Peso do tubo de aço: fórmulas e métodos de cálculo

Antes de comprar, você precisa calcular o peso do tubo de aço. Isto é devido a esses fatores. Em primeiro lugar, produtos similares são vendidos por peso. E, em segundo lugar, os dados obtidos determinarão a força da estrutura criada. Qualquer GOST relevante contém uma tabela do peso do tubo de aço indicando a massa padrão de 1 m linear. No entanto, os valores reais podem variar do padrão, mesmo que a espessura e o diâmetro da parede não sejam diferentes.

Vantagens e desvantagens

O fato de os produtos de tubos de aço ocuparem uma parte significativa das prateleiras em qualquer loja de materiais de construção indica que ele possui certas vantagens em comparação com seus concorrentes. Vamos nos concentrar brevemente neles.

• força mecânica. A laminação de tubos de aço, em primeiro lugar, pode ser usada em locais onde o suprimento de água está sujeito a consideráveis ​​tensões mecânicas externas. Além disso, esses produtos são a melhor opção para organizar o transporte de água sob pressão muito alta;
• preço relativo. Obviamente, você não pode chamar um tubo de aço de material mais barato. Mas o fato de ela ser um dos mais baratos desses produtos é certo. Nesse caso, o peso do tubo não recebe a função principal;
• ampla seleção de acessórios. Se for necessário procurar um acessório da forma necessária, por exemplo, para o mesmo tubo de água de polipropileno, em seguida, camisetas comuns ou cantos de ferro fundido em abundância estarão presentes nas prateleiras de qualquer loja de construção;
• baixo coeficiente de expansão linear. Essa propriedade é muito importante quando o cano principal de água (não importa o quê, aço ou outro material) é rebocado ou rebaixado na mesa. Ou seja, quando a tubulação de aço é aquecida, rachaduras nesse revestimento não aparecem.

As principais desvantagens dos produtos tubulares metálicos, além da complexidade da instalação e desmontagem, incluem especialistas na suscetibilidade à corrosão e na diminuição da folga útil ao longo do tempo. Quanto ao peso do tubo de aço de 1 m, o proprietário do futuro sistema de abastecimento de água sentirá a grande importância desse parâmetro em todas as etapas da construção. Começando com o transporte de um lote de produtos para tubos, incluindo descarga e finalização com a instalação do gasoduto.

Um exemplo de cálculo do peso de um tubo redondo de aço

Independentemente de qual método de cálculo será usado, é necessário conhecer os valores numéricos dos seguintes parâmetros de um tubo de aço redondo:

• espessura da parede;
• diâmetro externo.

Importante! Uma das principais características ao calcular o peso de um tubo redondo é o tipo de aço.

Em um curso de física do ensino médio, sabe-se que, para determinar a gravidade específica de um tubo de aço, o volume de material utilizado deve ser multiplicado por sua densidade. O último parâmetro é um valor constante, enquanto o volume do material (no nosso caso, aço) precisa ser calculado. Existem dois métodos para resolver esse problema. Este é um cálculo do volume da folha que forma um tubo redondo ou um cálculo da diferença de volume entre o cilindro externo e o cilindro interno.

1Para calcular o peso do tubo (por exemplo, com um diâmetro de 168 mm e uma espessura de parede de 8 mm) da primeira maneira, primeiro você precisa determinar a circunferência:

L = π * D - 3,14 * 0,168 = 0,52752 m.

Aqui: D é o diâmetro do produto e é a constante transcendental matemática bem conhecida.

O próximo passo é calcular a área da superfície. Esse cálculo é realizado multiplicando a circunferência de uma unidade de produção de tubo redondo pelo seu comprimento. Ao calcular o peso de um metro de tubo de aço no nosso caso, a fórmula assume a seguinte forma:

S = 0,52752 * 1 = 0,52752 m²,

onde S é a área de superfície de 1 m do tubo redondo.

Na próxima etapa do cálculo do peso do tubo redondo de 1 metro, é calculado o volume de aço usado para a produção deste produto. Isso é feito multiplicando a área pela espessura da parede:

V = S * W = 0,52752 * 0,008 = 0,00422 m²

Na última etapa do cálculo do peso de 1 metro de tubo redondo de aço, a densidade do aço é determinada. Em uma tabela especial, o valor desse parâmetro indica - 7850 kg / m³. Então a densidade do aço é multiplicada pelo volume:

P = 7850 * 0,00422 = 33,127 kg.

A Tabela 1 mostra os resultados do cálculo para os produtos de tubos dos tamanhos padrão mais comuns. Deve-se enfatizar que esse é o valor teórico do peso de um metro linear de tubo.

tabela 1

Polegadas	Diâmetro externo	Passe condicional	espessura da parede			Peso 1 m linear, kg
			Reforçado Nova Iorque	Usualmente venoso	Pulmão	Reforçado Nova Iorque	Usualmente venoso	Pulmão
2 ½	75,5	65	4,5	4,0	3,20	7,88	7,05	5,71
2 ¼		57
2	60,0	50	4,50	3,50	3	6,16	4,88	4,22
1 ¾		45
1 ½	48,0	40	4	3,50	3	4,34	3,84	3,33
1 ¼	42,3	32	4,0	3,20	2,80	3,78	3,09	2,73
1	33,5	25	4	3,20	2,8	2,91	2,39	2,12
¾	26,8	20	3,20	2,80	2,5	1,86	1,66	1,5
½	21,3	15	3,20	2,80	2,5	1,43	1,28	1,16
¼	10,2	6,0	2,50	2,0	1,80	0,47	0,4	0,37

 

2. O cálculo do peso de um metro linear de tubo pelo segundo método envolve o cálculo dos volumes dos cilindros interno e externo. O primeiro passo é calcular as áreas das superfícies externa e interna.

A área externa é:

S_Nar = π * D - 3,14 * 0,168 = 0,5278 m².

Para calcular a área interna, primeiro você precisa conhecer o diâmetro do cilindro interno. É assim: 0,168-0,016 = 0,152 mm. E a área interna é 0.152 × 3.14 = 0.4773

Além disso, já é possível calcular volumes. Dado o fato de que esta técnica se refere ao cálculo do peso de um metro de um tubo redondo de aço, as fórmulas parecem muito simples.

O volume do cilindro externo será 0,5278 × 1 = 0,5278 e o interno 0,4773 × 1 = 0,4773.

A diferença em volumes é: 0.5278-0.4773 = 0.00505.

Para finalmente calcular o peso do tubo de aço, resta apenas multiplicar o volume pela densidade:

0,00505 × 7850 = 39,64 kg.

Como vemos, os resultados não coincidem. Mas a diferença é razoável.

Importante! Se você se referir ao GOST relevante, na tabela você verá um valor completamente diferente para o peso de um tubo de aço redondo. Isso ocorre pelo fato de os fabricantes usarem os erros permitidos por este documento.

Como calcular o peso de um tubo de maneira simples e redonda

Embora os métodos acima não possam ser chamados de complexos, existe uma maneira ainda mais simples de calcular o peso do tubo pelo diâmetro e espessura da parede. A fórmula fica assim:

P = π * (D - S_st) * S_st* T.

Aqui: D é o diâmetro externo; St - espessura da parede; T é a densidade (gravidade específica).

No nosso caso, verifica-se:

P = 3,14 * (0,168 - 0,008) * 0,008 * 7850 = 31,55 kg.

Dessa maneira, você pode descobrir quanto um tubo de qualquer tamanho trava. Por exemplo, 1 m de produto com um diâmetro externo de 75,5 mm e uma espessura de parede de 4,5 mm pesa:

P = 3,14 * (0,0755 - 0,0045) * 0,0045 * 7850 = 7,82 kg.

Bem, para descobrir toda a massa de um tubo de aço, você precisa multiplicar o número resultante pelo número de metros de produtos de tubo usados.

O resultado final é afetado não apenas pelo grau do aço, mas também pelo método de produção. Assim, por exemplo, o peso de um produto sem costura não será o mesmo que aço soldado elétricomesmo que seus diâmetros externos e espessuras de parede sejam os mesmos. De fato, para a produção de cada tipo de material, são utilizadas matérias-primas (ou seja, aço) de uma determinada composição, caracterizada por um valor de densidade individual.

E um momento.O peso de um produto de tubo galvanizado é 3% maior que o de um tubo não galvanizado com dimensões semelhantes.

Um exemplo de cálculo do peso de um perfil de tubo de aço

Existem produtos de aço no mercado não apenas redondos, mas também com seções quadradas e retangulares. Primeiro, vamos falar sobre como o peso de um tubo de perfil quadrado é reconhecido.

A fórmula para o cálculo é a seguinte:

P = (L - S_st) * S_st*0,0316.

Aqui: P é o peso de um metro de tubo de aço; L é o tamanho do lado; St - espessura da parede; 0,0316 é um coeficiente constante encontrado empiricamente.

Por exemplo, se L = 33,5 mm, S = 4 mm, então:

(33,5-4) × 4 × 0,03163,73 kg.

Agora, sobre como o peso de um tubo com uma seção retangular é reconhecido. Para fazer isso, use a seguinte fórmula:

P = (L1 - L₂ - s_st) * S_st*0,0158,

onde L1 e L2 são do tamanho dos lados; St - espessura da parede; 0,0158 também é um coeficiente constante determinado empiricamente.

Por exemplo, se L1 = 40 mm, L2 = 20 mm, S = 2 mm, o peso de 1 metro de um tubo retangular de aço será igual a:

P = (40 + 20-2 * 2) * 2 * 0,0158 ± 1,77 kg.

Como calcular o peso de um tubo com uma seção transversal incomum

Às vezes, em produtos de construção, os produtos de metal laminado são utilizados não apenas com seção retangular, quadrada e redonda. Por exemplo, uma variedade de cercas e grades são feitas de produtos com uma seção transversal oval. E na engenharia mecânica, eles encontraram ampla aplicação na criação de radiadores de resfriamento e em vários sistemas hidráulicos.

Para calcular o peso de um tubo com uma seção transversal incomum, você deve usar a seguinte fórmula:

P = ρ * X * L,

onde P é a massa do produto; ρ é a densidade do material; X é a área da seção transversal; L é o comprimento do tubo da unidade.

Esta fórmula é útil para produtos com qualquer seção. Para entender se os produtos recebidos correspondem aos requisitos especificados no pedido, basta selecionar várias amostras do lote de locação, medir e calcular.

Adendo! Se você souber o peso do lote, usando esta fórmula, poderá descobrir quantos metros de tubo laminado foram entregues: L = P / ρ * X.

A precisão do cálculo da massa de tubos de aço dessa maneira é em porcentagem. O resultado final depende de muitos fatores, incluindo composição do aço, corrosão do metal, espessura uniforme da parede e até umidade do ar, sem mencionar a temperatura ambiente. Portanto, para obter um valor mais preciso do peso de um tubo de metal, é necessário pelo menos esclarecer o tipo de aço e, ao realizar cálculos, substituir sua densidade (gravidade específica) na fórmula. Para medições, é recomendável usar uma ferramenta com mais precisão do que uma fita métrica, especialmente ao medir a espessura da parede.

Cálculo alternativo do peso do tubo de aço de 1 m

Para determinar o peso de um tubo redondo, cálculos complexos não são necessários. O acesso à Internet permitirá que você encontre e use facilmente a calculadora de massa on-line para calcular materiais de ambos os tipos - redondos e perfilados.

No entanto, para descobrir o peso do tubo, você pode fazer o seguinte: familiarize-se com a tabela colocada no padrão correspondente. Novamente, isso pode ser feito via Internet. Por exemplo, se necessário, compre um cano de água na caixa de pesquisa Yandex ou Google, digite a frase "GOST 3262 75". Em resposta, você receberá cerca de um milhão de opções. Clique no mais adequado e, na primeira página deste documento de regulamentação, você verá uma tabela do peso do tubo de aço. Você apenas precisa encontrar a linha e a coluna, que exibem as dimensões dos seus produtos de tubos. Apresenta o valor do peso teórico do tubo redondo de aço. Mas difere pouco do atual. E a massa mais precisa do tubo pode ser encontrada apenas através da pesagem.

Tirar conclusões

Na verdade, existem alguns deles.

• diferentes métodos de cálculo do peso de 1 m do tubo fornecem uma dispersão bastante perceptível dos resultados. Isso não é crítico do ponto de vista da margem de segurança das estruturas metálicas: em qualquer caso, essa característica do aço cobrirá excessivamente os desvios da massa calculada de um metro de tubo laminado. No entanto, ao comprar um grande lote de tubos, você pode cometer um erro na gravação para um lado menor ou maior. E isso causará a necessidade de nova aquisição ou levará a custos excessivos;
• Ao comprar tubos, é mais aconselhável confiar nos números apresentados no GOST. Então, se surgir uma situação controversa, seus argumentos serão mais convincentes. Por exemplo, o documento regulatório diz que deve haver 110 metros de tubo em uma tonelada de tubo de aço e 120 metros, nesse caso, pode-se supor que o fabricante tenha negligenciado os requisitos das normas para economizar. No entanto, o fator humano não é excluído aqui.

Adendo! Um cálculo preliminar permitirá determinar provisoriamente a frequência de instalação dos suportes da tubulação externa para evitar que ela caia.

Se você ainda precisar comprar tubos e esse procedimento não estiver associado a grandes dificuldades, por razões de economia, é melhor levar em consideração o mínimo dos valores calculados de peso.