Характеристики и вес нержавеющей трубы из стали, способы расчета

Сортамент нержавеющих труб

Трубы из нержавеющей стали можно различить по назначению, типу и сорту. Труба нержавеющая из стали AISI 304 является популярным выбором для трубопроводов, так как она обладает высокой химической стойкостью. Но этот тип нержавеющей стали не совместим с высокими температурными режимами, так как он склонен к образованию осадка из карбида. Этой проблемы можно избежать в нержавеющей стали AISI 3041 из-за ее более низкого содержания углерода. Напорные трубы, как правило, изготавливаются либо из комбинации хрома и никеля, либо из твердого хрома.

Нержавеющие трубы выпускаются в широком диапазоне размеров. Номинальный диаметр отражен в маркировке. Внутренний диаметр уменьшается по мере увеличения толщины стенки. Прокат выпускается длиной от 1,5 до 10 м, но по согласованию с изготовителем возможна поставка товара длинной более 10 м.

Производство и сортамент нержавеющих труб контролируется ГОСТ 9940-81 и ГОСТ 9941-81. Он включает в себя электросварные прямошовные и спиралешовные трубы, бесшовные, используемые под высоким давлением, сварные трубы большого диаметра для высокотемпературных применений и трубы из ферритного стального нержавеющего сплава. Сварные трубы дешевле и, как правило, более рентабельны, чем их бесшовные аналоги. Толщина стенок, более постоянна, а внутренняя поверхность стенок может быть проверена перед изготовлением. Главное достоинство нержавеющей трубы по ГОСТ 9941-81 – отсутствие шва и высокая прочность.

Толщина нержавеющих труб

Важным параметром при выборе трубного проката является толщина стенки. Соотношение диаметра нержавеющих труб к толщине стенки (SDR) используют для расчета нормального давления в трубопроводе и прочих условий эксплуатации. Чем выше значение SDR, тем тоньше стенки изделия. По этому параметру прокат подразделяется на:

• особо тонкостенные трубы – SDR > 40;
• тонкостенные трубы – SDR = 13 – 40;
• трубы толстостенные – SDR = 6 – 13;
• особо толстостенные трубы – SDR < 6.

Всегда ли нужно вычислять вес нержавеющей трубы?

С профильными изделиями дела обстоят иначе. Если вам необходима масса трубы, размеры которой не отличаются от стандартных, проводить вычисления совсем необязательно. Проще воспользоваться готовой таблицей. Приведем пример таблицы соответствия физических данных квадратных профильных труб.

Таблица 3

Итак, зная размеры и типовые показатели нержавеющей трубы, можно произвести несложные математические вычисления. Понимание о важности веса изделия позволяет приобрести нужное для проведения работ количество нержавеющих конструкций. Стоит помнить, что в любом случае покупку нужно делать с запасом – на случай отбраковки и обрезки.

Применение нержавеющих труб

Нержавеющие трубы играют важную роль в нефтяной и газовой промышленности. Потребность в коррозионностойких трубопроводах возросла за последние пару лет, так как глубина добычи нефти растет. Такие суровые условия эксплуатации предъявляют особые требования к трубопроводам, поэтому трубы из нержавеющей незаменимы в нефтегазовой отрасли.

Нержавеющие трубы используются в большом количестве в сантехнике, так как это прочный материал способный хорошо переносить давление воды. Кроме того, поверхность из нержавеющей стали не допускает образования скоплений частиц или бактерий на стенках трубы и не загрязняет питьевую воду.

Нержавеющие стальные трубы различных размеров используются в широком спектре строительных конструкций. Например, заборы, ворота, перила, игровые площадки и спортивное оборудование. Нержавейка часто используется для конструирования труб поверх других металлов, таких как алюминий, когда необходимо дополнительное сопротивление нагрузкам.

Удельная плотность стальных труб

Значения плотности наиболее распространенных марок стали:

• Нержавеющая конструкционная криогенная и коррозионно-стойкая жаропрочная сталь – 7,9 г/см3;
• Конструкционная низколегированная и углеродистая качественная сталь – 7,85 г/см3;
• Конструкционная рессорно-пружинная и легированная сталь – 7,85 г/см3;
• Инструментальная штамповая сталь – 7,7 или 7,8 г/см3 (величина может меняться в зависимости от марки стали);
• Углеродистая конструкционная сталь – 7,87 г/см3.

При выборе труб из нержавеющей стали нужно подбирать соответствующее значение, согласно которому один кубический метр труб будет весить 7,9 тонн.

Преимущества

Основными достоинствами нержавеющего трубного проката являются:

• Защита от коррозии. Коррозия – главный врагом металлических трубопроводов. Наружная поверхность стальных, железных и бетонных трубопроводов может разрушаться от почвы и ультрафиолета. Внутренние стены труб, изготовленные из других материалов, будут иметь тенденцию ржаветь, повреждаться в результате истирания или накапливать мусор. Но благодаря коррозионной стойкости нержавеющей стали это встречается гораздо реже.
• Соотношение цена/качество. Трубы из нержавеющей стали, это долговечный продукт, который прослужит десятилетиями. Это надежный материал, который легко обслуживать и монтировать.
• Прочность и универсальность. Различные материалы, такие как никель, молибден или азот, могут быть добавлены в нержавеющую сталь для повышения ее коррозионностойких свойств. Нержавеющая сталь выдерживает экстремальные температуры. Благодаря добавлению различных материалов в нержавеющую можно добиться уменьшения толщины стенок, при сохранении высоких эксплуатационных характеристик, что снижает массу готового продукта.
• Внешний вид. Открытые трубы и фитинги из нержавеющей стали являются отличным выбором для сфер требовательных к внешней эстетике, так как материал не требует финишной отделки и имеет интересную блестящую фактуру.
• Экологичность. В отличие от других материалов трубопровода, нержавейку не нужно покрывать или облицовывать какими-либо материалами. Трубопровод из нержавейки на 100% подлежит вторичной переработке, что снижает воздействие на окружающую среду.

Правила измерения веса 1 метра трубы из нержавейки

Нержавеющие стали производятся в полном сортаменте в . Все они обладают разными свойствами, определяющими их цену. Чтобы без ошибок выбрать нужный объем трубопроката с антикоррозийными свойствами, нужно изучить его маркировку.

У труб из нержавейки вес метра зависит от сплава, из которого она изготовлена. Для ее производства используются следующие марки стальных сплавов:

• жаропрочные коррозионностойкие;
• легированные;
• конструкционные;
• низколегированные;
• инструментальные.

Изготовленные из разных сплавов изделия отличаются друг от друга физическими параметрами. Каждый вид сплава рассчитан на определенный тип нагрузки. Чтобы выбрать трубу из нержавеющей стали с нужным весом погонного метра сначала выбирается маркировка сплава.

Затем выбирается типоразмер сечения и толщина стенок. Это нормативные значения, утвержденные ГОСТом. Они различаются для бесшовных и сварных изделий.

Формула расчета

Стоимость металлопроката указывается по весу, это удобнее с точки зрения сокращения номенклатуры изделий, так как цена неизменна за тонну проката из металла одного вида одинаковая, вне зависимости от диаметра и толщины стенок трубы из нержавейки.

Для расчета стоимость погонного метра трубного проката необходимо знать:

• материал изготовления;
• диаметр или площадь сечения (для прямоугольных изделий);
• толщину стенки.

Формула расчета веса одного метра нержавеющией трубы круглого диаметра выглядит следующим образом:

3,142 х Внешний диаметр трубы х Толщину стенки х Удельную плотность материала

Для профилей прямоугольного и квадратного сечения формула будет еще проще:

(2 х (Ширина стенки + Высота стенки)) х Толщину стенки х Удельную плотность материала

Плотность нержавеющей стали различных марок приведена в нижеследующей таблице:

Так как разница между плотностью различных марок нержавеющего проката не значительна и не превышает 3%, в расчетах часто используют среднее значение равное 7,85 г/см3.

ВАЖНО! Будьте внимательны при переводе единиц измерения

Для примера рассчитаем вес 1 м.п. нержавеющей трубы AISI 304 53х1,5:

3,142 х 0,53 х 1,5 х 7,7 = 19,23 кг

По данной формуле легко рассчитать стоимость любого сортамента нержавеющих труб по ГОСТ 9940-81 и 9941-81. Она так же пригодится при осмечивании транспортных издержек и расчёте проектных нагрузок в конструкциях.

Как можно сделать расчет веса трубы из нержавеющей стали?

Итак, для правильного расчета нам будут нужны следующие величины:

• удельный вес определенной марки стали;
• толщина стенок изделия;
• диаметр трубы;
• метраж (погонных метров).

Трубы разного размера и длины будут иметь разный вес

Первый показатель, удельный вес, можно узнать из таблицы с типовыми данными. В ней представлены характеристики наиболее распространенных вариаций стальных сплавов.

Таблица 1

При необходимости вычислить вес стальной нержавеющей трубы за основу можно брать показатель веса кубического метра стали в 7,9 т.

С толщиной стенки и диаметром изделий можно ознакомиться в соответствующих ГОСТах. Исключением могут быть случаи, когда трубы изготовляются не по стандартным параметрам, а по индивидуальному требованию заказчика.

Самый распространенный тип труб из стали — это электросварные изделия

Наиболее распространенными видами стальных труб являются электросварные (физические размеры регулируются положениями ГОСТа 11068-81). Способ изготовления таких труб считается наиболее простым, поэтому электросварные изделия обладают оптимальной стоимостью и чаще всего используются в быту.

Важно! Толщина изделий из сплавов 04Х17Т и 0Х18Т1 ограничена нормативным документом: она составляет не более 2 мм.

Существующие размеры таких нержавеющих труб представлены в таблице.

Таблица 2

Получив все нужные данные, можно приступить к расчетам по формуле. Значение веса равно произведению объема стали на поверхность изделия. Для того, чтобы более или менее точно узнать объем стального сплава в заданном количестве труб, умножается толщина стенок изделий на показатель площади поверхности. Площадь поверхности, в свою очередь, определяется получением произведения диаметра нержавеющей трубы, её длины в метрах и постоянного числа «пи» (3,14).

Чтобы посчитать вес трубы, нужно измерить ее диаметр, толщину стенки и длину

Итак, рассмотрим простой пример. Предположим, у нас есть абстрактная нержавеющая труба со следующими размерами: диаметр её будет составлять 100 миллиметров, толщина стенки будет равняться 2 миллиметрам, а длина единичного отрезка – 10 метр. Расчеты мы производим в переводе на метры.

Значит, вес такой конструкции будет таким:

7900 (удельная плотность нержавеющей стали) х 0,1 (диаметр) х 10 (длина отрезка) х 0,002 (толщина стенки) х 3,14 = 49,612 кг.

Данная формула верна в теории, но на практике дает не настолько точные результаты, как хотелось бы. Размеры трубы круглого сечения мешают произвести стопроцентно правильный расчет.

Дальнейшие расчеты будут производиться по упрощенной формуле, которая основывается на размерах трубы нержавейки и полученном в предыдущем примере результате массы:

Вес погонного метра нержавеющей трубы = (диаметр по внешней стороне [в мм] – толщина стенки [в мм]) х толщина стенки [в мм] х 0,045 [округленный вес стали в кг] = (Д-Т) х Т х 0,05.

Итак, в нашем случае вес 1 м.п. стальных труб будет равен:

(100-2) х 2 х 0,05 = 9,8 кг/метр погонный.

Кстати, для вычисления веса погонного метра разновидностей нержавеющих конструкций существуют другие формулы:

• нержавеющий квадратный профиль: А (величина стороны) х А х 0,0079 [кг];
• нержавеющий прямоугольный профиль: (В + А – 2S) х 0,0158 [кг] х S.

Существуют стандартные размеры труб, для вычисления их веса пользоваться формулами не нужно