Калкулатор тежине цеви

Калкулатор тежине цеви одређује колико је цев тешка на основу њене дужине, пречника, дебљине зида и материјала. Користе га инжењери, извођачи радова и произвођачи да планирају наруџбине материјала, бирају опрему за дизање и пројектују ослонце за цевоводне системе.

Калкулатор прихвата или дебљину зида или унутрашњи пречник, ради у метричким (милиметри, килограми) или империјалним (инчи, фунте) јединицама, и обухвата седам уобичајених материјала за цеви: угљенични челик, нерђајући челик, алуминијум, бакар, PVC, HDPE и ливено гвожђе.

Формула за тежину цеви

Цев је шупљи ваљак. Њена тежина једнака је запремини материјала у зиду цеви помноженој густином тог материјала. Запремина зида је запремина спољашњег ваљка умањена за запремину шупљег простора унутар њега.

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

Где је:

• $W$ = тежина цеви
• $D_o$ = спољашњи пречник
• $D_i$ = унутрашњи пречник
• $L$ = дужина цеви
• $\rho$ = густина материјала
• $\pi$ ≈ 3,14159

Ако је позната дебљина зида уместо унутрашњег пречника, прво треба наћи унутрашњи пречник:

$D_i = D_o - 2t$

Овде је $t$ дебљина зида. Удвостручује се јер се дебљина зида примењује на обе стране цеви.

Све дужине морају користити исту јединицу пре примене формуле. Калкулатор претвара милиметре у метре дељењем са 1.000, а инче у метре множењем са 0,0254. Резултат се добија у килограмима. Да бисте добили фунте, поделите са 0,45359237, јер је једна фунта тачно 0,45359237 килограма.

Густине материјала

Челична цев тежи приближно 5,6 пута више од PVC цеви истих димензија. Алуминијумска цев тежи приближно трећину тежине еквивалентне челичне цеви.

Како израчунати тежину цеви

1. Изаберите систем јединица: метрички (mm, kg) или империјални (in, lbs).
2. Изаберите начин уноса: спољашњи пречник са дебљином зида, или спољашњи пречник са унутрашњим пречником.
3. Унесите вредности дужине цеви и пречника.
4. Изаберите материјал цеви.
5. Прочитајте тежину коју приказује калкулатор.

Дебљина зида мора бити мања од половине спољашњег пречника, а унутрашњи пречник мора бити мањи од спољашњег пречника. И дужина и пречник морају бити већи од нуле.

Разрађен пример

Пронађите тежину челичне цеви дужине 6 метара, спољашњег пречника 114,3 mm и дебљине зида 6,02 mm.

Корак 1: Нађите унутрашњи пречник.

$D_i = 114,3 - (2 \times 6,02) = 102,26 \text{ mm}$

Корак 2: Претворите у метре и нађите полупречнике.

Спољашњи пречник = 0,1143 m, па је спољашњи полупречник = 0,05715 m. Унутрашњи пречник = 0,10226 m, па је унутрашњи полупречник = 0,05113 m.

Корак 3: Нађите површину попречног пресека зида.

$A = \pi \times (0,05715^2 - 0,05113^2) = \pi \times 0,00065185 = 0,0020478 \text{ m}^2$

Корак 4: Нађите запремину.

$V = 0,0020478 \times 6 = 0,012287 \text{ m}^3$

Корак 5: Помножите густином угљеничног челика (7.850 kg/m³).

$W = 0,012287 \times 7.850 \approx 96,5 \text{ kg}$

Ова цев дужине 6 метара тежи приближно 96,5 kg. То је приближно 16,1 kg по метру, близу објављеној тежини за 4-инчну Schedule 40 челичну цев.

Зашто је тежина цеви важна

Познавање тежине цеви унапред утиче на неколико делова пројекта:

• Конструкцијски ослонци. Тежа цев захтева ослонце постављене на мањем размаку или изграђене да носе веће оптерећење.
• Дизање и транспорт. Капацитет дизалица и опреме за везивање, као и ограничења тежине камиона, зависе од стварне тежине која се премешта.
• Процена трошкова. Многи производи од цеви се цене по тежини, па тачне цифре имају значај за буџете и понуде.
• Офшор и подводни цевоводи. Тежина одређује да ли је цевоводу потребан додатни баласт да остане на морском дну, или плута без њега.

Израчуната тежина претпоставља тачне димензије. Стварна цев варира незнатно услед производних толеранција, обично у оквиру неколико процената номиналне величине, тако да се стварна тежина може незнатно разликовати од израчунате вредности.

Често постављана питања

Колико је тачан калкулатор тежине цеви? Тачан је онолико колико су тачне унете димензије и густина. Производне толеранције значе да се стварна тежина цеви може разликовати од израчунате вредности у малој мери, обично у оквиру око 2–3%.

Да ли номинална величина цеви даје исти резултат као стварне димензије? Не. Номинална величина цеви (NPS) је ознака, а не мера — за величине испод 14 инча она није једнака стварном спољашњем пречнику. Увек користите стварни спољашњи пречник и или стварни унутрашњи пречник или дебљину зида, а не номиналну величину.

Како распоред (schedule) цеви утиче на тежину? Број распореда описује дебљину зида. Виши распоред (на пример, Schedule 80 уместо Schedule 40) значи дебљи зид и мањи унутрашњи пречник при истом спољашњем пречнику, па цев тежи више.

Да ли израчуната тежина укључује фитинге или премазе? Не. Обухвата само раван, прав одсечак цеви. Фитинзи, прирубнице, вентили, изолација и премази морају се измерити или проценити посебно и додати укупној тежини.

Могу ли користити ову формулу за материјале који нису наведени на листи? Да. Користите исту формулу са густином материјала у kg/m³ уместо једне од наведених густина.

Како да претворим резултат из килограма у фунте? Једна фунта је тачно 0,45359237 килограма. Поделите килограме са 0,45359237 да добијете фунте, или помножите фунте са 0,45359237 да добијете килограме. То је тачна конверзија коју калкулатор користи.

Стандарди за димензије и тежину цеви

Неколико стандарда објављује референтне димензије и тежине за уобичајене величине цеви: ASME B36.10M за цеви од угљеничног челика, ASME B36.19M за цеви од нерђајућег челика, ASTM A53 за заварене и бешавне челичне цеви, API 5L за цеви за цевоводе, и ISO 4200 за димензије и масу челичних цеви. Ове табеле су корисне за стандардне величине; калкулатор је користан за све што излази из тих оквира, или за материјале које табела не покрива.