Расчет массы стали: формулы для листа, прутка и трубы

Одно число, лежащее в основе каждой формулы

Углеродистые и низколегированные стали имеют плотность 7.85 g/cm³ (7850 kg/m³). Все формулы теоретической массы — это просто объем × 7.85. (Нержавеющие стали имеют несколько более высокую плотность, примерно 7.9–8.0; приведенные ниже формулы предназначены для углеродистых и легированных сталей.)

Лист и тонкий лист

Масса на квадратный метр — самая простая в стали:

kg/m² = thickness (mm) × 7.85

• Лист 10 mm: 78.5 kg/m²
• Лист 20 mm: 157 kg/m²

Практический пример: лист 20 mm размером 2000 × 6000 mm имеет площадь 12 m², поэтому его масса составляет 12 × 157 = 1884 kg.

Для плоского прутка применяется та же логика на метр: kg/m = 0.00785 × width (mm) × thickness (mm). Полоса 60 × 10 mm имеет 0.00785 × 600 = 4.71 kg/m.

Круглый пруток

kg/m = 0.00617 × d² (d = диаметр в mm)

Практический пример: пруток Ø50 mm → 0.00617 × 2500 = 15.4 kg/m. Отрезок длиной 4 m весит около 61.7 kg.

Сопутствующие коэффициенты: квадратный пруток kg/m = 0.00785 × a² (квадрат 40 mm: 12.56 kg/m); шестигранный пруток kg/m = 0.00680 × (across-flats)².

Труба (pipe и tube)

kg/m = 0.02466 × (OD − wall) × wall (все размеры в mm)

Практический пример: труба NPS 6 Sch 40, 168.3 mm OD × 7.11 mm wall → 0.02466 × (168.3 − 7.11) × 7.11 = 0.02466 × 161.19 × 7.11 ≈ 28.3 kg/m — что соответствует табличному значению 28.26 kg/m для этого размера.

Формула для трубы работает, потому что площадь кольца равна π × (OD − wall) × wall; константа 0.02466 равна π × 7.85 ÷ 1000.

Уголки, швеллеры и балки

Для стандартных профилей пропустите геометрию: каждый стандарт (EN 10365, ASTM A6) публикует массу на метр для каждого обозначения, рассчитанную по прокатанному профилю, включая галтели. Балка IPE 300 указана как 42.2 kg/m — используйте табличное значение, а не расчет по размерам полки и стенки, который не учтет галтели.

Теоретическая и фактическая масса

Формулы дают теоретическую массу при номинальных размерах. Реальный продукт варьируется в пределах поля допуска: лист на толстом конце класса A по EN 10029 или пруток на верхней границе допуска весит заметно больше. Поэтому в контрактах указывается, производится ли расчет по теоретической массе (обычная практика для листа и длинномерного проката) или по фактической взвешенной массе. При проверке поставки сравнивайте количество штук и выборочное взвешивание с полем допуска, прежде чем оспаривать счет.

Быстрые проверки

Три привычки выявляют большинство ошибок в оценках. Во-первых, правильно учитывайте плотность: каждый коэффициент выше масштабируется линейно, поэтому деталь из нержавеющей стали при плотности ~7.95 весит примерно на 1.3% больше, чем показатель для углеродистой стали. Во-вторых, тщательно выполняйте пересчет — 1 kg/m равен 0.672 lb/ft, поэтому труба 28.26 kg/m составляет 18.97 lb/ft в таблицах США; ошибка в 1.5 раза в любую сторону — классическая ошибка в электронных таблицах. В-третьих, взвешивайте один образец из любой крупной поставки: если образец находится в диапазоне массы, подразумеваемом допуском, документация почти наверняка также в порядке.