فرمول محاسبه وزن لوله فولادی؛ مثال، وزن شاخه و تلرانس
۵ دقیقه مطالعهوزن هر متر لوله‌ی فولادی (کیلوگرم) = ۰٫۰۲۴۶۶ × ضخامت × (قطر خارجی − ضخامت)، با ابعاد به میلی‌متر. لوله‌ی ۲ اینچ رده ۴۰ (۶۰٫۳ × ۳٫۹۱) می‌شود ۵٫۴۴ کیلوگرم بر متر و شاخه‌ی ۶ متری آن ۳۲٫۶ کیلوگرم. وزن واقعی طبق ASTM A530 میتواند تا ۳٫۵٪ کمتر یا ۱۰٪ بیشتر از این عدد باشد. با همین فرمول از وزن یک شاخه می‌توان ضخامت میانگین را هم حساب کرد.
- ضریب ۰٫۰۲۴۶۶ از π × چگالی فولاد (۷٫۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب) ÷ ۱۰۰۰ میآید؛ همان ضریبی که وزن‌های جدول ASME B36.10M با آن حساب شده‌اند. در واحد اینچ: پوند بر فوت = ۱۰٫۶۹ × ضخامت × (قطر − ضخامت). ASME B36.10M
- در لوله‌های ASTM A106 و دیگر استانداردهای تابع ASTM A530، وزن هر شاخه باید بین ۳٫۵٪ کمتر و ۱۰٪ بیشتر از وزن نظری باشد و ضخامت در هیچ نقطه کمتر از ۸۷٫۵٪ اسمی نباشد. ASTM A530/A530M
فهرست مطالب
فرمول وزن لوله
وزن هر متر (کیلوگرم) = ۰٫۰۲۴۶۶ × ضخامت × (قطر خارجی − ضخامت)، با قطر خارجی و ضخامت به میلی‌متر. به‌صورت نمادین:
W = 0.02466 × t × (D − t)
فرمول حجم فولاد یک متر لوله را در چگالی ضرب می‌کند: سطح مقطع حلقه برابر π × ضخامت × (قطر خارجی − ضخامت) است و هر سانتیمتر مکعب فولاد کربنی ۷٫۸۵ گرم وزن دارد.
قطر خارجی هر سایز را از جدول سایز لوله به میلی‌متر بردارید (لوله‌ی ۲ اینچ ۶۰٫۳ میلی‌متر است، نه ۵۰٫۸) و ضخامت را از رده. اشتباه رایج همین است که عدد اینچی را در ۲۵٫۴ ضرب کنند.
چند مثال حل‌شده
| لوله | قطر × ضخامت (میلی‌متر) | کیلوگرم بر متر | شاخه ۶ متری |
|---|---|---|---|
| ۲ اینچ رده ۴۰ | ۶۰٫۳ × ۳٫۹۱ | ۵٫۴۴ | ۳۲٫۶ |
| ۲ اینچ رده ۸۰ | ۶۰٫۳ × ۵٫۵۴ | ۷٫۴۸ | ۴۴٫۹ |
| ۴ اینچ رده ۴۰ | ۱۱۴٫۳ × ۶٫۰۲ | ۱۶٫۰۷ | ۹۶٫۴ |
| ۶ اینچ رده ۴۰ | ۱۶۸٫۳ × ۷٫۱۱ | ۲۸٫۲۶ | ۱۶۹٫۶ |
| ۸ اینچ رده ۴۰ | ۲۱۹٫۱ × ۸٫۱۸ | ۴۲٫۵۵ | ۲۵۵٫۳ |
مثال اول قدم‌به‌قدم: ۶۰٫۳ − ۳٫۹۱ = ۵۶٫۳۹؛ ۵۶٫۳۹ × ۳٫۹۱ = ۲۲۰٫۵؛ ۲۲۰٫۵ × ۰٫۰۲۴۶۶ = ۵٫۴۴ کیلوگرم بر متر. این عددها با جدول ASME B36.10M یکی‌اند؛ وزن همه‌ی سایزها و رده‌ها در جدول وزن لوله مانیسمان آمده است.
وزن واقعی چقدر میتواند فرق کند؟
وزن نظری یک عدد مرجع است و لوله‌ی واقعی در یک بازه تحویل می‌شود. در ASTM A530 (مرجع A106 و استانداردهای هم‌خانواده) هر شاخه میتواند تا ۳٫۵٪ سبک‌تر یا ۱۰٪ سنگین‌تر از وزن نظری باشد. برای شاخه‌ی ۶ متری ۲ اینچ رده ۴۰ یعنی بین ۳۱٫۵ و ۳۵٫۹ کیلوگرم. روش کنترل آن هنگام تحویل در چک‌لیست خرید لوله مانیسمان آمده است.
سقف بالایی بازتر است چون لوله‌ی سنگین‌تر به خریدار ضرر فنی نمی‌زند؛ ولی چون لوله کیلویی فروخته می‌شود، شاخه‌ی ۱۰٪ سنگین‌تر ۱۰٪ گران‌تر هم هست. اگر مبنای فاکتور وزن باسکول است، تلرانس وزن را از قبل در قرارداد بنویسید.
از وزن به ضخامت: کنترل با باسکول
همین فرمول را می‌شود برعکس به کار برد. اگر وزن هر متر W و قطر خارجی D باشد، ضخامت میانگین t از این رابطه به دست میآید:
t = (D − √(D² − 4W / 0.02466)) / 2
مثال: یک شاخه‌ی ۶ متری ۲ اینچ که ۳۰ کیلوگرم وزن دارد، W = ۵ کیلوگرم بر متر و ضخامت میانگین حدود ۳٫۵۷ میلی‌متر است، یعنی ۹٪ کمتر از ۳٫۹۱ میلی‌متر رده ۴۰. این لوله با ۳۰ کیلوگرم از حد پایین وزن هم بیرون است.
این حساب ضخامت میانگین را می‌دهد؛ برای ضخامت نقطه‌ای چند نقطه را با ضخامت‌سنج التراسونیک یا از سر لوله با کولیس بخوانید (بررسی لوله هنگام تحویل).
لوله‌ی گالوانیزه و لوله‌ی پر از آب
گالوانیزه: فرمول وزن لوله‌ی لخت را می‌دهد و پوشش روی به آن اضافه می‌شود. ASTM A53 برای گالوانیزه‌ی گرم میانگین ۰٫۵۵ کیلوگرم روی در هر متر مربع از سطح داخل و بیرون می‌خواهد؛ برای لوله‌ی ۲ اینچ حدود ۰٫۲ کیلوگرم بر متر، یعنی ۳ تا ۴ درصد وزن. جدول کامل در جدول وزن لوله گالوانیزه است.
لوله‌ی پر از آب (برای حساب آویز و تکیه‌گاه): وزن آب هر متر = ۰٫۰۰۰۷۸۵ × قطر داخلی² (میلی‌متر). لوله‌ی ۲ اینچ رده ۴۰ با قطر داخلی ۵۲٫۵ میلی‌متر ۲٫۱۶ کیلوگرم آب در هر متر دارد؛ با وزن خود لوله می‌شود حدود ۷٫۶ کیلوگرم بر متر. لوله‌ی ۶ اینچ رده ۴۰ پر از آب حدود ۴۶٫۹ کیلوگرم بر متر است.
سؤالات متداول
فرمول وزن لوله فولادی چیست؟
وزن هر متر به کیلوگرم = ۰٫۰۲۴۶۶ × ضخامت × (قطر خارجی − ضخامت)، با ابعاد به میلی‌متر. در اینچ: پوند بر فوت = ۱۰٫۶۹ × ضخامت × (قطر − ضخامت).
وزن شاخه ۶ متری لوله ۲ اینچ چقدر است؟
در رده ۴۰ حدود ۳۲٫۶ کیلوگرم (۵٫۴۴ کیلوگرم بر متر) و در رده ۸۰ حدود ۴۴٫۹ کیلوگرم (۷٫۴۸ کیلوگرم بر متر)، به‌صورت نظری.
عدد ۰٫۰۲۴۶۶ از کجا میآید؟
از π × چگالی فولاد کربنی (۷٫۸۵ گرم بر سانتیمتر مکعب) تقسیم بر ۱۰۰۰، تا با ابعاد میلیمتری وزن بر حسب کیلوگرم بر متر به دست آید.
وزن واقعی لوله چقدر با وزن جدول فرق دارد؟
طبق ASTM A530 هر شاخه میتواند تا ۳٫۵٪ کمتر یا ۱۰٪ بیشتر از وزن نظری باشد.
چطور از وزن لوله ضخامت را بفهمم؟
شاخه را وزن کنید و بر طول تقسیم کنید تا W (کیلوگرم بر متر) به دست آید؛ ضخامت میانگین از این رابطه به دست میآید (D قطر خارجی):
t = (D − √(D² − 4W / 0.02466)) / 2
