Výpočet hmotnosti rúrky z nehrdzavejúcej ocele: Vzorec, grafy a kontroly kupujúcich

Hmotnosť na meter: Vzorec, konštanta a odkiaľ pochádza

Hmotnosť na meter v kilogramoch je (OD - hrúbka steny) x hrúbka steny x 0,02491. Vonkajší priemer a hrúbka steny sa zadávajú v milimetroch, výsledok sa vráti ako kilogramy na meter a 0,02491 je hustota konštanta pre nehrdzavejúcu oceľ triedy 304.

Konštanta nie je obchodné tajomstvo, je to len geometria a hustota vtlačená do jedného čísla. Stena rúrky je prstenec, takže jej plocha prierezu v štvorcových milimetroch sa rovná pi x (OD - t) x t. Jeden meter tejto časti je dlhý 1000 mm, čo udáva objem v kubických milimetroch a po delení 1000 sa prevedie na kubické centimetre. Vynásobte kubické centimetre hustotou v gramoch na kubický centimeter a dostanete gramy, potom vydeľte 1000 pre kilogramy.

Celý tento reťazec sa zrúti na pí delené 1000, vynásobené hustotou. Pre 304 je nominálna hustota 7,93 g/cm3, teda 0,0031416 x 7,93 = 0,02491. Pre 316L je nominálna hustota 8,00 g/cm3, čo dáva 0,02513. Pri zmene stupňa sa nič iné vo vzorci nemení, a preto sa kupujúci, ktorí si zapamätajú jednu konštantu a jedno číslo, len zriedka dostanú do problémov.

Praktickým dôsledkom je, že výber triedy je rozhodnutím o hmotnosti, rovnako ako rozhodnutie o korózii. Prevádzka rovnakej 60,3 mm OD, 2,77 mm nástennej rúrky v 304, 316L a 2205 produkuje tri rôzne hmotnosti na meter a pri 20-tonovej objednávke tento rozdiel pristane priamo na faktúre za prepravu a na pláne zdvíhania.

Dva riadky v tejto tabuľke stoja za zapamätanie. Duplex je zhruba o 1,7 percenta ľahší ako 316L pri rovnakých rozmeroch, pretože jeho hustota je nižšia, a Monel 400 je asi o 10 percent ťažší ako 304. Cenová ponuka postavená na konštante 304 pre objednávku zliatiny niklu podhodnotí prepravnú hmotnosť o niekoľko stoviek kilogramov na náklad kontajnera.

Prečo je hodnota hustoty dôležitejšia ako aritmetika

Aritmetika sa nikdy nepokazí, vstup áno. Najčastejšou chybou vo výpočtoch hmotnosti je zaobchádzanie s 7,93 ako s univerzálnou hustotou nehrdzavejúcej ocele a druhou najbežnejšou chybou je použitie konštanty uhlíkovej ocele 0,02466 na objednávku nehrdzavejúcej ocele.

Nominálna hustota je zverejnená, ale skutočný údaj sa pohybuje v úzkom pásme od tepla k teplu. Obsah chrómu a niklu mierne posúva hustotu a práca za studena ju o zlomok znižuje. Na komerčné účely je správne uviesť nominálny údaj, pretože nákupné objednávky, certifikáty mlynov a baliace listy sú postavené na nominálnej hustote. Čo by ste nemali robiť, je tvrdiť, že tolerancia mostíka je prísnejšia, ako dokáže udržať skutočný proces.

Zvážte rozpätie na 3 tonovú objednávku s vonkajším priemerom 25,4 mm, stenou 2,11 mm. Pri konštante 304 je vypočítaná hmotnosť 1,224 kg/m. Pri konštante 316L je to 1,235 kg/m. Na 2450 metroch rúry je medzera 27 kg, dostatočne malá na absorbovanie, ale 10-percentná tolerancia steny pri rovnakom poriadku môže posunúť skutočnú hmotnosť o 250 kg alebo viac. Hustota stupňa je problémom zaokrúhľovania; tolerancia steny je skutočná.

Tam, kde sa hustota skutočne mení, je komerčné rozhodnutie o zliatinách niklu a superaustenitík. Zväzok výmenníka tepla 904 l a zväzok 316 l s rovnakým počtom rúrok majú približne rovnakú hmotnosť, ale zväzok Monel 400 nie je a ani zväzok Inconel 625 s 8,44 g/cm3. Rozstup podpery rúrok, hmotnosť zväzku na kanál a kapacita žeriavu – to všetko potrebuje pred uvoľnením výkresu správnu konštantu.

TP316/316L/316H/316Ti austenitická rúrka z nehrdzavejúcej ocele Bezšvové potrubie s molybdénom v štyroch variantoch triedy 316, ktoré sú tu relevantné na kontrolu hmotnosti rúrky a zaťaženia zväzku pred uvoľnením. Zobraziť produkt →

Štyri spracované príklady, ktoré môžete priamo skopírovať

Príklad 1: hadička prístroja, vonkajší priemer 25,4 mm, stena 2,11 mm, TP316L, dĺžka 6 metrov

Odpočítajte stenu od OD: 25,4 - 2,11 = 23,29. Vynásobte stenou: 23,29 x 2,11 = 49,14. Vynásobte konštantou 316L: 49,14 x 0,02513 = 1,235 kg/m. Jedna dĺžka 6 metrov je 7,41 kg. Objednávka 400 dĺžok predstavuje 2 964 kg alebo 2 964 ton pred zabalením.

Príklad 2: procesné potrubie, vonkajší priemer 114,3 mm, stena 6,02 mm, TP304, dĺžka 12 metrov

114,3 - 6,02 = 108,28. Vynásobte číslom 6,02 = 651,85. Vynásobte číslom 0,02491 = 16,24 kg/m. Jedna dĺžka 12 metrov je 194,9 kg. Objednávka 40 kusov je 7796 kg, čo je dôvod, prečo sa s touto veľkosťou bežne manipuluje pomocou žeriavu a nie vysokozdvižného vozíka a nikdy sa nezväzuje nad limit zdvihu.

Príklad 3: Štvorcová a obdĺžniková trubica

Okrúhly vzorec neplatí. Pre pravouhlý dutý prierez je plocha prierezu 2t x (v š - 2 t), kde h a w sú vonkajšie rozmery v milimetroch. Po zložení hustoty sa verzia 304 zmení na kg/m = 0,01586 x t x (v š - 2 t).

Štvorcová rúrka 40 x 40 x 2 mm v 304: 0,01586 x 2 x (40 40 - 4) = 0,01586 x 152 = 2,41 kg/m. Obdĺžnik 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 jednoducho 2 x 8,00 / 1 000 pre 316 l.

Príklad 4: Prepočet kilogramov späť na metre

Dostupné metre na tonu = 1000 delené kg/m. Pre 16,24 kg/m je to 61,6 metra na tonu. Ak klient požaduje 5 ton rovnakej veľkosti, odpoveď je 308 metrov alebo 25 celých 12 metrových dĺžok plus 8 metrov zvyšku, čo zvyčajne nie je to, čo chcú dostať. Vždy zaokrúhlite nadol na celý počet štandardných dĺžok a uveďte výslednú tonáž, nie požadovanú tonáž.

Referenčná tabuľka: Hmotnosť na meter pre bežné okrúhle veľkosti

Nižšie uvedená tabuľka je vypočítaná s konštantou 304 0,02491 a konštantou 316L 0,02513. Rozmery sa riadia bežnými objednávacími rozmermi ASTM a EN. Použite ho na prvý odhad a potom prepočítajte s presnou stenou uvedenou v objednávke, pretože 0,2 mm rozdiel steny na malej rúrke je 5 percent hmotnostný rozdiel.

Prečítajte si cez tabuľku a mierka bude zrejmá. Zdvojnásobenie OD pri konštantnej stene zhruba zdvojnásobí hmotnosť na meter, zatiaľ čo zdvojnásobenie steny pri konštantnej OD ju viac ako zdvojnásobí, pretože sa váha mení s hrúbkou steny vynásobenou stredným priemerom. Na veľkej trubici s vonkajším priemerom dominuje stena a na malej trubici s vonkajším priemerom dominuje jej priemer.

Teoretická hmotnosť, skutočná hmotnosť a tolerančná medzera

Vypočítaná hmotnosť je teoretický údaj založený na nominálnych rozmeroch a nominálnej hustote. Vážená hmotnosť je to, čo hovorí váha v prístave. Medzera medzi nimi je normálna a riadi sa toleranciami zapísanými v objednávke, nie vzorcom.

Hrúbka steny je najväčším jediným prispievateľom. Väčšina objednávok nerezových rúrok sa zadáva voči pásmu tolerancie steny v rozsahu plus alebo mínus 10 až 12,5 percent, pričom presné číslo závisí od normy a špecifikovanej triedy tolerancie. Rúrka objednaná na 2,11 mm preto môže opustiť mlyn pri 2,32 mm a stále sa prispôsobí.

Zopakujte čísla na tej hornej stene: 25,4 - 2,32 = 23,08, vynásobené 2,32 = 53,55, vynásobené 0,02513 = 1,346 kg/m oproti nominálnej hodnote 1,235 kg/m. To je na papieri nárast o 9 percent a je to úplne legitímny produkt.

Tolerancia dĺžky pridáva druhú, menšiu vrstvu. Dĺžky rezu sa zvyčajne dodávajú s kladnou toleranciou a je merateľný milimeter alebo dva na kus pri 3000 kusoch. Ovalita, pravouhlosť konca a stav skosenia alebo hladkého konca, to všetko mierne mení hmotnosť.

Potom je tu čestná prevádzková medzera: olej, prach, vlhkosť a obaly. Balená trubica s oceľovými pásikmi, plastovými uzávermi a drevenými lyžinami bežne váži o 1 až 3 percentá viac ako samotná trubica. Na 20 tonovú zásielku je to až 600 kg obalov a to sa započítava do nosnosti kontajnera, aj keď nikto nechce platiť prepravné za drevo.

Správny spôsob, ako to všetko zvládnuť, je uviesť teoretickú váhu pre obchodné dokumenty, jasne uviesť príslušnú tolerančnú triedu a pri rezervácii nákladu povoliť pracovnú maržu 2 až 4 percentá. Kupujúci, ktorí vypočítané číslo považujú za prísľub, strávia týždeň dohadovaním sa s lístkom od váhy, ktorý je úplne správny.

Spätné výpočty: metre na tonu, kusy na balík, zvitky na lyžinu

Väčšina skutočných otázok prebieha spätne. Zákazník pozná tonáž alebo limit žeriavu alebo užitočné zaťaženie kontajnera a potrebuje vedieť, koľko metrov to predstavuje.

Metre na tonu = 1000 / kg na meter. Kusy na zväzok = hmotnostný limit zväzku / (kg na meter x dĺžka). Hmotnosť kusu = kg na meter x dĺžka. Tieto tri riadky odpovedajú takmer na každú logistickú otázku, ktorá prichádza s dopytom po rúre.

Opracovaný kufrík: zákazník potrebuje presne 1000 kg TP304 114,3 x 6,02 mm. Pri 16,24 kg/m je to 61,6 metra. V 12 metrových dĺžkach je to 5 kusov plus 1,6 metrový zvyšok, takže praktická odpoveď je 5 kusov pri 974 kg alebo 6 kusov pri 1169 kg. Obidve sú správne a výber závisí od toho, či zákazník uprednostňuje byť krátky alebo má so sebou zásoby navyše.

Ak ide o cievku a presnú rúrku, údaj o hmotnosti sa vloží priamo do prepravnej dokumentácie a do plánu nakladania vlastného stroja zákazníka. Oplatí sa zverejniť na baliacom zozname aj kg/m a metre na cievku, než nechať kupujúceho, aby čísla obrátil.

Nerezová špirálová rúrka a svetlá špirálová rúrka Svetlá špirálová trubica s hladkým povrchom používaná vo farmaceutických, potravinárskych a tepelných výmenníkoch; Údaje o hmotnosti a dĺžke cievky podporujú plány prepravy. Zobraziť produkt →

Užitočné zaťaženie nákladu a kontajnera: Kde je chyba pri zaokrúhľovaní drahá

Cena dopravy sa určuje podľa hmotnosti alebo objemu, podľa toho, čo je väčšie, a nehrdzavejúca trubica medzi nimi nešikovne sedí. Nádoba plná trubice s malým priemerom sa pred odvážením vysekne. Nádoba plná hrubej nástennej rúrky sa odváži dlho predtým, ako sa rozloží. Vedieť, s ktorým máte dočinenia, rozhoduje o tom, či prepravíte 18 ton alebo 26 ton.

Pre zásielky menšie ako kontajnerové je účtovaná hmotnosť zvyčajne väčšia ako skutočná hmotnosť v tonách a objem v kubických metroch, takže konverzný faktor je v skutočnosti 1 000 kg na meter kubický. Rúrka s malým priemerom v dlhých zväzkoch je objemná; skontrolujte objemové číslo predtým, ako predpokladáte, že hmotnosť bude rozhodovať.

V prípade plného naloženia kontajnera má 20-stopový kontajner na všeobecné použitie hodnotu okolo 28 ton užitočného zaťaženia na papieri, ale cestné zákonné limity v Európe a Severnej Amerike zvyčajne obmedzujú naložený kontajner na 24 až 25 ton. Kontajner s dĺžkou 40 stôp ponúka väčší objem, ale nie proporcionálne väčšie užitočné zaťaženie, čo je dôvod, prečo sa náklad s hustým potrubím často prepravuje v 20 stopových boxoch.

Opracovaná skriňa: 219,1 x 4,78 mm TP304 pri 25,52 kg/m. Užitočné zaťaženie 24 ton umožňuje 940 metrov. V dĺžke 6 metrov, čo je 156 kusov, a stoh 156 kusov s vonkajším priemerom 219 mm zaberá oveľa menej ako celý kontajner s dĺžkou 20 stôp, takže tento náklad váži. Rovnaký kontajner naplnený podľa objemu 12,7 mm rúrou by uniesol oveľa menej ako 24 ton a náklady na prepravu na tonu by sa strojnásobili.

Vyššie uvedená tabuľka ukazuje rovnakú rúrku s vonkajším priemerom 60,3 mm v piatich hrúbkach steny, všetky vypočítané s konštantou 304. Prechod z 1,65 mm na 5,54 mm viac ako strojnásobí hmotnosť na meter a limit užitočného zaťaženia príde trikrát skôr. Toto je najužitočnejšie porovnanie hmotnosti, keď sa projektový inžinier pýta, či je ťažšia stena cenovo dostupná.

Dĺžka tiež mení výpočet nákladu spôsobmi, ktoré je ľahké prehliadnuť. Veľké dĺžky sa v štandardných kontajneroch pohybujú zle a nad približne 12 metrov sa rúrka musí pohybovať na prerušovanom hromadnom alebo plochom stojane, čo mení rýchlosť aj plán nakladania. Ak si projekt skutočne vyžaduje dlhé chody s menším počtom zvarov v teréne, hmotnosť na kus sa musí skontrolovať v porovnaní so zdvíhacím zariadením na mieste, ako aj s plavidlom.

Šesť miest, kde sa vypočítavaná hmotnosť posúva na skutočnú objednávku

Toto sú položky, ktoré najčastejšie vysvetľujú rozdiel medzi vypočítaným údajom a dodaným údajom. Žiadna z nich nie je chybami vo vzorci; všetky z nich sú normálne premenné, ktoré by sa mali kvantifikovať pred odoslaním objednávky.

Existuje jednoduchá disciplína, ktorá odstráni väčšinu sporov. V cenovej ponuke uveďte metódu výpočtu, použitú hustotnú konštantu a triedu tolerancie. Potom uveďte teoretickú hmotnosť a odhadovanú brutto hmotnosť v dvoch samostatných stĺpcoch na baliacom liste. Kupujúci sa prestanú hádať, keď sú viditeľné obe čísla a obe sú označené.

Použitie údajov o hmotnosti na výber ľahšej a pevnejšej trubice

Hmotnosť na meter nie je len logistické číslo. Je to konštrukčné číslo a jedno z najužitočnejších porovnaní pri výbere nehrdzavejúcej rúrky je medzi austenitickou triedou a duplexnou triedou pri rovnakom tlaku.

Duplex S32205 má minimálnu medzu klzu približne dvaapolkrát vyššiu ako 316L a duplex je tiež o niečo menej hustý. Kombinácia znamená, že duplexná trubica môže byť často špecifikovaná s tenšou stenou pre rovnaký konštrukčný tlak a výsledná trubica je výrazne ľahšia na meter ako alternatíva 316L. Dva efekty ťahajú rovnakým smerom: tenšia stena a nižšia hustota.

Praktická ilustrácia: vedenie s vonkajším priemerom 60,3 mm navrhnuté okolo 316 l pri stene 3,91 mm, pri 5,49 kg/m, môže byť v niektorých tlakových triedach obsluhované duplexnou rúrou na tenšej stene a hmotnosť na meter klesne výrazne pod 5 kg/m. Na dlhom behu na mori so stovkami metrov trubice tento rozdiel mení rozstup podpier, hmotnosti zväzkov a inštalačný plán.

Úspora hmotnosti je skutočná, ale nie je zadarmo. Duplex potrebuje kvalifikované zváracie postupy, prísnejšiu kontrolu prívodu tepla a správny režim čistenia po zváraní. Správny spôsob použitia údajov o hmotnosti je ako kontrolný nástroj: vypočítajte obe možnosti, porovnajte inštalovanú hmotnosť a náklady na zváranie a potom sa rozhodnite. Samotná váha zriedka vyhrá hádku, ale často začína užitočnú.

S2205 Duplexná rúra z nehrdzavejúcej ocele Duplexná bezšvíková rúra 2205 pre ropné, plynové, chemické a námorné služby, užitočná pri porovnávaní vysokopevnostných rúr odolných voči korózii a inštalovanej hmotnosti. Zobraziť produkt →

Imperiálne jednotky, prevody a pravidlá zaokrúhľovania

Nie každý kupujúci pracuje v milimetroch a kilogramoch a systémy miešacích jednotiek sú spoľahlivým spôsobom, ako vytvoriť nesprávnu cenovú ponuku. Dva systémy sa konvertujú čisto, keď sú konštanty správne.

V imperiálnych jednotkách je vzorec okrúhlej rúrky lb/ft = 10,80 x (OD - t) x t, s rozmermi v palcoch. Konštanta 10,80 zodpovedá hustote 304; pre 316L je to 10,90 a pre duplex je to 10,63. Dôvod, prečo konštanta vyzerá veľká, je ten, že sa skladá v pí, dvanásť palcov na stopu a hustota v librách na kubický palec.

Konverzie, ktoré sa oplatí mať po ruke: 1 kg/m sa rovná 0,6720 lb/ft, 1 lb/ft sa rovná 1,4882 kg/m, 1 palec sa rovná 25,4 mm a 1 krátka tona sa rovná 907,2 kg. Dĺžka 20 stôp je 6,096 metra a dĺžka 40 stôp je 12,192 metra.

Zaokrúhľovanie by malo nasledovať podľa dokumentu. Cenové ponuky a potvrdenia objednávok sa zvyčajne zaokrúhľujú na tri desatinné miesta na kg/m a na celé kilogramy na celkovú hmotnosť. Baliace zoznamy často zaokrúhľujú kus na dve desatinné miesta, čo môže spôsobiť malú kumulatívnu chybu pri veľkom počte kusov; najprv pridajte kúsky a potom zaokrúhlite súčet.

Dôležitá je ešte jedna konvencia. Teoretická hmotnosť je základom pre väčšinu medzinárodných obchodov s nerezovými rúrami a ako taká je uvedená na certifikáte mlyna. Ak zmluva špecifikuje skutočnú váženú hmotnosť, tolerančné pásmo a spôsob váženia by mali byť uvedené v zmluve, inak obe strany merajú rozdielne veci.

Kontrolný zoznam predobjednávky pre objednávky s kritickou hmotnosťou

1. V objednávke potvrďte presný OD a stenu, nie najbližšiu katalógovú veľkosť.
2. Vyberte správnu konštantu hustoty pre skutočne dodávanú triedu, nie pre triedu v dopyte.
3. Rozhodnite sa, či je zmluva na teoretickú alebo skutočnú váhu, a zapíšte si ju.
4. Odsúhlaste triedu tolerancie steny a potom vypočítajte hmotnosť v hornej aj dolnej hranici.
5. Premeňte tonáž na celé dĺžky a skontrolujte, či je zvyšok prijateľný.
6. Na prepravných dokladoch pridajte príspevok na balenie 1 až 3 percentá pre hrubú hmotnosť.
7. Skontrolujte hmotnosť kusu oproti žeriavu alebo vysokozdvižnému vozíku, ktorý je k dispozícii v nakladacom prístave aj v cieľovom mieste.
8. Prepočítajte plán kontajnera vzhľadom na limit užitočného zaťaženia, nie limit objemu, pre hustý náklad.

Každý z týchto krokov zaberie minúty a zabráni dvom najcennejším poruchovým režimom: kontajneru, ktorý je legálne preťažený na ceste, a zákazníkovi, ktorý očakával 20 ton a dostal 20,6 tony s úplne platným certifikátom.

Často kladené otázky

Aký je vzorec pre hmotnosť rúrky z nehrdzavejúcej ocele na meter?

(OD - hrúbka steny) x hrúbka steny x 0,02491 pre triedu 304 s rozmermi v milimetroch a výsledkom v kilogramoch na meter. Nahraďte 0,02513 za 316L, 0,02450 za duplex alebo 0,02765 za Monel 400.

Prečo sa konštanta líši od uhlíkovej ocele?

Pretože hustota je iná. Uhlíková oceľ používa 0,02466 na základe 7,85 g/cm3, zatiaľ čo nehrdzavejúca oceľ 304 používa 0,02491 na základe 7,93 g/cm3. Použitie uhlíkovej konštanty na nerezovom poradí podhodnotí hmotnosť približne o jedno percento.

Aká presná je vypočítaná hmotnosť?

Je presný pre nominálne rozmery a nominálnu hustotu. V porovnaní s fyzickou zásielkou očakávajte rozdiel 1 až 4 percent z tolerancie steny, prípustnej dĺžky a balenia a cenujte s ohľadom na túto maržu.

Ako prevediem kilogramy na meter na metre na tonu?

Vydeľte 1000 číslom kg/m. Pri 16,24 kg/m je jedna tona 61,6 metra. Toto je najrýchlejší spôsob, ako skontrolovať, či sa požadovaná tonáž mení na rozumný počet štandardných dĺžok.

Funguje vzorec pre štvorcovú a obdĺžnikovú trubicu?

Nie, namiesto toho použite kg/m = 2t x (v š - 2t) x hustota / 1000. Pre 304 sa to zjednodušuje na 0,01586 x t x (v š - 2t) so všetkými rozmermi v milimetroch.

Mám uviesť teoretickú alebo skutočnú hmotnosť?

Teoretická hmotnosť je medzinárodná norma pre nerezové rúry a je to, čo sa objavuje na väčšine certifikátov mlynov. Ak zmluva vyžaduje skutočnú váženú hmotnosť, uveďte metódu váženia a tolerančné pásmo písomne.

Koľko pripočítava balenie k hmotnosti zásielky?

Typicky 1 až 3 percentá na páskovanie, sklznice, čiapky a balenie. Na hrubostenných rúrach je percento nižšie; na tenkostennej trubici s malým priemerom v dlhých zväzkoch môže byť vyššia.

Môžem znížiť hmotnosť rúry bez zmeny vonkajšieho priemeru?

Áno, dvoma spôsobmi: špecifikujte tenšiu stenu tam, kde to dovoľuje konštrukčný tlak, alebo prejdite na duplexnú triedu s vyššou pevnosťou, ktorá umožňuje tenšiu stenu pri rovnakej prevádzke. Obe menia hmotnosť na meter a obe menia požiadavky na zváranie a manipuláciu.