Izračun težine cijevi od nehrđajućeg čelika: formula, dijagrami i provjere kupaca

Težina po metru: formula, konstanta i odakle dolazi

Težina po metru u kilogramima je (OD - debljina stijenke) x debljina stijenke x 0,02491. Vanjski promjer i debljina stijenke unose se u milimetrima, rezultat se vraća kao kilogrami po metru, a 0,02491 je konstanta gustoće za nehrđajući čelik kvalitete 304.

Konstanta nije poslovna tajna, to je samo geometrija i gustoća utisnuta u jedan broj. Stijenka cijevi je prsten, tako da je površina njezinog presjeka u kvadratnim milimetrima jednaka pi x (OD - t) x t. Jedan metar tog dijela dugačak je 1000 mm, što daje volumen u kubičnim milimetrima, a dijeljenjem s 1000 pretvara se u kubične centimetre. Pomnožite kubične centimetre s gustoćom u gramima po kubičnom centimetru i dobit ćete grame, zatim podijelite s 1000 za kilograme.

Cijeli taj lanac kolabira u pi podijeljeno s 1000, pomnoženo s gustoćom. Za 304 nazivna gustoća je 7,93 g/cm3, dakle 0,0031416 x 7,93 = 0,02491. Za 316L nominalna gustoća je 8,00 g/cm3, što daje 0,02513. Ništa se drugo u formuli ne mijenja kada se promijeni ocjena, zbog čega kupci koji upamte jednu konstantu i jedan broj rijetko dolaze u probleme.

Praktična posljedica je da je izbor razreda odluka o težini koliko i odluka o koroziji. Pokretanje iste cijevi promjera 60,3 mm, 2,77 mm stijenke u 304, 316L i 2205 proizvodi tri različite mase po metru, a preko narudžbe od 20 tona ta razlika pada izravno na fakturu tereta i na plan dizanja.

Dva retka u toj tablici vrijedna su pamćenja. Duplex je otprilike 1,7 posto lakši od 316L pri identičnim dimenzijama jer mu je gustoća niža, a Monel 400 je oko 10 posto teži od 304. Ponuda izgrađena na konstanti 304 za narudžbu legure nikla podcijenit će težinu pošiljke za nekoliko stotina kilograma po kontejneru.

Zašto je vrijednost gustoće važnija od aritmetike

Aritmetika nikad ne pogriješi, unos da. Najčešća pogreška u izračunima težine je tretiranje 7,93 kao univerzalne gustoće nehrđajućeg čelika, a druga najčešća je korištenje konstante ugljičnog čelika od 0,02466 za narudžbu nehrđajućeg čelika.

Nominalna gustoća je objavljena, ali stvarna brojka se kreće unutar uskog pojasa od topline do topline. Sadržaj kroma i nikla malo pomiče gustoću, a hladna obrada je malo smanjuje. U komercijalne svrhe nominalna brojka je prava za citirati, jer su narudžbenice, potvrde tvornice i popisi pakiranja izgrađeni na nominalnoj gustoći. Ono što ne biste trebali činiti je tvrditi da je tolerancija na mostnoj vagi stroža nego što stvarni proces može izdržati.

Uzmite u obzir širenje na cijev od 3 tone od 25,4 mm OD, 2,11 mm stijenke. Pri konstanti 304 izračunata težina je 1,224 kg/m. Pri konstanti 316L iznosi 1,235 kg/m. Na 2450 metara cijevi to je razmak od 27 kg, dovoljno malen da ga apsorbira, ali 10 posto zidne tolerancije istog reda može pomaknuti stvarnu masu za 250 kg ili više. Gustoća ocjena je problem zaokruživanja; zidna tolerancija je prava.

Gdje se gustoća istinski mijenja, komercijalna odluka je o legurama nikla i super austenitici. Snop izmjenjivača topline od 904L i snop od 316L s identičnim brojem cijevi približno su iste težine, ali snop Monel 400 nije, a nije ni snop Inconel 625 s 8,44 g/cm3. Razmak nosača cijevi, težina snopa po kanalu i kapacitet dizalice trebaju ispravnu konstantu prije objavljivanja crteža.

TP316/316L/316H/316Ti austenitna cijev od nehrđajućeg čelika Bešavne cijevi koje nose molibden u četiri varijante razreda 316, relevantne ovdje za provjeru težine cijevi i opterećenja snopa prije puštanja u promet. Pogledajte proizvod →

Četiri obrađena primjera koja možete izravno kopirati

Primjer 1: cijev instrumenta, 25,4 mm OD, 2,11 mm stijenke, TP316L, 6 metara duljine

Oduzmite zid od OD: 25,4 - 2,11 = 23,29. Pomnožite sa zidom: 23,29 x 2,11 = 49,14. Pomnožite s konstantom 316L: 49,14 x 0,02513 = 1,235 kg/m. Jedna dužina od 6 metara je 7,41 kg. Narudžba od 400 duljina iznosi 2964 kg, ili 2,964 tone, prije pakiranja.

Primjer 2: procesna cijev, 114,3 mm OD, 6,02 mm stijenke, TP304, 12 metara duljine

114,3 - 6,02 = 108,28. Pomnožite sa 6,02 = 651,85. Pomnožite s 0,02491 = 16,24 kg/m. Jedna dužina od 12 metara je 194,9 kg. Narudžba od 40 komada iznosi 7796 kg, zbog čega se ovom veličinom obično rukuje dizalicom, a ne viličarom i nikad se ne spaja preko granice podizanja.

Primjer 3: kvadratna i pravokutna cijev

Okrugla formula se ne primjenjuje. Za pravokutni šuplji presjek površina poprečnog presjeka je 2t x (h w - 2t), gdje su h i w vanjske dimenzije u milimetrima. Sa sklopljenom gustoćom, verzija 304 postaje kg/m = 0,01586 x t x (v š - 2t).

Kvadratna cijev 40 x 40 x 2 mm u 304: 0,01586 x 2 x (40 40 - 4) = 0,01586 x 152 = 2,41 kg/m. Pravokutnik 40 x 20 x 1,5 mm u 316L: 0,01591 x 1,5 x (40 20 - 3) = 0,01591 x 85,5 = 1,36 kg/m. Brojka od 0,01591 jednostavno je 2 x 8,00 / 1000 za 316L.

Primjer 4: pretvaranje kilograma natrag u metre

Dostupni metri po toni = 1000 podijeljeno s kg/m. Za 16,24 kg/m to je 61,6 metara po toni. Ako klijent traži 5 tona iste veličine, odgovor je 308 metara ili 25 punih 12 metara dužine plus 8 metara ostatka, što obično nije ono što želi dobiti. Uvijek zaokružite prema dolje na cijeli broj standardnih duljina i navedite rezultirajuću tonažu umjesto tražene tonaže.

Referentna tablica: Težina po metru za uobičajene okrugle veličine

Tablica u nastavku izračunata je s konstantom 304 od 0,02491 i konstantom 316L od 0,02513. Dimenzije slijede uobičajene veličine za naručivanje ASTM i EN. Upotrijebite ga za prvu procjenu, a zatim ponovno izračunajte s točnim zidom koji je naveden u narudžbenici, jer je razlika u zidu od 0,2 mm na maloj cijevi razlika u težini od 5 posto.

Čitajte tablicu i skaliranje postaje očito. Udvostručenje OD pri konstantnoj stijenci otprilike udvostručuje masu po metru, dok je udvostručenje stijenke pri konstantnoj OD više nego udvostručuje, jer se težina mjeri s debljinom stijenke pomnoženom sa srednjim promjerom. Kod cijevi velikog OD brojkom dominira stijenka, a kod cijevi malog OD dominira OD.

Teorijska težina, stvarna težina i tolerancijski jaz

Izračunata težina je teorijska brojka koja se temelji na nazivnim dimenzijama i nazivnoj gustoći. Izvagano je ono što kaže vaga u luci. Razmak između to dvoje je normalan i reguliran je tolerancijama navedenim u narudžbenici, a ne formulom.

Debljina stijenke je najveći pojedinačni doprinos. Većina narudžbi nehrđajućih cijevi vrši se u odnosu na zidnu toleranciju u rasponu od plus ili minus 10 do 12,5 posto, pri čemu točna brojka ovisi o standardu i navedenoj klasi tolerancije. Cijev naručena na 2,11 mm stoga može izaći iz mlina na 2,32 mm i dalje odgovarati.

Ponovno izmjerite brojeve na tom gornjem zidu: 25,4 - 2,32 = 23,08, pomnoženo s 2,32 = 53,55, pomnoženo s 0,02513 = 1,346 kg/m u odnosu na nominalnih 1,235 kg/m. To je povećanje od 9 posto na papiru i posve je legitiman proizvod.

Tolerancija duljine dodaje drugi, manji sloj. Rezane duljine obično se isporučuju uz pozitivnu toleranciju, a mjerljiv je milimetar ili dva po komadu u 3000 komada. Ovalnost, pravougaonost kraja i skošeni ili ravni kraj neznatno mijenjaju masu.

Zatim postoji iskrena operativna praznina: ulje, prašina, vlaga i ambalaža. Cijev u paketu s čeličnim trakama, plastičnim čepovima i drvenim klizačima rutinski teži 1 do 3 posto više od same cijevi. Na pošiljci od 20 tona to je do 600 kg ambalaže, a uračunava se u nosivost kontejnera iako nitko ne želi platiti vozarinu na drvu.

Pravi način za rješavanje svega ovoga je navesti teoretsku težinu za komercijalne dokumente, jasno navesti primjenjivu klasu tolerancije i dopustiti radnu maržu od 2 do 4 posto prilikom rezervacije tereta. Kupci koji obračunsku brojku tretiraju kao obećanje provest će tjedan dana svađajući se s vagom koja je potpuno ispravna.

Obrnuti izračuni: metri po toni, komadi po svežnju, namotaji po nosaču

Većina pravih pitanja ide unazad. Kupac zna tonažu, ili ograničenje dizalice, ili nosivost kontejnera, i mora znati koliko metara to predstavlja.

Metri po toni = 1000 / kg po metru. Komada po svežnju = ograničenje težine paketa / (kg po metru x dužina). Težina komada = kg po metru x duljina. Ova tri retka odgovaraju na gotovo svako logističko pitanje koje stigne s upitom o cijevima.

Obrađeni kovčeg: korisnik treba točno 1000 kg 114,3 x 6,02 mm TP304. Sa 16,24 kg/m to je 61,6 metara. U dužini od 12 metara to je 5 komada plus ostatak od 1,6 metara, tako da je praktični odgovor 5 komada po 974 kg, odnosno 6 komada po 1169 kg. Oba su točna, a izbor ovisi o tome želi li kupac biti nizak ili nositi dodatne zalihe.

Tamo gdje su uključeni svitak i precizna cijev, podatak o težini unosi se izravno u otpremnu dokumentaciju i u kupčev vlastiti plan utovara stroja. Isplati se objaviti i kg/m i metre po kolutu na popisu pakiranja umjesto da prepustite kupcu da preokrene brojeve.

Zavojna cijev od nehrđajućeg čelika i svijetla zavojna cijev Svijetla cijev zavojnice s glatkom površinom koja se koristi u farmaceutskoj industriji, hrani i uslugama izmjenjivača topline; Podaci o težini i duljini svitka podržavaju planove otpreme. Pogledajte proizvod →

Korisni teret tereta i kontejnera: gdje pogreška zaokruživanja postaje skupa

Cijena tereta se određuje prema težini ili volumenu, što god je veće, a nehrđajuća cijev nezgrapno se nalazi između to dvoje. Spremnik pun cijevi malog promjera će se iscijediti prije nego što se izvaga. Posuda puna cijevi s teškim zidom izvagat će se mnogo prije nego što se raskomada. Znajući s kojim imate posla odlučuje hoćete li poslati 18 tona ili 26 tona.

Za pošiljke manje od kontejnerskog tereta, naplativa težina obično je veća od stvarne težine u tonama i volumena u kubičnim metrima, tako da je faktor konverzije efektivno 1000 kg po kubičnom metru. Cijev malog promjera u dugim snopovima je glomazna; provjerite volumetrijsku brojku prije nego što pretpostavite da će težina prevladavati.

Za pune terete kontejnera, kontejner opće namjene od 20 stopa je procijenjen na oko 28 tona nosivosti na papiru, ali zakonska ograničenja na cestama u Europi i Sjevernoj Americi obično ograničavaju utovareni kontejner na 24 do 25 tona. Kontejner od 40 stopa nudi veću zapreminu, ali ne i proporcionalno veću nosivost, zbog čega teret u gustim cijevima često putuje u kutijama od 20 stopa.

Obrađeno kućište: 219,1 x 4,78 mm TP304 pri 25,52 kg/m. Nosivost od 24 tone omogućuje 940 metara. U dužini od 6 metara to je 156 komada, a hrpa od 156 komada na 219 mm OD zauzima daleko manje od punog kontejnera od 20 stopa, tako da ovaj teret teži. Isti kontejner ispunjen volumenom s cijevi od 12,7 mm nosio bi daleko manje od 24 tone, a trošak prijevoza po toni bi se utrostručio.

Gornji grafikon prikazuje istu cijev OD od 60,3 mm u pet debljina stijenke, sve izračunate s konstantom 304. Prelazak s 1,65 mm na 5,54 mm više nego utrostručuje masu po metru, a ograničenje nosivosti stiže tri puta ranije. To je najkorisnija pojedinačna usporedba težine kada projektni inženjer pita je li teži zid pristupačan.

Dužina također mijenja izračun vozarine na načine koje je lako previdjeti. Duge duljine loše putuju u standardnim spremnicima, a dulje od otprilike 12 metara cijev se mora kretati na opremi za rasuti teret ili ravnom stalku, što mijenja i brzinu i plan utovara. Tamo gdje projekt uistinu treba duge radove s manje varova na terenu, težina po komadu mora se provjeriti u odnosu na opremu za dizanje na licu mjesta, kao i na brodu.

Šest mjesta gdje se izračunata težina razlikuje od stvarnog reda

Ovo su stavke koje najčešće objašnjavaju razliku između izračunate i isporučene brojke. Nijedna od njih nije pogreška u formuli; sve su to normalne varijable koje treba kvantificirati prije slanja narudžbe.

Postoji jednostavna disciplina koja uklanja većinu sporova. U ponudi navedite metodu izračuna, korištenu konstantu gustoće i razred tolerancije. Zatim prikažite teoretsku težinu i procijenjenu bruto težinu kao dva odvojena stupca na popisu pakiranja. Kupci se prestaju svađati kada su oba broja vidljiva i oba označena.

Korištenje podataka o težini za odabir lakše, jače cijevi

Težina po metru nije samo logistički broj. To je projektni broj, a jedna od najkorisnijih usporedbi u odabiru nehrđajuće cijevi je između austenitnog razreda i dupleks razreda pri istom radnom tlaku.

Duplex S32205 ima minimalnu granicu tečenja otprilike dva i pol puta veću od 316L, a duplex je također nešto manje gustoće. Kombinacija znači da se dvostruka cijev često može specificirati s tanjom stijenkom za isti projektirani tlak, a rezultirajuća cijev je značajno lakša po metru od alternative 316L. Dva efekta vuku u istom smjeru: tanji zid i manja gustoća.

Praktična ilustracija: linija OD od 60,3 mm dizajnirana oko 316L na stijenci od 3,91 mm, na 5,49 kg/m, u nekim se klasama tlaka može opsluživati ​​dupleks cijevi na tanjoj stijenci, a masa po metru pada daleko ispod 5 kg/m. Na dugom morskom putu sa stotinama metara cijevi, ta razlika mijenja razmak potpore, težine snopova i plan instalacije.

Ušteda na težini je stvarna, ali nije besplatna. Duplexu su potrebni kvalificirani postupci zavarivanja, stroža kontrola unosa topline i pravilan režim čišćenja nakon zavarivanja. Ispravan način korištenja podataka o težini je kao alat za provjeru: izračunajte obje opcije, usporedite instaliranu masu i trošak zavarivanja, zatim odlučite. Sama težina rijetko pobjeđuje u svađi, ali često započne korisnu raspravu.

S2205 Dvostruka bešavna cijev od nehrđajućeg čelika Duplex 2205 bešavne cijevi za naftu, plin, kemijske i pomorske usluge, korisne kada se uspoređuju opcije cijevi visoke čvrstoće otporne na koroziju i instalirane težine. Pogledajte proizvod →

Imperijalne jedinice, pretvorbe i pravila zaokruživanja

Ne radi svaki kupac u milimetrima i kilogramima, a sustavi jedinica za miješanje pouzdan su način za izradu pogrešne ponude. Dva sustava čisto pretvaraju kada su konstante točne.

U imperijalnim jedinicama formula okrugle cijevi je lb/ft = 10,80 x (OD - t) x t, s dimenzijama u inčima. Konstanta 10,80 odgovara gustoći 304; za 316L je 10,90, a za dupleks 10,63. Razlog zašto konstanta izgleda velika je taj što se presavija u pi, dvanaest inča po stopi i gustoća u funtama po kubnom inču.

Pretvorbe koje vrijedi imati pri ruci: 1 kg/m iznosi 0,6720 lb/ft, 1 lb/ft iznosi 1,4882 kg/m, 1 inč iznosi 25,4 mm, a 1 kratka tona iznosi 907,2 kg. Duljina od 20 stopa iznosi 6,096 metara, a duljina od 40 stopa je 12,192 metra.

Zaokruživanje treba slijediti dokument. Ponude i potvrde narudžbi obično se zaokružuju na tri decimale na kg/m i na cijele kilograme na ukupnu težinu. Popisi pakiranja često se zaokružuju po komadu na dvije decimale, što može uvesti malu kumulativnu pogrešku u velikom broju komada; prvo dodajte dijelove, a zatim zaokružite ukupan zbroj.

Još jedna konvencija je važna. Teoretska težina je osnova za većinu međunarodne trgovine nehrđajućim cijevima i kao takva je navedena u certifikatu tvornice. Ako je ugovorom navedena stvarna izvagana težina, raspon tolerancije i metoda vaganja trebaju biti napisani u ugovoru, inače dvije strane mjere različite stvari.

Kontrolni popis za prednarudžbe za narudžbe kritične težine

1. Potvrdite točan OD i zid na narudžbenici, a ne najbližu katalošku veličinu.
2. Odaberite ispravnu konstantu gustoće za ocjenu koja se stvarno isporučuje, a ne za ocjenu u upitu.
3. Odlučite je li ugovor na teoretsku ili stvarnu težinu i zapišite to.
4. Dogovorite klasu tolerancije zida, zatim izračunajte težinu i na gornjoj i na donjoj granici.
5. Pretvorite tonažu u cijele duljine i provjerite je li ostatak prihvatljiv.
6. Dodajte dopuštenje za pakiranje od 1 do 3 posto za bruto težinu na otpremnim dokumentima.
7. Provjerite težinu komada u odnosu na dizalicu ili viličar koji je dostupan i na utovarnoj luci i na mjestu odredišta.
8. Ponovno izračunajte plan kontejnera u odnosu na ograničenje nosivosti, a ne na ograničenje volumena, za gusti teret.

Svaki od ovih koraka traje nekoliko minuta i sprječava dva načina kvara koji najviše koštaju: kontejner koji je legalno pretovaren na cesti i kupac koji je očekivao 20 tona, a dobio 20,6 tona s potpuno valjanom potvrdom.

Često postavljana pitanja

Koja je formula za težinu cijevi od nehrđajućeg čelika po metru?

(OD - debljina stijenke) x debljina stijenke x 0,02491 za kvalitet 304, s dimenzijama u milimetrima i rezultatom u kilogramima po metru. Zamijenite 0,02513 za 316L, 0,02450 za duplex ili 0,02765 za Monel 400.

Zašto se konstanta razlikuje od ugljičnog čelika?

Budući da je gustoća različita. Ugljični čelik koristi 0,02466 na temelju 7,85 g/cm3, dok nehrđajući čelik 304 koristi 0,02491 na temelju 7,93 g/cm3. Korištenje ugljične konstante na narudžbi od nehrđajućeg čelika smanjuje težinu za oko jedan posto.

Koliko je točna izračunata težina?

Točan je za nazivne dimenzije i nazivnu gustoću. U odnosu na fizičku pošiljku, očekujte razliku od 1 do 4 posto u odnosu na toleranciju zida, dopuštenu duljinu i pakiranje te navedite imajući tu maržu na umu.

Kako mogu pretvoriti kilograme po metru u metre po toni?

Podijelite 1000 s brojem kg/m. Sa 16,24 kg/m, jedna tona je 61,6 metara. Ovo je najbrži način da provjerite pretvara li se tražena tonaža u razuman broj standardnih duljina.

Radi li formula za kvadratnu i pravokutnu cijev?

Ne, umjesto toga upotrijebite kg/m = 2t x (v š - 2t) x gustoća / 1000. Za 304 to se pojednostavljuje na 0,01586 x t x (v š - 2t) sa svim dimenzijama u milimetrima.

Trebam li navesti teoretsku ili stvarnu težinu?

Teoretska težina međunarodna je norma za nehrđajuće cijevi i ono se pojavljuje na većini certifikata mlinova. Ako ugovor zahtijeva stvarnu izvaganu težinu, navedite metodu vaganja i raspon tolerancije u pisanom obliku.

Koliko pakiranje doprinosi težini pošiljke?

Uobičajeno 1 do 3 posto za vezivanje, klizače, kape i omatanje. Na cijevima s teškim zidom postotak je manji; na tankoj stijenci cijevi malog promjera u dugim snopovima može biti veća.

Mogu li smanjiti težinu cijevi bez promjene vanjskog promjera?

Da, na dva načina: odredite tanju stijenku tamo gdje proračunski tlak dopušta, ili prijeđite na dvostruku ocjenu veće čvrstoće koja dopušta tanju stijenku za istu primjenu. Oba mijenjaju masu po metru i oba mijenjaju zahtjeve za zavarivanje i rukovanje.