Формула расчета круглой трубы. Пример расчёта веса трубы стальной круглой

Формула расчета круглой трубы. Пример расчёта веса трубы стальной круглой

Независимо от того, какой метод расчёта будет использоваться, необходимо знать численные значения следующих параметров круглого стального трубопроката:

• толщина стенки;
• наружный диаметр.

Важно! Одной из основных характеристик при расчете веса трубы круглой является марка стали.

Из курса физики средней школы известно, что для определения удельного веса трубы стальной следует умножить объём использованного материала на его же плотность. Последний параметр – величина постоянная, в то время как объём материала (в нашем случае это сталь) нужно вычислить. Решить такую задачу можно двумя методами. Это — расчёт объём листа, образующего круглую трубу, или вычисление разности объёмов внешнего цилиндра и цилиндра внутреннего.

1. Для расчета веса трубы (например, диаметром 168 мм с толщиной стенки 8 мм) первым способом, сначала нужно определить длину окружности:

          L = π*D — 3,14*0,168 = 0,52752  м.

Здесь: D – диаметр изделия, а — всем известная математическая трансцендентная константа.

Для расчета веса трубы измеряется ее внешний диаметр и толщина стенки

Следующий шаг – вычисление площади наружной поверхности. Выполняется такой расчёт путём умножения окружности единицы продукции круглого трубопроката на её же длину. При вычислении веса метра трубы стальной в нашем случае формула принимает следующий вид:

                          S = 0,52752*1 = 0,52752 м²,

где S – площадь поверхности 1 м круглой трубы.

На очередном этапе расчёта веса 1 метра трубы круглой вычисляется объём использованной для производства данного изделия стали. Делается это умножением площади на толщину стенки:

V = S*W = 0,52752*0,008 = 0,00422 м²

На последнем шаге вычисления веса 1 метра трубы стальной круглой выясняется плотность стали. В специальной таблице значение данного параметра указано такое – 7850 кг/м³. Затем плотность стали умножается на объём:

Р = 7850*0,00422 = 33,127 кг.

В таблице №1 приведены результаты расчета для трубной продукции самых ходовых типоразмеров. Необходимо подчеркнуть, что это – теоретическое  значение веса одного погонного метра трубы.

Таблица 1

2. Расчёт веса одного погонного метра трубы вторым методом предполагает вычисление объёмов внутреннего и внешнего цилиндров. Первый шаг – расчёт площадей внешней и внутренней поверхностей.

Внешняя площадь равна:

S_нар.= π*D — 3,14*0,168 = 0,5278  м².

Чтобы рассчитать внутреннюю площадь, сначала необходимо узнать диаметр внутреннего цилиндра. Он такой: 0,168-0,016=0,152 мм. А внутренняя площадь равна 0,152×3,14=0,4773

Далее уже можно вычислять объёмы. С учётом того, что эта методика касается расчёта веса метра трубы стальной круглой, формулы выглядят очень просто.

Объём внешнего цилиндра будет равен 0,5278×1= 0,5278, а внутреннего 0,4773×1=0,4773.

Разность объёмов составляет: 0,5278-0,4773=0,00505.

Чтобы окончательно рассчитать вес трубы из стали, осталось только умножить объём на плотность:

                        0,00505×7850=39,64 кг.

При проверке труб на соответствие стандартам производства допускается наличие небольших погрешностей в размерах, поэтому результаты расчетов по формулам могут не совпадать с таблицами ГОСТов

Как мы видим, результаты не совпали. Но разница в разумных пределах.

Важно! Если обратиться к соответствующему ГОСТу, то в таблице вы увидите совсем другое значение веса трубы круглой стальной. Обусловлено это тем, что производители используют допустимые этим документом погрешности.

Вес трубы, таблица. Технические характеристики

Труба может быть сварной или бесшовной. В первом случае для изготовления металлопроката используется листовая сталь и штрипсы, которые стыкуются в месте соединения сваркой. Длина трубы может варьироваться от 1,5 до 20 метров, в качестве материала используются разные марки стали, в том числе нержавеющая.

Бесшовные трубы производятся методом волочения, прессования, ковки или проката. Такие изделия характеризуются многофункциональностью, долговечностью, износоустойчивостью. Бесшовная труба способна выдерживать постоянные серьезные нагрузки, поэтому используется в пищевой, химической и автомобильной промышленности. Данный сортамент бывает толстостенным и тонкостенным. Последний используется если предъявляются высокие требования к точности геометрии и качеству обработки материала.

Трубы могут быть холоднодеформированными и горячедеформированными. На начальном этапе заготовка нагревается до мягкого состояния, после чего проходит через пресс. Необходимая форма получается путём вальцовки при температуре плавления металла (для горячедеформированных), либо ниже её (для холоднодеформированных). Диаметр первых варьируется от 20 до 550 мм, последних – от 5 до 250 мм. Толщина стенок также отличается – 2,5 – 75 мм, 0,3 – 24 мм.

В зависимости от назначения трубы, все изделия классифицируются на 6 классов: трубы большого диаметра преимущественно применяются для монтажа газопроводов, нефтепроводов и обустройства защиты инженерных коммуникаций.

• Класс 1 – используются в качестве ограждений, опор, локальных систем подачи газа. Производятся из высокоуглеродистых марок стали.
• Класс 2 – предназначены для работы с высоким и низким давлением, применяются в системах подачи газа, топлива, продуктов нефтехимии.
• Класс 3 – характеризуются стойкостью к повышенным температурам, их задействуют в отопительных котлах, химической, ядерной промышленности.
• Класс 4 – трубы для бурения скважин, обсадки и т.п.
• Класс 5 – используются для изготовления опор, мачт, конструктивных элементов и другого оборудования.

Формула расчета веса круглой трубы. Калькулятор для расчёта веса круглой трубы

Назначение калькулятора

Данный калькулятор рассчитывает вес круглой трубы по известным габаритам в зависимости от материала изготовления. Калькулятор позволяет указать любые значения диаметра и толщины стенок, не привязываясь к конкретному сортаменту, что может быть удобно при расчёте импортных труб, которые, как правило, имеют отличные от российских стандартов параметры.

Практическое применение

Знать вес трубы необходимо при планировании работ по монтажу трубопровода, при производстве погрузочно-разгрузочных работ и при транспортировке.

Основание для расчёта

При расчёте веса круглой трубы используется следующая формула:

π · t · (D - t) · L · ρ

Указанная выше формула получена следующим путём:

1) Сначала вычисляется площадь сечения трубы через разность площадей круга по внутреннему и наружному диаметру:

2) Затем полученная площадь поперечного сечения умножается сначала на длину трубы, таким образом определяется геометрический объём тела трубы, и далее на плотность материала для вычисления общего веса трубы (М):

M = π · t · (D - t) · L · ρ

Так как толщина и диаметр представлены в миллиметрах, то для перевода в метры необходимо разделить каждое из данных значений на 1000, то есть в итоге на 10⁶.

Получаем конечную формулу, которая даёт значение веса трубы в килограммах:

M = π · t · (D - t) · L · ρ / 10⁶

Порядок расчёта

1. Введите габариты трубы: наружный диаметр ( D ) и толщину стенки ( t ) в миллиметрах, а длину ( L ) в метрах;
2. Выберите материал из которого изготовлена труба. Сначала укажите наименование материала (например, углеродистая сталь ), а затем выберите марку материала из списка (например, 09Г2С ). Если марки материала нет в предложенном списке, то вы можете выбрать марку по умолчанию или указать плотность материала вручную, активировав соответствующий чекбокс и заполнив появившееся поле;
3. Нажмите кнопку -расчёт- ;
4. В результатах расчёта вы получите информацию о весе одного погонного метра трубы в килограммах с точностью до 3-х знаков, а также общий вес трубы в килограммах и тоннах*.