Kalkulator Berat Paip

Kalkulator berat paip mengira berapa berat sesuatu paip berdasarkan panjang, diameter, ketebalan dinding, dan bahannya. Ia digunakan oleh jurutera, kontraktor, dan pembuat fabrikasi untuk merancang pesanan bahan, memilih peralatan mengangkat, dan mereka bentuk sokongan untuk sistem perpaipan.

Kalkulator ini menerima sama ada ketebalan dinding atau diameter dalam, berfungsi dalam unit metrik (milimeter, kilogram) atau unit imperial (inci, paun), dan meliputi tujuh bahan paip yang biasa digunakan: keluli karbon, keluli tahan karat, aluminium, tembaga, PVC, HDPE, dan besi tuang.

Formula berat paip

Paip ialah silinder berongga. Beratnya bersamaan dengan isi padu bahan pada dinding paip didarab dengan ketumpatan bahan tersebut. Isi padu dinding ialah isi padu silinder luar tolak isi padu ruang berongga di dalamnya.

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

Dengan:

• $W$ = berat paip
• $D_o$ = diameter luar
• $D_i$ = diameter dalam
• $L$ = panjang paip
• $\rho$ = ketumpatan bahan
• $\pi$ ≈ 3.14159

Jika ketebalan dinding diketahui dan bukannya diameter dalam, cari diameter dalam terlebih dahulu:

$D_i = D_o - 2t$

Di sini $t$ ialah ketebalan dinding. Ia digandakan dua kerana ketebalan dinding terpakai pada kedua-dua belah paip.

Semua panjang mesti menggunakan unit yang sama sebelum formula ini digunakan. Kalkulator menukar milimeter kepada meter dengan membahagi dengan 1,000, dan inci kepada meter dengan mendarab dengan 0.0254. Hasilnya diberikan dalam kilogram. Untuk mendapatkan paun, bahagikan dengan 0.45359237, kerana satu paun bersamaan tepat dengan 0.45359237 kilogram.

Ketumpatan bahan

Paip keluli beratnya kira-kira 5.6 kali ganda berat paip PVC dengan dimensi yang sama. Paip aluminium beratnya kira-kira satu pertiga daripada berat paip keluli yang setara.

Cara mengira berat paip

1. Pilih sistem unit: metrik (mm, kg) atau imperial (in, lbs).
2. Pilih kaedah input: diameter luar dengan ketebalan dinding, atau diameter luar dengan diameter dalam.
3. Masukkan nilai panjang dan diameter paip.
4. Pilih bahan paip.
5. Baca berat yang dipaparkan oleh kalkulator.

Ketebalan dinding mesti kurang daripada separuh diameter luar, dan diameter dalam mesti lebih kecil daripada diameter luar. Kedua-dua panjang dan diameter mesti lebih besar daripada sifar.

Contoh pengiraan

Cari berat paip keluli karbon sepanjang 6 meter dengan diameter luar 114.3 mm dan ketebalan dinding 6.02 mm.

Langkah 1: Cari diameter dalam.

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

Langkah 2: Tukar kepada meter dan cari jejari.

Diameter luar = 0.1143 m, jadi jejari luar = 0.05715 m. Diameter dalam = 0.10226 m, jadi jejari dalam = 0.05113 m.

Langkah 3: Cari luas keratan rentas dinding.

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

Langkah 4: Cari isi padu.

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

Langkah 5: Darab dengan ketumpatan keluli karbon (7,850 kg/m³).

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

Paip sepanjang 6 meter ini beratnya kira-kira 96.5 kg. Ini bersamaan dengan kira-kira 16.1 kg setiap meter, hampir dengan berat yang diterbitkan untuk paip keluli 4 inci Schedule 40.

Mengapa berat paip penting

Mengetahui berat paip terlebih dahulu memberi kesan kepada beberapa bahagian projek:

• Sokongan struktur. Paip yang lebih berat memerlukan sokongan yang disusun lebih rapat atau dibina untuk menampung beban yang lebih besar.
• Pengangkatan dan pengangkutan. Kapasiti kren dan peralatan rig, serta had berat lori, bergantung pada berat sebenar yang dialihkan.
• Anggaran kos. Banyak produk paip diharga mengikut berat, jadi angka yang tepat penting untuk bajet dan tawaran.
• Saluran paip luar pesisir dan bawah air. Berat menentukan sama ada saluran paip memerlukan pemberat tambahan untuk kekal di dasar laut, atau terapung tanpanya.

Berat yang dikira mengandaikan dimensi yang tepat. Paip sebenar berbeza sedikit disebabkan oleh had toleransi pembuatan, biasanya dalam lingkungan beberapa peratus daripada saiz nominal, jadi berat sebenar mungkin berbeza sedikit daripada angka yang dikira.

Soalan lazim

Sejauh manakah ketepatan kalkulator berat paip? Ketepatannya bergantung pada dimensi dan ketumpatan yang dimasukkan. Had toleransi pembuatan bermakna berat paip sebenar boleh berbeza daripada nilai yang dikira dengan margin yang kecil, biasanya dalam lingkungan 2–3%.

Adakah saiz paip nominal memberikan hasil yang sama dengan dimensi sebenar? Tidak. Nominal Pipe Size (NPS) ialah label, bukan ukuran — bagi saiz di bawah 14 inci, ia tidak bersamaan dengan diameter luar sebenar. Sentiasa gunakan diameter luar sebenar dan sama ada diameter dalam sebenar atau ketebalan dinding sebenar, bukan saiz nominal.

Bagaimana schedule paip memberi kesan kepada berat? Nombor schedule menerangkan ketebalan dinding. Schedule yang lebih tinggi (contohnya, Schedule 80 dan bukannya Schedule 40) bermaksud dinding yang lebih tebal dan diameter dalam yang lebih kecil pada diameter luar yang sama, jadi paip itu lebih berat.

Adakah berat yang dikira termasuk kelengkapan atau salutan? Tidak. Ia hanya meliputi paip lurus biasa sahaja. Kelengkapan, flensa, injap, penebat, dan salutan mesti ditimbang atau dianggarkan secara berasingan dan ditambah pada jumlah keseluruhan.

Bolehkah saya menggunakan formula ini untuk bahan selain daripada yang disenaraikan? Boleh. Gunakan formula yang sama dengan ketumpatan bahan tersebut dalam kg/m³ menggantikan salah satu ketumpatan yang disenaraikan.

Bagaimana saya menukar hasil antara kilogram dan paun? Satu paun bersamaan tepat dengan 0.45359237 kilogram. Bahagikan kilogram dengan 0.45359237 untuk mendapatkan paun, atau darabkan paun dengan 0.45359237 untuk mendapatkan kilogram. Itulah penukaran tepat yang digunakan oleh kalkulator.

Piawaian untuk dimensi dan berat paip

Beberapa piawaian menerbitkan dimensi dan berat rujukan untuk saiz paip yang biasa digunakan: ASME B36.10M untuk paip keluli karbon, ASME B36.19M untuk paip keluli tahan karat, ASTM A53 untuk paip keluli kimpal dan tanpa kelim, API 5L untuk paip saluran paip, dan ISO 4200 untuk dimensi dan jisim tiub keluli. Jadual ini berguna untuk saiz piawai; kalkulator pula berguna untuk apa-apa yang berada di luar julat itu, atau untuk bahan yang tidak diliputi oleh sesuatu jadual.