Ruostumattoman teräsputken painon laskeminen: kaava, kaaviot ja ostajan tarkastukset

Paino metriä kohti: kaava, vakio ja mistä se tulee

Paino metriä kohti kilogrammoina on (OD - seinämän paksuus) x seinämän paksuus x 0,02491. Ulkohalkaisija ja seinämän paksuus syötetään millimetreinä, tulos palautetaan kilogrammoina metriä kohti ja 0,02491 on luokan 304 ruostumattoman teräksen tiheysvakio.

Vakio ei ole liikesalaisuus, se on vain geometria ja tiheys puristettuna yhdeksi numeroksi. Putken seinämä on rengas, joten sen poikkipinta-ala neliömillimetreinä on pi x (OD - t) x t. Yksi metri siitä osasta on 1000 mm pitkä, mikä antaa tilavuuden kuutiomillimetreinä, ja jakamalla 1000:lla se muunnetaan kuutiosenttimetriksi. Kerro kuutiosenttimetrit tiheydellä grammoina kuutiosenttimetriä kohden, niin saat grammaa, ja jaa sitten kilot 1000:lla.

Tämä koko ketju romahtaa pi:ksi jaettuna 1000:lla, kerrottuna tiheydellä. 304:n nimellistiheys on 7,93 g/cm3, joten 0,0031416 x 7,93 = 0,02491. 316 litran nimellistiheys on 8,00 g/cm3, jolloin saadaan 0,02513. Mikään muu kaavassa ei muutu arvosanan vaihtuessa, minkä vuoksi ostajat, jotka muistavat yhden vakion ja yhden numeron, joutuvat harvoin vaikeuksiin.

Käytännön seuraus on, että lajin valinta on yhtä lailla painopäätös kuin korroosiopäätös. Saman ulkohalkaisijaltaan 60,3 mm:n 2,77 mm:n seinäputken käyttäminen malleissa 304, 316L ja 2205 tuottaa kolme erilaista massaa metriä kohti, ja 20 tonnin tilauksessa ero osuu suoraan rahtilaskulle ja nostosuunnitelmalle.

Kaksi riviä tässä taulukossa kannattaa muistaa. Duplex on noin 1,7 prosenttia kevyempi kuin 316L samoilla mitoilla, koska sen tiheys on pienempi, ja Monel 400 on noin 10 prosenttia raskaampi kuin 304. Nikkeliseostilauksen 304-vakioon rakennettu tarjous aliarvioi lähetyksen painon useilla sadoilla kilogrammilla konttikuormalla.

Miksi tiheysarvolla on enemmän merkitystä kuin aritmeettisella

Aritmetiikka ei koskaan mene pieleen, syöttö tekee. Yleisin virhe painolaskelmissa on 7,93:n käsittely ruostumattoman teräksen yleistiheydenä, ja toiseksi yleisin on hiiliteräsvakion 0,02466 käyttäminen ruostumattoman teräksen tilauksessa.

Nimellistiheys julkaistaan, mutta todellinen luku liikkuu kapealla kaistalla lämmöstä lämpöön. Kromi- ja nikkelipitoisuus muuttavat tiheyttä hieman, ja kylmätyöstö pienentää sitä murto-osan. Kaupallisiin tarkoituksiin nimellisluku on oikea lainaus, koska ostotilaukset, tehdastodistukset ja pakkausluettelot perustuvat kaikki nimellistiheyteen. Mitä sinun ei pitäisi tehdä, on vaatia vaakatoleranssia tiukempaa kuin todellinen prosessi voi kestää.

Harkitse levitystä 3 tonnin tilauksessa, jonka ulkohalkaisija on 25,4 mm, seinäputkella 2,11 mm. Vakiolla 304 laskettu paino on 1,224 kg/m. 316 litran vakiolla se on 1,235 kg/m. 2450 metrin putkessa on 27 kg:n väli, tarpeeksi pieni imeytymään, mutta 10 prosentin seinätoleranssi samassa järjestyksessä voi siirtää todellista massaa 250 kg tai enemmän. Arvosanatiheys on pyöristyskysymys; seinän sietokyky on todellinen.

Kun tiheys todella muuttuu, kaupallinen päätös koskee nikkeliseoksia ja superausteniittia. 904 litran lämmönvaihdinnippu ja 316 litran nippu, jossa on identtiset putket, ovat suunnilleen samanpainoisia, mutta Monel 400 -nippu ei ole, eikä myöskään Inconel 625 -nippu 8,44 g/cm3. Putken tukiväli, nipun paino kanavaa kohti ja nosturin kapasiteetti tarvitsevat kaikki oikean vakion ennen piirustuksen vapauttamista.

TP316/316L/316H/316Ti austeniittinen ruostumaton teräsputki Molybdeenia sisältävä saumaton putki neljässä 316-luokan versiossa, olennainen tässä putkien painon ja nippukuormien tarkistamiseen ennen vapauttamista. Näytä tuote →

Neljä toimivaa esimerkkiä, jotka voit kopioida suoraan

Esimerkki 1: instrumenttiletku, ulkohalkaisija 25,4 mm, seinä 2,11 mm, TP316L, pituus 6 metriä

Vähennä seinä OD:sta: 25,4 - 2,11 = 23,29. Kerro seinällä: 23,29 x 2,11 = 49,14. Kerro 316 litran vakiolla: 49,14 x 0,02513 = 1,235 kg/m. Yksi 6 metrin pituus on 7,41 kg. 400 pituuden tilaus on 2964 kg eli 2964 tonnia ennen pakkaamista.

Esimerkki 2: prosessiputki, ulkohalkaisija 114,3 mm, seinä 6,02 mm, TP304, pituus 12 metriä

114,3 - 6,02 = 108,28. Kerro luvulla 6,02 = 651,85. Kerro 0,02491 = 16,24 kg/m. Yksi 12 metrin pituus on 194,9 kg. 40 kappaleen tilaus on 7796 kg, minkä vuoksi tätä kokoa käsitellään yleensä nosturilla eikä trukilla eikä sitä koskaan niputeta nostorajan yli.

Esimerkki 3: neliö- ja suorakaiteen muotoinen putki

Pyöreä kaava ei päde. Suorakaiteen muotoisen ontelon profiilin poikkipinta-ala on 2t x (k w - 2t), missä h ja w ovat ulkomitat millimetreinä. Kun tiheys on taitettu sisään, 304-versiosta tulee kg/m = 0,01586 x t x (k w - 2t).

40 x 40 x 2 mm:n neliöputki 304:ssä: 0,01586 x 2 x (40 40 - 4) = 0,01586 x 152 = 2,41 kg/m. 40 x 20 x 1,5 mm:n suorakulmio 316 litrassa: 0,01591 x 1,5 x (40 20 - 3) = 0,01591 x 85,5 = 1,36 kg/m. Luku 0,01591 on yksinkertaisesti 2 x 8,00 / 1000 316 litralla.

Esimerkki 4: kilojen muuntaminen takaisin metreiksi

Saatavilla olevat metrit per tonni = 1000 jaettuna kg/m. 16,24 kg/m, mikä on 61,6 metriä per tonni. Jos asiakas pyytää 5 tonnia samankokoista, vastaus on 308 metriä tai 25 täyttä 12 metriä pituutta plus 8 metriä jäännöstä, jota ei yleensä haluta saada. Pyöristä aina alaspäin kokonaislukuun vakiopituuksia ja ilmoittaa tuloksena saatu tonnimäärä pyydetyn tonnimäärän sijaan.

Viitetaulukko: Paino metriä kohti tavallisille pyöreille kokoille

Alla oleva taulukko on laskettu 304-vakiolla 0,02491 ja 316L-vakiolla 0,02513. Mitat noudattavat yleisiä ASTM- ja EN-tilauskokoja. Käytä sitä ensimmäisen arvion tekemiseen ja laske sitten uudelleen ostotilauksessa mainitun tarkan seinän mukaan, koska 0,2 mm:n seinämän ero pienessä putkessa on 5 prosentin painoero.

Lue taulukon poikki ja skaalaus tulee selväksi. OD:n kaksinkertaistaminen vakioseinällä karkeasti kaksinkertaistaa massan metriä kohti, kun taas seinän kaksinkertaistaminen vakiolla OD:lla yli kaksinkertaistaa sen, koska paino asteikkoutuu seinämän paksuuden kerrottuna keskihalkaisijalla. Suuressa OD-putkessa seinä hallitsee numeroa, ja pienessä OD-putkessa OD hallitsee sitä.

Teoreettinen paino, todellinen paino ja toleranssirako

Laskettu paino on teoreettinen luku, joka perustuu nimellismittoihin ja nimellistiheyteen. Punnittu paino on mitä sataman vaaka sanoo. Näiden kahden välinen ero on normaali, ja sitä hallitsevat ostotilaukseen kirjoitetut toleranssit, ei kaava.

Seinämän paksuus on suurin yksittäinen tekijä. Useimmat ruostumattomien putkien tilaukset tehdään seinän toleranssinauhaa vasten, joka on 10–12,5 prosenttia, ja tarkka luku riippuu standardista ja määritetystä toleranssiluokasta. Putki, joka on tilattu 2,11 mm:n pituiseksi, voi siis poistua myllystä 2,32 mm:n kohdalla ja silti mukautua.

Suorita numerot uudelleen kyseisellä yläseinällä: 25,4 - 2,32 = 23,08, kerrottuna 2,32 = 53,55, kerrottuna 0,02513 = 1,346 kg/m nimellisarvoa 1,235 kg/m vastaan. Se on 9 prosentin lisäys paperilla, ja se on täysin laillinen tuote.

Pituustoleranssi lisää toisen, pienemmän kerroksen. Leikkauspituudet toimitetaan yleensä positiiviseen toleranssiin, ja millimetri tai kaksi kappaletta kohti 3000 kappaletta kohti on mitattavissa. Ovaliteetti, pään suorakulmaisuus ja viisto tai sileä pään kunto muuttavat massaa hieman.

Sitten on rehellinen toiminnallinen aukko: öljy, pöly, kosteus ja pakkaukset. Mukana oleva putki teräshihnoilla, muovikorkilla ja puisilla jalustoilla painaa rutiininomaisesti 1–3 prosenttia enemmän kuin putki yksin. 20 tonnin lähetyksessä on pakkauksia jopa 600 kg, ja se lasketaan kontin hyötykuormaan, vaikka kukaan ei halua maksaa rahtia puusta.

Oikea tapa hoitaa tämä kaikki on ilmoittaa teoreettinen paino kaupallisille asiakirjoille, ilmoittaa selkeästi sovellettava toleranssiluokka ja sallia 2-4 prosentin työmarginaali rahtia varattaessa. Ostajat, jotka pitävät laskettua lukua lupauksena, viettävät viikkonsa kiistellen täysin oikealla vaakalipulla.

Käänteiset laskelmat: metriä per tonni, kappaletta nippua kohti, kelat per liuku

Useimmat todelliset kysymykset kulkevat taaksepäin. Asiakas tietää vetoisuuden tai nosturirajan tai kontin hyötykuorman, ja hänen on tiedettävä kuinka monta metriä se edustaa.

Metriä/tonni = 1000/kg/metri. Kpl per nippu = nipun painoraja / (kg per metri x pituus). Kappaleen paino = kg per metri x pituus. Nämä kolme riviä vastaavat lähes jokaiseen putkikyselyn mukana tulleeseen logistiikkakysymykseen.

Toiminut kotelo: asiakas tarvitsee tasan 1000 kg 114,3 x 6,02 mm TP304:ää. 16,24 kg/m on 61,6 metriä. 12 metrin pituuksissa eli 5 kappaletta plus 1,6 metrin jäännös, joten käytännöllinen vastaus on 5 kpl 974 kg:lla tai 6 kpl 1169 kg:lla. Molemmat ovat oikein, ja valinta riippuu siitä, haluaako asiakas olla lyhyt vai kantaako ylimääräistä varastoa.

Jos kyseessä on kela ja tarkkuusputki, painoarvo syötetään suoraan lähetysasiakirjoihin ja asiakkaan omaan koneen lastaussuunnitelmaan. Pakkausluettelossa kannattaa julkaista sekä kg/m että metrejä kelaa kohden sen sijaan, että ostaja jätäisi numerot toisinpäin.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu kelaputki ja kirkas kelaputki Kirkas, sileäpintainen kelaputki, jota käytetään lääke-, elintarvike- ja lämmönvaihdinpalveluissa; kelan paino- ja pituustiedot tukevat toimitussuunnitelmia. Näytä tuote →

Rahdin ja kontin hyötykuorma: missä pyöristysvirhe tulee kalliiksi

Rahti hinnoitellaan joko painon tai tilavuuden mukaan, kumpi on suurempi, ja ruostumaton putki istuu hankalasti näiden kahden välissä. Säiliö täynnä halkaisijaltaan pientä putkea kuutioi ennen kuin se punnitaan. Säiliö, joka on täynnä raskasta seinää olevaa putkea, painaa kauan ennen kuin se palaa. Kun tiedät, kumman kanssa olet tekemisissä, päätät, lähetätkö 18 tonnia vai 26 tonnia.

Alle konttikuormalähetyksissä laskutettava paino on tyypillisesti todellinen paino tonneissa ja tilavuus kuutiometreissä, joten muuntokerroin on käytännössä 1000 kg kuutiometriä kohden. Pienen halkaisijan putki pitkissä nipuissa on tilaa vievää; Tarkista tilavuusluku ennen kuin oletat, että paino hallitsee.

Täysi konttikuormalle 20 jalan yleiskontin hyötykuorma on paperilla noin 28 tonnia, mutta tielainsäädäntö Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa yleensä rajoittaa lastatun kontin 24-25 tonnia. 40 jalan kontti tarjoaa enemmän tilavuutta, mutta ei suhteellisesti enemmän hyötykuormaa, minkä vuoksi tiheä putkilasti kulkee usein 20 jalan laatikoissa.

Työstetty kotelo: 219,1 x 4,78 mm TP304, 25,52 kg/m. 24 tonnin hyötykuorma mahdollistaa 940 metriä. 6 metrin pituuksissa eli 156 kappaletta ja 156 kappaleen pino 219 mm ulkohalkaisijalla vie paljon vähemmän kuin täysi 20 jalan kontti, joten tämä lasti painaa. Saman tilavuuden mukaan 12,7 mm putkella täytetty kontti kuljettaisi paljon alle 24 tonnia ja rahtikustannukset tonnia kohden kolminkertaistuisivat.

Yllä oleva kaavio näyttää saman ulkohalkaisijaltaan 60,3 mm:n putken viidellä seinämänpaksuudella, jotka kaikki lasketaan vakiolla 304. 1,65 mm:stä 5,54 mm:iin yli kolminkertaistuu massa metriä kohti, ja hyötykuormaraja tulee kolme kertaa nopeammin. Tämä on hyödyllisin painovertailu, kun projektiinsinööri kysyy, onko raskaampi seinä edullinen.

Pituus muuttaa myös rahtilaskentaa tavoilla, jotka on helppo jättää huomiotta. Pitkät matkat kulkevat huonosti tavallisissa konteissa ja noin 12 metrin päähän putken täytyy liikkua bulkki- tai litteähyllylaitteistolla, mikä muuttaa sekä nopeutta että lastaussuunnitelmaa. Jos projekti todella tarvitsee pitkiä ajoja ja vähemmän kenttähitsauksia, kappaleen paino on tarkistettava sekä paikan päällä että aluksessa olevaa nostolaitetta vasten.

Kuusi paikkaa, joissa laskettu paino poikkeaa todellisesta tilauksesta

Nämä ovat ne tuotteet, jotka useimmiten selittävät eron lasketun luvun ja lähetetyn luvun välillä. Mikään niistä ei ole virhe kaavassa; ne kaikki ovat normaaleja muuttujia, jotka tulee kvantifioida ennen tilauksen lähettämistä.

On olemassa yksinkertainen kurinalaisuus, joka poistaa useimmat riidat. Ilmoita tarjouksessa laskentamenetelmä, käytetty tiheysvakio ja toleranssiluokka. Näytä sitten teoreettinen paino ja arvioitu bruttopaino kahtena erillisenä sarakkeena pakkausluettelossa. Ostajat lopettavat väittelyn, kun molemmat numerot ovat näkyvissä ja molemmat on merkitty.

Painotietojen käyttäminen kevyemmän ja vahvemman putken valitsemiseen

Paino metriä kohti ei ole vain logistinen luku. Se on suunnittelunumero, ja yksi hyödyllisimmistä vertailuista ruostumattoman putken valinnassa on austeniittisen laadun ja duplex-laadun välillä samalla paineella.

Duplex S32205:n myötöraja on noin kaksi ja puoli kertaa pienempi kuin 316L, ja duplex on myös hieman vähemmän tiheä. Yhdistelmä tarkoittaa, että duplex-putki voidaan usein määrittää ohuemmalla seinämällä samalle suunnittelupaineelle, ja tuloksena oleva putki on huomattavasti kevyempi metriä kohti kuin 316L-vaihtoehto. Kaksi efektiä vetää samaan suuntaan: ohuempi seinä ja pienempi tiheys.

Käytännön esimerkki: 60,3 mm:n ulkohalkaisijaltaan 316 litran ympärille suunniteltu linja 3,91 mm:n seinämillä, 5,49 kg/m, voidaan joissakin paineluokissa palvella kaksipuolisella putkella ohuemmalla seinällä, ja massa metriä kohti putoaa selvästi alle 5 kg/m. Pitkällä offshore-ajossa, jossa on satoja metrejä putkia, ero muuttaa tukiväliä, nippujen painoja ja asennussuunnitelmaa.

Painon säästö on todellinen, mutta se ei ole ilmaista. Duplex tarvitsee päteviä hitsausmenetelmiä, tiukempaa lämmöntuonnin hallintaa ja kunnollista hitsauksen jälkeistä puhdistusta. Oikea tapa käyttää painotietoja on seulontatyökaluna: laske molemmat vaihtoehdot, vertaa asennettua massaa ja hitsauskustannuksia ja päätä sitten. Paino yksin harvoin voittaa riidan, mutta usein se aloittaa hyödyllisen väitteen.

S2205 Duplex ruostumattomasta teräksestä valmistettu saumaton putki Saumaton Duplex 2205 -putki öljy-, kaasu-, kemian- ja merihuoltoon, hyödyllinen vertailtaessa korroosionkestäviä, lujia putkivaihtoehtoja ja asennettua painoa. Näytä tuote →

Keisarilliset yksiköt, muunnokset ja pyöristyssäännöt

Jokainen ostaja ei työskentele millimetreissä ja kilogrammissa, ja sekoitusyksikköjärjestelmät ovat luotettava tapa tehdä väärä tarjous. Molemmat järjestelmät muuntavat puhtaasti, kun vakiot ovat oikeat.

Imperial yksiköissä pyöreän putken kaava on lb/ft = 10,80 x (OD - t) x t, mitat tuumina. Vakio 10,80 vastaa tiheyttä 304; 316L:lle se on 10,90 ja duplexille 10,63. Syy, miksi vakio näyttää suurelta, on se, että se taittuu piissä, kaksitoista tuumaa jalkaa kohti ja tiheys nauloissa kuutiotuumaa kohden.

Muunnokset, joita kannattaa pitää käsillä: 1 kg/m vastaa 0,6720 lb/ft, 1 lb/ft vastaa 1,4882 kg/m, 1 tuuma vastaa 25,4 mm ja 1 lyhyt tonni vastaa 907,2 kg. 20 jalan pituus on 6,096 metriä ja 40 jalkaa 12,192 metriä.

Pyöristyksen tulee noudattaa asiakirjaa. Tarjoukset ja tilausvahvistukset pyöristetään yleensä kolmen desimaalin tarkkuudella kg/m ja kokonaispainoon. Pakkausluettelot pyöristetään usein kappaletta kohti kahden desimaalin tarkkuudella, mikä voi aiheuttaa pienen kumulatiivisen virheen suuressa kappalemäärässä. lisää ensin palat ja pyöristä sitten kokonaisuus.

Vielä yksi sopimus on tärkeä. Teoreettinen paino on useimpien kansainvälisten ruostumattomien putkien kaupan perusta, ja se on ilmoitettu tehdastodistuksessa. Jos sopimuksessa määrätään todellinen punnittu paino, toleranssialue ja punnitustapa tulee kirjata sopimukseen, muuten osapuolet mittaavat eri asioita.

Ennakkotilauksen tarkistuslista painokriittisille tilauksille

1. Vahvista tarkka ulkohalkaisija ja seinä ostotilauksesta, älä lähintä luettelon kokoa.
2. Valitse oikea tiheysvakio todellisuudessa toimitettavalle lajille, älä kyselyssä olevalle laadulle.
3. Päätä, onko sopimus teoreettisen vai todellisen painon mukaan, ja kirjoita se ylös.
4. Sovi seinän toleranssiluokka ja laske sitten paino sekä ylä- että alarajoissa.
5. Muunna tonnimäärä kokonaisiksi pituuksiksi ja tarkista, että loppuosa on hyväksyttävä.
6. Lisää lähetysasiakirjoihin 1–3 prosentin pakkauskorvaus bruttopainosta.
7. Tarkista kappaleen paino sekä lastaussatamassa että kohdepaikalla saatavilla olevaa nosturia tai trukkia vastaan.
8. Laske konttisuunnitelma uudelleen tiheän lastin hyötykuormarajaa vastaan, ei tilavuusrajaa.

Jokainen näistä vaiheista kestää minuutteja ja estää kaksi eniten maksavaa vikatilaa: kontti, joka on laillisesti ylikuormitettu tiellä ja asiakas, joka odotti 20 tonnia ja sai 20,6 tonnia täysin voimassa olevalla todistuksella.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on ruostumattoman teräsputken painon kaava metriä kohti?

(OD - seinämän paksuus) x seinämän paksuus x 0,02491 luokassa 304, mitat millimetreinä ja tulos kilogrammoina metriä kohti. Korvaa 0,02513 316L:lle, 0,02450 duplexille tai 0,02765 Monel 400:lle.

Miksi vakio eroaa hiiliteräksestä?

Koska tiheys on erilainen. Hiiliteräs käyttää 0,02466:ta 7,85 g/cm3:n perusteella, kun taas 304:n ruostumaton käyttö 0,02491 7,93 g/cm3:n perusteella. Hiilivakion käyttäminen ruostumattoman teräksen tilauksessa aliarvioi painon noin prosentilla.

Kuinka tarkka laskettu paino on?

Se on tarkka nimellismitoille ja nimellistiheydelle. Fyysistä lähetystä vastaan ​​odota 1–4 prosentin eroa seinän toleranssiin, pituusrajoitukseen ja pakkaukseen ja tee tarjous tämän marginaalin mukaisesti.

Kuinka voin muuntaa kilot metriä kohden metreiksi tonnia kohti?

Jaa 1000 kg/m luvulla. Kun paino on 16,24 kg/m, yksi tonni on 61,6 metriä. Tämä on nopein tapa tarkistaa, muuttuuko pyydetty tonnimäärä järkeväksi määräksi vakiopituuksia.

Toimiiko kaava neliömäiselle ja suorakaiteen muotoiselle putkelle?

Ei, käytä sen sijaan arvoa kg/m = 2t x (k l - 2t) x tiheys / 1000. Mallille 304, joka yksinkertaistuu arvoon 0,01586 x t x (k l - 2t) ja kaikki mitat millimetreinä.

Pitäisikö minun mainita teoreettinen vai todellinen paino?

Teoreettinen paino on ruostumattomien putkien kansainvälinen normi, ja se näkyy useimmissa tehdassertifikaateissa. Jos sopimus edellyttää todellista punnittua painoa, ilmoita punnitusmenetelmä ja toleranssialue kirjallisesti.

Kuinka paljon pakkaus lisää lähetyksen painoa?

Tyypillisesti 1-3 prosenttia vanteille, liukuoille, korkille ja kääreille. Raskaan seinämän putken prosenttiosuus on pienempi; ohuessa seinämässä halkaisijaltaan pieni putki pitkissä nipuissa voi olla korkeampi.

Voinko vähentää putken painoa muuttamatta ulkohalkaisijaa?

Kyllä, kahdella tavalla: määritä ohuempi seinä, jos suunnittelupaine sallii, tai siirry vahvempaan duplex-laatuun, joka sallii ohuemman seinän samaan tehtävään. Molemmat muuttavat massaa metriä kohti ja molemmat muuttavat hitsaus- ja käsittelyvaatimuksia.