Введение

В любом крупномасштабном проекте по строительству трубопроводов, будь то конструкция или транспортировка жидкости, руководители и инженеры проекта должны бороться с одной основной, неизбежной переменной: Вес. Вес трубы - это единственный наиболее критичный фактор бюджета вашего проекта. Он диктует логистические и транспортные расходы, определяет грузоподъемность крана, необходимого для подъема, служит основополагающим фактором для расчетов нагрузки на конструкцию и (самое главное) является основой для общей стоимости закупок, поскольку подавляющее большинство труб большого диаметра lsaw и ssaw продается тоннами. Многие в отрасли полагаются на готовые таблицы веса стальных труб, но настоящий профессионал - инженер, менеджер проекта или технический покупатель - должен понимать, что как что строится график. Какая наука стоит за ней? И что делать, если ваша труба (например, 48-дюймовая труба LSAW, изготовленная по индивидуальному заказу) не попала в стандартную таблицу? В этом руководстве вы найдете и то, и другое. Во-первых, мы предоставим исчерпывающие справочные таблицы. Во-вторых, что более важно, мы дадим вам полную инженерную формулу веса трубы и объясним ее основу:... плотность углеродистой стали. Это руководство покажет вам, как рассчитать вес трубы для любой трубы, любого размера, в любое время.

расчет веса стальной трубы формула диаграмма.

 

Постоянная величина: плотность углеродистой стали

Прежде чем приступить к расчетам, необходимо знать константу. Весь вес стальной трубы рассчитывается на основе постоянной плотности самого стального материала. Плотность - это просто масса в объеме. Хотя между сплавами могут быть небольшие различия, стандартная плотность для обычной углеродистой стали (материал, используемый для таких продуктов, как ASTM A53, API 5L и конструкционная труба) - это цифра, которую должен запомнить каждый инженер. Вот две основные ценности, которые вы должны запомнить:

· Метрика: 7850 кг/м³ (или 7,85 г/см³)

· Империал: 490 фунт/фут³ (или 0,2836 фунт/дюйм³)

Эта константа является основой. Каждая формула и каждое число в каждой стандартной таблице веса выводится из этого единственного значения.

Формула ядра: Как рассчитать вес трубы

Это самый ценный инструмент в данном руководстве. График - это справочник, а формула - универсальный инструмент.

Первый принцип: логика

Логика расчета веса трубы проста. Вы платите не за “отверстие”, а только за сталь. Поэтому вес составляет: Вес = Объем стали × Плотность стали.

Чтобы найти объем стали, нужно сначала найти площадь поперечного сечения стали:

1. Площадь поперечного сечения = (общая площадь внешнего круга) - (площадь внутреннего отверстия)

2. Формула площади: A = (π/4) * D²

3. Таким образом, площадь = [ (π/4) * OD² ] - [ (π/4) * ID² ]

(Где OD - наружный диаметр, а ID - внутренний диаметр)

4. Поскольку ID = OD - (2 * толщина стенки), Вы можете подставить это значение, но расчет будет громоздким.

Формула инженера (метод “магических чисел”)

Чтобы упростить этот процесс для повседневного использования, инженеры разработали гораздо более быструю формулу, которая использует непосредственно наружный диаметр (OD) и толщину стенки (WT). Эта формула приближенно рассчитывает площадь поперечного сечения как π * (OD - WT) * WT, а затем предварительно вычисляет геометрию (π) и умножает ее на плотность углеродистой стали, чтобы получить одно “магическое число” или коэффициент пересчета. Это формула веса трубы на фут (Имперский) и вес стальной трубы на метр (Metric), которые используют профессионалы.

Метрическая формула (вес в кг на метр): W (кг/м) = (OD [мм] - WT [мм]) * WT [мм] * 0,0246615

· W: Вес в кг/метр

· OD: Внешний диаметр в миллиметрах

· WT: Толщина стенок в миллиметрах

· 0.0246615: Магическое число“ для расчета метрической стали.

Имперская формула (вес в фунтах на фут): W (фунт/фут) = (OD [дюйм] - WT [дюйм]) * WT [дюйм] * 10,69

· W: Вес в фунтах/футах

· OD: Наружный диаметр в дюймах

· WT: Толщина стенки в дюймах

· 10.69: Магическое число“ для расчета имперской стали.

Строительный авторитет: Откуда взялось 0,02466? Это не магия, это просто математика. Это результат (π/1000) * 7,85, который учитывает преобразование плотности 7,85 г/см³ в кг/мм³ и применение ее к размерам в миллиметрах. Более точный вывод: (OD - WT) * WT * π * (7850 кг/м³) / 1 000 000 (мм²/м²), что упрощает формулу до (OD - WT) * WT * 0.0246615..... Понимание этого доказывает авторитетность формулы.

Справочный инструмент: Таблица веса стальных труб (ASME B36.10M)

Если формула предназначена для расчета, то график - для скорости. На следующей диаграмме представлены теоретический вес для наиболее распространенных размеров труб, как определено в ASME B36.10 стандарт, рассчитанный по приведенной выше формуле. Эта диаграмма - незаменимый инструмент для инженеров и сметчиков, работающих со стандартными запасами труб.

(Примечание: SCH = стандартный, STD = стандартная стена, XS = особо прочная, XXS = двойная особо прочная)

NPS (в) O.D. (дюйм) Расписание Толщина стенок (в) Вес (фунт/фунт) Вес (кг/м)
1″ 1.315 SCH 40 / STD 0.133 1.68 2.50
1″ 1.315 SCH 80 / XS 0.179 2.17 3.23
2″ 2.375 SCH 40 / STD 0.154 3.65 5.43
2″ 2.375 SCH 80 / XS 0.218 5.02 7.47
3″ 3.500 SCH 40 / STD 0.216 7.58 11.28
3″ 3.500 SCH 80 / XS 0.300 10.25 15.25
4″ 4.500 SCH 40 / STD 0.237 10.79 16.06
4″ 4.500 SCH 80 / XS 0.337 14.98 22.29
6″ 6.625 SCH 40 / STD 0.280 18.97 28.23
6″ 6.625 SCH 80 / XS 0.432 28.57 42.51
8″ 8.625 SCH 40 / STD 0.322 28.55 42.48
8″ 8.625 SCH 80 / XS 0.500 43.39 64.57
10″ 10.750 SCH 40 / STD 0.365 40.48 60.24
10″ 10.750 SCH 80 / XS 0.500 54.74 81.46
12″ 12.750 SCH 40 / STD 0.406 53.52 79.64
12″ 12.750 SCH 80 / XS 0.500 65.42 97.35
14″ 14.000 SCH 40 / STD 0.438 63.45 94.42
14″ 14.000 SCH 80 / XS 0.594 85.60 127.38
16″ 16.000 SCH 40 / STD 0.500 82.77 123.17
16″ 16.000 SCH 80 / XS 0.656 107.50 159.97
18″ 18.000 SCH 40 / STD 0.562 104.67 155.76
18″ 18.000 SCH 80 / XS 0.750 138.15 205.58
20″ 20.000 SCH 30 / STD 0.500 104.13 155.00
20″ 20.000 SCH 60 / XS 0.812 167.33 249.00
24″ 24.000 SCH 20 / STD 0.375 94.62 140.81
24″ 24.000 SCH 40 / XS 0.688 171.28 254.88
30″ 30.000 SCH STD (20) 0.375 118.66 176.58
30″ 30.000 SCH XS (30) 0.500 157.86 234.92
36″ 36.000 SCH STD (20) 0.375 142.70 212.35
36″ 36.000 SCH 30 0.500 189.92 282.63
48″ 48.000 SCH STD (20) 0.375 190.79 283.90
48″ 48.000 SCH 30 0.500 253.99 377.98

Практическое применение

Приведенная выше схема полезна, но что делать, если ваш проект требует нестандартной спецификации? Для Олланд основные изделия большого диаметра Стальная труба LSAW и Стальная труба SSAW-Ваши спецификации почти всегда индивидуальны. Вы никогда не найдете “трубу ASME 48 дюймов SCH 65”. Ваша спецификация будет: OD 1219,2 мм, WT 20 мм. Именно здесь график дает сбой, и формула становится вашим самым важным инструментом.

Пример из реального мира: Расчет веса трубы LSAW

· Проблема: Для вашего проекта требуется 1 000 метров труб LSAW с наружным диаметром 48 дюймов (1219,2 мм) и толщиной стенки 20 мм. Каков теоретический вес на метр и каков общий тоннаж для вашего RFQ?

· Данные (метрика):

Внешний диаметр = 1219,2 мм

WT = 20 мм

· Формула:

W (кг/м) = (OD - WT) * WT * 0,0246615

· Расчет:

4.1 W = (1219.2 - 20) * 20 * 0.0246615

4.2 W = (1199.2) * 20 * 0.0246615

4.3 W = 23984 * 0.0246615

4,4 Вт ≈ 591,46 кг/метр

· Общий тоннаж:

4,5 Общий вес = 591,46 кг/м * 1,000 метров

4,6 Общий вес = 591 460 кг

4,7 Общий тоннаж = 591,46 метрических тонн

Теперь вы можете смело отправлять свои запросы на поставку продукции Олланд для 591,46 тонн 1219,2 мм x 20 мм трубы LSAW, и вы получите точное, конкурентоспособное предложение, основанное на этом объеме.

Примечание инженера: теоретический и фактический вес

И снова этот последний совет - то, что отличает профессионального покупателя от новичка. Итак, вес, который вы только что вычислили, - это теоретический вес. Это вес для “номинальных” размеров (название трубы). Фактический вес - это реальный вес трубы, если бы вы поставили ее на весы. Они не одинаковы, потому что каждый производственный стандарт (т.е. API 5L для LSAW ) допускает небольшое отклонение или допуск в конечном продукте. Например: толщина стенки 20 мм может иметь производственный допуск -5% / + 10%. Это означает, что стенка в любой точке может быть как тонкой 19 мм, так и толстой 22 мм. Это критическая разница, особенно с точки зрения стоимости: Теоретический вес применяется для проектирования, конструирования и определения начальной цены. Фактический вес (вес на весах) Фактический вес трубы (вес на весах, указанный в сертификате испытаний на стане) часто используется для выставления счетов и фактур, особенно в тех случаях, когда окончательный размер оплаты определяется на основе справедливости и прозрачности.

Заключение

Основа всех расчет веса стальной трубы физический плотность углеродистой стали-постоянная 7850 кг/м³ (490 фунтов/фут³). Из этой константы мы получаем два критических инструмента: Таблица веса стальных труб для быстрого поиска стандартных размеров, а также универсальный Формула веса трубы для всех нестандартных проектов и проектов большого диаметра. W (кг/м) = (OD - WT) * WT * 0,02466 - самый мощный инструмент инженера для решения этой задачи. Являясь специализированным производителем Стальная труба LSAW и Стальная труба SSAW, Олланд понимает, что точный расчет тоннажа - это основа бюджета вашего проекта. Правильный расчет веса - это начало всего, контроль над логистикой, проектированием и, самое главное, над общей стоимостью покупки. Свяжитесь с нашей технической командой сегодня, сообщив свои точные требования, и мы подготовим комплексное коммерческое предложение на основе точного теоретического веса, что позволит вам с уверенностью проектировать.