Kalkulačka hmotnosti trubky

Kalkulačka hmotnosti trubky vypočítá, jak těžká je trubka na základě její délky, průměru, tloušťky stěny a materiálu. Používají ji inženýři, dodavatelé a výrobci k plánování objednávek materiálu, výběru zvedací techniky a navrhování podpěr pro potrubní systémy.

Kalkulačka přijímá buď tloušťku stěny, nebo vnitřní průměr, pracuje v metrických jednotkách (milimetry, kilogramy) nebo v imperiálních jednotkách (palce, libry) a pokrývá sedm běžných materiálů trubek: uhlíkovou ocel, nerezovou ocel, hliník, měď, PVC, HDPE a litinu.

Vzorec pro hmotnost trubky

Trubka je dutý válec. Její hmotnost se rovná objemu materiálu ve stěně trubky vynásobenému hustotou tohoto materiálu. Objem stěny je objem vnějšího válce mínus objem dutého prostoru uvnitř něj.

$W = \frac{\pi \times (D_o^2 - D_i^2) \times L \times \rho}{4}$

Kde:

• $W$ = hmotnost trubky
• $D_o$ = vnější průměr
• $D_i$ = vnitřní průměr
• $L$ = délka trubky
• $\rho$ = hustota materiálu
• $\pi$ ≈ 3.14159

Pokud je místo vnitřního průměru známa tloušťka stěny, nejprve je třeba zjistit vnitřní průměr:

$D_i = D_o - 2t$

Zde $t$ je tloušťka stěny. Zdvojnásobuje se, protože tloušťka stěny se uplatňuje na obou stranách trubky.

Před použitím vzorce musí být všechny délky ve stejné jednotce. Kalkulačka převádí milimetry na metry dělením 1 000 a palce na metry násobením 0.0254. Výsledek vychází v kilogramech. Chcete-li získat libry, vydělte 0.45359237, protože jedna libra se přesně rovná 0.45359237 kilogramu.

Hustoty materiálů

Ocelová trubka váží přibližně 5.6krát více než trubka z PVC stejných rozměrů. Hliníková trubka váží přibližně třetinu hmotnosti odpovídající ocelové trubky.

Jak vypočítat hmotnost trubky

1. Zvolte soustavu jednotek: metrickou (mm, kg) nebo imperiální (in, lbs).
2. Zvolte způsob zadání: vnější průměr s tloušťkou stěny, nebo vnější průměr s vnitřním průměrem.
3. Zadejte hodnoty délky a průměru trubky.
4. Vyberte materiál trubky.
5. Přečtěte si hmotnost zobrazenou kalkulačkou.

Tloušťka stěny musí být menší než polovina vnějšího průměru a vnitřní průměr musí být menší než vnější průměr. Délka i průměr musí být větší než nula.

Vyřešený příklad

Zjistěte hmotnost 6metrové trubky z uhlíkové oceli s vnějším průměrem 114.3 mm a tloušťkou stěny 6.02 mm.

Krok 1: Zjistěte vnitřní průměr.

$D_i = 114.3 - (2 \times 6.02) = 102.26 \text{ mm}$

Krok 2: Převeďte na metry a zjistěte poloměry.

Vnější průměr = 0.1143 m, tedy vnější poloměr = 0.05715 m. Vnitřní průměr = 0.10226 m, tedy vnitřní poloměr = 0.05113 m.

Krok 3: Zjistěte plochu průřezu stěny.

$A = \pi \times (0.05715^2 - 0.05113^2) = \pi \times 0.00065185 = 0.0020478 \text{ m}^2$

Krok 4: Zjistěte objem.

$V = 0.0020478 \times 6 = 0.012287 \text{ m}^3$

Krok 5: Vynásobte hustotou uhlíkové oceli (7,850 kg/m³).

$W = 0.012287 \times 7{,}850 \approx 96.5 \text{ kg}$

Tento 6metrový úsek trubky váží přibližně 96.5 kg. To odpovídá přibližně 16.1 kg na metr, což je blízko publikované hmotnosti pro ocelovou trubku 4 palce Schedule 40.

Proč na hmotnosti trubky záleží

Znalost hmotnosti trubky předem ovlivňuje několik částí projektu:

• Konstrukční podpěry. Těžší trubka potřebuje podpěry umístěné blíže u sebe nebo navržené tak, aby unesly větší zatížení.
• Zvedání a přeprava. Nosnost jeřábu a zvedacího zařízení a limity hmotnosti nákladních vozidel závisí na skutečné přepravované hmotnosti.
• Odhad nákladů. Mnoho trubkových výrobků se prodává podle hmotnosti, takže přesné údaje jsou důležité pro rozpočty a nabídky.
• Pobřežní a podvodní potrubí. Hmotnost určuje, zda potrubí potřebuje přídavný zátěž, aby zůstalo na mořském dně, nebo zda se bez něj vznáší.

Vypočítaná hmotnost předpokládá přesné rozměry. Skutečná trubka se mírně liší kvůli výrobním tolerancím, obvykle v rámci několika procent nominální velikosti, takže skutečná hmotnost se může od vypočítané hodnoty mírně lišit.

Často kladené otázky

Jak přesná je kalkulačka hmotnosti trubky? Je tak přesná, jak přesné jsou zadané rozměry a hustota. Výrobní tolerance znamenají, že hmotnost skutečné trubky se může od vypočítané hodnoty lišit o malou odchylku, obvykle v rozmezí přibližně 2–3 %.

Dává jmenovitá světlost trubky stejný výsledek jako skutečné rozměry? Ne. Jmenovitá světlost trubky (NPS) je označení, nikoli měření — u velikostí pod 14 palců se nerovná skutečnému vnějšímu průměru. Vždy použijte skutečný vnější průměr a buď skutečný vnitřní průměr, nebo tloušťku stěny, nikoli jmenovitou velikost.

Jak ovlivňuje hmotnost schedule trubky? Číslo schedule popisuje tloušťku stěny. Vyšší schedule (například Schedule 80 místo Schedule 40) znamená silnější stěnu a menší vnitřní průměr při stejném vnějším průměru, takže trubka váží více.

Zahrnuje vypočítaná hmotnost tvarovky nebo povrchové úpravy? Ne. Zahrnuje pouze rovný, holý úsek trubky. Tvarovky, příruby, ventily, izolace a povrchové úpravy je třeba zvážit nebo odhadnout zvlášť a přičíst k celkovému součtu.

Mohu tento vzorec použít pro jiné materiály, než jsou uvedené? Ano. Použijte stejný vzorec s hustotou daného materiálu v kg/m³ místo jedné z uvedených hustot.

Jak převedu výsledek mezi kilogramy a librami? Jedna libra se přesně rovná 0.45359237 kilogramu. Chcete-li získat libry, vydělte kilogramy hodnotou 0.45359237, nebo pro získání kilogramů vynásobte libry hodnotou 0.45359237. Přesně tento převod kalkulačka používá.

Normy pro rozměry a hmotnost trubek

Několik norem publikuje referenční rozměry a hmotnosti pro běžné velikosti trubek: ASME B36.10M pro trubky z uhlíkové oceli, ASME B36.19M pro trubky z nerezové oceli, ASTM A53 pro svařované a bezešvé ocelové trubky, API 5L pro potrubní trubky a ISO 4200 pro rozměry a hmotnost ocelových trubek. Tyto tabulky jsou užitečné pro standardní velikosti; kalkulačka je užitečná pro cokoli mimo ně, nebo pro materiály, které tabulka nepokrývá.