Расчет массы трубы формула

Профильная труба – востребованный вид металлопроката, используемый для сооружения металлоконструкций, в производстве мебели, для прокладки электрокабеля, изготовления производственного оборудования и техники. При проектировании любой конструкции или механизма необходимо знать все параметры используемых элементов, в том числе их массу.

Какие характеристики профильных труб влияют на массу?

Наиболее востребованными разновидностями этой металлопродукции являются изделия с прямоугольным и квадратным профилем.

Размеры

Это определяющие факторы, и к ним относятся: ширина и высота поперечного сечения, толщина стенки. Углы профильных изделий могут быть четкими прямыми или скругленными. Скругленность незначительно влияет на вес погонного метра, особенно в случае маломерных изделий. Сортамент квадратных и прямоугольных стальных труб, предназначенных для создания металлоконструкций, определяется ГОСТом Р 54157-2010.

Плотность стали

Усредненно для расчетов плотность стали принимают равной 7850 кг/м 3 . Но, в зависимости от содержания углерода, эта величина изменяется: чем выше процентное соотношение углерода в сплаве, тем меньше масса металла.

Таблица плотности различных марок стали

Наименование Марки Плотность, кг/м 3
Коррозионностойкие стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т 7900
Конструкционные углеродистые стали обыкновенного качества Ст3 пс/сп 7870
Конструкционные углеродистые качественные стали 10, 20, 30, 40 7850
Инструментальные стали Х12МФ 7700
Низколегированные стали 09Г2С, 30ХГСА 7850
Стали рессорно-пружинные 65Г 7850
Инструментальные штамповые стали 5ХНМ 7800

Расчет веса профильной стальной трубы по формулам

Для определения массы погонного метра воспользуемся формулой M=V*p, где:

M – масса 1 м, кг;

V – объем материала, м 3 ;

p – плотность стали, кг/м 3 .

A– ширина сечения, м;

B – высота сечения, м;

s – толщина стенки, м.

При использовании формул для определения, сколько весит метр профильной трубы, скругленность углов не учитывается. Если толщина стенки неоднородна, производят по 2-3 измерения для каждой стенки и находят среднюю величину.

Расчет массы погонного метра профильной трубы с использованием таблиц

Внимание! В таблицах представлены массы металлопродукции, характерные для усредненного показателя плотности 7850 кг/м 3 . Если необходимо получить результат для другого значения плотности, табличную величину делят на 7850 и умножают на реальную плотность марки стали.

Таблица массы 1 м (кг) для прямоугольного профиля

Типоразмер Толщина стенки, мм
0,7 0,8 1,0 1,2 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,35 2,5 2,8 3,0
20х10 0,308 0,348 0,426 0,501 0,605
20х15 0,363 0,411 0,505 0,595 0,723
28х25 0,560 0,637 0,787 0,934 1,150 1,220 1,350 1,490 1,620 1,710 1,800
30х15 0,473 0,536 0,661 0,783 0,959 1,02 1,130 1,230 1,340 1,410 1,490
30х20 0,527 0,599 0,740 0,877 1,080 1,140 1,270 1,390 1,510 1,600 1,680
35х15 0,527 0,599 0,740 0,877 1,080 1,140 1,270 1,390 1,510 1,600 1,680
40х20 0,637 0,725 0,897 1,070 1,310 1,390 1,550 1,700 1,860 1,970 2,070
40х25 0,976 1,160 1,430 1,520 1,690 1,860 2,030 2,150 2,270
40х28 1,500 1,590 1,780 1,950 2,130 2,260 2,390
50х25 1,130 1,350 1,670 1,770 1,970 2,170 2,370 2,520 2,660 2,940 3,130

Таблица массы 1 м (кг) для квадратного профиля

Профильные трубы – востребованный металлопрокат, особенно это относится к изделиям прямоугольного и квадратного (частный случай – прямоугольного) сечения. Используются для сооружения металлоконструкций различного назначения, в машино- и станкостроении, в качестве защитных коробов при монтаже инженерных коммуникаций. Для проектирования конструкций и механизмов необходимо знать вес 1 погонного метра профильной трубы. На этот параметр влияют: плотность металла, размеры сечения – ширина, высота, толщина стенки.

Плотность стали

Для усредненных расчетов массы профильных труб удельный вес (плотность) принимают равным 7850 кг/м 3 . В зависимости от содержания углерода и легирующих элементов, эта величина может изменяться.

Таблица плотностей сталей различных марок

Плотность, кг/м 3

Читайте также:  Что такое электрохимическая коррозия металлов

Углеродистые обыкновенного качества и качественные, низколегированные

Необходимость сделать расчет трубы и точно определить ее удельный вес, общую массу и объем возникает при прокладке новых коммуникационных элементов или замене старых, во время текущего ремонта или планового обслуживания систем, при строительстве частных и многоквартирных домов, общественных зданий и промышленных сооружений.

Полученные данные вносятся в проектную документацию и дают возможность максимально точно составить смету, обозначить общую стоимость предстоящих работ и определить количество персонала и техники, способных в соответствии с заявленными сроками справиться с поставленной задачей.

Давайте вместе разберемся как и для чего рассчитывают вес и объем труб.

Для чего рассчитывают трубы?

Предварительный детальный расчет труб позволяет узнать, какое количество материала требуется взять для корректного обустройства выбранной системы и помогает избежать излишней траты средств на покупку, транспортировку и последующий монтаж деталей.

При правильном подходе готовый трубопровод заработает четко и надежно, а теплоноситель будет перемещаться в нем с необходимой скоростью, обеспечивая таким образом максимально эффективную эксплуатационную отдачу всей коммуникационной системы.

При составлении сметных расчетов профессиональные проектировщики, инженеры и монтажники рекомендуют принимать во внимание такие показатели, как:

  • базовая проходимость трубопровода;
  • уровень потенциально возможной теплопотери;
  • вид, объем и толщина необходимого утеплителя;
  • количество материала, предохраняющего трубы от коррозии и прочих негативных внешних воздействий;
  • степень гладкости или шероховатости внутренней поверхности трубы.

На основе этих данных выбрать подходящий тип и заказать нужное количество трубопроката получится гораздо быстрее и проще.

Как правильно рассчитать параметры в быту?

Чтобы корректно провести расчеты базовых параметров запланированного к использованию трубопроката, в первую очередь определяют тип материала и сечение детали, внешний и внутренний диаметр, толщину стенок и длину самой трубы.

Часть данных получают быстро и просто, замерив строительной рулеткой выбранное изделие. Более подробную информацию предоставляют сопроводительные документы, сертификаты качества, выданные производителю соответствующими органами, профильные справочники, действующие ГОСТы и открытые интернет-источники.

Методика расчетов в промышленности

На больших и масштабных строящихся или ремонтирующихся объектах процесс определения параметров начинают с входного контроля. Инженеры и монтажники проверяют сопроводительную документацию, сертификаты и фирменную маркировку, нанесенную на трубопрокат производителем.

Из этих данных узнают номинальные размеры полученного материала, марку металла или тип пластика, номер партии товара, результаты проведенной изготовителем рентгеновской дефектоскопии и химический анализ выплавки, вид термической обработки и дату ТУ.

В производственных условиях замер фактической длины трубы делают при помощи мерной проволоки или рулетки. Отклонение от заявленных в заводской документации цифр в большую или меньшую сторону для продукции первого класса считается допустимым в том случае, если не превышает 15 миллиметров, для второго класса – 100 миллиметров.

Наружный диаметр используемых труб в промышленности сверяют по формуле:

D = L:π-2Δр-0,2 мм

В ней учитывают такие параметры, как:

  • D – искомый диаметр;
  • L – длина внешней окружности трубы;
  • Δр – толщина материала, из которого сделана рулетка;
  • 0,2 миллиметра – допустимый припуск на прилегание к поверхности измерительного инструмента.

Погрешности и отклонения фактической величины диаметра от заявленной изготовителем для продукции с сечением до 200 миллиметров допускаются в пределах 1,5 миллиметров. Для труб с большим сечением этот показатель считается нормальным, если не превышает 0,7% от цифры диаметра, указанного в документации.

Определение диаметра трубного материала

Для уточнения диаметра трубы, используемой в процессе ремонтно-монтажных работ, сначала измеряют ее окружность. Для этого подходит обыкновенная швейная сантиметровая лента. Если под рукой ее нет, трубу просто обматывают плотной ниткой, веревкой или шпагатом, а потом прикладывают фрагмент к линейке и узнают его длину.

С целью последующих точных расчетов используют элементарную математическую формулу определения длины окружности:

L=πD (L — обозначает длину внешней окружности круга; π — является постоянным числом «пи», имеющим во всех случаях одинаковое значение – 3,14 (для максимально точных расчетов во внимание принимаются до восьми цифр, стоящих после запятой); D — символизирует диаметр окружности круга).

Чтобы корректно высчитать внешний диаметр уравнение преобразовывают в формулу D=L/π и производят все необходимые вычисления.

Для выяснения размера внутреннего диаметра круга в первую очередь замеряют толщину стенок трубного материала, а затем это значение, умноженное на 2, вычитают из числа, определяющего внешний диаметр изделия.

Читайте также:  Ремонт лазерного уровня своими руками

Замер параметров в сложных условиях

Если подлежащая обмеру труба труднодоступна, используют метод копирования и прикладывают к детали подходящий измерительный инструмент или предмет с уже известными параметрами, например, спичечный коробок.

Затем необходимую область фотографируют и все остальные вычисления совершают, ориентируясь на снимок. Полученные величины потом переводят в реальные параметры трубопроката с учетом масштаба сделанной съемки.

Нюансы замера диаметра труб для теплосистемы

В процессе обустройства отопительного комплекса диаметр труб определяют максимально правильно и точно. От корректности этих данных будет зависеть последующая эффективность работы всей системы и ее способность к производству необходимого количества обогрева.

К трубам, смонтированным для отопления жилых или промышленных помещений, предъявляют особые требования. От них ждут высокой эксплуатационной устойчивости и способности выдерживать давление теплоносителя.

При использовании элементов не соответствующего диаметра выполнение этой задачи становится крайне затруднительным. В результате возникает значительная теплопотеря, и в квартире, доме, офисе или рабочем цеху становится холодно и некомфортно.

Особенности расчета объема трубы

Расчет точного объема используемой трубы – обязательная процедура при обустройстве любой коммуникационной системы. Если пропустить этот шаг или отнестись к нему безответственно, в функционирующем трубопроводе образуется слишком высокое давление.

Оно ускорит износ материала и приведет к тому, что система будет требовать постоянного ремонта и в конце концов просто выйдет из строя, даже не отработав установленного гарантийного срока.

Низкое давление также скажется негативно, потому что существенно затруднит или даже сделает совершенно невозможной полноценную и комфортную эксплуатацию системы в удобном для потребителя режиме.

Общие параметры и необходимые вычисления

Для вычисления объема заданного отрезка трубной детали сначала определяют площадь окружности трубы по внешнему диаметру. Делают это при помощи формул

S=π(D/2)² или S=πR²

При этом D означает цифровой показатель внешнего диаметра трубы, а R составляет половину внешнего диаметра, то есть радиус. Получившееся значение умножают на длину обрабатываемого фрагмента и в результате получают объем в кубических метрах.

Дальнейшие необходимые расчеты осуществляют по формуле вычисления объема цилиндра

V=SH

где V показывает объем трубы, выраженный в кубических метрах, S означает площадь внешнего сечения, обозначенную в квадратных метрах, а H является длиной отрезка трубы, посчитанной в метрах. Для корректности действий сначала все единицы измерения переводят в единый вектор и только после этого осуществляют необходимые вычисления.

Расчет объема труб для водогазоснабжения

Правильный расчет объема стальных труб, предназначенных для коммуникаций, отвечающих за водо- и газоснабжение, начинают с определения диаметра. Самыми популярными моделями являются усиленные трубы с базовым диаметром в 25,5 миллиметров и обыкновенные универсальные с диаметром в 27,1 миллиметр.

По словам профессионалов, при прокладке простой системы точность показателей не слишком важна, так как объем трубы вычисляют по общеустановленным безразмерным показателям, именующимся условным проходом. Определяют цифровое значение этих величин по специальным таблицам и только в том случае, когда нужно просчитать давление.

Если планируется применение антифриза, расчеты стараются сделать более точно. Это позволяет избежать лишних материальных расходов и существенно снижает общие затраты на прокладку коммуникаций.

Дальше вычисляют радиус детали. Для этого в формулу:

R=D/2

закладывают данные, содержащиеся в сопроводительной документации или в маркировке труб (D означает базовый диаметр, заявленный изготовителем), а потом, апеллируя полученными цифрами, совершают необходимые вычислительные действия.

На следующем этапе находят площадь сечения. Для этого числовое значение радиуса возводят в квадрат и еще раз умножают на число ПИ (3,14). Если радиус детали выразился в миллиметрах, расчет площади сечения проводят в квадратных миллиметрах. В конце все полученные значения закладывают в формулу V=SH и получают искомое число.

Рекомендуем также прочесть более подробную статью о том, как правильно вычисляется объем труб. Подробнее – переходите по ссылке.

Правила вычисления веса трубной детали

На первый взгляд, совершить расчет веса погонного метра трубы не составляет никакого труда. Достаточно взглянуть на маркировку изделия, свериться с соответствующими справочными материалами (сертификационные свидетельства, сопроводительная документация, утвержденные ГОСТы и пр.) и получить оттуда все нужные данные.

Можно воспользоваться специально разработанной онлайновой программой, внести в нее имеющиеся на руках сведения и в течение 1-2 минут увидеть на мониторе компьютера, экране планшета или дисплее телефона точные результаты.

Но иногда никаких справочников под рукой нет и возможность использовать виртуальные ресурсы тоже отсутствует. Зато есть трубный материал из металла или пластика, срочно требующий определения его фактической массы.

Читайте также:  Как сделать термофен своими руками

И расчетная процедура здесь очень важна, так как многие виды продукции продаются именно по весу, а более тяжелые часто существенно разнятся по стоимости с облегченными.

Кроме того, точные данные о весе помогают определить прочность возводимой конструкции и позволяют выяснить, какого уровня эксплуатационную нагрузку она в будущем сможет выдержать.

Также информация о весовых параметрах необходима для выбора транспортного средства, способного доставить материал к объекту ремонта или строительства и для определения количества рабочей силы и строительной техники, необходимых для погрузки/разгрузки и последующего монтажа элементов в общую систему.

Определение веса трубы круглого сечения

Сколько весит фрагмент трубного материала с круглым сечением, выясняют, исходя из внешнего диаметра изделия, толщины стенки, удельной плотности материала и общей длины отрезка в погонных метрах.

Алгоритм вычислений описывается формулой:

M = π * Ro * s * (D – s) * L

Буквенные символы обозначают следующие параметры:

  • M – искомая масса исследуемой трубы;
  • Πи – постоянное значение, равное 3,14, актуальное для расчетов площади круга;
  • Ro – удельный вес материала, из которого изготовлено изделие (для металлов указывается как плотность в килограммах на кубический метр);
  • S – толщина стенки трубопроката;
  • D – размер внешнего диаметра окружности трубы;
  • L – длина изделия.

Произведя все необходимые вычисления и узнав, сколько весит один погонный метр, полученное значение умножают на общее количество закупленных погонных метров трубопроката.

Таким образом получают данные относительного полного веса изделий, необходимых для прокладки коммуникационной системы или сооружения каких-либо строений.

Как высчитать массу профильных труб?

Все уравнения, алгоритмы и формулы, представленные выше, имеют актуальность только для трубопроката с круглым сечением. Он наиболее распространен и шире всех других вариантов применяется в промышленных и бытовых целях.

Однако случаются ситуации, когда возникает необходимость рассчитать массу изделий с овальным, прямоугольным, квадратным, трапециевидным или каким-либо еще нестандартным видом сечения.

Расчет веса трубных деталей с нестандартным сечением осуществляют по нескольким простым формулам. Массу квадратной трубы позволяет найти уравнение:

M = (Ro) * 0.0157 * s * (A * 2 – 2.86 * s) * L,

где буквенно-цифровые символы означают следующее:

  • Ro – удельный вес (плотность) материала;
  • 0,0157 – постоянная расчетная величина;
  • S – толщина стенки;
  • 2,86 – постоянное значение, вычисленное на основе радиуса закругления углов;
  • L – длина трубы, обозначенная в погонных метрах.

Для прямоугольной трубной детали актуально уравнение:

M = (Ro / 7850) * 0.0157 * s * (A + B – 2.86 * s) * L,

где помимо всех вышеописанных данных учтены значения A и B, символизирующие длину сторон. Подробнее о видах стальных труб с различным сечением можно прочесть в этом материале.

Выводы и полезное видео по теме

Лайфхаки, полезные советы и наглядные рекомендации, как быстро, просто и без лишних усилий измерить диаметр необходимой трубы. Способы применимы к деталям любых размеров, изготовленным из различных материалов:

Правила вычисления объема труб в кубических метрах по математическим формулам. Подробное описание всех действий в пошаговом режиме:

Подсказки для домашних мастеров, как правильно рассчитать массу одного метра трубы круглого и профильного сечения. Подробные рекомендации по использованию тематических таблиц, формул и онлайн калькуляторов:

Исходя из выше изложенной информации можно сказать, что самостоятельно провести расчет веса, объема, диаметра, массы и сечения труб из различных материалов не так уж и сложно.

Конечно, задача требует внимания, скрупулезности, аккуратности и занимает какое-то время. Но все усилия сторицей окупаются в самом ближайшем будущем. Коммуникационная система, сформированная по максимально точным параметрам, работает абсолютно четко и обеспечивает эффективную эксплуатационную отдачу.

Если же остались какие-то сомнения и стопроцентной уверенности в способности самостоятельно провести точные расчеты нет, уместно поручить этот вопрос специалистам. Они сделают все быстро и предоставят заказчику полную калькуляционную раскладку всех требуемых параметров.

Надеемся, что изложенный выше материал помог вам с расчетами труб из различных материалов. Если же остались вопросы, вы можете задать их в расположенном ниже блоке, а мы постараемся на них оперативно ответить.