浅谈钢板仓的安全管理

Introduction to safety management of the steel silo

◎李辉如（广州港股份有限公司新港港务分公司　广州，510730）

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



浅谈钢板仓的安全管理

Introduction to safety management of the steel silo

◎李辉如
（广州港股份有限公司新港港务分公司广州，510730）

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

港口及加工业的发展往往需要建设大量的储存设施，钢板仓以其占地面积少、投资少（比混凝土筒仓少30%~50%）、工期短等优点，近年来被港口和加工企业广泛采用，但国内钢板仓在使用中也出现了不少安全事故，特别是2012~2013年建材行业钢板仓事故频发，有些地方甚至到了“谈仓色变”的程度.影响钢板仓安全主要有两方面的因素：一是设计和施工方面的问题，二是使用中存在的问题，本文结合我港实际情况，仅就后者进行一些探讨.

1　钢板仓的种类和构成

我国粮食钢板仓主要有波纹板装配式、利浦式（也称为卷板式）、焊接式，其中绝大多数是装配式的，利浦式次之，焊接式较少.

港口筒仓系统通常由筒仓群、工作塔组成，工作塔为高层建筑（钢结构），内设输送、计量、除尘设备.筒仓底层结构分为架空式和落地式两种，由于架空式结构四周宽畅，输送设备容易布置.通风和采光条件好，目前多采用架空式结构.筒仓底部为锥形或平底，锥形采用自然出仓，平底采用机械（清仓机）出仓，小型仓体采用单个锥底出仓，大型仓体采用多个锥底（浅圆仓）或清仓机械出仓（平底仓）.

单个钢板仓一般由仓上建筑，仓顶、仓壁、仓底、仓下支撑结构及基础6个部分组成的.

2　影响钢板仓安全使用的因素

影响钢板仓安全使用的因素有以下几方面：①钢板仓工程完成交付使用后，应按规范要求进行压仓试验，《粮食钢板筒仓设计规范》对新建钢板仓试装粮作了明确要求.如果不按规范压仓，就会产生安全隐患.如国家安全总局在山东滕州“4·1”钢板仓安全事故的通报中明确提到“该事件暴露出购买和使用该储粮筒仓的××公司，没有按照有关规范标准加强工程质量监督，没有按要求进行压仓试验”.②钢板仓内货物结顶或板结.钢板仓所用的板材较薄，一般为0.8~4.2 mm，与混凝土筒仓相比，钢板仓具有两倍的导热率，易受外部气温的影响，再加上环境昼夜温差较大，使仓内粮食很容易产生结露现象，从而导致粮食挂壁或结顶，特别是含油率较高的巴西大豆，粮食一旦结顶，当结顶下部出货时，中间就会产生真空，从而仓壁就会产生负压，导致钢板仓变形.③自然通风管被粉尘堵塞.钢板仓仓顶设有自然通风管道，以保持仓内仓外气压的平衡，某直属粮库钢板仓由于长时间使用忽视了通风口的清理，通风口被粉尘积聚而堵塞，导致在出粮时仓顶产生较大负压，出现了整个仓顶塌陷的安全事故.④平底钢板仓沿出仓机械方向仓底设有多个出料口（一般为奇数），必须保持均衡出货，如果出货不均匀，则仓壁所受侧压力不均衡，就会导致钢板仓仓壁变形，严重的会导致仓壁起皱，钢板仓倾斜，甚至导致钢板仓坍塌.

3　钢板仓的安全管理措施

下面就结合广州港在钢板仓使用方面采取的措施，谈谈钢板仓的安全管理.

3.1对于新建成的钢板仓，严格按规范进行压仓试验

对于新建成的钢板仓，严格按规范进行压仓试验.二期钢板仓建成后，我港与客户进行了充分沟通，取得客户了支持，按60%、30%、10%分3个阶段试装粮，前两阶段装粮分别静置1个月，最后一阶段装粮后静置两个月，按图1中的顺序试装粮，并做好相关的观测工作.

图1　18 m仓试装料顺序示意图

3.2根据粮食的特性做好仓内粮情的跟踪和保管制度

码头仓库为中转仓储，大部分货物在仓内的存储时间不超过一个月，但有时受市场景气程度的影响，货物在仓内存放时间达1~3个月，根据粮食的物理和化学特性做好仓内粮情的跟踪，建立严格的保管制度是非常重要的：①根据货物的特性，做好仓内货物状况的跟踪.一般情况下港口接卸的粮食水分低于12.5%，从我港的经验来看，小麦、大麦3个月以下不会板结，玉米、豌豆二个月内不会板结，大豆特别是巴西大豆容易板结，在夏天温度较高时，巴西大豆在仓内存放超过10天就开始发热板结.有些高粱由于含水率较高也容易挂壁或板结，图2是美国2#高粱在钢板仓中的板结情况，该批高粱2014年9月25日进仓，11月10日出仓，在钢板仓储存一个半月.②充分用好钢板仓的监测设施，特别是测温系统，每天派人对仓内温度进行监测，发现问题异常时，及时开启仓底通风设施和仓顶的轴流风机，对粮食进行散热和通风，防止板结.对于筒仓、平仓、堆场三个位置的货物，优先疏运筒仓内货物.③实行钢板仓内粮食的日检、周检制度，由三班仓库员负责对粮食进行日检，由计划组专仓管理员负责组织周检，发现异常情况及时采取相应措施.

3.3严格按规范使用钢板仓

严格按规范使用钢板仓，必须按以下要求和步骤操作：①避免钢板仓边进边出的操作，由于钢板仓是薄壳钢结构，任何不平衡的外力都会导致安全隐患，由于进仓流量达1 000 t/h，而出仓只有300 t/h，进出的不平衡会导致受力的不平衡（这一点本文只作定性分析，建立力学模型进行受力分析还请专家指导）.②新港的平底钢板仓为32 m，沿仓底出仓皮带机设有7个出料口，我们对仓底皮带机操作工进行了严格培训并定期检查他们的操作，确保按4、3—5、2—6、1—7的顺序开启闸门出货，确保钢板仓受力均衡，如图2所示，先开4#闸门时钢板仓受力是平衡的，如图3所示，如果先开3#闸门，则严重偏载.③严控钢板仓超负荷使用.钢板仓负荷设计是以物料容重0.75 kg/m3来计算的，在实际操作中，广州港规范了钢板仓进料规定：当物料的容重超过0.75 kg/m3筒仓装粮不超过最大装粮重量（18 m仓为4 000 t，32 m仓为13 000 t），当物料的容重小于0.75时kg/m3则控制进筒物料的高度（如图5所示），装料的最大高度以物料达仓内上料位为止，同时辅以人工测量物料高度，确保筒仓不超载.

图2　正确的出仓方式图

图3　错误的出仓方式图

图4　物料高度警戒值

3.4加强钢板仓的检查

①对钢板仓仓体实行日检、入货封仓前检查、月度专项检查制度，入货封仓前检查主要是对仓内检查，月度专项检查主要在仓外检查，8-1筒的安全隐患就是在封仓前及时检查出来的.②对钢板仓定期进行专业检测，现在我们每年聘请专业机构对所有钢板仓至少进行一次位移、沉降和垂直度检查，检查后给出专业的检查评估报告，表1为2013的检测结论.

表1　检测结论表

3.5加强钢板仓保养和维护

①定期派人（每季度一次）对仓顶通风管、轴流风机口，仓顶板的积尘进行清理，防止通风管、轴流风机口堵塞，防止积尘吸水后发酵附着在仓顶薄板上侵蚀仓顶板.②2013年检查到7个2千吨级的利浦仓的清仓门存在不同程度的外凸变形，与制造厂家沟通后制定维修方案，把原来方形门改成圆形门（如图5、图6所示），解决了这个问题.③利浦仓空仓时，随着仓顶刮板机的运行存在不同程度的晃动，采取的方案是：原仓壁与立筋的连接方式是螺栓，螺栓是通过高频焊接在筒体钢板上，焊接面较小，使用一段时间后部分焊接点断开，筒体失去足够的支撑力后就产生晃动.维修时改用仓壁与立筋焊接（如图7、图8所示），加大连接面，解决了这个问题，目前7个筒已改造完成3个.④利浦仓仓顶盖板局部锈烂，仓顶檀条严重锈蚀，维修方案是：更换仓顶板，对檀条进行除锈、油漆（如图9、图10所示）.⑤仓体外锈蚀，螺栓生锈.对仓体或螺栓除锈，使用环氧富锌油漆进行防腐（如图11、图12所示）.

图5　改造前采用方形门图改造后采用圆形门图

图7　立筋与仓体内壁焊接图

图8　焊接后仓体外壁防腐图

图9　仓顶盖板锈蚀图

图10　更换新盖板图

图11　螺栓生锈图

图12　油漆防腐图

3.6装配式钢板仓螺栓的检查和维护

由于装配式钢板仓是通过无数个螺栓把裁剪成的一定规格的钢板装配而成的，因此螺栓连接副的有效性关系到钢板仓的安全使用，因此对装配式钢板仓的螺栓实行专项检查和维护是非常必要的.广州港坚持对钢板仓特别是钢板仓螺栓实行三级检查制度，近期检查到8-1筒仓螺栓8颗被剪断、多颗螺栓松动的情况，下面作一个分析.

3.6.1螺栓被剪断和松动情况

8-1#仓检修门左上方第3与第4环侧板上下搭接处螺栓剪断4颗，同时检修门右上方水平方向距离仓门2道加强筋，高度方向第3与第4环侧板上下搭接处螺栓剪断4颗（如图13、图14所示）.筒仓侧板从第十二环以下存在部分上下侧板搭接螺栓松动（松动是指螺栓在扳手帮助下轻松拧动螺栓头，同时螺栓连接副连接完整，而不是因螺栓被剪断的松动）.螺栓松动主要出现在第6~9环之间的侧板上下搭接螺栓，其他连接螺栓出现松动的情况相对较少，且越往高处螺栓松动的相对较少.

3.6.2原因分析

螺栓剪断主要是由于安装时侧板个别螺栓孔叠加时没有完全同心，导致在装粮后会造成该螺栓孔上螺栓被侧板剪断.螺栓出现松动主要有2个原因：筒仓下部多是双层侧板，侧板在工厂加工时是先模具冲孔再进行曲卷成型，对螺栓孔的精度有一定影响，在侧板多层叠加时，因部分侧板上的波凸形状误差会使上下搭接的4层侧板贴合就不十分紧密.在筒仓装粮压实趋圆过程中，侧板贴合面也有一个变形调幅的过程，以适应筒仓整体趋圆变形，使得螺栓连接之间出现螺栓与侧板之间的紧固点发生变化，出现少数螺栓松动现象.同样是因为下部多是双层侧板，且侧板与侧板搭接处为了防水需要贴有多层防水胶条，而该处螺栓的螺杆上也同样缠有防水胶泥，导致这些螺栓在安装一定时间后，由于胶泥在一定程度上变干收缩定型，没有初期安装时胶条的密实膨胀，也可致使个别螺栓连接面出现螺栓与侧板之间的初期紧固力衰减，出现螺栓松动现象.以上两个原因是导致部分水平缝螺栓出现松动现象的原因.

3.6.3整改措施

对筒仓第13环以下所有侧板上下搭接连接螺栓全部进行检查，检查发现螺栓松动必须用扳手进行拧紧（拧紧扭矩不小于15 N.m）；如果发现螺栓无法拧紧，则将旧螺栓拆除更换新螺栓重新拧紧（拧紧扭矩不小于15 N.m）；如发现螺栓被剪断，则先做好标记，在后续工作中统一更换新螺栓（如图15、图16所示）.对所有剪断螺栓进行更换，更换前对原螺栓孔进行错孔检查，并用工具对螺栓孔进行扩孔校正保证螺栓孔同心，更换螺栓时在螺杆上缠密封胶泥.所有新换螺栓必须拧紧，拧紧扭矩不小于15 N.m.

3.6.4防范措施

如果足够多的螺栓松动会导致侧板之间产生相对位移，在强大的侧压力作用下就会产生较大的剪切力把螺栓剪断，例如8-1螺栓剪断虽然为个别现象，但如果不引起足够重视，及时采取措施，任由它蔓延发展到大量螺栓剪断的话则可能发生侧板崩开的安全事故.由于筒仓下部所受的侧压力最大，螺栓松动主要集中在12环以下，建议每月对装配式钢板仓侧板的螺栓抽查一次，每两年对13环以下的螺栓进行一次检查、紧固，对失效的连接付进行更换.鉴于螺栓在装配式钢板仓中的重要性，建议生产厂家对装配式钢板仓提供每两年的一次螺栓专业检查和维护，列入合同条款一并考虑所需费用.

综上所述，我国在钢板仓的使用中虽然出过一些安全问题，但只要在使用中重视安全管理，严格按规范操作，钢板仓的安全事故是完全可以避免的，钢板仓作为粮食中转仓是非常适合的.

图13　检查螺栓图

图14　螺栓断裂图

图15　仓内紧固螺栓图

图16　仓外紧固螺栓图

摘要：介绍了钢板仓的类型，根据钢板仓的使用经验，分析了影响钢板仓安全使用的因素，对钢板的安全使用及安全管理措施进行了探讨.

关键词：钢板仓；类型；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

作者简介：李辉如（1986—），男，工程师，现任广州港股份有限公司新港港务分公司散粮作业部经理；专业方向为起重运输与工程机械.

收稿日期：2015-01-12

中图分类号：TU249.2