Termokings.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Примеры расчета веса трубы стальной: по видам материала, нужные параметры

Примеры расчета веса трубы стальной: по видам материала, нужные параметры

Перед покупкой часто необходимо рассчитать, сколько весит труба стальная. На то есть две причины:

  • необходимо определить прочность будущей конструкции;
  • труба продается именно по весу.

В любом ГОСТ-е есть таблица весов труб стальных, в которой указана стандартная масса одного метра. Но реальные значения могут отличаться от стандартного, даже в том случае, когда показатели диаметра и толщины стенки не отличаются. Ведь в процессе производства используются разрешенные ГОСТ-ом допуски. Их следует учитывать и при расчетах.

Независимо от метода вычисления, необходимо знать следующие параметры:

  • наружный диаметр;
  • толщина стенки;
  • сечение (круглая, прямоугольная, квадратная);
  • марка стали.

Расчет для круглой трубы, исходя из объема

Для того, чтобы определить удельный вес трубы стальной, необходимо вспомнить, что для этого необходимо умножить объем материала на его плотность. Плотность является постоянной величиной, а объем вещества, то есть, стали, нужно вычислить. Для этого можно использовать два метода: вычислить объем листа, который образует трубу, или вычислить объемы внешнего и внутреннего цилиндра и определить разность.

Чтобы вычислить вес материала 159 со стенкой в 5 мм по первому методу, следует сначала установить длину окружности – умножить диаметр на число пи:

0,159*3,142 = 0,499578 м.

Следующий шаг – расчет площади наружной поверхности. Для этого нужно умножить длину окружности на длину трубы. Так как рассчитывается размер для одного метра, то длина и будет один метр, а площадь:

Теперь можно вычислить объем стали, использованной для производства одного метра материала. Для этого следует умножить площадь на толщину стенки:

Последний шаг — вычисление веса. Для этого необходимо выяснить (из специальной таблицы) плотность стали – 7850 кг/м³. Далее объем стали умножается на плотность:

0,002498*7850 = 19,484 кг (вес одного метра трубы стальной 159).

Расчет веса трубы стальной по второму методу подразумевает вычисление объема двух цилиндров – внешнего и внутреннего. Первый шаг – расчет внешней и внутренней площади:

0,159*3,142 = 0,499578 м² (внешняя площадь)

Для расчета внутренней площади определяется внутренний диаметр:

0,159 – 0.010 = 0,149 м

И умножается на пи:

0,149*3.142 = 0,468158 м².

Теперь можно вычислить объем внешнего и внутреннего цилиндра:

0,499578*1 = 0,499578 м³(объем внешнего цилиндра)

0,468158*1 = 0,468158 м³ (объем внутреннего цилиндра)

0,499578-0,468158 = 0,003142 м³.

Остается умножить на плотность:

0,03142*7850 = 24,6647 кг (вес погонного метра).

Результаты не совпадают. Если выяснять в соответствующем ГОСТ –е, то таблица покажет совсем другое значение, так как производители используют разрешенные этим документом погрешности.

Трубы бесшовные размеры и вес

Итак, как пользоваться таблицей металлопроката? Например, нам нужно ответить на вопрос: сколько вес трубы стальной диаметром 108 мм? Ответ имеет несколько вариантов. Дело в том, что если речь у нас идёт о табличном значении веса одного погонного метра, указанном в сортаменте бесшовных труб по ГОСТу, то масса 1 погонного метра зависит не только от размера диаметра трубы горячедеформированной, но и от значения толщины стенки. А вот, толщина стенки трубы может быть разной. Поэтому и значение веса 1 метра погонного труб определённого диаметра может существенно изменяться. Это нужно обязательно учитывать, при выполнении расчётов веса труб, когда вы хотите купить трубу и в других всевозможных случаях. Значение веса трубы стальной 108 мм диаметром вы сможете узнать по выписке из сортамента трубного проката. Согласно ГОСТу 10704-63, труба стальная размером диаметра 108 мм может выпускаться с толщиной стенки 3, 3.2, 3.5, 3.8, 4, 4.5, 5, 5.5 мм. Согласно ГОСТу 8732-70, труба стальная 108 мм диаметром может выпускаться с толщиной стенки 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12 мм и больше. Соответственно и вес будет разным, когда мы говорим о весе погонного метра трубного проката.

Читать еще:  Трубы электросварные и трубы водогазопроводные отличия

&copy 2007-2020 ООО «Схид-будконструкция», тел. +38 (050) 693-36-65, (067) 200-01-86

ГОСТы и тех. Характеристики

Рассматриваемые изделия производятся в соответствии со следующими гос. стандартами:

  1. ГОСТ 20295 85 — для магистральных конструкций;
  2. ГОСТ 10704 91, ГОСТ 10706 76 — для электросварной прямошовной продукции.

При выпуске сварной продукции допускается наличие продольного и поперечных швов.

Если труба формируется из двух коротких отрезков на заводе изготовителе, нужно чтобы смещение продольных швов друг от друга было не менее ста миллиметров. Согласно действующей инструкции, вначале выполняется внешний шов, и лишь потом внутренний.

Вес 1 (одного) погонного метра стальной трубы вы сможете узнать из таблицы ниже.

Показатель наружного диаметра (мм)Масса 1 метра изделия (кг) для каждой из указанных толщин стенок (мм)
201816141312111098
720348.71314.74280.57246.19228.93211.62194.25176.85159.39141.87

Чтобы продлить длительность эксплуатации рассматриваемых конструкций, защитив их от неблагоприятного воздействия окружающей среды, изделия покрывают слоем полимеров. Покрытие бывает как внутренним, так и наружным. В качестве антикоррозийного материала применяют антикоррозийную ленту, эпоксидку, полимеры.

Формула расчета теоретического веса трубы

Для математических действий необходимо использовать стандартные первичные данные – это наружный диаметр и толщина стенки. Далее, чтобы высчитать вес метра трубы, можно пойти разными путями.

Применить форму m = ρ × Sтр × L , где:

ρ – плотность стали. В расчетах принято использовать среднее значение ρ = 7850 кг/м 3 ;

Sтр – площадь трубного поперечного сечения;

L – длина. Так как мы рассчитываем теоретический вес 1 метра погонного, то она по умолчанию равна единице.

Теперь определяем площадь сечения исходя из общей формулы для полого цилиндра Sц= ¼ π × (D 2 – d 2 ) . Но так как у нас внутренний диаметр неизвестен, получаем его путем вычитания удвоенной толщины стенки от наружного диаметра, и формула приобретает следующий вид:

Sтр= ¼ π × (D 2 – (D – 2 × s) 2 ) .

Таким образом, масса стальной трубы равна:

m = ρ × ¼ π × (D 2 – (D – 2 × s) 2 ) × L .

Но бывают случаи, когда необходимо определить вес стальной трубы, уже имеющейся в хозяйстве, а в арсенале нет штангенциркуля, а из измерительных инструментов только линейка. Тогда можно воспользоваться подручными средствами. Посредством нитки и линейки максимально точно измеряем длину наружной окружности, толщину стенки и длину трубного отрезка. Дальше выполняем расчет, представив трубу в виде развернутого листа.

Площадь наружной боковой поверхности определяется по формуле:

при этом L – это и есть длина измеренной окружности, а h – длина всего трубного отрезка. Зная толщину стенки, высчитываем ориентировочный объем и массу нашей трубы:

m = ρ × Vтр = ρ × L × h × s .

Но данный расчет приблизительный. Особой точности он не дает, и пользоваться им стоит только в бытовых случаях.

Какое максимально давление может выдерживать стальная бесшовная толстостенная труба 325х12 сталь 20 гост 8731-87

Наибольшую величину пробного давления или расчетную формулу для ее определения (или ссылку на нее) указывают в нормативно-технической документации на данный вид трубной продукции.

Читать еще:  Как и чем склеить пластмассу намертво в домашних условиях

Приведем пример расчета этой величины по ГОСТ 3845. Круглые трубы, работающие под давлением, должны выдержать наибольшее пробное гидравлическое давление в кгс/кв. см, которое может быть вычислено по формуле:

Р = 2SminR/Dp, где

Smin — минимальная(с учетом минусового допуска) толщина стенки трубы, мм
D номинальный наружный диаметр трубы, мм
Dp — расчетный диаметр трубы, который определяется следующим образом:

  • Dp=D (для обсадных и насосно-компрессорных труб)
  • Dp=D-S (для бесшовных труб, например, котельных или др. типа (указанных в ГОСТ 3845) с соотношением s/D≤0,13)

R — допускаемое напряжение в стенке трубы (измеряемое в кгс/кв. мм) при испытании, которое рассчитывается по формуле и:

  • R=40% от временного сопротивления разрыву для трубы Ст20

Рассчитаем давление, которое может выдерживать бесшовная толстостенная труба 325х12, Ст20:

3 Определяем удельный вес трубы по формулам

Как упоминалось выше, расчет основан на определении объема стали, израсходованной на изготовление 1 м трубного проката. После чего эту величину необходимо умножить на плотность сплава (в данном случае на 7850 кг/м 3 ). Искомый объем вычисляют следующим образом:

  1. Определяют объем отрезка трубы длиной в 1 м по ее внешним габаритам. Для этого вычисляют площадь сечения изделия, которую умножают на длину, то есть на 1 м.
  2. Определяют объем полой части проката длиной 1 м. Для этого сначала вычисляют размеры полости (для круглой продукции внутренний диаметр получают, отнимая от внешнего диаметра удвоенную толщину стенки, а для профильной – вычисляют ширину и высоту внутреннего сечения, отнимая удвоенную толщину от внешних размеров). Затем по полученным данным производят расчет, аналогичный приведенному в первом шаге.
  3. В заключение от первого результата отнимают второй – это и есть объем трубы.

Для второго шага можно произвести дополнительные замеры – кому как удобней.

Все расчеты производят после перевода исходных данных в метры и килограммы. Если замеры в сантиметрах, то 1 см = 0,1 м, когда в миллиметрах – 1 мм = 0,001 м. Расчет объема цилиндрических (круглого сечения) объектов, труб производят по следующей формуле:

где V – объем, м 3 ;

R – радиус, равен половине диаметра изделия, м;

Вычисления удельной массы продукции с наружным диаметром 159 мм и толщиной стенки 8 мм выглядят следующим образом. Сначала находят внешний объем. Для этого определяют наружный радиус:

V (внешний) = 0,0795*0,0795*3,14*1 = 0,019845585 м 3 . Округляем до 0,019846 м 3 .

Рассчитываем внутренний объем. Сначала вычисляем диаметр:

0,159 – 2*0,008 = 0,143 м.

V (внутренний) = 0,0715*0,0715*3,14*1 = 0,016052465 м 3 . Округляем до 0,016052 м 3 .

Искомый объем металла трубы:

V = 0,019846 – 0,016052 = 0,003794 м 3 .

Удельный вес = 0,003794*7850 = 29,7829 кг.

Ответ: Труба электросварная – вес 1 метра диаметром 159 мм с толщиной стенки 8 мм равен 29,78 кг. Для сравнения – в таблице ГОСТа 10704-91 указано значение 29,79 кг.

Еще одна простая формула только для стальных круглых изделий:

Вес = 3,14*(D – T)*T*L*P,

где D – наружный диаметр, м;

T – толщина стенки, м;

P – плотность материала, кг/м 3 .

Для вышеуказанных исходных данных получится:

Вес = 3,14*(0,159 – 0,008)*0,008*1*7850 = 29,775992 кг.

Зависимость размеров от технологии производства

Классификация стандартных параметров стальных конструкций производится, исходя из технологии изготовления. Это позволяет произвести охват всего «модельного ряда» проката. Всего существует 4 основных сортамента:

Размеры горячекатаных труб

Эта категория включает изделия с сечением в диапазоне 20 — 550 мм. По внешнему диаметру разделяют более 80 видов изделий, согласно ГОСТ 873278. С учетом разницы в толщине стенок, ассортимент конструкций значительно расширяется. Например, трубы с сечением в 25 мм включают 15 видов конструкций с толщиной металла 2,5 — 8 мм.

Читать еще:  Что такое ППУ(пенополиуретановые) трубы и где они используются?

Параметры холоднокатаных труб

Холоднокатаные трубопроводы включают изделия с сечением от 5 — 250 мм. По ГОСТ 873475 линейка внешних диаметров включает 70 видов. Разновидность внутреннего сечения зависит от толщины стенок: 0,3 — 24 мм. Настоящий стандарт определяет более 20 видов труб с внешним сечением 50 мм: толщина металла 1,2 — 8 мм.

Диаметр прямошовных труб

Табличные данные с размерами прямошовных труб представлены диапазоном 10 — 1420 мм. ГОСТ 1070491 включает самый широкий сортамент, где насчитывается более 80 конструкций.

Сварные трубы градируют по толщине металла, что позволяет выбрать нужное значение в пределах 1 и 32 мм. Сортамент включает 12 видов изделий по 60 мм.

Длина труб зависит от следующих показателей:

Немерная протяженность:

  • D (диаметр) до 3 см — L (длина) до 2 м.
  • D от 3 — 7 см — L от 3 м.
  • D 7…15,2 см — L от 4 м.
  • D 152 мм — L от 5 м.

По запросу клиента трубы класса «А» и «В» по ГОСТ 107-05 сечением от 15,2 см производят протяженностью от 10 м. Конструкции всех категорий сечением до 7 см имеют длину от 4 м.

Мерной протяженности:

  • D до 7 см — L 5…9 м.
  • D 7…21,9 см — L 6…9 м.
  • D 21,9…42,6 см — L 10…12 м.

Если сечение труб превышает 42,6 см, они поставляются только немерной длины. При согласовании с заказчиком, трубы выпускаются в диапазоне 7…219 см, предельная длина конструкций определяется диапазоном от 6 до 12 м.

Длина, кратная 25 см в рамках нижней границы для мерных труб увеличивается на припуск для среза по 5 мм.

Зачем нужно знать удельный вес?

Общая масса стальных труб – это важная и необходимая количественная информация в любой сфере, где данный прокат используется. На заводе, который изготавливает трубы, необходимо знать, какое количество сырья нужно для выполнения заказа для производства партии определенной продукции. В этом случае не обойтись без информации об общем весе поставки готового трубопровода потребителю. Финансово-отчетные, бухгалтерские, дорожно-транспортные, складские и иные документы отображают перемещение и учет металлопродукции в килограммах и тоннах.

Вес трубопроката нужно знать, чтобы выбрать вариант его транспортировки до пункта назначения и подобрать необходимый вид транспорта. Данным показателем оперируют во время покупки и реализации, а также при финансовом расчете за трубную продукцию. Масса стальных труб — это неотъемлемый показатель расчетов прочности, надежности, веса изготавливаемых металлоконструкций и вносится в соответствующую техническую документацию. И в любом случае ее можно быстро определить, зная общие размерные данные и длину используемого проката, при помощи соответствующего удельного веса одного погонного метра трубы.

Где найти информацию

Исчерпывающая информация о зависимостях между параметрами, особенностями эксплуатации находится в стандарте. В нем даны таблицы, позволяющие высчитать вес трубы, а также ознакомиться с доступным сортаментом труб. Учитывайте, что стандарт регулирует, что может выпускать производитель, но только не единицы и объем продукции. В продаже обычно можно найти самые популярные варианты труб.

Например, стальные трубы электросварные прямошовные с толщиной стенки указаны в таблицах стандарта, из которых можно получить данные о весе трубы. Если вас не устраивает вес, используйте трубную продукцию из более легких материалов. Обратите внимание, что легкие материалы могут не выдержать давление воды. Труба с металлом в 1 мм имеется только в электросварном способе производства.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×