Якщо вам доводилося стикатися з необхідністю покупки досить великих партій металевих труб, то з таким завданням, як розрахунок маси труби сталевий, справа приходити вже було. Але незнання правил таких підрахунків багатьох змушує довірятися даними продавця, який не завжди є об'єктивними, на жаль, такі особливості нашої торгівлі. Тому якщо часто доводиться стикатися зі сталевими трубами різного перетину необхідно знати правила виконання цього розрахунку.
Наведемо лише кілька випадків, в яких знання маси сталевих труб просто необхідно:
- Проектування металоконструкцій, в яких застосовуються труби. Від маси окремих елементів залежить загальна вага конструкції, її особливості, до того ж це визначає і вимоги до фундаментів під такі споруди.
Для труб різної маси можуть застосовуватися різні способи кріплення до поверхні. Надійність кріплення відіграє значиму роль при монтажі магістралей різного призначення, при цьому його вибір повинен здійснюватися виходячи з маси трубопроводу.
- Найбільш банальна завдання - більшість постачальників надають дані про вартість виробів по тоннажу, тому, якщо відомий метраж труб, необхідно знати яка маса погонного метра сталевої труби.
Зупинимося на основних видах визначення маси одного метра труб, що мають різне перетин.
↑Отже, маса сталевих труб визначається за такою формулою:
M = V x Ro,
де: M - маса в кг, V - об'єм в кубометрах, Ro - щільність кг / куб. м
Обсяг стали, з якого зроблена труба, можна звичайно визначити, опустивши 1 метр вироби в воду. Згідно із законом Архімеда вона витіснить рівний об'єм води. Але, частіше за все, часу для експериментів немає, тому доводиться вдаватися до розрахунків.
Для визначення обсягу металу необхідно знати периметр її перетину (для круглих труб довжину окружності), товщину стінки, за одиницю довжини приймається 1 погонний метр:
- Довжина кола круглої труби Р = х D, де - 3,14 (число пі), D - діаметр
- Периметр квадрата Р = а 2, де а - сторона труби
- Периметр прямокутника Р = 2 (a + b), де a і b боку труби
Після цього необхідно виміряти товщину стінки труби t і перемножити периметр Р, t, і L (1 погонний метр). При всіх розрахунках не забувайте переводити все лінійні розміри в метри.
V = Р х L х t
Після отримання обсягу маса труб сталевих визначається просто за вищенаведеною формулою М = V x Ro, у багатьох випадках щільність стали приймають рівною 7850 кг / куб м, але при більш точних розрахунках необхідно враховувати те, що різні марки матеріалу можуть відрізнятися за цим показником. Щільність різних марок сталі необхідно уточнювати.
↑
Звичайно це всього лише порівняння, так як даний метод розрахунків застосовується багатьма професіоналами, для визначення приблизних значень. Принцип методу заснований на застосуванні спрощених формул для кожного типу перетину труб. Тобто, щоб визначити масу погонного метра вироби необхідно виконати всього один розрахунок. Користуючись цими формулами необхідно пам'ятати про те, що в них підставляються всі лінійні значення в міліметрах, недотримання цього правила дасть невірний результат.
- Розрахунок маси круглої труби виконується за формулою:
М = 0.025 t (D - t),
де D - діаметр труби (зовнішній) в мм, t - товщина стінки, мм
- Розрахунок маси квадратної труби можна виконати за іншою, не більше складною формулою:
М = 0,0316 t (a - t)
де a - ширина боку труби (зовнішня) мм
- Розрахунок маси прямокутної труби буде здійснюватися по кілька іншою формулою:
М = 0,0158 t (a + b - 2t), де
a і b боку перетину, мм
Як бачите, формули досить прості, але варто враховувати те, що вони дають лише приблизні результати, причому навіть розрахунки, виконані за першим і другим способом, можуть відрізнятися, в деяких випадках навіть істотно.
Тому дані методи розрахунку найкраще не застосовувати при виконанні проектування складних конструктивних елементів з труб різного діаметру. А якщо мова йде тільки про необхідність приблизної ваги труб при покупці, тоді отримані дані, за своєю точністю, цілком підійдуть.
↑
Тепер відповімо на запитання, як же отримати дані для виконання різних технічних розрахунків. Виробництво труб повинно бути організовано таким чином, щоб отримані вироби відповідали вимогам нормативних документів, ГОСТам. Дане відповідність буде гарантією того, що металоконструкція з труб, або прокладена з них магістраль, буде здатна працювати при певних умовах.
Саме тому при виборі матеріалів для відповідальних цілей необхідно віддавати перевагу саме сертифікованої продукції. Так, труби, виготовлені кустарним способом, особливо це стосується профільованих труб, будуть коштувати дешевше.
Але чи потрібна така економія, враховуючи можливе зниження технічних характеристик ?!
Державні галузеві стандарти припускають мінімальні відхилення розмірів труб. З огляду на ці можливі зміни, в кожен стандарт в обов'язковому порядку входить таблиця, в якій пов'язані зовнішні розміри, товщина стінки і маса труби. Наприклад, маса труби сталевий прямокутної може бути визначена по ГОСТу 8645-68.
Для порівняння визначимо масу труби прямокутного перетину 180 х 145 мм, зі стінкою в 20 мм.
- М = 2 х (0,18 + 0,145) х 0,02 х 7850 = 102,05 кг
- М = 0,0158 х 20 х (180 + 145-2 х 20) = 90,06 кг
- За ГОСТ маса 1 погонного метра такої труби становить 84,1 кг
Як бачите, різниця виходить істотна. Причина в основному криється в можливій нерівномірності товщини стінки, яка вже врахована в відповідній таблиці і в різниці щільності певної марки стали. Різниця між стандартним значенням і вирахуваним по шкільним формулами становить близько 20%. Варто сказати про те, що така розбіжність характерна для товстостінних труб великого перерізу, в невеликих виробах різниця істотно менше.
Виходячи з отриманих даних можна зробити висновок, що розрахунки за існуючими формулами можуть привести до придбання зайвого матеріалу, крім того і стануть причиною збільшення проектної потужності фундаменту під конструкцію з труб.
↑Найпростіший і швидкий спосіб вирішення завдання визначення ваги труби - онлайн калькулятор, який дозволяє досить точно визначити необхідні значення. У мережі сьогодні можна знайти масу програм такого призначення, одні з них дозволяють виконати розрахунок в онлайн режимі, інші можна завантажити і встановити на комп'ютер, який з них вибрати, вирішувати вам.
Перевагу варто віддавати програмам, які дозволяють врахувати різні параметри труби (наприклад, онлайн калькулятори). Ввівши застосовані раніше параметри прямокутної труби, ми отримали вага 1 погонного метра в 84,09 кг, тобто результат практично відповідає ДСТУ.
Як бачите, способів визначити вагу труби існує безліч, але більш точним буде застосування значень ГОСТу або виконувати розрахунки за допомогою спеціальних калькуляторів (не забудьте перевірити правильність його розрахунків шляхом звірки зі стандартними значеннями).
Але чи потрібна така економія, враховуючи можливе зниження технічних характеристик ?