История происхождения и развития стального силоса

История строительства стальных силосов для хранения зерна восходит к началу 30-х годов прошлого столетия. На начальном этапе для постройки силоса использовались 6-14 мм стальные панели, сваренные между собой. Благодаря толстым стенкам, такая конструкция имела хорошую герметизацию, высокую прочность и длительный срок эксплуатации – 30-50 лет. Недостатками такого силоса являлись: использование большого количества стали, слишком высокая себестоимость строительства и невозможность расширения его площади.  
На следующем этапе корпус силоса имел более тонкие стенки. Так, уже в  середине 50-х годов, для большего удобства транспортировки зерновых культур использовался тонкостенный силос. Среди силосов тех лет, наиболее распространенными, построенными по немецкой технологии, были два вида силосов: навивные и сборные стальные силосы. Они были простыми в сборке, имели сравнительно легкий вес, низкую себестоимость, высокую степень механизации и автоматизации. Спустя десятилетия постепенного ознакомления, изучения и практических исследований в области конструирования данных силосов, особенно начиная с 70-х годов, с применения стандартных материалов, строительство тонкостенных силосов получило крупномасштабное развитие.


1 Особенности стального силоса
1.1 Безопасное хранение зерна
Существовало мнение о том, что тонкостенные силосы не в состоянии обеспечить долговременное хранение зерновой продукции из-за разницы температур и образования конденсата. Однако, многолетняя практика показала несостоятельность этих утверждений. Влажность зерна, находящегося на хранении, постоянно контролируется и не превышает 13%. Несмотря на тонкие стены силоса, зерновые культуры остаются в хорошей теплоизоляции, и только небольшой слой в пределах 15 см оказывается подвержен незначительным изменениям под действием внешних температур. В тоже время происходит быстрое теплопоглащение, а так же рассеивание тепла. Внутри силос оснащен системой измерения температуры, которая сигнализирует о любых изменениях заданных показателей, и позволяет своевременно принимать соответствующие меры. В связи с большой разницей температур, на внутренних стенках силоса возможно появление конденсата. Поэтому очень важна установка на крыше силоса вытяжных трубопроводов, а также, осевых вентиляторов. На дне силоса имеется  механическая вентиляционная система и дополнительный вентиляционный  воздуховод. С использованием мобильного охлаждающего вентилятора, необходимого для  безопасного хранения зерна, возможно понижение температуры зерна на 5~15℃.  По мере освоения технологии переработки зерновых культур, появились такие способы обработки культур, как: очистка, сушка, просеивание, сортировка, пылеулавливание, а также управление всем объектом, включая загрузку и разгрузку силосов, транспортировку сырья.


1.2 Срок эксплуатации
Срок эксплуатации стального силоса в значительной степени зависит от географического места расположения объекта и материалов, использованных при его строительстве. Так, срок эксплуатации стального силоса, выполненного из панелей, имеющих двустороннее гальваническое покрытие, обычно составляет 20 – 50 лет.


1.3 Материал
В след за бурным развитием металлургической промышленности, появились различные по качеству материалы, все более удовлетворяющие требованиям строительства силосов. В настоящее время для строительства силосов используются панели из обычной, оцинкованной, нержавеющей  стали, алюминиевые и алюминиево-никелиевые  композитные панели, стальные панели с пластиковым, стеклянным и эмалированным покрытием.  

1.4 Усовершенствование технологической комплектации
Кроме собственно силоса, объект должен быть укомплектован различным технологическим оборудованием, включая механические и электрические агрегаты, системы контроля, мониторинга и технического обслуживания. Механическое оборудование включает: устройства транспортировки, взвешивания, очистки, сортировки, систему вентиляции и хранения.         С помощью вышеперечисленного оборудования решаются все задачи производственного процесса. Компьютеризированная система управления элеватором позволяет полностью автоматизировать процессы связанные с обработкой, хранением и перемещением зерна, эффективно контролировать функционирование всего комплекса оборудования, своевременно реагировать на изменение параметров технологических процессов. На объекте используется полный комплект устройств измерения температуры и влажности, датчики уровня, анализирующие устройства, приборы видеонаблюдения и безопасного функционирования оборудования.


2 Виды стальных силосов
2.1 Спиральный стальной силос
В 1968 году немецкий ученый Ксавер Липп использовал специальное оборудование обработки листового металла для возведения спирально-навивного силоса. В 1969 году в Германии был построен первый такой силос. Начиная с 80-х годов, технология возведения спиральных силосов становится все более популярной во всем мире. Так, за последние 30 лет Китайские производители, успешно освоив технологию Липп, построили сотни объектов в странах юго-восточной Азии и СНГ.  Технологический процесс возведения спирально-навивного силоса представляет собой систему спирального соединения стальной ленты посредством двойной завальцовки. Уникальная технология позволяет непосредственно на строительной площадке, без использования болтов и сварочных соединений, вести компактный и быстрый монтаж силосов высочайшей прочности.
Комплект оборудования для возведения спирального силоса, как правило, состоит из: размотчика рулонов, формирующего и загибочного устройства,  вальцовочного станка и несущих рам. Основной функцией формирующего устройства является профилирование и изгибание стальной ленты шириной 495 мм и толщиной 2-4 мм по диаметру силоса. Вальцовочный станок предназначен для завальцовки стальной ленты и одновременно создания выпуклового вальцовочного шва шириной 30-40 мм с внешней стороны силоса, каждый виток которого дает дополнительное ребро жесткости всей конструкции. Поддерживающие несущие рамы служат вертикальной основой, на которой ведется винтовой подъем и монтаж корпуса силоса. Для обеспечения жесткости силоса, внутри конструкции  с интервалом в 1 м устанавливаются вертикальные стойки, обеспечивающие стенкам емкости дополнительную прочность. Коническая кровля силоса представляет собой легкий стальной каркас, на котором закреплены листы из профильной оцинкованной стали.  При этом диаметр корпуса стального силоса может быть от 3 до 25 м, а высота стены – до 30 м. Скорость возведения корпуса силоса составляет 3-5 м/мин. Такие емкости широко используются для хранения сыпучих материалов и жидкостей в сельском хозяйстве, пищевой, фармацевтической и химической промышленности, а также в гражданском строительстве для очистки сточных вод, хранения нефтепродуктов, масел и т.д. По сравнению со сборными и железобетонными хранилищами, спирально-навивные силосы обладают рядом преимуществ:
- прочность, высокая герметичность
- сравнительно короткий период строительства, всепогодный монтаж
- низкая себестоимость, в 2-3 раза меньшие капитальные вложения 
- длительный срок эксплуатации, не требующий технического обслуживания
К недостаткам можно отнести лишь тот факт, что  максимальный объем стального силоса не может превышать 10 тыс. м3.


2.2 Сборный стальной силос из гофрированных панелей
В начале 90-х годов, в Китае появляются стальные силосы болтовой сборки из гофрированных панелей. Технологический процесс возведения таких силосов сводится к соединению листов стенок силоса болтами внахлест. Для придания стенам силосов жесткости применяют гофрированный стальной лист. Каждый ярус стеновых панелей должен быть армирован. А для силосов  большого объема и высоты обязательно двойное армирование и увеличение толщины стен.  Предварительная подготовка и сборка гофрированных панелей начинается еще на заводе, а укрупненный монтаж и возведение корпуса силоса выполняется на строительной площадке. 
Несмотря на свою прогрессивность, сборный стальной силос из гофрированных панелей имеет ряд существенных недостатков:
- Основным из них является большое количество монтажных соединений. Так, например, для соединения стальных панелей сборного силоса объемом 10 тыс. тонн используется 100 тысяч болтов. При этом надежность болтовых соединений ручной сборки зависит от навыков рабочих, то есть велико влияние человеческого фактора и не возможно проконтролировать герметичность соединения. Не редко панели во время сборки подвергаются ударам, болты падают с большой высоты и деформируются. Как следствие возможны разрывы болтовых соединений, что приводит к обрушению силоса.
- Кроме того, неточная разметка (не состыковка) отверстий в панелях и их последующая пробивка на месте зачастую приводит к трещинам и деформациям, что представляет скрытую угрозу и разрыв болтового соединения, что повлияет на все болтовые соединения по направлению окружности и в один момент может привести к крушению всего силоса.
- Одним из крупных недостатков является проникновение атмосферной влаги через горизонтальные и вертикальные стыки и в местах скрепления болтами наружных элементов силосов. Имеющиеся герметизирующие прокладки недолговечны и  под влиянием атмосферных явлений  очень скоро теряют свои свойства.
За время эксплуатации спирально-навивных силосов не было зафиксировано ни одного случая деформации или частичного разрушения конструкции, тогда как сборные панельные ёмкости, построенные по всему миру некоторыми известными компаниями из США, Турции и других стран,   в следствие технологических ошибок и других факторов просто разрушались.


Эволюция развития стального силоса продолжается и на сегодняшний день спиральный навивной силос это предмет активного внимания потребителей.
Учитывая вышеизложенное, необходимо отметить, что для устойчивой работы зерноперерабатывающего предприятия, в настоящее время целесообразнее возводить спиральные силосные емкости, как более перспективные, рентабельные и надежных в эксплуатации. За спирально-навивным элеваторостроением  - будущее.