Трубы с круглым сечением широко используется в строительстве, промышленности, создании инфраструктурных объектов, коммуникаций, автомобильных магистралей. Каждый проект, в котором используется данный вид проката, требует тщательного расчета веса погонного метра трубы. Решение такой задачи позволит:
- определить показатель прочности конструкционных элементов, опор, мачт, трубопроводов и др. сооружений;
- эффективно расходовать материал, оптимизируя строительные расходы;
- правильно организовать транспортировку и хранение труб на складах;
- объективно определить сколько метров в 1 тонне проката;
- установить объем трубного проката и его стоимость, так как оценка производится, исходя из его веса.
Для расчета веса трубы с круглым профилем применяются различные методы. Ориентировочные значения можно получить, используя стандартные таблицы или трубный калькулятор, который производители проката размещают на своих сайтах. Для более точных показателей понадобится конструкторский справочник и математические расчеты. Так, профессиональные конструкторы-проектировщики используют математический расчет 1 м/п круглой трубы. В вычислениях используются такие параметры, как наружный Ø, толщина стенки, условный проход (внутренний диаметр).
Расчеты веса стальных шовных труб
Так как трубы являются унифицированным прокатом то в расчетах используются справочные данные, регламентированные по ГОСТ 10704-91. Наиболее востребованными в строительстве являются электросварные прямошовные стальные трубы. На их примере мы рассмотрим, как формируются показатель веса 1 м/п в онлайн калькуляторе.
В данном случае расчеты производятся с учетом параметров развертки трубы, то есть определяется ширина листа путем умножения диаметра на число π (3.14). Если в расчетах участвует внутренний диаметр, к ширине развернутого листа суммируют величину, равную толщине стенки трубы. Эти данные легли в основу создания калькуляционных таблиц веса погонного метра электросварных труб из стали. Так как стандартная длина такого вида проката варьируется от 4 до 12 м, посчитать ее общий вес, взяв значение массы 1 п/м изделия из таблицы несложно.
Следует знать, что фактическая масса шовной трубы может отличаться от расчетов, приведенных в таблице. Это возможно из-за изменчивости реальной толщины стенки и наружных размеров труб в пределах, допускаемых по ГОСТ 10704, а также производством торцевой фаски и усилением сварного шва, которое выполняется на основе госстандарта 10706.
Расчет бесшовных труб
Производство и расчет стальной трубы бесшовной ведется в соответствии с требованиями ГОСТ 8732-78 (горячекатаные) и 8734-78 (холоднодеформированные). Бесшовные трубы производят длиной от 4 до 12 метров и делят на:
- тонкостенные - отношение наружного сечения трубы к толщине ее стенки находится в пределах от 12.5 до 40;
- толстостенные – коэффициент составляет от 6.0 до 12.5.
Вес бесшовной стальной трубы рассчитывается по формуле:
- где 0,02466 – коэффициент, который применяется при плотности стали = 7.850;
- Dn — наружный диаметр трубы (мм);
- S — толщина ее стенки (мм).
Для расчета веса металлопроката также можно воспользоваться стандартными таблицами:
Теоретический расчет массы трубы
Чтобы рассчитать вес 1 метра трубы самостоятельно, используются такие данные, как наружный диаметр и толщина стенки. Следующие вычисления делаются несколькими способами. Можно использовать физическую формулу массы:
m = ρ × S × L, где:
- ρ – плотность стали (среднее значение для стали 7850 кг/м3);
- S – площадь поперечного сечения трубы;
- L – длина трубы (так как мы рассчитываем массу 1 погонного мета, показатель равен единице).
Чтобы найти площадь трубы (полого цилиндра), используем формулу:
S= ¼ π × (D2 – d2),
- где D и d – внутренний и наружный диаметры трубы.
- π – 3.14…
В спецификациях и технических характеристиках производители не указывают размер внутреннего диаметра металлической трубы. Поэтому его определяем следующим образом – вычитаем удвоенную толщину стенки от значения наружного диаметра и получаем формулу площади сечения трубы в следующем виде:
S= ¼ π × (D2 – (D – 2 × s)2).
В итоге формула веса 1 метра стальной трубы будет выглядеть следующим образом:
m = ρ × ¼ π × (D2 – (D – 2 × s)2) × L
В случае, если труба уже находится в эксплуатации, и есть необходимость произвести расчет ее веса, а из подручных измерительных средств присутствует только линейка/рулетка, площадь боковой поверхности можно определить следующим образом:
Sn= L × H, где
- L – длина окружности трубы;
- H – длина трубы.
Зная толщину стенки трубы, можно произвести расчет ее ориентировочного объема и найти значение массы:
V = Sn× s = L × h × s,
m = ρ × V.
Следует отметить, что такие расчеты веса являются упрощенными, могут использоваться только для решения бытовых задач и не применяются в разработке и конструкционном проектировании трубопроводов.
