Експлуатація, модернізація та ремонт силосів на елеваторах: виклики та рекомендації

Експлуатація, модернізація та ремонт силосів на елеваторах: виклики та рекомендації
Джерело фото: Elevatorist.com

Силоси, як і все елеваторне обладнання, потребують регулярного догляду та правильної експлуатації. Від цих факторів залежить, наскільки часто вони будуть потребувати модернізації та ремонту. Що ж до самого процесу ремонту, з досвіду фахівців, заміна та вдосконалення певних елементів є типовими, хоча кожен випадок має свої особливості.

У цьому матеріалі зібрали міні-енциклопедію можливих форс-мажорів силосів та варіантів їхнього запобігання та ліквідації. Матеріал створений у партнерстві з українським провідним виробником елеваторного обладнання KMZ Industries.

Ефективна експлуатація силосу починається із якісного монтажу

Щоб довгий час експлуатувати силос без будь-яких ремонтів, треба дбати про це вже, починаючи з проєкту та будівництва.

В першу чергу правильно підготувати бетонну основу, зокрема, забезпечити ідеальну горизонтальність опорного кільця, або аероднища. На цьому акцентує увагу начальник виробництва «Чорнотисівського елеватора» Гордій Міщенко. Він також додає, що контролювати потрібно всі види робіт з монтажу.

Гордій Міщенко

Начальник виробництва

Чорнотисівсього елеватора

«Обов'язково контролюйте герметизацію та герметичність всіх вузлів на покрівлі, адже монтаж силосу починається саме з даху. Обов'язково потрібно приділити увагу установці верхніх вентиляторів силоса. Перевіряйте їхній робочій стан, коли вони ще на землі, адже на висоті 18-23 метра вже буде проблематично щось зробити».

Дивитись по темі: Перевірка герметичності даху силосу

За його словами, щоб ємність змонтувати без перекосу, для монтажу повинна бути достатня кількість людей. Також потрібно слідкувати, щоб були правильно з’єднані болтові отвори. 

Гордій Міщенко

Начальник виробництва

Чорнотисівсього елеватора

«Зверніть увагу на кут та глибину свердління отворів для встановлення анкерів, а також на їхнє продування після свердління. Переконайтеся, що виконавці дотримуються інструкції  з монтажу  хімічного анкеру Ці моменти є визначальними для подальшої надійної експлуатації силосу».

Дотримання цих рекомендацій на початкових етапах будівництва дозволить тривалий час експлуатувати силос без ремонту.

Обстеження силосу: періодичність та акценти

Після завершення будівельної частини та монтажу, проведення  необхідних пусконалагоджувальних робіт і випробувань, оформлення передбаченої дозвільної документації (декларації, сертифікати тощо), починається експлуатація. Експлуатація об’єктів, не прийнятих (якщо таке прийняття передбачене законодавством) в експлуатацію, забороняється.

Щоб експлуатація силоса була безпроблемною, потрібно своєчасно проводити огляд, а також за графіком проводити моніторинг стану ємності.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«Існує нормативний термін, на який розраховується експлуатація силосу — це 20-30 років. Є вимоги проводити технічне обстеження конструкції не пізніше, ніж через 10 років. Але поточні або періодичні огляди, моніторинг стану споруди відповідно до експлуатаційних умов, мають бути кожного сезону. Їх елеватор проводить самостійно, або із залученням сторонньої організації».

Розглянемо, чим же відрізняється поточний огляд від моніторинга споруди.

Моніторинг силосу

Моніторинг споруди — це термін з державних будівельних норм, що означає інструментальний замір для виявлення змін у напружено-деформованому стані конструкції. Щоб провести такий моніторинг, потрібно викликати геодезистів, які заміряють вертикальність споруди.

Вимоги до моніторингу споруди і порядок їхнього виконання прописані у ДБН. Ключове завдання елеватора — чітко сформулювати технічне завдання для геодезистів.

Директор департаменту клієнтського сервісу KMZ Industries Роман Штельмах наголошує, при проведенні моніторингу споруди в першу чергу важливо правильно обрати реперну точку.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«Важливо знати, чи проводилися геодезичні дослідження під час і після монтажу, і що було взято за реперну точку. Геодезист повинен на карті (план-схемі) позначити нерухому реперну точку. На жаль, іноді за репер беруть нестабільні об'єкти, наприклад, каналізаційний люк на дорозі, який може осідати під дією транспорту. Зустрічається, що  геодезичні дослідження проводяться без урахування стану основ (тобто ґрунтового масиву і фундаменту, на котрому встановлено силос), і це не дозволяє об’єктивно оцінити куди, як і чому зміщується споруда. Клієнт може попросити перевірити вертикальність силосу, і геодезист, заміривши 4 точки, скаже, що він вертикальний або під кутом. Тоді виникають питання: чи припустимий такий кут? Чому він виник? Чи була перевірена горизонтальність фундаменту? Можливо, відбулося осідання фундаментів?»

Роман Штельмах розповів випадок, коли спеціалісти на елеваторі повідомили про деформацію силосу, геодезист підтвердив це, але причину не зміг встановити.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«При огляді фахівцями заводу виявилось, що естакада силоса мала окрему підтримуючу опору, частково приєднану до силоса, але не передбачену його конструкцією. Опора «жорстко тримала» силос з одного боку, тоді як з іншого він намагався «прийняти своє експлуатаційне положення», що призводило до деформації. Такі непорозуміння виникають, коли геодезист виконує завдання буквально, не звертаючи уваги на очевидні фактори. Тому важливо ретельно опрацьовувати технічне завдання і розуміти можливості геодезиста».

Експерт зазначає, що  також є питання до проєктувальників, які розміщують силоси впритул один до одного квадратно-гніздовим способом (наприклад, три ряди по дев'ять штук). Як в такому випадку перевірити вертикальність силосу, який знаходиться всередині, якщо до нього немає візуального доступу? Геодезист, щоб здійснити нівелювання за допомогою теодоліта, повинен брати реперну точку на відстані, переносити координати і вимірювати вертикальність з певної  відстані від об’єкта. Не варто розраховувати на об’єктивні результати, отримані через трубу приладу при обмеженому візуальному доступі…  У такому випадку, хтось має піднятися на «30-метрову» висоту зі «шнурком»-відвісом, щоб перевірити нахил? З іншого боку, такі рішення проєктувальників пришвидшують технічний прогрес: розвиток рішень і наявний попит на сканування споруд з середини, або за допомогою дронів.

Тому, щоб не було помилок і непорозумінь, Роман Штельмах радить для моніторингу силосів, окрім геодезистів, залучати кваліфікованих інженерів.

Щорічний огляд силосу

Що стосується щорічного огляду силоса, ідеальним варіантом є співпраця з інженером з огляду будівель і споруд, який може скласти власний чек-лист, адаптований до конкретних умов експлуатації, або використовувати чек-лист, наданий виробником силосу.

Якщо проводите огляд самотужки, то є ряд моментів, на які потрібно звернути увагу в першу чергу. За словами директора департаменту клієнтського сервісу KMZ Industries Романа Штельмаха, огляд силоса потрібно починати з фундаменту.

Роман Штельмах розповів випадок, коли спеціалісти на елеваторі повідомили про деформацію силосу, геодезист підтвердив це, але причину не зміг встановити.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«Доводилося спостерігати випадки, коли фундаменти починали рухатися так, що анкера піднімалися вгору. Іншим прикладом форс-мажору є зміна русла підземної річки. Був випадок, коли підземне русло, яке раніше знаходилося на відстані 50-100 метрів від елеватора, через будівництво іншого об’єкту змінило напрямок і пішло під силос, вимивши ґрунт і створивши промоїну. У таких умовах обстеження проводяться частіше».

Після фундаменту оглядають опорну частину, панелі, ребра жорсткості, естакаду, транспортери, котрі підведені до силоса, вентилятори, болтові з’єднання, і таке інше.

При обстеженні визначають  відхилення від документації та діючих вимог безпечної експлуатації, порушення в конструкції, це можуть бути:

• Зношені елементи. Щоб їх виявити потрібно перевіряти деталі, які піддаються інтенсивному зносу.
• Корозія: Ретельно огляньте металеві конструкції на наявність іржі, особливо в місцях зварних швів та кріплень.
• Порушення герметичності: Перевірте всі стики, шви та ущільнення на предмет можливих витоків або проникнення вологи.
• Тріщини в металоконструкціях: Шукайте будь-які тріщини, особливо в опорних елементах, панелях та ребрах жорсткості.
• Проблеми з вентиляцією: Оцініть ефективність роботи вентиляційних систем, перевірте наявність засмічень або пошкоджень.
• Датчики та автоматика: Переконайтеся у справності датчиків температури та вологості, аераційних систем, транспортерів та завантажувально-розвантажувальних механізмів.

Всі виявлені зміни необхідно заносити в експлуатаційні журнали. Силоси — це гнучкі та рухомі споруди. Вони можуть нагріватися від сонця (одна сторона буде більш гарячою за іншу, що призводить до  місцевого розширення металу) і/або деформуватися під дією зернової маси, яка може сягати 10 тисяч тонн і більше. Наприклад, у силосів з пласким днищем опори ребер жорсткості часто мають овальні отвори, щоб оболонка силосу  могла переміщатися вздовж анкера відповідно до експлуатаційних навантажень.

Під час оглядів важливо звертати увагу на  стан і «поведінку» анкерів. Якщо анкер був встановлений з порушенням технології (наприклад, без належної обробки отвору), він може втратити міцність під навантаженням через півроку-рік, і його можна буде просто витягнути руками.Іноді гайки можуть відкрутитися, якщо не було контргайки. Такі деталі можна помітити лише під час регулярних оглядів.

Поширеною практикою для оцінки стану силосів є огляд території навколо них на наявність випавших або відстрелених болтів. Такі інциденти можуть свідчити про перевантаження конструкції, неякісні болти, неправильний проєкт, або викривлення, що призводить до нерівномірного розподілу навантаження. Хоча в нормальних умовах експлуатації це рідкість. Були випадки руйнування силосів через позацентрове (нецентральне) розвантаження, тоді болти дійсно «стріляли».

Треба зазначити, що провести огляд стану силосів — не така проста справа, як може здатися на перший погляд. Чого вартий лише огляд ребер жорсткості. Це критично важливі елементи, що вимагають ретельного візуального контролю.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«Ребра жорсткості силоса є його складовими елементами, і кожне з них потребує індивідуального огляду. В середньому, довжина деталі — близько 2-2,5 метрів; зазвичай, одне ребро – на дві панелі по висоті. На 20-ярусному силосі може бути 10 стиковок на кожному ребрі. І тоді для силоса 27 метрів в діаметрі, у котрого 90 ребер жорсткості, кількість точок огляду сягне 900 шт., тож для  огляду потрібно буде не «5 хвилин», і краще це робити, за допомогою оптичних приладів. Я рекомендую використовувати біноклі, краще якісні фотоапарати, бо саме на фотографіях можна побачити ті речі, котрі оком не побачиш».

Фотографування дозволяє:

• Виявити дрібні дефекти: Те, що може бути непомітно неозброєним оком, особливо в сонячну погоду або при втомі працівника, часто стає очевидним на фотографіях з високою роздільною здатністю.
• Збільшити зображення: Детальне збільшення фотографій дозволяє уважно вивчити стан з'єднань, тріщин або деформацій.
• Документувати стан: Фотографії є об'єктивним доказом стану силосу на момент огляду, що є цінним для подальшого аналізу та планування ремонту.

Директор департаменту клієнтського сервісу KMZ Industries додає, що особливу увагу слід приділити «вітровим кільцям» силосів, особливо після перших циклів завантаження–розвантаження.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«Вітрові кільця є елементом підсилення корпусу для протидії вітровим навантаженням. Під дією експлантаційних навантажень вони рухаються, тому їх потрібно доглядати і, за потреби, регулювати - робити підтяжку, щоб кільця виконували свої функції. Щоб розтягнути вітрові кільця, може бути потрібна допомога альпіністів, якщо такі роботи не можливо провести з вишки».

Враховуючи труднощі із оглядами і діагностикою силосів, експерт радить, перш ніж збудувати у себе великий силос, продумати, чи буде до нього вільний доступ, а відтак можливість оглядати ємність.

Особливу увагу слід приділяти обстеженню силоса в перший рік експлуатації. Саме після першого завантаження можуть проявитися недоліки монтажу та експлуатаційні зміни.

Якщо йдеться про екстракційний завод або переробне підприємство з великою кількістю ємностей для зберігання різної продукції (шроту, макухи, насіння), то, за словами Романа Штельмаха, огляди слід проводити частіше, можливо, навіть щодня. Частота оглядів залежить від інтенсивності експлуатації та рівня знань персоналу.

Що на силосі може зношуватися, і як ліквідовувати проблему?

Найчастіше причиною завчасної зношеності обладнання є неправильна експлуатація силосів. Тож звертаємо увагу в першу чергу на ряд елементів силоса.

Ребра жорсткості

Від перевантаження, зависання продукту або нецентрального вивантаження в першу чергу страждають ребра жорсткості.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«На ребрах жорсткості є характерні «полички», які деформуються, вигинаючись до середини силосу або від нього. Такі деформації є першими «ластівками», що сигналізують про проблеми з конструкцією, — про перевантаження або неправильний монтаж. Деформацію ребер жорсткості, на відміну від панелей з гофрованою структурою, легше помітити».

Якщо деформувалося ребро жорсткості, то слід розуміти, що воно жорстко зв’язано зі стіновою панеллю. За словами директора по монтажу та будівництву KMZ Industries Вячеслава Степанчука, у разі деформації ребра жорсткості існує висока вірогідність того, що панель також може бути деформована, або отвори в панелі потягнуті. Але враховуючи той факт, що панель гофрована та має еластичність у вертикальній площині, з нею може бути все добре, тому треба уважно все перевірити перед замовленням запчастин.

Вячеслав Степанчук

Директор по монтажу та будівництв

KMZ Industries

«Якщо силос має локальні пошкодження ребер жорсткості, то замінити їх не дуже складно. Для цього треба забезпечити доступ до потрібного місця зсередини та зовні силосу, це можна зробити за допомогою будівельних риштувань, або залучити промислових альпіністів. Якщо зовні є під’їзд техніки, то можна дістатися до деформованого ребра жорсткості за допомогою автовишки, або автокрану з люлькою для роботи людей. Також слід подумати про тимчасову фіксацію, або створення розпірного елементу замість ребра жорсткості, якщо це потрібно».

Якщо деформації ребер жорсткості мають масштабний характер, наприклад зігнуло цілий ярус, то тоді з високою ймовірністю треба буде розбирати силос до потрібного ярусу. У будь якому випадку проблему треба ретельно вивчати і розробляти індивідуальний план дій під кожну конкретну задачу.

Дахи та повітроводи

Окрім ребер жорсткості можуть пошкоджуватися також дахи та повітроводи. Це теж наслідок неправильної експлуатації, часу та корозії. Якщо всередині силосу зберігаються вологі або сирі продукти, конденсація може призвести до зносу захисного шару металу та подальшої корозії.

Метал на дахах зазвичай тонкий (0,8-1,5 мм), що робить його вразливим. Накопичення пилу та сміття у повітроводах  може створювати осередки для зволоження та корозії. Та якщо монтаж даху виконаний правильно, герметизація виконана якісно, то з дахами не виникає проблем. 

Вячеслав Степанчук

Директор по монтажу та будівництв

KMZ Industries

«Але, на дахах існують повітроводи, драбини, вентилятори та інші елементи які утримують сніг, бруд та навіть дощову воду, тому більшість проблем можна уникнути, якщо в місцях накопичення бруду робити прибирання, а у разі, якщо після прибирання бруду буде виявлена корозія, то слід зробити антикорозійний захист, тоді дах прослужить закладений термін експлуатації. Якщо виникає протікання даху, то треба шукати місце де саме відбувається протікання та усувати його. Спосіб усунення обирається індивідуально під конкретну задачу (перегерметизація, заміна елементу даху, заміна болтового з’єднання з ущільненням, локальний ремонт бітумною стрічкою і т.і.)».

Також завжди слід пам’ятати, що повітроводи — не тільки потрібні для вентилювання, вони також виконують функцію компенсації надлишку або дефіциту тиску при завантаженні та розвантаженні силосу, тому вони завжди мають бути чистими для того, щоб виконувати всі функції.

Неправильне водовідведення руйнує силоси

Ще одна розповсюджена біда елеваторів із металічними силосами — некоректний відвід води від силосів, який може призвести до пошкодження, а в подальшому — до руйнування конструкції.

Правильне водовідведення повинні розробити проєктувальники, але відбувається це не завжди. В більшості випадків, за проєктом фундамент — це горизонтальна площина. Проте, при її виготовленні горизонтальність може дещо «втратитись». Крім того, експлуатаційні навантаження можуть призвести до осідання і деформацій основ і фундаментів. Внаслідок чого на «горизонтальній  поверхні»  утворюється «зворотній кут», і вода тече не від стінки назовні, а під стінку силосу.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«Виходить, що зовнішня волога, сніг та дощ, стікають на цей фундамент, а потім вода затікає під стінку. Якщо стінка силосу під навантаженням рухається, і є щілина, вода може легко туди потрапити. Дехто може вважати, що 10-сантиметрова підливка — збільшення висоти внутрішньої частини фундаменту — запобігає потраплянню води, і замочування продукту в середині продукції може не статися. Однак ця щілина все одно забивається зерновою масою. Зерно починає підтягувати вологу, що з часом може призвести до загнивання зерна по периметру ємності і як наслідок — до корозії панелей силосу. Під час оглядів помічаються всі ці проблеми, і розробляють кроки щодо усунення. Деякі моменти можуть бути некритичними, але вимагають подальшого спостереження».

А начальник виробництва «Чорнотисівського елеватора» Гордій Міщенко зізнається, що навіть розробив власну методику захисту нижнього листа силоса, яка дозволяє перешкоджати попаданню води у ємність на місцях з'єднання силоса і фундамента, що є профілактикою руйнування анкерних болтів.

Зачисні шнеки — біль експлуатантів

Є й інші моменти, які елеватористи інколи модернізують, зокрема це зачисні шнеки. Механік елеватору компанії «Октан» Олександр Вікулов розповів, що в його практиці траплялись випадки, коли доводилось модернізувати шнеки.

Олександр Вікулов

Механік

елеватора компанії Октан

«В силосах одних виробників механізм регулювання опускання самого шнеку був зроблений таким чином, що залишався дуже великий зазор — біля 10 сантиметрів. Довелось шнек перевертати, щоб опустити його нижче, бо регулювальний гвинт був внизу. В силосах інших виробників вносили зміни в автоматизацію, замінили кабелі на інший тип, тому що з «рідними» працювати було складно. Окрім цього ми ще додали радіомодуль для управління зачисним шнеком, що дозволило на цій ділянці роботи елеватора вирішити проблему дефіцита кадрів».

За його словами, зачисний шнек на елеваторах іноді стає найбільшим головним болем в силосах.

Олександр Вікулов

Механік

елеватора компанії Октан

«Нещодавно бачив зовсім інший тип зачисного механізму. Там стоїть не шнек, а транспортер, скребковий, набагато тихіше, набагато краще працює. Я б дивився в цю сторону, дуже цікаво».

Він також зазначає, є ще один нюанс при вивантаженні силосів — це очистка внутрішніх стінок. 

Олександр Вікулов

Механік

елеватора компанії Октан

«Як би ми не доглядали за силосом, все одно там залишаються якісь зернята на стінках. Може треба проміняти якусь ультразвукову техніку для того, щоб ідеально очистити із середини силос. Зараз немає такого ефективного механізму очистки, за допомоги якого можна було б очистити силос на висоті 20-25 метрів. Механізми з вібрацією не допоможуть, потрібен, мабуть лише ультразвук».

Силоси на «не рідних» фундаментах

За 30 років, скільки вітчизняні виробники виготовляють металеві силоси, за словами елеватористів, вони вже проробили всі проблемні місця, що були на старті, і випускають якісні конструкції. Зараз українські виробникии навіть витісняють зарубіжних.  

Зокрема на елеваторі компанії «Октан» до війни планували встановити два силоси іноземного виробництва, під них виготовили фундаменти. Але потім довелося все «переграти». На ці фундаменти поставили ємності KMZ Industries. Як розповів механік елеватора Олександр Вікулов, ніяких проблем при цьому не виникло. Ємності підібрали тієї ж конфігурації, під яку вже зробили фундамент. 

І це не єдиний такий випадок за останній час. Технічно, за словами директора по монтажу та будівництву KMZ Industries Вячеслава Степанчука, можуть виникнути невеликі складнощі, але вони мінімальні, у разі, якщо добре пропрацьований проєкт.

Вячеслав Степанчук

Директор по монтажу та будівництв

KMZ Industries

«Основні складнощі реалізації проєкту на плечах проєктувальника, технолога та конструктора, саме вони все стикують і перевіряють, а наша справа все змонтувати і, при необхідності, підігнати те, що треба і вказано в супроводжуючий документації. Іноді виникали складнощі із встановленням спорядження, іноді було не просто із стикуванням естакад чи транспортерів, але ми це все розуміли при розробленні ПВР, були до цього готові, як і до будь-якого проєкту, тому все проходило добре».

До речі, після початку повномасштабної війни кількість кейсів, коли вітчизняні виробники встановлюють своє обладнання замість іноземного, зростає.

Наталія Кулаковська

Директорка з маркетингу

KMZ Industries

«В ключових сегментах лідерство вже впевнено перейшло до українських виробників елеваторного обладнання: уже у 2024 році частка українського транспортного обладнання становила 48,8% у грошовому вираженні, а в сегменті силосів — 81,4%. Це свідчить не лише про довіру до вітчизняних рішень, а й про реальні виробничі потужності, здатні швидко закривати потреби ринку — навіть у надскладних умовах».

Старі vs. нові силоси: Переваги та ризики

Існує думка, що старі елеватори з металевими силосами частіше потребують модернізації та ремонтів, ніж нові. Але, за словами Романа Штельмаха, якщо старий силос досі в експлуатації і не має ознак деформації, він може служити й надалі. Єдине, на що варто звернути увагу, це можлива міжщілинна корозія в силосах, зібраних з декількох панелей різної товщини. Проте, з 20-річним досвідом експлуатації, багато таких силосів досі працюють без суттєвих проблем.

Роман Штельмах

Директор департаменту клієнтського сервісу

KMZ Industries

«Особливе занепокоєння викликає використання високоміцних сталей (420, 450, до 500) у нових силосах. Хоча ці сталі дозволяють зменшити товщину конструкції та витримувати більші навантаження, вони були розроблені переважно для автомобілебудування, де вага є критичною. Високоміцні сталі мають менш виражену межу плинності, тобто вони не деформуються поступово, а просто лопаються при перевантаженні. На відміну від старих силосів зі «звичайної» сталі, де деформації (вигини) є видимими ознаками проблеми, у силосах з високоміцних сталей такі попереджувальні сигнали можуть бути відсутні, і руйнування відбувається раптово. Це ускладнює виявлення критичних змін експлуатантами».

Отже, якщо підсумувати все сказане, головна запорука довгострокової експлуатації силосів — це, по-перше, правильна експлуатація, а, по-друге, регулярні технічні огляди. Що ж до ремонтів та модернізації, то вони повинні проводитись вчасно і за участі кваліфікованих професіоналів. Вчасне оновлення — це завжди дешевше, ніж ліквідація наслідків аварій або втрата якості зерна.

Інна Воробйова, Elevatorist.com