Masa rury stalowej: wzory i metody obliczeniowe

Przed zakupem musisz obliczyć ciężar rury stalowej. Wynika to z takich czynników. Po pierwsze, podobne produkty są sprzedawane na wagę. Po drugie, uzyskane dane określą siłę tworzonej struktury. Każdy odpowiedni GOST zawiera tabelę ciężaru rury stalowej wskazującą standardową masę liniową 1 m. Jednak rzeczywiste wartości mogą różnić się od normy, nawet jeśli grubość i średnica ściany nie różnią się.

Zalety i wady

Fakt, że produkty z rur stalowych zajmują znaczną część regałów w każdym sklepie z materiałami budowlanymi, wskazuje, że ma pewne zalety w porównaniu z konkurencją. Zatrzymajmy się nad nimi krótko.

• siła mechaniczna. Walcowanie rur stalowych można przede wszystkim stosować w miejscach, w których zaopatrzenie w wodę podlega znacznym zewnętrznym obciążeniom mechanicznym. Ponadto produkty te są najlepszym wyborem do organizowania transportu wody pod bardzo wysokim ciśnieniem;
• względna taniość. Oczywiście nie można nazwać rury stalowej najtańszym materiałem. Ale fakt, że jest jednym z najtańszych takich produktów, jest na pewno. W takim przypadku ciężar rury nie jest przypisany głównej roli;
• szeroki wybór okuć. Jeśli czasami trzeba przeszukać wyposażenie o niezbędnym kształcie, na przykład do tej samej rury wodociągowej z polipropylenu, wówczas na półkach każdego sklepu budowlanego znajdują się zwykłe trójniki lub żeliwne narożniki w obfitości;
• niski współczynnik rozszerzalności liniowej. Ta właściwość jest bardzo ważna, gdy główny przewód wody (bez względu na to, ze stali lub z innego materiału) jest otynkowany lub zagłębiony w jastrychu. Oznacza to, że po podgrzaniu stalowego rurociągu nie pojawią się pęknięcia w takiej powłoce.

Główne wady metalowych produktów rurowych, oprócz złożoności montażu i demontażu, obejmują między innymi podatność na korozję i zmniejszenie użytecznego luzu w czasie. Jeśli chodzi o wagę rury stalowej o długości 1 m, właściciel przyszłego systemu zaopatrzenia w wodę odczuje ogromne znaczenie tego parametru na wszystkich etapach budowy. Począwszy od transportu partii produktów rurowych, w tym rozładunku, a skończywszy na instalacji rurociągu.

Przykład obliczenia masy stalowej okrągłej rury

Niezależnie od tego, która metoda obliczeniowa zostanie zastosowana, konieczne jest poznanie wartości liczbowych następujących parametrów okrągłej rury stalowej:

• grubość ściany;
• średnica zewnętrzna.

Ważny! Jedną z głównych cech przy obliczaniu masy okrągłej rury jest gatunek stali.

Z kursu fizyki w szkole średniej wiadomo, że w celu określenia ciężaru właściwego rury stalowej należy użyć objętości materiału pomnożonej przez jego gęstość. Ostatni parametr jest wartością stałą, podczas gdy objętość materiału (w naszym przypadku stali) musi zostać obliczona. Istnieją dwie metody rozwiązania tego problemu. Jest to obliczenie objętości arkusza tworzącego okrągłą rurę lub obliczenie różnicy objętości między cylindrem zewnętrznym a cylindrem wewnętrznym.

1.Aby obliczyć ciężar rury (na przykład o średnicy 168 mm i grubości ściany 8 mm) w pierwszej kolejności, najpierw musisz określić obwód:

L = π * D - 3,14 * 0,168 = 0,52752 m.

Tutaj: D jest średnicą produktu i jest dobrze znaną matematyczną stałą transcendentalną.

Następnym krokiem jest obliczenie pola powierzchni. Takie obliczenia przeprowadza się poprzez pomnożenie obwodu jednostki produkcji okrągłej rury przez jej długość. Przy obliczaniu masy metra rury stalowej w naszym przypadku wzór przyjmuje następującą postać:

S = 0,52752 * 1 = 0,52752 m²,

gdzie S jest powierzchnią 1 m okrągłej rury.

Na kolejnym etapie obliczania masy okrągłej rury o długości 1 metra obliczana jest objętość stali użytej do produkcji tego produktu. Odbywa się to przez pomnożenie obszaru przez grubość ściany:

V = S * W = 0,52752 * 0,008 = 0,00422 m²

Na ostatnim etapie obliczania masy 1 metra okrągłej stalowej rury określa się gęstość stali. W specjalnej tabeli wartość tego parametru wskazuje na taką wartość - 7850 kg / m³. Następnie gęstość stali jest mnożona przez objętość:

P = 7850 * 0,00422 = 33,127 kg.

Tabela 1 pokazuje wyniki obliczeń dla produktów rurowych o najczęstszych standardowych rozmiarach. Należy podkreślić, że jest to teoretyczna wartość ciężaru jednego metra liniowego rury.

Tabela 1

Cale	Średnica zewnętrzna	Warunkowa przepustka	grubość ściany			Waga 1 m liniowy, kg
			Wzmocniony ny	Zazwyczaj żylny	Płuco	Wzmocniony ny	Zazwyczaj żylny	Płuco
2 ½	75,5	65	4,5	4,0	3,20	7,88	7,05	5,71
2 ¼		57
2	60,0	50	4,50	3,50	3	6,16	4,88	4,22
1 ¾		45
1 ½	48,0	40	4	3,50	3	4,34	3,84	3,33
1 ¼	42,3	32	4,0	3,20	2,80	3,78	3,09	2,73
1	33,5	25	4	3,20	2,8	2,91	2,39	2,12
¾	26,8	20	3,20	2,80	2,5	1,86	1,66	1,5
½	21,3	15	3,20	2,80	2,5	1,43	1,28	1,16
¼	10,2	6,0	2,50	2,0	1,80	0,47	0,4	0,37

 

2. Obliczenie ciężaru jednego metra liniowego rury za pomocą drugiej metody obejmuje obliczenie objętości cylindrów wewnętrznych i zewnętrznych. Pierwszym krokiem jest obliczenie powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni.

Obszar zewnętrzny to:

S._Nar = π * D - 3,14 * 0,168 = 0,5278 m².

Aby obliczyć powierzchnię wewnętrzną, najpierw musisz znać średnicę cylindra wewnętrznego. To jest tak: 0,168-0,016 = 0,152 mm. A powierzchnia wewnętrzna wynosi 0,152 × 3,14 = 0,4777

Ponadto można już obliczyć objętości. Biorąc pod uwagę fakt, że technika ta dotyczy obliczania ciężaru metra stalowej okrągłej rury, formuły wyglądają bardzo prosto.

Objętość zewnętrznego cylindra będzie wynosić 0,5278 × 1 = 0,5278, a wewnętrzny 0,4777 × 1 = 0,47773.

Różnica objętości wynosi: 0,5278-0,4773 = 0,00505.

Aby w końcu obliczyć ciężar rury stalowej, pozostaje tylko pomnożyć objętość przez gęstość:

0,00505 × 7850 = 39,64 kg.

Jak widzimy, wyniki się nie zgadzały. Ale różnica jest rozsądna.

Ważny! Jeśli odniesiesz się do odpowiedniego GOST, to w tabeli zobaczysz zupełnie inną wartość masy okrągłej rury stalowej. Wynika to z faktu, że producenci wykorzystują błędy dozwolone w tym dokumencie.

Jak obliczyć ciężar rury w prosty okrągły sposób

Chociaż powyższych metod nie można nazwać złożonymi, istnieje jeszcze prostszy sposób obliczenia masy rury według średnicy i grubości ściany. Formuła wygląda następująco:

P = π * (D - S_św) * S_św* T.

Tutaj: D jest średnicą zewnętrzną; Św - grubość ściany; T to gęstość (ciężar właściwy).

W naszym przypadku okazuje się:

P = 3,14 * (0,168 - 0,008) * 0,008 * 7850 = 31,55 kg.

W ten sposób możesz dowiedzieć się, ile rury dowolnej wielkości wisi. Na przykład 1 m produktu o zewnętrznej średnicy 75,5 mm i grubości ścianki 4,5 mm waży:

P = 3,14 * (0,0755 - 0,0045) * 0,0045 * 7850 = 7,82 kg.

Cóż, aby znaleźć całą masę rury stalowej, należy pomnożyć wynikową liczbę przez liczbę metrów użytych produktów rurowych.

Na ostateczny wynik wpływa nie tylko gatunek stali, ale także metoda produkcji. Na przykład waga bezszwowego produktu nie będzie taka sama jak stal spawana elektrycznienawet jeśli ich średnica zewnętrzna i grubość ścianek są takie same. Rzeczywiście, do produkcji każdego rodzaju materiału stosuje się surowce (czyli stal) o określonym składzie, charakteryzujące się indywidualną wartością gęstości.

I chwila.Ciężar ocynkowanego produktu rurowego jest o 3 procent większy niż ciężar nie ocynkowanej rury o podobnych wymiarach.

Przykład obliczenia ciężaru profilu rury stalowej

Na rynku dostępne są wyroby stalowe nie tylko okrągłe, ale również o przekrojach kwadratowych i prostokątnych. Najpierw porozmawiajmy o tym, jak rozpoznaje się ciężar rury o profilu kwadratowym.

Wzór na obliczenia jest następujący:

P = (L - S_św) * S_św*0,0316.

Tutaj: P jest masą jednego metra rury stalowej; L jest rozmiarem boku; Św - grubość ściany; 0,0316 jest stałym współczynnikiem znalezionym empirycznie.

Na przykład, jeśli L = 33,5 mm, S = 4 mm, a następnie:

(33,5-4) × 4 × 0,03163,73 kg.

Teraz o tym, jak rozpoznaje się ciężar rury o przekroju prostokątnym. Aby to zrobić, użyj następującej formuły:

P = (L1 - L₂ - s_św) * S_św*0,0158,

gdzie L1 i L2 to rozmiary boków; Św - grubość ściany; 0,0158 jest również stałym współczynnikiem ustalonym empirycznie.

Na przykład, jeśli L1 = 40 mm, L2 = 20 mm, S = 2 mm, waga 1 metra stalowej prostokątnej rury będzie równa:

P = (40 + 20-2 * 2) * 2 * 0,0158≈1,77 kg.

Jak obliczyć ciężar rury o nietypowym przekroju

Czasami w budownictwie wyroby z walcowanych wyrobów metalowych stosuje się nie tylko o przekroju prostokątnym, kwadratowym i okrągłym. Na przykład różne ogrodzenia i balustrady są wykonane z produktów o owalnym przekroju. A w inżynierii mechanicznej znalazły szerokie zastosowanie w tworzeniu grzejników chłodzących i różnych układów hydraulicznych.

Aby obliczyć masę rury o nietypowym przekroju, należy użyć następującej formuły:

P = ρ * X * L,

gdzie P jest masą produktu; ρ jest gęstością materiału; X oznacza pole przekroju; L jest długością rury jednostkowej.

Ta formuła jest przydatna w przypadku produktów z dowolną sekcją. Aby zrozumieć, czy otrzymane produkty odpowiadają wymaganiom określonym w zamówieniu, wystarczy wybrać kilka próbek z partii wynajmu, zmierzyć i obliczyć.

Rada! Jeśli znasz wagę partii, za pomocą tego wzoru możesz dowiedzieć się, ile metrów dostarczonej rury walcowanej: L = P / ρ * X.

Dokładność obliczenia masy rur stalowych w ten sposób jest procentowa. Ostateczny wynik zależy od wielu czynników, w tym od składu stali, korozji metalu, jednolitej grubości ścianki, a nawet wilgotności powietrza, nie wspominając o temperaturze otoczenia. Dlatego w celu uzyskania dokładniejszej wartości ciężaru rury metalowej konieczne jest przynajmniej wyjaśnienie gatunku stali i podczas wykonywania obliczeń podstawienie jego gęstości (ciężaru właściwego) we wzorze. Do pomiarów zaleca się stosowanie narzędzia bardziej precyzyjnego niż taśma miernicza, szczególnie przy pomiarze grubości ścianki.

Alternatywne obliczenie ciężaru rury stalowej o długości 1 m

Aby określić wagę okrągłej rury, skomplikowane obliczenia wcale nie są konieczne. Dostęp do Internetu pozwoli ci łatwo znaleźć kalkulator masy online i użyć go do obliczenia materiałów obu typów - zarówno okrągłych, jak i profilowych.

Aby jednak ustalić ciężar rury, możesz wykonać następujące czynności: po prostu zapoznaj się ze stołem umieszczonym w odpowiednim standardzie. Ponownie można to zrobić przez Internet. Na przykład, jeśli to konieczne, kup fajkę wodną w polu wyszukiwania Yandex lub Google, wpisz frazę „GOST 3262 75”. W odpowiedzi otrzymasz około miliona opcji. Kliknij na najbardziej odpowiedni i na pierwszej stronie tego dokumentu regulacyjnego zobaczysz tabelę ciężaru rury stalowej. Musisz tylko znaleźć wiersz i kolumnę, która wyświetla wymiary produktów z rur. Przedstawia wartość teoretycznej masy stalowej okrągłej rury. Ale niewiele różni się od rzeczywistego. A najdokładniejszą masę rury można znaleźć tylko poprzez ważenie.

Wyciągać wnioski

W rzeczywistości jest ich kilka.

• różne metody obliczania ciężaru 1 m rury dają dość zauważalny rozrzut wyników. Nie ma to decydującego znaczenia z punktu widzenia marginesu bezpieczeństwa konstrukcji metalowych: w każdym razie ta cecha stali nadmiernie pokryje odchylenia od obliczonej masy jednego metra walcowanej rury. Jednak przy zakupie dużej partii rur możesz popełnić błąd w nagraniu na mniejszą lub większą stronę. A to spowoduje konieczność ponownego zakupu lub doprowadzi do przekroczenia kosztów;
• Przy zakupie rur lepiej jest polegać na liczbach przedstawionych w GOST. Wtedy, jeśli pojawi się kontrowersyjna sytuacja, twoje argumenty będą bardziej przekonujące. Na przykład dokument regulacyjny mówi, że na tonę rury stalowej powinno być 110 metrów rury, a jest ich 120. W tym przypadku możemy założyć, że producent zaniedbał wymagania norm, aby zaoszczędzić. Czynnik ludzki nie jest tu jednak wykluczony.

Rada! Wstępne obliczenia pozwolą ci wstępnie określić częstotliwość instalacji podpór rurociągu zewnętrznego, aby zapobiec jego ugięciu.

Jeśli nadal musisz kupować rury, a ta procedura nie wiąże się z dużymi trudnościami, ze względów ekonomicznych lepiej jest wziąć pod uwagę minimalną obliczoną wartość masy.