Пример расчёта веса трубы стальной круглой
Независимо от того, какой метод расчёта будет использоваться, необходимо знать численные значения следующих параметров круглого стального трубопроката:
- толщина стенки;
- наружный диаметр.
Из курса физики средней школы известно, что для определения удельного веса трубы стальной следует умножить объём использованного материала на его же плотность. Последний параметр – величина постоянная, в то время как объём материала (в нашем случае это сталь) нужно вычислить. Решить такую задачу можно двумя методами. Это — расчёт объём листа, образующего круглую трубу, или вычисление разности объёмов внешнего цилиндра и цилиндра внутреннего.
1. Для расчета веса трубы (например, диаметром 168 мм с толщиной стенки 8 мм) первым способом, сначала нужно определить длину окружности:
L = π*D — 3,14*0,168 = 0,52752 м.
Здесь: D – диаметр изделия, а — всем известная математическая трансцендентная константа.
Для расчета веса трубы измеряется ее внешний диаметр и толщина стенки
Следующий шаг – вычисление площади наружной поверхности. Выполняется такой расчёт путём умножения окружности единицы продукции круглого трубопроката на её же длину. При вычислении веса метра трубы стальной в нашем случае формула принимает следующий вид:
S = 0,52752*1 = 0,52752 м²,
где S – площадь поверхности 1 м круглой трубы.
На очередном этапе расчёта веса 1 метра трубы круглой вычисляется объём использованной для производства данного изделия стали. Делается это умножением площади на толщину стенки:
V = S*W = 0,52752*0,008 = 0,00422 м²
На последнем шаге вычисления веса 1 метра трубы стальной круглой выясняется плотность стали. В специальной таблице значение данного параметра указано такое – 7850 кг/м³. Затем плотность стали умножается на объём:
Р = 7850*0,00422 = 33,127 кг.
В таблице №1 приведены результаты расчета для трубной продукции самых ходовых типоразмеров. Необходимо подчеркнуть, что это – теоретическое значение веса одного погонного метра трубы.
Таблица 1
| Дюймы | Наружный диаметр | Условный проход | Толщина стенки | Вес 1 м погонного, кг | ||||
| Усилен- ных | Обыкно- венных | Лёгких | Усилен- ных | Обыкно- венных | Лёгких | |||
| 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. Расчёт веса одного погонного метра трубы вторым методом предполагает вычисление объёмов внутреннего и внешнего цилиндров. Первый шаг – расчёт площадей внешней и внутренней поверхностей.
Внешняя площадь равна:
Sнар. = π*D — 3,14*0,168 = 0,5278 м².
Чтобы рассчитать внутреннюю площадь, сначала необходимо узнать диаметр внутреннего цилиндра. Он такой: 0,168-0,016=0,152 мм. А внутренняя площадь равна 0,152×3,14=0,4773
Далее уже можно вычислять объёмы. С учётом того, что эта методика касается расчёта веса метра трубы стальной круглой, формулы выглядят очень просто.
Объём внешнего цилиндра будет равен 0,5278×1= 0,5278, а внутреннего 0,4773×1=0,4773.
Разность объёмов составляет: 0,5278-0,4773=0,00505.
Чтобы окончательно рассчитать вес трубы из стали, осталось только умножить объём на плотность:
0,00505×7850=39,64 кг.
При проверке труб на соответствие стандартам производства допускается наличие небольших погрешностей в размерах, поэтому результаты расчетов по формулам могут не совпадать с таблицами ГОСТов
Как мы видим, результаты не совпали. Но разница в разумных пределах.
Способы определения веса стальных электросварных труб
Масса электросварной детали зависит от нескольких факторов. В первую очередь стоит отметить такой показатель, как удельная плотность материала. Безусловно, важную роль играют и геометрические параметры детали. Наиболее важные из них:
- диаметр (для круглых деталей);
- ширина и высота (для профилированного проката);
- толщина;
Универсальный метод определения массы электросварной трубы – использование формул
длина.
Плотность данного материала – постоянная величина, соответствующая числу 7850 м³. Для определения веса электросварных труб применяются такие методы:
- формулы;
- таблицы;
- онлайн-калькуляторы.
Каждый из вышеуказанных способов предполагает получение значения, которое не является идеальным. На итоговый результат, являющийся приблизительным, оказывают влияние некоторые факторы. Например, фиксированная величина плотности (7850 м³) используется для вычисления удельной массы всех разновидностей стальных труб. Однако для каждого типа деталей применяются различные марки стали. Таким образом, фиксированная величина оказывает влияние на конечный результат, который отличается от фактического.
Масса электросварной трубы напрямую зависит от удельной плотности материала
Разница в плотности разных марок стали не сильно ощущается при расчете, если объем партии недостаточно большой. В таблицах стальных электросварных труб вес также является приблизительным. К тому же итоговые результаты, содержащиеся в таблицах, нередко округляются (для удобства).
Еще одна причина приблизительности расчетов заключается в том, что для проведения вычислений применяют идеальные габаритные параметры. Они, как правило, отличаются от фактических, так как не учитывают закруглений в углах труб. Закругление как параметр может присутствовать у профильных труб. Сколько весит такое изделие? Лучше всего для ответа на этот вопрос воспользоваться таблицей или онлайн-калькулятором. Это позволит сэкономить время.
Реальная деталь отличается аккуратностью сварочных швов. Такие швы могут иметь разные наплывы металла. Еще один фактор, оказывающий влияние на неточность расчетов, – производственные допуски. Универсальный метод определения массы – использование формул. Но чаще всего этот вариант не оправдывает себя, так как не каждый человек сможет провести сложный расчет, учитывающий применение множества вспомогательных геометрических и физических параметров.
Для проведения вычислений массы электросварной трубы применяют идеальные габаритные параметры
Формула расчета веса труб с нестандартным сечением
Помимо круглых и профильных изделий, существует еще один распространенный вид – трубы с нестандартным сечением. Многие люди задаются вопросом о том, как найти массу таких деталей. На современном рынке стальных труб чаще всего встречаются такие варианты нетрадиционного сечения:
овальное;
Кроме круглых и профильных изделий, существует еще один распространенный вид – трубы с нестандартным сечением
- трапециевидное;
- ромбовидное;
- пятигранник;
- шестигранник.
В интернете можно найти таблицы веса труб, имеющих нестандартное сечение. Кроме этого, существуют специальные формулы, позволяющие провести самостоятельное вычисление этого параметра. Эксплуатационная сфера таких изделий довольно обширна. Они используются для монтажа заборов и других всевозможных ограждений, а также в качестве перилл. На производствах данные детали входят в состав разнообразных конструкций. Для определения удельной массы труб, имеющих нестандартное сечение, применяется формула:
m = ρ х S х L, где:
ρ – показатель плотности материала;
В интернете можно найти таблицы веса труб, имеющих нестандартное сечение
S – площадь сечения;
L – длина изделия.
Данная формула является универсальной. Поэтому с помощью нее можно вычислять удельный вес деталей, имеющих разную форму сечения. Уравнение позволяет ответить на вопрос о том, как узнать вес трубы с нестандартным сечением.
Если вес труб уже известен, то тогда появляется возможность расчета общей протяженности партии. Для этого существует специальная формула:
L = m / ρ х S
Существуют специальные формулы, позволяющие провести самостоятельное вычисление массы шестигранной трубы
Чтобы конечный результат был максимально точным, необходимо учесть ряд других факторов. Среди них можно выделить следующие: состав сплава, однородность толщины стенок детали, скорость коррозии. А также на массу оказывают влияние влажность воздуха и его температура.
Прочностной расчёт
Профильная продукция, обладающая рёбрами жёсткости, характеризуется повышенной прочностью, а поэтому очень часто используется при создании каркасов в роли несущих изделий.
Нагрузка на каркас складывается из двух составляющих:
- полезной нагрузки, то есть собственно веса, который конструкция должна выдерживать; в зависимости от вида сооружения это может быть общий вес группы людей, масса снега или земли и т.д.;
- веса самого каркаса: поскольку сталь – достаточно тяжёлый материал, следует учитывать и вес погонного метра квадратных труб, из которых составлена несущая конструкция.
Сколько весит 1 метр погонный стальной трубы по ГОСТ 10704-91
Характеристика труб металлических согласно сортамента: “Трубы стальные электросварные прямошовные”
| Наружный диаметр трубы, мм | Теоретический вес одного метра трубы, кг при толщине стенки, мм. | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1.2 | 1, 4 | -1.5 | 1.6 | 1.8 | 2, 0 | 2, 2 | 2, 5 | 2, 8 | 3 | ||
| 10 | 0.222 | 0, 260 | ||||||||||
| 10.2 | 0.22 | 0, 266 | — | — | — | — | —, | — | — | — | — | |
| 12 | 0.271 | 0.32 | 0.366 | 0, 388 | 0.41 | — | , — | — | -— | _ | — | |
| 13 | 0.296 | 0.34 | 0, 401 | 0, 425 | 0.45 | — | — | — | — | — | — | |
| 14 | 0.321 | 0.379 | 0.435 | 0.462 | 0.48 | — | — | — | — | — | — | |
| -15 | 0.395 | 0.4 | 0, 470 | 0.49 | 0.52 | — | — | — | — | — | — | |
| 16 | 0.37 | 0, 43 | 0.504 | 0.636 | 0.568 | — | -— | — | -— | _ | — | |
| -17 | 0.003 | 0, 46 | 0.55 | 0.573 | 0.608 | — | — | — | — | — | — | |
| 18 | 0, 41 | 0, 44 | 0, 675 | 0.61 | 0.71 | 0.78 | — | — | — | — | — | |
| 19 | 0, 444 | 0, 527 | 0, 605 | 0, 647 | 0, 687 | 0.764 | 0, 838 | — | — | — | — | |
| 20 | 0.461 | 0, 556 | 0, 642 | 0.684 | 0, 726 | 0.808 | 0, 885 | — | — | — | — | |
| 21.3 | 0.501 | 0.505 | 0, 687 | 0.732 | 0.777 | 0.866 | 0, 952 | — | — | — | — | |
| 22 | 0.51 | 0.616 | 0.711 | 0, 758 | 0.805 | 0.897 | 0.906 | — | — | — | — | |
| -23 | 0.543 | 0.645 | 0.746 | 0.705 | 0, 844 | 0.041 | 1.04 | 1, 13 | 1, 26 | — | — | |
| 24 | 0.567 | 0, 675 | 0.78 | 0, 832 | 0.884 | 0.085 | 1.09 | 1.18 | 1.33 | — | — | |
| 25 | 0.502 | 0.704 | 0.815 | 0.86 | 0.023 | 1.03 | 1.13 | 1, 24 | 1, 39 | — | — | |
| 26 | 0.617 | 0.734 | 0.84 | 0.849 | 0.906 | 1, 07 | 1.18 | 1.29 | 1.45 | — |
ГОСТ 10705-80
По специальному требованию заказчика, трубы группы больше 152 мм изготавливают длиной меньше 10 м, а трубы до 70 мм – длиной не менее 4 м.
ГОСТ 10705 допускает мерные длины до 70 мм – от 3 до 5 м;
Если размер от 70 до 219 мм, то длина разрешается от 6 до 9м.
При от 219 до 426 мм, мерный размер – 10 до 12 м,
Изделия свыше 426 мм, изготавливают немерной длины,
При имеющейся договоренности с заказчиком трубы от 70 до 219 мм могут производится длиной от 6 до 12 м, кратностью не менее 250 мм, при этом они не должны превышать нижние пределы размеров труб. Размер припуска при каждом резе не более 5 мм и включается в каждую кратность реза. При необходимости перевозки труб различных диаметров и длины необходимо знать сколько метров в тонне. Для расчета можно воспользоваться таблицами ГОСТ, регламентирующие определенный вес, но лучше воспользоваться нашим трубным калькулятором.
Преимущества и недостатки
Тот факт, что продукция стального трубного проката занимает в любом магазине стройматериалов существенную часть стеллажей, говорит о наличии у неё определённых достоинств по сравнению со своими конкурентами. Кратко остановимся на них.
механическая прочность. Стальной трубопрокат, прежде всего, может применяться в местах, где водопровод подвергается немалым внешним механическим воздействиям. Кроме того, данные изделия – лучший выбор для организации транспортировки воды под весьма высоким давлением;
относительная дешевизна. Назвать трубу стальную самым дешевым материалом, конечно же, нельзя. А вот то, что она одно из самых дешёвых подобных изделий – это точно. При этом весу трубы отводится не главная роль;
широкий выбор арматуры. Если фитинг необходимой формы, например, для того же полипропиленового водопровода иногда придётся ещё и поискать, то обычные тройники или уголки чугунные в обилии присутствуют на полках любого строительного магазина;
небольшой коэффициент линейного расширения
Данное свойство очень важно, когда магистраль водопровода (неважно какого, стального или из другого материала) штукатурится или утапливается в стяжку. То есть, при нагреве стального трубопровода трещины в таком покрытии не появятся.
К основным недостаткам металлических трубных изделий помимо трудоёмкости монтажа и разборки, эксперты относят подверженность коррозии и уменьшение со временем полезного просвета. Что же касается веса 1м трубы стальной, то владелец будущего водопровода ощутит на себе большое значение данного параметра на всех этапах строительства. Начиная с транспортировки партии трубной продукции, включая разгрузку и заканчивая монтажом трубопровода.
Трубы без защитного покрытия быстро начинают ржаветь, а это является серьезным недостатком
Материал для изготовления трубопроката
Материалы могут быть неметаллические (пластмасса, полимеры, цемент) и металлические (сталь, биметалл, цветные металлы).
Сталь для производства труб относится к категории качественных или легированных. От простых сталей она отличается незначительным содержанием вредных примесей таких как серные и фосфорные соединения.
Сварные трубы изготавливаются из спокойных, полуспокойных типов сталей.
Исходным материалом для бесшовных труб используется только спокойная сталь.
Кипящая сталь имеет некоторые преимущества: она дешевле, у неё выше пластичность, но есть и недостаток – меньше прочность, также этот металл подвержен сильному старению и меньшей устойчивости к коррозии.
При производстве трубной стали для улучшения свойств, при ее изготовлении применяют специальный тех. процесс – вакумирование, а также добавки из специальных реагентов, уменьшающих образование раковин в металле при остывании.
Марки стали применяемые для производства наиболее распространенных бесшовных и электросварных труб.
| Марка стали | Применение |
|---|---|
| Конструкционная углеродистая сталь, качественного и обычного качества (08, 10, 15, 20, Ст3-6 с, сп.) | Для трубопроводов, котлов среднего и высокого давлений, коллекторных разводов, водопроводных, газопроводных систем отопления. |
| Сталь легированная, низколегированная, конструкционная, в том числе теплоустойчивая: (09Г2С,10Г2, 12Х1МФ, 15ГС,15ХМ, 15Х5М, 17ГС, 12ГСБ) | Нефтепродуктопроводы магистральные. Водоподготовка котлов, транспортировка технической и обычной воды с содержанием нормальных сероводородных и коррозионных химических составляющих. |
| Стали легированные, нержавеющие, коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные (03Х18Н11, 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 12X18H10T, 12X18H12) | Производство продуктопроводов для передачи коррозионных и умеренно опасных сред. Работа под средним давлением при высоких температурах. |
Для чего нужен расчет веса стальной трубы?
Суммарная масса стальной металлоконструкции является важной количественной информацией. Еще на этапе производства металлопроката данный показатель позволяет определить, какое количество сырья потребуется для изготовления партии
Также массу металлопрокат надо знать на этапе транспортировки. Для быстрого определения веса 1 метра стальной трубы в онлайн-калькулятор вводится вся необходимая информация, касающаяся размеров транспортируемых изделий. В зависимости от полученного значения предпочтение отдается транспортному средству определенного вида.Масса стального трубопроката в обязательном порядке отражается в сопроводительной документации, а также финансово-отчетных, бухгалтерских, складских документах.
Массу стальной продукции обязательно определяют на этапе проектирования металлоконструкций. От этого зависит их прочность, надежность и срок службы. Проще всего найти массу, используя калькулятор или таблицы. Однако при необходимости можно выполнить расчет. Порядок действий в этом случае будет зависеть от формы поперечного сечения. Предлагает ознакомиться с основными формулами.
Порядок расчета зависит от формы поперечного сечения
Расчет веса круглой трубы
Расчет начинаем с определения линейных размеров металлопроката. Если они даны в миллиметрах (мм), стоит сразу сделать перевод в метры. Вес круглой трубы определяем в следующей последовательности:
- Определяем длину окружности, умножив наружный диаметр на число «Пи» (3,14);
- Высчитываем площадь поверхности одного метра путем произведения найденного ранее длины окружности на длину;
- Находим объем вещества, содержащейся в погонном метре. Для этого площадь поверхности умножаем на толщину стенки;
- Для определения теоретического веса погонного метра определенный ранее объем умножаем на плотность стали (7850 кг/м³).
Толщина стенки оказывает влияние на массу металлопроката
Расчет веса прямоугольной трубы
Если продукция с прямоугольным профилем, расчет веса выполняют следующим образом:
- Вычисляем периметр, который численно равен сумме сторон изделия (удвоенному значению длины и ширины);
- Находим площадь поверхности, умножив периметр на погонный метр;
- Рассчитываем объем веществ, перемножив площадь поверхности на толщину стенки;
- Определяем массу погонного метра, умножив объем на плотность стали
Рассчитать прямоугольную стальную трубу несложно
Расчет веса квадратной трубы
Порядок расчета трубного проката с квадратным поперечным сечением практически не отличается от описанной выше последовательности. Для нахождения периметра длину одной стороны изделия следует умножить на четыре.
Формула расчета веса трубы в этом случае будет выглядеть следующим образом:
m = ro / 7850 × 0,0157 × s × (A × 2 – 2,86 × s) × L, где
ro– удельный вес;
A– длина стороны;
s – толщина стенки;
L – длина трубопровода;
7850 – плотность углеродистой стали.
Для расчета нужны все линейные размеры
Геометрический расчёт
Поскольку профиль – неплоская геометрическая фигура, вес квадратной трубы будет равен произведению объёма стенок изделия и плотности материала (в данном случае стали).
Удельная плотность стали составляет 7850 кг/м3, именно это значение и можно использовать при расчётах, не отвлекаясь на незначительные возможные отклонения.
Формула для вычисления массы одного погонного метра трубы:
m = 4AN·7850,
где A – наружная длина одной стороны квадратного профиля (поскольку у квадрата все стороны равны, в формуле это значение умножается на 4), м;
N – толщина стенки профиля, м;
7850 – плотность стали, кг/м3.
Чтобы узнать массу трубы определённой длины, необходимо полученное для одного метра значение умножить на метраж интересующего отрезка.
Как рассчитывается вес трубы с необычным сечением
Иногда в строительстве используется продукция трубного проката не только с прямоугольным, квадратным и круглым сечением. Например, из изделий с овальным сечением изготавливаются разнообразные ограждения и перила. А в машиностроении они нашли широкое применение при создании радиаторов охлаждения и разнообразных гидравлических систем.
Для просчета веса труб с сечением необычной формы нужно знать марку стали, из которой они произведены
Для расчета веса трубы с необычным сечением, необходимо воспользоваться следующей формулой:
P = ρ*X*L,
где P масса изделия; ρ — плотность материала; X – площадь сечения; L – длина единицы трубного проката.
Эта формула пригодится для изделий с любым сечением. Чтобы понять, соответствует ли указанным в заказе требованиям полученная продукция, достаточно выбрать из партии проката несколько образцов, измерить и подсчитать.
Точность расчёта массы труб стальных этим способом составляет процентов. Конечный результат зависит от многих факторов, в числе которых состав стали, степень коррозии металла, однородность толщины стенок, даже влажность воздуха, не говоря уже температуре окружающей среды. Поэтому, чтобы получить более точное значение веса металлической трубы, по крайней мере, необходимо уточнить марку стали и при проведении вычислений в формулу подставлять именно её плотность (удельный вес). Для измерений рекомендуется использовать инструмент поточнее рулетки, особенно при замере толщины стенки.
Чугунные трубы и их особенности
При прокладке водопровода важно учитывать такие критерии, как срок службы материала, его прочность, а также масса и диаметр. Чугунные трубопроводы использовались для прокладки водопроводов достаточно давно, и сегодня их основным конкурентом является пластик
Если сравнивать пластик и чугун, то первый вариант имеет больше преимуществ, но все же уступает второму по таким критериям, как прочность, долговечность и надёжность
Если сравнивать пластик и чугун, то первый вариант имеет больше преимуществ, но все же уступает второму по таким критериям, как прочность, долговечность и надёжность.
В отличие от стальных сварочных изделий, чугунные материалы имеют намного больший вес, что связано с толщиной стенок этих изделий. Чтобы повысить качество чугунного материала, в его состав добавляется смесь шаровидного графита. Это позволило повысить показатели прочности, пластичности и устойчивости материала к растрескиванию при влиянии негативных агрессивных сред.
Популярность чугуна обусловлена разнообразием его диаметров, однако даже этот фактор не способствует снижению большого веса материала. Чтобы снизить вес, производители уменьшают длину труб, вызывая неудобства создания большого количества соединений. Однако при этом упрощается процесс монтажа.
К основным преимуществам чугунных изделий относятся:
- Высокий срок службы, составляющий более 100 лет.
- Низкие показатели аварийности.
- Устойчивость к физическим и механическим нагрузкам.
- Стойкость к перепадам температур.
Зная характеристику двух вариантов металлических труб, нужно разобраться в вопросе измерения веса 1 метра изделия.
Делаем выводы
Их, собственно, несколько.
- различные методики расчёта веса 1 м трубы дают достаточно заметный разброс результатов. Это не критично с точки зрения запаса прочности металлоконструкций: данная характеристика стали в любом случае с избытком покроет отклонения от рассчитанной массы одного метра трубного проката. Однако при закупке большой партии труб можно ошибиться по метражу в меньшую или большую сторону. А это вызовет необходимость повторной закупки либо приведёт к перерасходу бюджета;
- делая закупку труб, целесообразнее опираться на цифры, представленные в ГОСТе. Тогда при возникновении спорной ситуации ваши аргументы будут более убедительными. Например, в нормативном документе сказано, что в тонне стального трубного проката должно быть 110 метров труб, а там оказалось 120. В таком случае можно предположить, что производитель в целях экономии пренебрёг требованиями стандартов. Впрочем, здесь не исключён и человеческий фактор.
Если докупать трубы всё-таки придётся и эта процедура не связана с большими сложностями, из соображений экономии лучше принимать во внимание минимальное из расчётных значений веса
