Calculul greutății tubului din oțel inoxidabil: formule, diagrame și verificări ale cumpărătorului

Greutatea pe metru: formula, constanta și de unde provine

Greutatea pe metru în kilograme este (OD - grosimea peretelui) x grosimea peretelui x 0,02491. Diametrul exterior și grosimea peretelui sunt introduse în milimetri, rezultatul revine în kilograme pe metru, iar 0,02491 este constanta de densitate pentru oțelul inoxidabil de gradul 304.

Constanta nu este un secret comercial, este doar geometrie și densitate presate într-un singur număr. Un perete de tub este un inel, astfel încât aria sa transversală în milimetri pătrați este egală cu pi x (OD - t) x t. Un metru din acea secțiune are 1000 mm lungime, ceea ce dă un volum în milimetri cubi, iar împărțirea la 1000 îl transformă în centimetri cubi. Înmulțiți centimetri cubi cu densitatea în grame pe centimetru cub și aveți grame, apoi împărțiți la 1000 pentru kilograme.

Întregul lanț se prăbușește în pi împărțit la 1000, înmulțit cu densitate. Pentru 304 densitatea nominală este de 7,93 g/cm3, deci 0,0031416 x 7,93 = 0,02491. Pentru 316L densitatea nominală este de 8,00 g/cm3, dând 0,02513. Nimic altceva din formulă nu se schimbă atunci când se schimbă nota, motiv pentru care cumpărătorii care memorează o constantă și un număr rareori au probleme.

Consecința practică este că alegerea gradului este o decizie de greutate la fel de mult ca o decizie de coroziune. Rularea aceluiași tub de perete de 60,3 mm OD, 2,77 mm în 304, 316L și 2205 produce trei mase diferite pe metru, iar pe o comandă de 20 de tone această diferență aterizează direct pe factura de marfă și pe planul de ridicare.

Două rânduri din acel tabel merită memorate. Duplexul este cu aproximativ 1,7% mai ușor decât 316L la dimensiuni identice, deoarece densitatea sa este mai mică, iar Monel 400 este cu aproximativ 10% mai greu decât 304. O cotație construită pe constanta 304 pentru o comandă de aliaj de nichel va subestima greutatea de transport cu câteva sute de kilograme pe o încărcătură de container.

De ce contează mai mult valoarea densității decât aritmetica

Aritmetica nu merge niciodată prost, intrarea. Cea mai frecventă greșeală în calculele greutății este tratarea 7,93 ca o densitate universală a inoxidabilului, iar a doua cea mai comună este utilizarea unei constante de oțel carbon de 0,02466 pe o comandă de inoxidabil.

Densitatea nominală este publicată, dar cifra reală se mișcă într-o bandă îngustă de la căldură la căldură. Conținutul de crom și nichel modifică ușor densitatea, iar munca la rece o reduce o fracțiune. În scopuri comerciale, cifra nominală este cea corectă de citat, deoarece comenzile de achiziție, certificatele de fabrică și listele de ambalare sunt toate construite pe densitatea nominală. Ceea ce nu ar trebui să faceți este să revendicați o toleranță a podului de cântărire mai strâns decât poate rezista procesul real.

Luați în considerare răspândirea pe o comandă de 3 tone de 25,4 mm OD, tub de perete de 2,11 mm. La constanta 304 greutatea calculată este de 1,224 kg/m. La constanta 316L este de 1,235 kg/m. Pe 2450 de metri de tub, care este un spațiu de 27 kg, suficient de mic pentru a fi absorbit, dar o toleranță de 10% a peretelui în aceeași ordine poate muta masa reală cu 250 kg sau mai mult. Densitatea gradului este o problemă de rotunjire; toleranța peretelui este cea reală.

Acolo unde densitatea se schimbă cu adevărat, o decizie comercială este pentru aliajele de nichel și super austenitice. Un pachet de schimbător de căldură 904L și un pachet de 316L cu număr de tuburi identic au aproximativ aceeași greutate, dar un pachet Monel 400 nu este și nici un pachet Inconel 625 la 8,44 g/cm3. Distanța dintre suporturile tuburilor, greutatea pachetului pe canal și capacitatea macaralei au nevoie de constanta corectă înainte de eliberarea desenului.

Teava din otel inoxidabil austenitic TP316/316L/316H/316Ti Conductă fără sudură cu rulment de molibden în patru variante de grad 316, relevante aici pentru verificarea greutății tubului și a încărcăturilor mănunchiului înainte de eliberare. Vizualizare produs →

Patru exemple funcționale pe care le puteți copia direct

Exemplul 1: tubulatura instrumentului, 25,4 mm OD, 2,11 mm perete, TP316L, 6 metri lungimi

Scădeți peretele din OD: 25,4 - 2,11 = 23,29. Înmulțiți cu perete: 23,29 x 2,11 = 49,14. Înmulțiți cu constanta 316L: 49,14 x 0,02513 = 1,235 kg/m. O lungime de 6 metri are 7,41 kg. O comandă de 400 de lungimi este de 2964 kg, sau 2.964 de tone, înainte de ambalare.

Exemplul 2: țeavă de proces, 114,3 mm OD, 6,02 mm perete, TP304, lungimi de 12 metri

114,3 - 6,02 = 108,28. Înmulțiți cu 6,02 = 651,85. Înmulțiți cu 0,02491 = 16,24 kg/m. O lungime de 12 metri are 194,9 kg. O comandă de 40 de bucăți este de 7796 kg, motiv pentru care această dimensiune este tratată în mod normal cu o macara mai degrabă decât cu un stivuitor și nu este niciodată împachetat dincolo de limita de ridicare.

Exemplul 3: tub pătrat și dreptunghiular

Formula rotundă nu se aplică. Pentru secțiunea goală dreptunghiulară, aria secțiunii transversale este 2t x (h w - 2t), unde h și w sunt dimensiunile exterioare în milimetri. Cu densitatea pliată, versiunea 304 devine kg/m = 0,01586 x t x (h w - 2t).

Un tub pătrat de 40 x 40 x 2 mm în 304: 0,01586 x 2 x (40 40 - 4) = 0,01586 x 152 = 2,41 kg/m. Un dreptunghi de 40 x 20 x 1,5 mm în 316L: 0,01591 x 1,5 x (40 20 - 3) = 0,01591 x 85,5 = 1,36 kg/m. Cifra 0,01591 este pur și simplu 2 x 8,00 / 1000 pentru 316L.

Exemplul 4: convertirea kilogramelor înapoi în metri

Metri disponibili pe tonă = 1000 împărțit la kg/m. Pentru 16,24 kg/m adică 61,6 metri pe tonă. Dacă clientul cere 5 tone de aceeași dimensiune, răspunsul este 308 metri, sau 25 lungimi întregi de 12 metri plus 8 metri de rest, ceea ce de obicei nu este ceea ce doresc să primească. Rotunjiți întotdeauna în jos la un număr întreg de lungimi standard și citați mai degrabă tonajul rezultat decât cel solicitat.

Tabel de referință: Greutate pe metru pentru dimensiunile rotunde comune

Tabelul de mai jos este calculat cu constanta 304 de 0,02491 și constanta 316L de 0,02513. Dimensiunile urmează dimensiunile comune ASTM și EN de comandă. Folosiți-l pentru o primă estimare, apoi recalculați cu peretele exact indicat în comanda de achiziție, deoarece o diferență de perete de 0,2 mm pe tubul mic este o diferență de greutate de 5 procente.

Citiți peste tabel și scalarea devine evidentă. Dublarea OD la perete constant dublează aproximativ masa pe metru, în timp ce dublarea peretelui la OD constant o dublează, deoarece greutatea cântărește cu grosimea peretelui înmulțită cu diametrul mediu. Pe tubul OD mare peretele domină numărul, iar pe tubul OD mic, OD îl domină.

Greutatea teoretică, greutatea reală și decalajul de toleranță

Greutatea calculată este o cifră teoretică bazată pe dimensiunile nominale și densitatea nominală. Greutatea cântărită este ceea ce spune cântarul din port. Diferența dintre cele două este normală și este guvernată de toleranțele înscrise în comanda de cumpărare, nu de formulă.

Grosimea peretelui este cel mai mare contributor. Majoritatea comenzilor de tuburi inoxidabile sunt plasate pe o bandă de toleranță a peretelui în intervalul de plus sau minus 10 până la 12,5 la sută, cifra exactă depinzând de standard și de clasa de toleranță specificată. Prin urmare, un tub comandat la 2,11 mm poate părăsi moara la 2,32 mm și încă se poate conforma.

Rulați din nou numerele la acel perete superior: 25,4 - 2,32 = 23,08, înmulțit cu 2,32 = 53,55, înmulțit cu 0,02513 = 1,346 kg/m față de un nominal de 1,235 kg/m. Aceasta este o creștere de 9% pe hârtie și este un produs complet legitim.

Toleranța de lungime adaugă un al doilea strat mai mic. Lungimile tăiate sunt de obicei furnizate la o toleranță pozitivă, iar un milimetru sau doi pe bucată pe 3000 de bucăți este măsurabil. Ovalitatea, perpendicularitatea capătului și starea teșitului sau a capătului simplu modifică ușor masa.

Apoi, există decalajul operațional sincer: ulei, praf, umiditate și ambalaj. Tubul împachetat cu curele de oțel, capace de plastic și suporturi din lemn cântărește de obicei cu 1 până la 3% mai mult decât tubul singur. Pe un transport de 20 de tone care reprezintă până la 600 kg de ambalaj și se calculează pentru încărcătura utilă a containerului, chiar dacă nimeni nu dorește să plătească transportul pentru lemn.

Modul corect de a gestiona toate acestea este să citați greutatea teoretică pentru documentele comerciale, să precizați în mod clar clasa de toleranță aplicabilă și să permiteți o marjă de lucru de 2 până la 4 la sută la rezervarea transportului. Cumpărătorii care tratează numărul calculat ca pe o promisiune își vor petrece săptămâna certându-se cu un bilet de cântărire care este complet corect.

Calcule inverse: metri pe tonă, bucăți pe pachet, bobine pe patină

Majoritatea întrebărilor adevărate sunt inversate. Clientul cunoaște tonajul, sau limita macaralei sau sarcina utilă a containerului și trebuie să știe câți metri reprezintă asta.

Metri pe tonă = 1000 / kg pe metru. Bucăți per pachet = limita de greutate a pachetului / (kg pe metru x lungime). Greutatea piesei = kg pe metru x lungime. Aceste trei linii răspund la aproape toate întrebările de logistică care sosesc cu o solicitare de tub.

Carcasă lucrată: un client are nevoie de exact 1000 kg de 114,3 x 6,02 mm TP304. La 16,24 kg/m adică 61,6 metri. În lungimi de 12 metri, adică 5 bucăți plus un rest de 1,6 metri, deci răspunsul practic este 5 bucăți la 974 kg, sau 6 bucăți la 1169 kg. Ambele sunt corecte, iar alegerea depinde dacă clientul preferă să fie scurt sau să aibă în plus stoc.

În cazul în care bobina și tubul de precizie sunt implicate, cifra de greutate este alimentată direct în documentația de expediere și în planul de încărcare al mașinii propriu al clientului. Merită să publicați atât kg/m, cât și metrii per bobină pe lista de ambalare, mai degrabă decât să lăsați cumpărătorul să inverseze numerele.

Conductă spirală din oțel inoxidabil și tub spirală strălucitoare Tub spiralat luminos, cu suprafață netedă, utilizat în servicii farmaceutice, alimentare și schimbătoare de căldură; Datele despre greutatea și lungimea bobinei acceptă planurile de expediere. Vizualizare produs →

Încărcătura utilă de marfă și container: unde o eroare de rotunjire devine scumpă

Transportul are prețul fie pe greutate, fie pe volum, oricare dintre acestea este mai mare, iar tubul inoxidabil se află stânjenit între cele două. Un recipient plin cu tub de diametru mic se va tăia înainte de a cântări. Un recipient plin cu o țeavă grea de perete va cântări cu mult înainte de a se scoate în cuburi. Știind cu care aveți de-a face, decideți dacă expediați 18 tone sau 26 de tone.

Pentru transporturile cu încărcare mai mică decât containerul, greutatea taxabilă este de obicei cea mai mare dintre greutatea reală în tone și volumul în metri cubi, astfel încât factorul de conversie este efectiv de 1000 kg pe metru cub. Tubul de diametru mic în fascicule lungi este voluminos; verificați cifra volumetrică înainte de a presupune că greutatea va guverna.

Pentru încărcături de containere complete, un container de uz general de 20 de picioare are o sarcină utilă de aproximativ 28 de tone pe hârtie, dar limitele legale din Europa și America de Nord limitează de obicei un container încărcat mai aproape de 24 până la 25 de tone. Un container de 40 de picioare oferă mai mult volum, dar nu proporțional mai multă sarcină utilă, motiv pentru care mărfurile dense de țevi se deplasează adesea în cutii de 20 de picioare.

Carcasa lucrata: 219,1 x 4,78 mm TP304 la 25,52 kg/m. O sarcină utilă de 24 de tone permite 940 de metri. În lungimi de 6 metri, adică 156 de bucăți, iar stiva de 156 de bucăți la 219 mm OD ocupă mult mai puțin decât un container complet de 20 de picioare, așa că această marfă cântărește. Același container umplut în volum cu tub de 12,7 mm ar transporta mult mai puțin de 24 de tone, iar costul de transport pe tonă s-ar tripla.

Graficul de mai sus arată același tub de 60,3 mm OD în cinci grosimi de perete, toate calculate cu constanta 304. Trecând de la 1,65 mm la 5,54 mm mai mult decât triplează masa pe metru, iar limita de sarcină utilă ajunge de trei ori mai devreme. Aceasta este cea mai utilă comparație de greutate atunci când un inginer de proiect întreabă dacă un perete mai greu este accesibil.

Lungimea modifică, de asemenea, calculul de marfă în moduri care sunt ușor de trecut cu vederea. Lungimile mari se deplasează prost în containere standard, iar dincolo de aproximativ 12 metri tubul trebuie să se deplaseze pe echipamente break bulk sau flat rack, ceea ce modifică atât rata, cât și planul de încărcare. Acolo unde un proiect are nevoie cu adevărat de execuții lungi cu mai puține suduri pe teren, greutatea pe bucată trebuie verificată în raport cu echipamentul de ridicare de pe șantier, precum și cu vasul.

Șase locuri în care greutatea calculată variază pe o comandă reală

Acestea sunt articolele care explică cel mai adesea diferența dintre cifra calculată și cifra expediată. Niciuna dintre ele nu este erori în formulă; toate acestea sunt variabile normale care ar trebui cuantificate înainte ca comanda să fie expediată.

Există o disciplină simplă care înlătură majoritatea disputelor. Indicați în cota metoda de calcul, constanta de densitate utilizată și clasa de toleranță. Apoi afișați greutatea teoretică și greutatea brută estimată ca două coloane separate pe lista de ambalare. Cumpărătorii nu se mai certă atunci când ambele numere sunt vizibile și ambele sunt etichetate.

Utilizarea datelor de greutate pentru a alege un tub mai ușor și mai puternic

Greutatea pe metru nu este doar un număr logistic. Este un număr de design, iar una dintre cele mai utile comparații în selecția tubului inoxidabil este între un grad austenitic și un grad duplex la aceeași presiune.

Duplex S32205 are o limită de curgere minimă de aproximativ două ori și jumătate față de 316L, iar duplexul este, de asemenea, puțin mai puțin dens. Combinația înseamnă că un tub duplex poate fi adesea specificat cu un perete mai subțire pentru aceeași presiune de proiectare, iar tubul rezultat este semnificativ mai ușor pe metru decât alternativa 316L. Două efecte trag în aceeași direcție: perete mai subțire și densitate mai mică.

O ilustrare practică: o linie de 60,3 mm OD proiectată în jurul 316L la 3,91 mm perete, la 5,49 kg/m, poate fi deservită în unele clase de presiune de un tub duplex la un perete mai subțire, iar masa pe metru scade cu mult sub 5 kg/m. Pe o cursă lungă în larg cu sute de metri de tub, această diferență modifică distanța dintre suporturi, greutățile pachetului și planul de instalare.

Reducerea în greutate este reală, dar nu este gratuită. Duplexul necesită proceduri de sudare calificate, un control mai strict al aportului de căldură și un regim adecvat de curățare după sudare. Modul corect de utilizare a datelor de greutate este ca instrument de screening: calculați ambele opțiuni, comparați masa instalată și costul de sudare, apoi decideți. Greutatea singură câștigă rareori argumentul, dar deseori începe unul util.

S2205 Țevi fără sudură din oțel inoxidabil duplex Duplex 2205 țeavă fără sudură pentru petrol, gaze, produse chimice și servicii maritime, utilă atunci când se compară opțiunile de țevi rezistente la coroziune și de înaltă rezistență și greutatea instalată. Vizualizare produs →

Unități imperiale, conversii și reguli de rotunjire

Nu toți cumpărătorii lucrează în milimetri și kilograme, iar sistemele de unități de amestecare sunt o modalitate fiabilă de a produce o cotație greșită. Cele două sisteme se convertesc în mod curat odată ce constantele sunt corecte.

În unitățile imperiale, formula tubului rotund este lb/ft = 10,80 x (OD - t) x t, cu dimensiunile în inci. Constanta 10,80 corespunde densității 304; pentru 316L este 10,90, iar pentru duplex este 10,63. Motivul pentru care constanta pare mare este că se pliază în pi, doisprezece inci pe picior și densitatea în lire pe inch cub.

Conversii care merită păstrate la îndemână: 1 kg/m este egal cu 0,6720 lb/ft, 1 lb/ft este egal cu 1,4882 kg/m, 1 inch este egal cu 25,4 mm și 1 tonă scurtă este egală cu 907,2 kg. O lungime de 20 de picioare este de 6,096 metri, iar o lungime de 40 de picioare este de 12,192 de metri.

Rotunjirea ar trebui să urmeze documentul. Cotațiile și confirmările de comandă se rotunjesc de obicei la trei zecimale pe kg/m și la kilograme întregi pe greutatea totală. Listele de ambalare sunt adesea rotunjite pe bucată la două zecimale, ceea ce poate introduce o mică eroare cumulativă într-un număr mare de piese; adăugați mai întâi bucățile, apoi rotunjiți totalul.

Încă o convenție contează. Greutatea teoretică este baza pentru majoritatea comerțului internațional cu tuburi inoxidabile și este menționată ca atare pe certificatul de fabrică. În cazul în care un contract specifică greutatea reală cântărită, banda de toleranță și metoda de cântărire ar trebui să fie incluse în acord, altfel cele două părți măsoară lucruri diferite.

O listă de verificare pentru precomandă pentru comenzile critice pentru greutate

1. Confirmați exact OD și peretele pe comanda de achiziție, nu cea mai apropiată dimensiune a catalogului.
2. Selectați constanta corectă de densitate pentru gradul furnizat efectiv, nu pentru nota din interogare.
3. Decideți dacă contractul are greutatea teoretică sau reală și scrieți-l.
4. Acordați clasa de toleranță a peretelui, apoi calculați greutatea atât la limita superioară, cât și la cea inferioară.
5. Convertiți tonajul în lungimi întregi și verificați că restul este acceptabil.
6. Adăugați o alocație de ambalare de 1 până la 3 procente pentru greutatea brută pe documentele de expediere.
7. Verificați greutatea piesei în raport cu macaraua sau stivuitorul disponibil atât la portul de încărcare, cât și la locul de destinație.
8. Recalculați planul containerului în raport cu limita de sarcină utilă, nu limita de volum, pentru încărcătură densă.

Fiecare dintre acești pași durează câteva minute și previne cele două moduri de defecțiune care costă cel mai mult: un container care este supraîncărcat legal pe drum și un client care se aștepta la 20 de tone și a primit 20,6 tone cu un certificat complet valabil.

Întrebări frecvente

Care este formula pentru greutatea tubului din oțel inoxidabil pe metru?

(OD - grosimea peretelui) x grosimea peretelui x 0,02491 pentru nota 304, cu dimensiunile in milimetri si rezultatul in kilograme pe metru. Înlocuiți 0,02513 pentru 316L, 0,02450 pentru duplex sau 0,02765 pentru Monel 400.

De ce este constanta diferită de oțelul carbon?

Pentru că densitatea este diferită. Oțelul carbon folosește 0,02466 bazat pe 7,85 g/cm3, în timp ce 304 inoxidabil utilizează 0,02491 bazat pe 7,93 g/cm3. Utilizarea constantei de carbon pe o comandă de inoxidabil subestimează greutatea cu aproximativ un procent.

Cât de precisă este o greutate calculată?

Este exact pentru dimensiunile nominale și densitatea nominală. Față de o expediere fizică, așteptați-vă la o diferență de 1 până la 4 procente față de toleranța peretelui, lungimea permisă și ambalare și cotați ținând cont de această marjă.

Cum transform kilogramele pe metru în metri pe tonă?

Împărțiți 1000 la cifra kg/m. Cu 16,24 kg/m, o tonă înseamnă 61,6 metri. Acesta este cel mai rapid mod de a verifica dacă un tonaj solicitat se transformă într-un număr sensibil de lungimi standard.

Funcționează formula pentru tubul pătrat și dreptunghiular?

Nu, folosiți în schimb kg/m = 2t x (h w - 2t) x densitate / 1000. Pentru 304, asta se simplifică la 0,01586 x t x (h w - 2t) cu toate dimensiunile în milimetri.

Ar trebui să citez greutatea teoretică sau reală?

Greutatea teoretică este norma internațională pentru tubul inoxidabil și este ceea ce apare pe majoritatea certificatelor de fabrică. În cazul în care contractul prevede greutatea reală cântărită, specificați în scris metoda de cântărire și banda de toleranță.

Cât de mult adaugă ambalajul la greutatea de expediere?

De obicei, 1 până la 3 procente pentru curele, derapaje, capace și împachetare. La teava cu perete greu procentul este mai mic; pe perete subțire tub diametru mic în fascicule lungi poate fi mai mare.

Pot reduce greutatea tubului fără a modifica diametrul exterior?

Da, în două moduri: specificați un perete mai subțire acolo unde presiunea de proiectare permite sau treceți la un grad duplex cu rezistență mai mare, care permite un perete mai subțire pentru aceeași sarcină. Ambele modifică masa pe metru și ambele modifică cerințele de sudură și manipulare.