機口堵塞，防止積塵吸水后發(fā)酵附著在倉頂薄板上侵蝕倉頂板.②2013年檢查到7個2千噸級的利浦倉的清倉門存在不同程度的外凸變形，與制造廠家溝通后制定維修方案，把原來方形門改成圓形門（如圖5、圖6所示），解決了這個問題.③利浦倉空倉時，隨著倉頂刮板機的運行存在不同程度的晃動，采取的方案是：原倉壁與立筋的連接方式是螺栓，螺栓是通過高頻焊接在筒體鋼板上，焊接面較小，使用一段時間后部分焊接點斷開，筒體失去足夠的支撐力后就產(chǎn)生晃動.維修時改用倉壁與立筋焊接（如圖7、圖8所示），加大連接面，解決了這個問題，目前7個筒已改造完成3個.④利浦倉倉頂蓋板局部銹爛，倉頂檀條嚴重銹蝕，維修方案是：更換倉頂板，對檀條進行除銹、油漆（如圖9、圖10所示）.⑤倉體外銹蝕，螺栓生銹.對倉體或螺栓除銹，使用環(huán)氧富鋅油漆進行防腐（如圖11、圖12所示）.

圖5　改造前采用方形門圖改造后采用圓形門圖

圖7　立筋與倉體內(nèi)壁焊接圖

圖8　焊接后倉體外壁防腐圖

圖9　倉頂蓋板銹蝕圖

圖10　更換新蓋板圖

圖11　螺栓生銹圖

圖12　油漆防腐圖

3.6裝配式鋼板倉螺栓的檢查和維護

由于裝配式鋼板倉是通過無數(shù)個螺栓把裁剪成的一定規(guī)格的鋼板裝配而成的，因此螺栓連接副的有效性關(guān)系到鋼板倉的安全使用，因此對裝配式鋼板倉的螺栓實行專項檢查和維護是非常必要的.廣州港堅持對鋼板倉特別是鋼板倉螺栓實行三級檢查制度，近期檢查到8-1筒倉螺栓8顆被剪斷、多顆螺栓松動的情況，下面作一個分析.

3.6.1螺栓被剪斷和松動情況

8-1#倉檢修門左上方第3與第4環(huán)側(cè)板上下搭接處螺栓剪斷4顆，同時檢修門右上方水平方向距離倉門2道加強筋，高度方向第3與第4環(huán)側(cè)板上下搭接處螺栓剪斷4顆（如圖13、圖14所示）.筒倉側(cè)板從第十二環(huán)以下存在部分上下側(cè)板搭接螺栓松動（松動是指螺栓在扳手幫助下輕松擰動螺栓頭，同時螺栓連接副連接完整，而不是因螺栓被剪斷的松動）.螺栓松動主要出現(xiàn)在第6~9環(huán)之間的側(cè)板上下搭接螺栓，其他連接螺栓出現(xiàn)松動的情況相對較少，且越往高處螺栓松動的相對較少.

3.6.2原因分析

螺栓剪斷主要是由于安裝時側(cè)板個別螺栓孔疊加時沒有完全同心，導(dǎo)致在裝糧后會造成該螺栓孔上螺栓被側(cè)板剪斷.螺栓出現(xiàn)松動主要有2個原因：筒倉下部多是雙層側(cè)板，側(cè)板在工廠加工時是先模具沖孔再進行曲卷成型，對螺栓孔的精度有一定影響，在側(cè)板多層疊加時，因部分側(cè)板上的波凸形狀誤差會使上下搭接的4層側(cè)板貼合就不十分緊密.在筒倉裝糧壓實趨圓過程中，側(cè)板貼合面也有一個變形調(diào)幅的過程，以適應(yīng)筒倉整體趨圓變形，使得螺栓連接之間出現(xiàn)螺栓與側(cè)板之間的緊固點發(fā)生變化，出現(xiàn)少數(shù)螺栓松動現(xiàn)象.同樣是因為下部多是雙層側(cè)板，且側(cè)板與側(cè)板搭接處為了防水需要貼有多層防水膠條，而該處螺栓的螺桿上也同樣纏有防水膠泥，導(dǎo)致這些螺栓在安裝一定時間后，由于膠泥在一定程度上變干收縮定型，沒有初期安裝時膠條的密實膨脹，也可致使個別螺栓連接面出現(xiàn)螺栓與側(cè)板之間的初期緊固力衰減，出現(xiàn)螺栓松動現(xiàn)象.以上兩個原因是導(dǎo)致部分水平縫螺栓出現(xiàn)松動現(xiàn)象的原因.

3.6.3整改措施

對筒倉第13環(huán)以下所有側(cè)板上下搭接連接螺栓全部進行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)螺栓松動必須用扳手進行擰緊（擰緊扭矩不小于15 N.m）；如果發(fā)現(xiàn)螺栓無法擰緊，則將舊螺栓拆除更換新螺栓重新擰緊（擰緊扭矩不小于15 N.m）；如發(fā)現(xiàn)螺栓被剪斷，則先做好標(biāo)記，在后續(xù)工作中統(tǒng)一更換新螺栓（如圖15、圖16所示）.對所有剪斷螺栓進行更換，更換前對原螺栓孔進行錯孔檢查，并用工具對螺栓孔進行擴孔校正保證螺栓孔同心，更換螺栓時在螺桿上纏密封膠泥.所有新?lián)Q螺栓必須擰緊，擰緊扭矩不小于15 N.m.

3.6.4防范措施

如果足夠多的螺栓松動會導(dǎo)致側(cè)板之間產(chǎn)生相對位移，在強大的側(cè)壓力作用下就會產(chǎn)生較大的剪切力把螺栓剪斷，例如8-1螺栓剪斷雖然為個別現(xiàn)象，但如果不引起足夠重視，及時采取措施，任由它蔓延發(fā)展到大量螺栓剪斷的話則可能發(fā)生側(cè)板崩開的安全事故.由于筒倉下部所受的側(cè)壓力最大，螺栓松動主要集中在12環(huán)以下，建議每月對裝配式鋼板倉側(cè)板的螺栓抽查一次，每兩年對13環(huán)以下的螺栓進行一次檢查、緊固，對失效的連接付進行更換.鑒于螺栓在裝配式鋼板倉中的重要性，建議生產(chǎn)廠家對裝配式鋼板倉提供每兩年的一次螺栓專業(yè)檢查和維護，列入合同條款一并考慮所需費用.

綜上所述，我國在鋼板倉的使用中雖然出過一些安全問題，但只要在使用中重視安全管理，嚴格按規(guī)范操作，鋼板倉的安全事故是完全可以避免的，鋼板倉作為糧食中轉(zhuǎn)倉是非常適合的.

圖13　檢查螺栓圖

圖14　螺栓斷裂圖

圖15　倉內(nèi)緊固螺栓圖

圖16　倉外緊固螺栓圖

摘要：介紹了鋼板倉的類型，根據(jù)鋼板倉的使用經(jīng)驗，分析了影響鋼板倉安全使用的因素，對鋼板的安全使用及安全管理措施進行了探討.

關(guān)鍵詞：鋼板倉；類型；安全因素；使用措施；螺栓；安全管理

Abstract：this paper introduces the types of steel silo, according to the experience of the use of steel silo, analyses the factors affecting the safe use of steel silo, safe use and safety management measures of steel silo are discussed in this paper.

Key words：steel silo; type；safety factors; the use of measures; bolt; the safety management

作者簡介：李輝如（1986—），男，工程師，現(xiàn)任廣州港股份有限公司新港港務(wù)分公司散糧作業(yè)部經(jīng)理；專業(yè)方向為起重運輸與工程機械.

收稿日期：2015-01-12

中圖分類號：TU249.2