Gęstość materiału SS: Wykres gęstości stali nierdzewnej i przewodnik obliczania ciężaru

Co właściwie mierzy gęstość materiału SS

Gęstość materiału SS to masa stali nierdzewnej na jednostkę objętości, a w przypadku rur naftowych zwykle podaje się ją w przedziale od 7,70 do 8,10 g/cm3 w temperaturze pokojowej.

Gęstość to masa podzielona przez objętość, zatem jednostki mają takie samo znaczenie jak wartość. Gatunek podany jako 7,93 g/cm3 to także 7930 kg/m3 i 495 funtów/stopę3. Ciężar właściwy, liczba wydrukowana na certyfikatach większości młynów, jest tą samą liczbą po odjęciu jednostek, ponieważ zawartość wody wynosi 1000 g/cm3.

Sama gęstość nie powie Ci, ile waży tuba. Waga to gęstość pomnożona przez objętość, więc młyn, który utrzymuje gęstość na poziomie plus minus 0,02 g/cm3, ale ma ścianę o grubości 8%, nadal wysyła sznur cięższy niż zakładano w tabeli obciążenia. Obie tolerancje należy czytać łącznie.

Gęstość stali nierdzewnej według gatunku

Gatunek 304 mieści się w pobliżu 7,93 g/cm3, 316 przy 8,00 g/cm3, 316L przy 7,98 g/cm3, 321 przy 7,90 g/cm3 i duplex 2205 przy 7,80 g/cm3.

Wzór jest łatwy do odczytania. Nikiel o gęstości 8,90 g/cm3 i molibden o gęstości 10,2 g/cm3 zwiększają gęstość przyciągania, dlatego też 316 z zawartością 2–3 procent molibdenu jest gęstszym z dwóch gatunków „konia pociągowego”. Chrom o masie 7,19 g/cm3 i skupiona wokół korpusu sześcienna siatka ferrytowa ściągają go w dół, dlatego modele 430 i duplex znajdują się niżej. Rodzina w wieku 18–8 lat, która stoi za większością tych klas, jest w tym rozpakowana podział klas i składów .

Opublikowane tabele różnią się nawet o 0,05 g/cm3 dla tego samego gatunku, ponieważ były mierzone na różnych wytopach lub inaczej zaokrąglane. Jeżeli margines obciążenia jest niższy niż 3 procent, należy pobrać gęstość z certyfikatu huty, a nie ze strony katalogu.

Co zmienia numer w serwisie

W przypadku pracy przy obciążeniu w temperaturze pokojowej wystarczy jedna wartość. Trzy efekty przesuwają gęstość stali nierdzewnej i zwykle tylko pierwszy z nich ma znaczenie.

Temperatura

Stal austenityczna rozszerza się podczas ogrzewania, więc gęstość spada. Rozszerzalność liniowa dla 304 wynosi około 17,3 mikroodkształcenia na stopień Celsjusza, a zmiana objętości jest około trzykrotnie większa, więc pomiędzy temperaturą pokojową a 700 C gęstość 304 spada z 7,93 do około 7,65 g/cm3.

Praca na zimno

Ciągnienie i zwijanie może tworzyć niewielki martenzyt wywołany naprężeniem, który upakuje atomy mniej efektywnie. Obrabiany na zimno gatunek 304 zwykle mierzy od 7,88 do 7,91 g/cm3, czyli około 0,3 procent poniżej wartości po wyżarzaniu. Mały, ale wyjaśnia, dlaczego dwie cewki tego samego gatunku mogą się różnić na wadze pomostowej.

Tworzenie stopów i zmiany ciepła na ciepło

Dodanie 2 procent molibdenu do substancji chemicznej typu 304 zwiększa gęstość o około 0,07 g/cm3, podczas gdy struktura w pełni ferrytyczna zmniejsza ją o 0,2 g/cm3 lub więcej. Różnice pomiędzy wytopami w ramach jednego gatunku zwykle mieszczą się w granicach 0,02 g/cm3.

Od gęstości do masy na metr rury

Masa na metr okrągłej rury ze stali nierdzewnej to pi pomnożone przez (OD minus ścianka) pomnożone przez ściankę pomnożoną przez gęstość i podzielone przez 1000, przy średnicy zewnętrznej i ściance w milimetrach oraz gęstości w g/cm3.

Dzielenie pi razy gęstość przez 1000 zawęża wzór do jednego współczynnika dla każdego gatunku, dlatego też tabele mas rur są drukowane według gatunku, a nie rodziny stopów.

Rura 1,5 cala o średnicy zewnętrznej 38,1 mm i ściance 0,095 cala o grubości 2,41 mm w gatunku 316 daje 0,02513 razy 2,41 razy 35,69, czyli 2,16 kg/m. Ta sama rura w 304 ma 2,14 kg/m. Dwadzieścia gramów na metr to hałas; na szpuli o długości 5000 metrów wynosi około 100 kilogramów.

1. Potwierdź średnicę zewnętrzną i ścianę z certyfikatu huty, a nie z rysunku nominalnego.
2. Oblicz przekrój: pole wynosi 3,1416 razy (OD minus ściana) razy ściana.
3. Pomnóż przez gęstość gatunku, aby otrzymać masę na metr.
4. Pomnóż przez całkowitą długość, a następnie dodaj osprzęt, osprzęt do kabli i szpul, aby uzyskać rzeczywiste obciążenie.

Dlaczego liczba ma znaczenie W odwiercie i na bębnie

Gęstość wpływa na stronę obciążenia przy każdej decyzji dotyczącej rur: wagę naciągu, pojemność szpuli, parametry wciągarki i ograniczenia transportowe.

Dla typowego zadania o długości 3000 metrów następują trzy liczby.

• W powietrzu 3000 m rury 316 o wymiarach 1,5 cala na 0,095 cala waży około 6,5 tony.
• W solance o ciężarze właściwym 1,5 współczynnik wyporu wynosi 1 minus 1,5 podzielone przez 7,93, czyli 0,81, więc ciężar zanurzony wynosi około 5,3 tony.
• Ta sama rura na szpuli o długości 5000 m waży 10,8 tony przed zliczeniem szpuli, kabla i osprzętu.

Ciągła rura olejowa ze stali nierdzewnej do renowacji studni i wiercenia Rury ciągłe w gatunkach 316L, 316, 304, Incoloy i duplex doskonale nadają się do prac remontowych, pozyskiwania drewna i wierceń, w tym typowych prac o długości 3000 metrów. Zobacz produkt →

Ćwierćcalowa linka sterująca ze ścianką o grubości 0,035 cala w gatunku 316 waży około 0,12 kg/m, więc 8000 metrów na szpuli waży nieco poniżej jednej tony, czyli jest wystarczająco lekka, aby zmieścić się w małej platformie do remontu.

Rurociąg hydrauliczny i rurki kapilarne ze stali nierdzewnej Ćwierćcalowa linka sterująca 316 waży około 0,12 kg/m; dokładnie sprawdź gęstość materiału i jednostki pod kątem monitorowania ciśnienia, wtrysku chemikaliów i sterowania zaworami. Zobacz produkt →

Pięć błędów gęstości, które osiągają rzeczywiste specyfikacje

Większość błędów gęstości w specyfikacjach rur wynika z mieszania materiałów, jednostek mieszających lub założenia, że liczba jest dokładna.

• Przyjmując 7,85 g/cm3 jako wartość dla stali. To jest stal węglowa; zastosowany do 316 zaniża wagę o około 1,9 procent.
• Mieszanie funta/ft3 z kg/m3. 495 w porównaniu z 7930 to współczynnik szesnastokrotny i zdarza się to najczęściej, gdy tabela wag w USA spełnia zamówienie zakupu w jednostkach metrycznych.
• Korzystanie ze ściany nominalnej. Tolerancja ściany wynosząca plus minus 10 procent przenosi masę znacznie bardziej niż jakikolwiek inny gatunek z serii 300.
• Ignorując pływalność. W solance o ciężarze właściwym 1,5 efektywny ciężar struny wynosi około 81 procent jej masy powietrza.
• Zakładając jedną gęstość w certyfikacie. Ciepła różnią się w przybliżeniu o 0,02 g/cm3 i ma to związek z tolerancją ściany.

Łączniki i łączniki dodają niewielką, ale rzeczywistą masę na każdym połączeniu, a ich zachowanie pod wpływem wibracji zmienia się wraz z obciążeniem przenoszonym przez cały sznur, dlatego należą do tych samych obliczeń.

Złącze tulejowe ze stali nierdzewnej do rurociągów cieczy i gazu Łączniki zwiększają obciążenie masowe i wibracyjne; ta końcówka tulejkowa 304/316L ma wytrzymałość znamionową 0–20 MPa dla ropy, wody i gazu, a gęstość austenityczna wynosi blisko 8000 kg/m3. Zobacz produkt →

Często zadawane pytania

Jaka jest gęstość stali nierdzewnej w kg/m3?

Większość gatunków austenitu mieści się w przedziale od 7900 do 8000 kg/m3 w temperaturze pokojowej. Gatunek 304 przyjmuje się zwykle jako 7930 kg/m3, a gatunek 316 jako 8000 kg/m3.

Czy stal nierdzewna jest gęstsza niż stal węglowa?

Nieznacznie. Stal węglowa ma gramaturę około 7,85 g/cm3, a stal nierdzewna 304 – 7,93 g/cm3, czyli mniej więcej o jeden procent więcej, zatem zamówienie na 10 ton stali węglowej wynosi około 10,1 tony stali nierdzewnej.

Czy gęstość stali nierdzewnej zmienia się wraz z temperaturą?

Tak. Rozszerzalność cieplna zmniejsza ją o około 3 do 4 procent w przedziale od temperatury pokojowej do 700 C, dlatego przy szacunkach obciążenia w podwyższonej temperaturze należy stosować zmniejszoną gęstość, a nie wartość katalogową.

Jak obliczyć ciężar rury ze stali nierdzewnej na podstawie jej gęstości?

Pomnóż pi przez (OD minus ściana) przez ścianę przez gęstość i podziel przez 1000, podając wymiary w milimetrach i gęstość w g/cm3. W przypadku 304 skrót wynosi 0,02491 razy czas ściany (OD minus ściana) w kilogramach na metr.

Jeśli gęstość, tolerancja ściany i masa na metr wymagają potwierdzenia w oparciu o konkretny ciąg znaków, należy przesłać średnicę zewnętrzną, ścianę, klasę i długość całkowitą wraz z zapytaniem za pośrednictwem strona kontaktowa a liczby wracają z cytatem.