Výpočet hmotnosti trubky z nerezové oceli: Vzorec, grafy a kontroly kupujících

Hmotnost na metr: Vzorec, konstanta a odkud pochází

Hmotnost na metr v kilogramech je (OD - tloušťka stěny) x tloušťka stěny x 0,02491. Vnější průměr a tloušťka stěny se zadávají v milimetrech, výsledek se vrátí jako kilogramy na metr a 0,02491 je hustotní konstanta pro nerezovou ocel třídy 304.

Konstanta není obchodní tajemství, je to jen geometrie a hustota vlisovaná do jednoho čísla. Stěna trubky je prstenec, takže její plocha průřezu v milimetrech čtverečních se rovná pi x (OD - t) x t. Jeden metr této sekce je dlouhý 1000 mm, což udává objem v kubických milimetrech a vydělením 1000 jej převedeme na kubické centimetry. Vynásobte centimetry krychlové hustotou v gramech na centimetr krychlový a dostanete gramy, pak vydělte 1000 pro kilogramy.

Celý tento řetězec se zhroutí na pí dělené 1000, vynásobené hustotou. Pro 304 je nominální hustota 7,93 g/cm3, takže 0,0031416 x 7,93 = 0,02491. Pro 316L je nominální hustota 8,00 g/cm3, což dává 0,02513. Nic jiného ve vzorci se nemění, když se mění známka, a proto se kupující, kteří si zapamatují jednu konstantu a jedno číslo, jen zřídka dostávají do problémů.

Praktickým důsledkem je, že výběr jakosti je rozhodnutí o hmotnosti stejně jako rozhodnutí o korozi. Při použití stejné nástěnné trubky o průměru 60,3 mm a 2,77 mm u modelů 304, 316L a 2205 vznikají tři různé hmotnosti na metr a v rámci objednávky o hmotnosti 20 tun tento rozdíl přistane přímo na faktuře za přepravu a na plánu zdvihání.

Dva řádky v této tabulce stojí za zapamatování. Duplex je zhruba o 1,7 procenta lehčí než 316L při stejných rozměrech, protože jeho hustota je nižší, a Monel 400 je asi o 10 procent těžší než 304. Cenová nabídka postavená na konstantě 304 pro objednávku niklové slitiny podhodnotí přepravní hmotnost o několik set kilogramů na náklad kontejneru.

Proč je hodnota hustoty důležitější než aritmetika

Aritmetika se nikdy nepokazí, vstup ano. Nejčastější chybou ve výpočtech hmotnosti je považování 7,93 za univerzální hustotu nerezové oceli a druhou nejčastější chybou je použití konstanty uhlíkové oceli 0,02466 na nerezovém řádu.

Nominální hustota je zveřejněna, ale skutečný údaj se pohybuje v úzkém pásmu od tepla k teplu. Obsah chrómu a niklu mírně posunuje hustotu a práce za studena ji o zlomek snižuje. Pro komerční účely je správný jmenovitý údaj, protože nákupní objednávky, certifikáty mlýnů a balicí listy jsou založeny na jmenovité hustotě. Co byste neměli dělat, je tvrdit, že tolerance můstku je přísnější, než může skutečný proces udržet.

Zvažte rozšíření na 3 tunové řádově 25,4 mm vnějšího průměru, 2,11 mm stěnové trubky. Při konstantě 304 je vypočtená hmotnost 1,224 kg/m. Při konstantě 316L je to 1,235 kg/m. Na 2450 metrech trubky, což je mezera 27 kg, dostatečně malá, aby absorbovala, ale 10procentní tolerance stěny při stejném řádu může posunout skutečnou hmotnost o 250 kg nebo více. Hustota stupně je problém zaokrouhlování; tolerance stěny je skutečná.

Tam, kde se hustota skutečně mění, je komerční rozhodnutí o slitinách niklu a superaustenitice. Svazek výměníku tepla 904 l a svazek 316 l s identickým počtem trubek mají přibližně stejnou hmotnost, ale svazek Monel 400 ne a ani svazek Inconel 625 s 8,44 g/cm3. Rozteč podpěr trubek, hmotnost svazku na kanál a nosnost jeřábu – to vše potřebuje před uvolněním výkresu správnou konstantu.

Trubka z austenitické nerezové oceli TP316/316L/316H/316Ti Bezešvá trubka s molybdenem ve čtyřech variantách třídy 316, zde relevantní pro kontrolu hmotnosti trubky a zatížení svazku před uvolněním. Zobrazit produkt →

Čtyři zpracované příklady, které můžete přímo zkopírovat

Příklad 1: hadička pro nástroje, vnější průměr 25,4 mm, stěna 2,11 mm, TP316L, délka 6 metrů

Odečtěte stěnu od vnějšího průměru: 25,4 - 2,11 = 23,29. Vynásobte stěnou: 23,29 x 2,11 = 49,14. Vynásobte konstantou 316L: 49,14 x 0,02513 = 1,235 kg/m. Jedna délka 6 metrů je 7,41 kg. Objednávka 400 délek je 2 964 kg nebo 2 964 tun před zabalením.

Příklad 2: procesní potrubí, vnější průměr 114,3 mm, stěna 6,02 mm, TP304, délka 12 metrů

114,3 - 6,02 = 108,28. Vynásobte 6,02 = 651,85. Vynásobte 0,02491 = 16,24 kg/m. Jedna délka 12 metrů je 194,9 kg. Objednávka 40 kusů je 7796 kg, což je důvod, proč se s touto velikostí běžně manipuluje pomocí jeřábu spíše než vysokozdvižným vozíkem a nikdy se nesvazuje nad limit zdvihu.

Příklad 3: čtvercová a obdélníková trubka

Kulatý vzorec neplatí. Pro obdélníkový dutý průřez je plocha průřezu 2t x (v š - 2 t), kde h a w jsou vnější rozměry v milimetrech. Po složení hustoty se verze 304 stane kg/m = 0,01586 x t x (v š - 2 t).

Čtvercová trubka 40 x 40 x 2 mm v 304: 0,01586 x 2 x (40 40 - 4) = 0,01586 x 152 = 2,41 kg/m. Obdélník 40 x 20 x 1,5 mm v 316L: 0,01591 x 1,5 x (40 20 - 3) = 0,01591 x 85,5 = 1,36 kg/m. Číslo 0,01591 je jednoduše 2 x 8,00 / 1000 pro 316L.

Příklad 4: přepočet kilogramů zpět na metry

Dostupné metry na tunu = 1000 děleno kg/m. Pro 16,24 kg/m to je 61,6 metrů na tunu. Pokud klient požaduje 5 tun stejné velikosti, odpověď je 308 metrů, nebo 25 celých 12 metrových délek plus 8 metrů zbytku, což obvykle není to, co chtějí dostat. Vždy zaokrouhlete dolů na celý počet standardních délek a uvádějte spíše výslednou tonáž než požadovanou tonáž.

Referenční tabulka: Hmotnost na metr pro běžné kulaté velikosti

Níže uvedená tabulka je vypočítána s konstantou 304 0,02491 a konstantou 316L 0,02513. Rozměry odpovídají běžným objednacím velikostem ASTM a EN. Použijte jej pro první odhad a poté přepočítejte s přesnou stěnou uvedenou v nákupní objednávce, protože 0,2 mm rozdíl ve stěně na malé trubce je 5 procent hmotnostní rozdíl.

Přečtěte si přes tabulku a měřítko bude zřejmé. Zdvojnásobení vnějšího průměru při konstantní stěně zhruba zdvojnásobí hmotnost na metr, zatímco zdvojnásobení stěny při konstantním vnějšího průměru ji více než zdvojnásobí, protože hmotnost se mění s tloušťkou stěny vynásobenou středním průměrem. Na velké trubici OD dominuje číslu stěna a na malé trubce OD dominuje OD.

Teoretická hmotnost, skutečná hmotnost a toleranční mezera

Vypočítaná hmotnost je teoretický údaj založený na jmenovitých rozměrech a jmenovité hustotě. Zvážená hmotnost je to, co říká váha v přístavu. Mezera mezi těmito dvěma je normální a řídí se tolerancemi zapsanými v objednávce, nikoli vzorcem.

Největší podíl na tom má tloušťka stěny. Většina objednávek nerezových trubek je zadávána proti pásmu tolerance stěny v rozsahu plus nebo mínus 10 až 12,5 procent, přičemž přesné číslo závisí na normě a specifikované toleranční třídě. Trubka objednaná s tloušťkou 2,11 mm tedy může opustit frézu s tloušťkou 2,32 mm a stále se přizpůsobí.

Proveďte znovu čísla na této horní stěně: 25,4 - 2,32 = 23,08, vynásobeno 2,32 = 53,55, vynásobeno 0,02513 = 1,346 kg/m proti nominální hodnotě 1,235 kg/m. To je na papíře nárůst o 9 procent a je to zcela legitimní produkt.

Tolerance délky přidává druhou, menší vrstvu. Délky řezů jsou obvykle dodávány s kladnou tolerancí a lze měřit jeden až dva milimetry na kus v rozsahu 3000 kusů. Ovalita, pravoúhlost konce a stav zkosení nebo hladkého konce – to vše mírně mění hmotnost.

Pak je tu čestná provozní mezera: olej, prach, vlhkost a obaly. Sbalená trubka s ocelovými pásy, plastovými uzávěry a dřevěnými lyžinami běžně váží o 1 až 3 procenta více než samotná trubice. Na 20tunové zásilce je to až 600 kg obalů a započítává se to do užitečného zatížení kontejneru, i když nikdo nechce platit dopravné za dřevo.

Správný způsob, jak to všechno zvládnout, je uvést teoretickou váhu pro obchodní dokumenty, jasně uvést použitelnou toleranční třídu a povolit pracovní rozpětí 2 až 4 procenta při rezervaci nákladu. Kupující, kteří s vypočteným číslem zacházejí jako s příslibem, stráví týden hádkou s lístkem od váhy, který je zcela správný.

Zpětné výpočty: metry na tunu, kusy na svazek, svitky na smyk

Většina skutečných otázek běží pozpátku. Zákazník zná tonáž nebo limit jeřábu nebo užitečné zatížení kontejneru a potřebuje vědět, kolik metrů to představuje.

Metrů na tunu = 1000 / kg na metr. Kusy ve svazku = hmotnostní limit svazku / (kg na metr x délka). Hmotnost kusu = kg na metr x délka. Tyto tři řádky odpovídají téměř na každou logistickou otázku, která přichází s dotazem na trubky.

Opracovaný kufr: zákazník potřebuje přesně 1000 kg TP304 114,3 x 6,02 mm. Při 16,24 kg/m to je 61,6 metru. Ve 12metrových délkách to je 5 kusů plus 1,6metrový zbytek, takže praktická odpověď je 5 kusů při 974 kg nebo 6 kusů při 1169 kg. Obojí je správné a výběr závisí na tom, zda zákazník upřednostňuje být krátký, nebo si nést zásoby navíc.

Pokud se jedná o cívku a přesnou trubku, údaje o hmotnosti se vkládají přímo do přepravní dokumentace a do plánu nakládání vlastního stroje zákazníka. Vyplatí se zveřejnit na balicím seznamu jak kg/m, tak metry na svitek, než nechat kupujícího, aby čísla obrátil.

Nerezová spirálová trubka a světlá spirálová trubka Světlá spirálová trubice s hladkým povrchem používaná ve farmaceutických, potravinářských a tepelných výměnících; Údaje o hmotnosti a délce cívky podporují plány přepravy. Zobrazit produkt →

Užitečné zatížení nákladu a kontejneru: Kde je chyba při zaokrouhlování drahá

Cena dopravy je stanovena buď podle hmotnosti nebo objemu, podle toho, co je větší, a nerezová trubka mezi nimi sedí nešikovně. Nádoba plná trubice o malém průměru se před zvážením vyřízne. Nádoba plná tlustých stěnových trubek se zváží dlouho předtím, než se vysune. Vědět, s kým máte co do činění, rozhoduje o tom, zda odešlete 18 tun nebo 26 tun.

U zásilek menšího než kontejnerového nákladu je účtovaná hmotnost obvykle větší než skutečná hmotnost v tunách a objem v metrech krychlových, takže konverzní faktor je ve skutečnosti 1000 kg na metr krychlový. Trubka malého průměru v dlouhých svazcích je objemná; zkontrolujte objemové číslo před předpokladem, že hmotnost bude rozhodovat.

V případě plného naložení kontejneru je 20stopý kontejner pro všeobecné použití ohodnocen kolem 28 tun užitečného zatížení na papíře, ale silniční zákonné limity v Evropě a Severní Americe obvykle limitují naložený kontejner blíže k 24 až 25 tunám. 40stopý kontejner nabízí větší objem, ale ne proporcionálně větší užitečné zatížení, což je důvod, proč hustý trubkový náklad často cestuje v 20stopých boxech.

Opracovaná skříň: 219,1 x 4,78 mm TP304 při 25,52 kg/m. Užitečné zatížení 24 tun umožňuje 940 metrů. V délce 6 metrů, což je 156 kusů, a stoh 156 kusů při vnějším průměru 219 mm zabírá mnohem méně než celý 20 stopový kontejner, takže tento náklad váží. Stejný kontejner naplněný podle objemu trubkou o průměru 12,7 mm by unesl mnohem méně než 24 tun a náklady na přepravu na tunu by se ztrojnásobily.

Výše uvedený graf ukazuje stejnou trubku o průměru 60,3 mm v pěti tloušťkách stěny, všechny vypočtené s konstantou 304. Přechod z 1,65 mm na 5,54 mm více než ztrojnásobuje hmotnost na metr a limit užitečného zatížení přichází třikrát dříve. To je nejužitečnější srovnání hmotnosti, když se projektant ptá, zda je těžší stěna cenově dostupná.

Délka také mění výpočet přepravy způsoby, které lze snadno přehlédnout. Dlouhé délky se ve standardních kontejnerech pohybují špatně a za přibližně 12 metrů se musí trubka pohybovat na přerušovaném hromadném nebo plochém regálovém zařízení, což mění jak rychlost, tak plán nakládání. Tam, kde projekt skutečně vyžaduje dlouhé běhy s menším počtem svarů v terénu, musí být hmotnost kusu porovnána se zvedacím zařízením na místě i s plavidlem.

Šest míst, kde se vypočítaná váha posune na skutečnou objednávku

Toto jsou položky, které nejčastěji vysvětlují rozdíl mezi vypočteným a expedovaným číslem. Žádná z nich není chyba ve vzorci; všechny z nich jsou normální proměnné, které by měly být kvantifikovány před odesláním objednávky.

Existuje jednoduchá disciplína, která odstraní většinu sporů. V nabídce uveďte metodu výpočtu, použitou hustotní konstantu a třídu tolerance. Poté uveďte teoretickou hmotnost a odhadovanou hrubou hmotnost jako dva samostatné sloupce na balicím listu. Kupující se přestanou hádat, když jsou obě čísla viditelná a obě jsou označena.

Použití údajů o hmotnosti k výběru lehčí a silnější trubky

Hmotnost na metr není jen logistické číslo. Je to konstrukční číslo a jedno z nejužitečnějších srovnání při výběru nerezových trubek je mezi austenitickou třídou a duplexní třídou při stejném tlakovém zatížení.

Duplex S32205 má minimální mez kluzu zhruba dvaapůlkrát vyšší než 316L a duplex je také o něco méně hustý. Kombinace znamená, že duplexní trubice může být často specifikována s tenčí stěnou pro stejný návrhový tlak a výsledná trubice je významně lehčí na metr než alternativa 316L. Dva efekty táhnou stejným směrem: tenčí stěna a nižší hustota.

Praktická ukázka: vedení 60,3 mm vnějšího průměru navržené kolem 316 l při stěně 3,91 mm, při 5,49 kg/m, může být v některých tlakových třídách obsluhováno duplexní trubkou na tenčí stěně a hmotnost na metr klesá výrazně pod 5 kg/m. Na dlouhém offshore běhu se stovkami metrů trubky tento rozdíl mění rozteč podpěr, hmotnosti svazků a instalační plán.

Úspora hmotnosti je skutečná, ale není zadarmo. Duplex vyžaduje kvalifikované svařovací postupy, přísnější kontrolu vstupu tepla a správný režim čištění po svařování. Správný způsob použití údajů o hmotnosti je jako kontrolní nástroj: vypočítejte obě možnosti, porovnejte instalovanou hmotnost a náklady na svařování a pak se rozhodněte. Samotná váha zřídka vyhraje spor, ale často začíná užitečný.

S2205 Duplexní bezešvá ocelová trubka Duplexní bezešvá trubka 2205 pro ropné, plynové, chemické a námořní služby, užitečná při porovnávání korozivzdorných, vysoce pevných trubek a instalované hmotnosti. Zobrazit produkt →

Imperiální jednotky, převody a pravidla zaokrouhlování

Ne každý kupující pracuje v milimetrech a kilogramech a systémy míchacích jednotek jsou spolehlivým způsobem, jak vytvořit chybnou nabídku. Dva systémy se převedou čistě, jakmile jsou konstanty správné.

V imperiálních jednotkách je vzorec kulaté trubky lb/ft = 10,80 x (OD - t) x t, s rozměry v palcích. Konstanta 10,80 odpovídá hustotě 304; pro 316L je to 10,90 a pro duplex 10,63. Důvod, proč konstanta vypadá velká, je ten, že se skládá v pí, dvanáct palců na stopu a hustota v librách na krychlový palec.

Konverze, které stojí za to mít po ruce: 1 kg/m se rovná 0,6720 lb/ft, 1 lb/ft se rovná 1,4882 kg/m, 1 palec se rovná 25,4 mm a 1 malá tuna se rovná 907,2 kg. Délka 20 stop je 6,096 metrů a délka 40 stop je 12,192 metrů.

Zaokrouhlení by se mělo řídit dokumentem. Nabídky a potvrzení objednávek se obvykle zaokrouhlují na tři desetinná místa v kg/m a na celé kilogramy v celkové hmotnosti. Balicí seznamy často zaokrouhlují kus na dvě desetinná místa, což může způsobit malou kumulativní chybu při velkém počtu kusů; nejprve přidejte kusy a poté zaokrouhlete součet.

Důležitá je ještě jedna konvence. Teoretická hmotnost je základem pro většinu mezinárodních obchodů s nerezovými trubkami a je jako taková uvedena na certifikátu mlýna. Pokud smlouva specifikuje skutečnou váženou hmotnost, toleranční pásmo a způsob vážení by měly být uvedeny ve smlouvě, jinak obě strany měří různé věci.

Kontrolní seznam předobjednávky pro objednávky s kritickou hmotností

1. Potvrďte přesný vnější průměr a stěnu v objednávce, nikoli nejbližší katalogovou velikost.
2. Vyberte správnou hustotní konstantu pro skutečně dodávanou jakost, ne pro jakost v poptávce.
3. Rozhodněte se, zda se jedná o smlouvu na teoretickou nebo skutečnou váhu, a zapište si ji.
4. Odsouhlaste třídu tolerance stěny a poté vypočítejte hmotnost na horní i dolní hranici.
5. Převeďte tonáž na celé délky a zkontrolujte, zda je zbytek přijatelný.
6. Přidejte přídavek na balení 1 až 3 procenta k hrubé hmotnosti na přepravních dokladech.
7. Zkontrolujte hmotnost kusu oproti jeřábu nebo vysokozdvižnému vozíku, který je k dispozici jak v nakládacím portu, tak v místě určení.
8. Přepočítejte plán kontejneru podle limitu užitečného zatížení, nikoli limitu objemu, pro hustý náklad.

Každý z těchto kroků zabere minuty a zabrání dvěma nejdražším poruchovým režimům: kontejneru, který je na silnici legálně přetížený, a zákazníkovi, který očekával 20 tun a obdržel 20,6 tuny se zcela platným certifikátem.

Často kladené otázky

Jaký je vzorec pro hmotnost trubky z nerezové oceli na metr?

(OD - tloušťka stěny) x tloušťka stěny x 0,02491 pro třídu 304, s rozměry v milimetrech a výsledkem v kilogramech na metr. Nahraďte 0,02513 za 316L, 0,02450 za duplex nebo 0,02765 za Monel 400.

Proč se konstanta liší od uhlíkové oceli?

Protože hustota je jiná. Uhlíková ocel používá 0,02466 na základě 7,85 g/cm3, zatímco nerezová ocel 304 používá 0,02491 na základě 7,93 g/cm3. Použití uhlíkové konstanty na nerezovém řádu podhodnocuje hmotnost asi o jedno procento.

Jak přesná je vypočítaná hmotnost?

Je přesný pro jmenovité rozměry a jmenovitou hustotu. Oproti fyzické zásilce očekávejte rozdíl 1 až 4 procenta mezi tolerancí stěny, přípustnou délkou a balením a cenujte s ohledem na tuto marži.

Jak převedu kilogramy na metr na metry na tunu?

Vydělte 1000 číslem kg/m. Při 16,24 kg/m je jedna tuna 61,6 metru. Toto je nejrychlejší způsob, jak zkontrolovat, zda se požadovaná tonáž převádí na rozumný počet standardních délek.

Funguje vzorec pro čtvercovou a obdélníkovou trubku?

Ne, místo toho použijte kg/m = 2t x (v š - 2t) x hustota / 1000. Pro 304 to zjednodušuje na 0,01586 x t x (v š - 2t) se všemi rozměry v milimetrech.

Mám uvést teoretickou nebo skutečnou váhu?

Teoretická hmotnost je mezinárodní normou pro nerezové trubky a je to, co se objevuje na většině certifikátů mlýnů. Pokud smlouva vyžaduje skutečnou váženou hmotnost, uveďte metodu vážení a toleranční pásmo písemně.

Kolik balení přidá k hmotnosti zásilky?

Typicky 1 až 3 procenta na páskování, skluznice, čepice a balení. U tlustostěnných trubek je procento nižší; na tenkostěnné trubce malého průměru v dlouhých svazcích může být vyšší.

Mohu snížit hmotnost trubky bez změny vnějšího průměru?

Ano, dvěma způsoby: specifikujte tenčí stěnu tam, kde to návrhový tlak umožňuje, nebo přejděte na duplexní třídu s vyšší pevností, která umožňuje tenčí stěnu pro stejný výkon. Obě mění hmotnost na metr a obě mění požadavky na svařování a manipulaci.