Boru Ağırlığı Hesaplayıcı

Boru ağırlığı hesaplayıcı, uzunluk, çap, çeper kalınlığı ve malzemeden yola çıkarak bir borunun ne kadar ağır olduğunu hesaplar. Mühendisler, yükleniciler ve imalatçılar tarafından malzeme siparişlerini planlamak, kaldırma ekipmanı seçmek ve boru sistemleri için destek tasarlamak amacıyla kullanılır.

Hesaplayıcı, çeper kalınlığını veya iç çapı kabul eder; metrik (milimetre, kilogram) veya emperyal (inç, pound) birimlerde çalışır ve yedi yaygın boru malzemesini kapsar: karbon çelik, paslanmaz çelik, alüminyum, bakır, PVC, HDPE ve dökme demir.

Boru ağırlığı formülü

Bir boru içi boş bir silindirdir. Ağırlığı, boru çeperindeki malzeme hacminin o malzemenin yoğunluğuyla çarpılmasına eşittir. Çeperin hacmi, dış silindirin hacminden içindeki boş alanın hacmi çıkarılarak bulunur.

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

Burada:

• $W$ = borunun ağırlığı
• $D_o$ = dış çap
• $D_i$ = iç çap
• $L$ = boru uzunluğu
• $\rho$ = malzemenin yoğunluğu
• $\pi$ ≈ 3,14159

İç çap yerine çeper kalınlığı biliniyorsa önce iç çapı bulun:

$D_i = D_o - 2t$

Burada $t$ çeper kalınlığıdır. Çeper kalınlığı borunun her iki tarafına da uygulandığı için ikiye katlanır.

Formül uygulanmadan önce tüm uzunluklar aynı birimde olmalıdır. Hesaplayıcı milimetreyi 1.000'e bölerek metreye, inçi 0,0254 ile çarparak metreye çevirir. Sonuç kilogram cinsinden çıkar. Pound elde etmek için 0,45359237'ye bölün; çünkü bir pound tam olarak 0,45359237 kilogramdır.

Malzeme yoğunlukları

Bir çelik boru, aynı boyutlardaki bir PVC borudan yaklaşık 5,6 kat daha ağırdır. Bir alüminyum boru, eşdeğer bir çelik borunun yaklaşık üçte biri ağırlığındadır.

Boru ağırlığı nasıl hesaplanır

1. Bir birim sistemi seçin: metrik (mm, kg) veya emperyal (inç, pound).
2. Bir giriş yöntemi seçin: çeper kalınlığıyla dış çap veya iç çapla dış çap.
3. Boru uzunluğu ve çap değerlerini girin.
4. Boru malzemesini seçin.
5. Hesaplayıcının gösterdiği ağırlığı okuyun.

Çeper kalınlığı dış çapın yarısından küçük olmalı, iç çap da dış çaptan küçük olmalıdır. Hem uzunluk hem de çap sıfırdan büyük olmalıdır.

Çözümlü örnek

Dış çapı 114,3 mm ve çeper kalınlığı 6,02 mm olan 6 metrelik bir karbon çelik borunun ağırlığını bulun.

1. Adım: iç çapı bulun.

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

2. Adım: metreye çevirin ve yarıçapları bulun.

Dış çap = 0,1143 m, dolayısıyla dış yarıçap = 0,05715 m. İç çap = 0,10226 m, dolayısıyla iç yarıçap = 0,05113 m.

3. Adım: çeperin kesit alanını bulun.

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

4. Adım: hacmi bulun.

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

5. Adım: karbon çeliğin yoğunluğuyla (7.850 kg/m³) çarpın.

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

Bu 6 metrelik boru parçası yaklaşık 96,5 kg ağırlığındadır. Bu, metre başına yaklaşık 16,1 kg'a denk gelir; 4 inçlik Schedule 40 çelik boru için yayımlanan ağırlığa yakındır.

Boru ağırlığı neden önemlidir

Boru ağırlığını önceden bilmek, bir projenin çeşitli kısımlarını etkiler:

• Yapısal destekler. Daha ağır bir boru, birbirine daha yakın aralıklı veya daha fazla yük taşıyacak şekilde yapılmış destekler gerektirir.
• Kaldırma ve nakliye. Vinç ve bağlama ekipmanının kapasitesi ile kamyon ağırlık limitleri, taşınan gerçek ağırlığa bağlıdır.
• Maliyet tahmini. Birçok boru ürünü ağırlığa göre fiyatlandırılır; bu nedenle bütçeler ve teklifler için doğru rakamlar önemlidir.
• Deniz açığı ve sualtı boru hatları. Ağırlık, bir boru hattının deniz tabanında kalmak için ek balast gerektirip gerektirmediğini veya balastsız yüzüp yüzmediğini belirler.

Hesaplanan ağırlık, tam boyutları varsayar. Gerçek boru, imalat toleransları nedeniyle hafifçe değişir; genellikle nominal boyutun birkaç yüzdesi içindedir, bu yüzden gerçek ağırlık hesaplanan rakamdan biraz farklı olabilir.

Sıkça sorulan sorular

Bir boru ağırlığı hesaplayıcısı ne kadar doğrudur? Girilen boyutlar ve yoğunluk kadar doğrudur. İmalat toleransları, gerçek bir borunun ağırlığının hesaplanan değerden küçük bir farkla, genellikle yaklaşık %2-3 içinde farklı olabileceği anlamına gelir.

Nominal boru boyutu, gerçek boyutlarla aynı sonucu verir mi? Hayır. Nominal Boru Boyutu (NPS) bir etikettir, bir ölçüm değildir — 14 inçin altındaki boyutlar için gerçek dış çapa eşit değildir. Her zaman gerçek dış çapı ve gerçek iç çapı ya da çeper kalınlığını kullanın, nominal boyutu değil.

Boru schedule'ı ağırlığı nasıl etkiler? Schedule numarası çeper kalınlığını tanımlar. Daha yüksek bir schedule (örneğin Schedule 40 yerine Schedule 80), aynı dış çapta daha kalın bir çeper ve daha küçük bir iç çap anlamına gelir, bu yüzden boru daha ağır olur.

Hesaplanan ağırlık bağlantı parçalarını veya kaplamaları içerir mi? Hayır. Yalnızca düz, sade bir boru parçasını kapsar. Bağlantı parçaları, flanşlar, vanalar, yalıtım ve kaplamalar ayrı olarak tartılmalı veya tahmin edilmeli ve toplama eklenmelidir.

Bu formülü listelenenler dışındaki malzemeler için kullanabilir miyim? Evet. Listelenen yoğunluklardan biri yerine malzemenin kg/m³ cinsinden yoğunluğuyla aynı formülü kullanın.

Sonucu kilogram ve pound arasında nasıl dönüştürürüm? Bir pound tam olarak 0,45359237 kilogramdır. Pound elde etmek için kilogramı 0,45359237'ye bölün, kilogram elde etmek için pound'u 0,45359237 ile çarpın. Hesaplayıcının kullandığı tam dönüşüm budur.

Boru boyutları ve ağırlığı için standartlar

Çeşitli standartlar, yaygın boru boyutları için referans boyutlar ve ağırlıklar yayımlar: karbon çelik boru için ASME B36.10M, paslanmaz çelik boru için ASME B36.19M, kaynaklı ve dikişsiz çelik boru için ASTM A53, boru hattı boruları için API 5L ve çelik boru boyutları ile kütlesi için ISO 4200. Bu tablolar standart boyutlar için faydalıdır; bir hesaplayıcı ise bunların dışındaki her şey veya bir tabloda yer almayan malzemeler için faydalıdır.